Геофизические изменения в четвертичный период. Антропогенный период

Продолжающемуся и поныне; в стратиграфической шкале следует за неогеновой системой (периодом). Начало четвертичного периода принято Международной стратиграфической комиссией (MCK) и Международным союзом геологических наук в 1,65 млн. лет. В официальной схеме CCCP продолжительность четвертичного периода составляет около 0,8 млн. лет, а некоторые учёные в и Западной Европе определяют его в 2,5-2,4 млн. лет.

Впервые четвертичные отложения были выделены в самостоятельная группу в середине 18 века. В 1760 итальянский учёный Дж. Ардуино разделил все горные породы на 4 группы, самые молодые из которых назвал "четвёртым подразделением гор". В 1825 французский учёный Ж. Денуайе предложил выделить послетретичные отложения в особую четвертичную систему. В 1830 Ч. Лайель ввёл термин "новейшие" отложения, а в 1832 предложил термин " " для обозначения всех отложений моложе плиоценовых. В 1846 швейцарский геолог Э. Форбс использовал термин "плейстоцен" для обозначения отложений только ледникового времени, исключая современные. В дальнейшем термин "плейстоцен" закрепился в понимании Форбса, а для послеледниковых (или современных) отложений П. Жерве ввёл термин "голоцен". В 1922 А. П. Павлов предложил заменить название "четвертичного периода" названием "антропоген", или "антропогеновый период" в связи с тем, что главным событием в этом периоде было появление и становление человека. В 1963 оба названия "четвертичный" и "антропогеновый" были признаны в CCCP как равнозначные.

Подразделения. В 1963 решением MCK в принятом в CCCP объёме четвертичной системы выделены 4 основных подразделения: нижне-, средне- и верхнечетвертичные и современные. По таксономическому рангу они ниже яруса и зоны, поскольку вся четвертичная система по своему объёму соответствует одной зоне Globorotalia truncatulinoides. В 1959 В. А. Зубаков и И. И. Краснов предложили стратиграфическую классификацию подразделений четвертичной системы, с некоторыми изменениями принятую в 1973. Ниже зоны выделены: раздел, звено (соответствует основным подразделениям схемы 1963), ступень, или климатолитический стадиальный уровень, или наслои. В региональных стратиграфических схемах в качестве основных подразделений выделяются горизонты , обычно отвечающие ступеням (климатолитам) общей шкалы. Интервал 1,65-0,8 млн. лет, пока включаемый в CCCP в состав плиоцена, выделяется в качестве самостоятельного раздела — эоплейстоцена (табл.).

В Западной Европе этот интервал относят к нижнему плейстоцену, а отложения, выделяемые в CCCP в качестве нижнего и среднего звена, считают среднеплейстоценовыми. В эоплейстоцене в межрегиональной схеме (1986) ступени (горизонты) не выделены, хотя во многих региональных схемах они существуют.

Существенное отличие четвертичной системы от остальных систем фанерозоя обусловило использование определённых методов исследования и специфику комплекса разрабатываемых проблем (см. ).

Очертания суши и моря за четвертичный период претерпели не столь большие изменения, поэтому на современной суше господствуют континентальные отложения , на которых строится детальная стратиграфия четвертичной системы. Наиболее характерной чертой четвертичного периода являются резкие изменения климата, приводившие к периодическому развитию материковых оледенений и к чередованию аридных и плювиальных эпох. Большинство учёных к 30-м гг. 20 века стояло на позиции полигляциализма и ритмичности климатических колебаний, проявившихся в чередовании ледниковий и межледниковий; связь этих колебаний с астрономической теорией колебаний климата находит всё большее количество сторонников.

К началу 20 века австрийские учёные А. Пенк и Э. Брикнер разработали ледниковую стратиграфию Альп, основанную на выделении 4 оледенений: гюнцского в плиоцене (эоплейстоцене, если принимать границу антропогена 1,65 млн. лет), миндельского, рисского и вюрмского в плейстоцене. Позднее было открыто ещё одно древнейшее — дунайское оледенение. Для материковых оледенений, покрывавших громадные площади материков Северного полушария, были разработаны собственные стратиграфические схемы, с известной степенью условности сопоставляющиеся с альпийской; при этом оледенения иногда подраздеяются на стадии и межстадиалы. Влияние периодических оледенений сказалось и на Мировом океане что устанавливается по изменению содержания в раковинах планктонных организмов, поднятых со дна океана , изотопов кислорода d18О (смена прослоев с холодолюбивыми и теплолюбивыми видами). В 1986 была создана межрегиональная стратиграфическая схема для Европейской части CCCP, основанная на комплексной методике, био-, климато- и магнитостратиграфии с учётом радиологических данных. Составлена также унифицированная схема для Западной Сибири и проведена корреляция их с Западной Европой и Северной Америкой .

Общая характеристика. Изменения климата приводили к существенной перестройке природных географических зон. В моря Западной и Южной Европы проникли северные виды моллюсков. Вымерло большинство неогеновых форм млекопитающих и достигли расцвета новые типично четвертичные группы, такие, как слоны, настоящие быки, однопалые лошади, некорнезубые полёвки и др. В некоторых из этих групп на протяжении четвертичного периода происходило вымирание одних форм и появление других, что дало возможность выделить ряд последовательно сменяющихся фаунистических комплексов (табл.).

Оледенения оставляли после себя морены, флювигляциальные и озёрно-ледниковые отложения. В период максимального распространения ледников их общая площадь примерно втрое превышала современную. Льдами покрывались обширные площади океанов, а область развития многолетнемёрзлых пород простиралась до Южной Франции . Наиболее суров был климат в связи с большей аридизацией во время позднеплейстоценовых оледенений, хотя площади, занятые льдами, были меньшими. В прилежащих к оледенению областях возникла широкая перигляциальная зона со своеобразным ландшафтом, сочетавшим тундры и степи. Лесная зона оттеснялась к югу, суживалась, а местами вовсе исчезала. В перигляциальной зоне формировались лёссы и лёссовидные породы; обитала холодолюбивая фауна: мамонты, шерстистые носороги (в настоящее время вымерли), овцебыки, северные олени, песцы, лемминги, полярные куропатки (в то время распространившиеся до предгорий Крыма и Северного Кавказа), а также степные и лесостепные группы — лошади, сайга, бизоны, большерогие олени. Во время межледниковий восстанавливалась близкая к современной зональность; климат становился иногда теплее современного.

Во время ледниковий уровень моря понижался иногда до 100 м и более по отношению к современному и на месте морских проливов возникали сухопутные "мосты", по которым происходила миграция наземных фаун. В межледниковья уровень моря вновь приближался к современному. Местами, как, например, на северо-востоке Европейской части CCCP и на севере Западно-Сибирской равнины, уровень моря и во время оледенений был выше современного, что может быть связано с гляциоизостатическим погружением этих районов.

О многократности климатических колебаний свидетельствуют кислородно-изотопные кривые, составленные английским учёным Н. Шеклтоном и американским — Н. Опдайком, и кривые инсоляции югославского учёного М. Миланковича, советских астрономов Ш. Г. Шараф, Н. А. Будниковой и др.

Около 10 тысяч лет назад на рубеже плейстоцена и голоцена произошло глобальное изменение климата. Уровень океана был поднят почти на 100 м выше современного. Произошли существенные изменения в ландшафтах и растительном покрове, вымерли многие животные, не сумевшие приспособиться к новым условиям. В Северной Америке граница леса продвинулась почти на 1000 км к северу, такая же картина наблюдалась и на севере Евразии (в несколько меньших масштабах).

Четвертичный период — время становления и развития человека. Первое проявление Ноmo erectus (питекантропа) в восточной Африке датируется около 1,6 млн. лет.

Сопоставление последовательности событий на Восточно-Европейской равнине с историей первобытного человека показывает, что на протяжении большей части плейстоцена, начиная с лихвинского межледниковья и до микулинского межледниковья, на равнине обитали люди средне- и позднеашельской эпохи. К микулинскому межледниковью относится мустьерская культура, которая продолжала существовать и в первую половину последней ледниковой эпохи. В это же время начинает расселяться позднепалеолитический человек. Следы более ранней, чем среднеашельская, культуры установлены в CCCP лишь в Закавказье (стоянка Азых в Азербайджане, возраст её около 0,7-1 млн. лет), а также в Закарпатье (стоянка Королёво) и на юге Таджикистана (Кульдара, 750-800 тысяч лет). Первобытные люди (Ноmo sapiens) мигрировали во время межледниковий далеко на север, а в холодные ледниковья откочёвывали на юг континента . В позднем плейстоцене они широко расселились на огромных пространствах перигляциальных степей. К этому времени человек уже умел строить жилища, изготовлять примитивные орудия труда и охоты (рис.), шить одежду, пользоваться огнём.

Переход от позднего палеолита через мезолит к неолиту совпадает с перестройкой природной среды от позднего плейстоцена к голоцену.

В течение четвертичного периода происходили мощные тектонические движения земной коры , особенно в горных поясах, интенсивно проявлялся вулканизм. Среди континентальных отложений, господствующих на современной суше, различают ряд генетических типов, отличных по генезису, строению и составу. Кроме

Мы сейчас живем в четвертичном периоде. Иначе его нанимают антропогеном, эрой человека. Это самый короткий период в истории - ему вряд ли больше 3 млн. лет. Для сравнения отметим, что возраст Земли как планеты оценивается сейчас в 4,5 млрд. лет.

В геологии много нерешенных проблем. Одна из них - определение границы между четвертичным и предшествовавшим ему третичным периодом. Границы между геологическими периодами (или системами) обычно совпадают с крупными изменениями географической оболочки, изменяющими лик Земли. Мнения ученых о том, что считать важнейшими событиями, расходятся. Соответственно предлагаются различные уровни для проведения нижней границы четвертичного периода.

В ходе дискуссии, продолжающейся уже более 30 лет, были предложены следующие основные принципы определения этой границы:

1. начало сильного похолодания, сопровождавшегося изменением всей природной обстановки;
2. появление оледенений равнинных областей;
3. изменение фауны млекопитающих;
4. изменение фауны ;
5. появление человека как социального существа.

Попробуем разобраться в этой проблеме.

Прежде всего, необходимо сказать, что на протяжении третичного периода на поверхности нашей планеты происходили очень важные события. В период мощного альпийского горообразования сформировались самые высокие складчатые горные системы: Альпы, Кавказ, Гималаи, Кордильеры. Тектонические движения отмечались и в пределах более устойчивых платформенных областей. В течение палеогена (65-25 млн. лет назад) мощные глубинные расколы потрясали и Восточную Африку - возник Восточно-африканский рифт.

Периоду мощных воздыманий предшествовал период столь же сильного прогибания земной коры. В палеогене на месте альпийской складчатой зоны, протянувшейся от Пиренеев до Гималаев, существовал огромный морской бассейн - Тетис. Море заливало прогнувшиеся части платформенных областей: Восточную, Южную и Центральную Европу, Северную Африку, Западную Сибирь. Максимальных размеров море достигло около 40 млн. лет назад. Процесс горообразования начался 40-20 млн. лет назад. Уровень моря понизился. Средняя высота суши возросла.

В течение палеогена в северном полушарии преобладал теплый и влажный климат. В неогене (25-3 млн. лет назад) климат стал значительно холоднее и суше.

Здесь мы подходим к первой группе признаков, по которым предлагают проводить границу четвертичного периода. Эти признаки связаны с похолоданием и появлением оледенений. Длительные промежутки времени, когда климат на всей Земле был холодным и сухим, а значительные пространства суши покрывал толстый панцирь ледников, - характерная особенность четвертичного периода. Не случайно его иногда называют ледниковым периодом. Ледниковые периоды случались в истории Земли неоднократно. Следы материковых оледенений обнаружены в слоях, относимых к карбону и перми (300-250 млн. лет), венду (680-650 млн. лет), рифею (850-800 млн. лет). Самые древние ледниковые отложения, обнаруженные на Земле, имеют возраст более 2 млрд. лет.

Причины материковых оледенений еще не выяснены. Существует множество гипотез. Югославский ученый М. Миланкович объяснял возникновение и исчезновение оледенений колебаниями поступающего на Землю солнечного тепла за счет периодических изменений некоторых параметров земной орбиты. Оледенения связывают с общим подъемом суши, с запыленностью вулканическим пеплом (и то и другое - результат альпийского горообразования). Вероятно, все названные, а также и многие другие, нам еще не известные факторы действовали совместно, в результате чего природные системы Земли включались в особый ледниковый режим.

Крайне важно определить время начала похолодания климата. По данным международных исследований, проводившихся и последние годы в Антарктике, площадь ледникового покрова в Антарктиде ныне составляет 14 млн. км 2 , объем - 24 млн. км 3 (90% объема всех современных ледников). Подсчитано, что если бы все ледники Антарктиды растаяли, то уровень полнился бы на 55 м. Новые данные показывают, что этот гигантский ледниковый щит начал формироваться значительно раньше, чем предполагали исследователи еще сравнительно недавно. Ледники горно-долинного типа в Западной Антарктиде стали образовываться уже в эоцене (50-40 млн. лет назад). Отдельные ледники достигали уровни моря. Валунный материал разносился айсбергами. Нищему охлаждению южного полушария способствовало открытие пролива Дрейка. Вследствие тектонического опускания исчез «мост», связывавший Антарктиду с Южной Америкой. Образовалось Антарктическое круговое течение. Это произошло приблизительно 23 млн. лет назад. Наиболее сильная перестройка природной среды - появление покровных ледников и связанное с этим охлаждение донных океанических вод - относится к среднему миоцену (20-15 млн. лет назад).

Исследования в районе моря Росса показали, что оледенение шельфа здесь было 5,5-3,7 млн. лет назад. Затем ледники несколько сократились. Около 2,6 млн. лет назад вновь стали увеличиваться, вскоре достигнув современных размеров.

Получены данные о начале ледниковых явлений и в других частях земного шара. Наиболее ранняя морена в Исландии залегает поверх базальта, датированного 3,1±0,1 млн. лет назад. В это время ледники достигли уровни моря, моренный материал разносили айсберги. В морских отложениях Северной Атлантики, датированных этим временем, находят ледниковый детрит. Около 3 млн. лет назад началось оледенение Скалистых гор в Северной Америке. Древнейшие тиллиты (ледниковые отложения) в горах Сьерра-Невада (Калифорния, США) имеют возраст 2,7-3,1 млн. лет назад. Вероятно, этим же временем следует датировать древнейшее оледенение Альп - бибер.

Таким образом, геологические данные достаточно отчетливо показывают, что на протяжении третичного периода происходило нарастающее похолодание климата, сопровождавшееся усилением ледниковых явлений. Оледенение Антарктиды началось 50-40 млн. лет назад, приобрело значительные размеры 20-15 млн. лет назад, современного объема ледники достигли около 2,7 млн. лет назад. Тогда же, 3-2,7 млн. лет назад, ледники появились в горах Северной Америки и Европы.

Посмотрим, какие изменения происходят в это время в биосфере. Вымирают животные, наиболее характерные для мезозойской эры: динозавры, ихтиозавры, плиозавры, летающие ящеры - и бурно развиваются млекопитающие, вначале представленные примитивными формами. Около 50 млн. лет назад появились насекомоядные, грызуны, приматы, хищные, копытные, китообразные.

В третичном периоде наступил расцвет покрытосемянных растений, 50-40 млн. лет назад появляется все большее количество современных видов. Теперь они преобладают в растительном покрове Земли.

Особенно заметные изменения в растительном и животном мире происходят в конце третичного периода. Об этом свидетельствуют исследования морских и прибрежно-морских отложений. Эти отложения содержат обильную фауну: пластинчатожаберные и брюхоногие моллюски, фораминиферы, остракоды. Со временем состав фауны в морских слоях менялся. Это происходило в результате эволюционного развития морских организмов и изменения окружающих условий - морские организмы очень чутко реагируют па изменение глубины, солености и температуры морской . Расчленение и датировка позднеетретичных отложений, в частности на юге и юго-востоке Европы, проводились в большой мере на основании изучения видового состава и морских организмов. На основании этих же данных были сделаны выводы относительно изменений климата.

Следует заметить, что сопоставление остатков фауны, найденных в геологических слоях в различных частях земного шара, - дело сложное. Земная поверхность всегда отличалась сочетанием свойств прерывистости и непрерывности. Природные изменения имели метахронный характер - одни и те же импульсы вызывали различные ответные реакции в природных зонах. По-разному шел эволюционный процесс у животных и растений. Однако не подлежит сомнению тот факт, что наиболее резкие изменения внешних условий (например, значительное похолодание и потепление) отражались на развитии организмов в самых различных частях земного шара. Необходимо найти и правильно истолковать признаки этих изменений и провести по ним границу между стратиграфическими подразделениями. Сопоставление геологических слоев во многом облегчается тем, что в последние годы стали широко применяться абсолютные датировки (при помощи радиоактивных изотопов) и палеомагнитные измерения горных пород. Исследование соотношений изотопов кислорода, содержащихся в раковинах моллюсков, позволяет достаточно точно определить температуру воды, в которой жили морские организмы.

Как мы уже говорили, в начале третичного периода на юге Европы располагалась прибрежная часть огромного морского бассейна - Тетис. В середине периода он распался па несколько самостоятельных бассейнов. Их очертания, глубины и соленость несколько раз менялись на протяжении позднеетретичного времени, соответственно менялись и виды моллюсков. Резко преобразуется состав морской фауны при переходе от морских слоев табиано к отложениям пьяченца. На этом уровне ряд морских организмов вымирает и появляются новые. Этот рубеж совпадает с инверсией магнитного поля Земли: переход от эпохи обратной намагниченности Гилберта к эпохе прямой намагниченности Гаусса. Это произошло 3,3 млн. лет назад.

Стратиграфически выше на юге Европы залегают калабрийские слои, соответствующие новому наступлению моря на сушу. Исследование показало, что на протяжении их формирования климат Европы продолжал изменяться. На основании применения анализа изотопов кислорода установили, что в начале существования калабрийского моря поверхностных вод у берегов Италии составляла 23-25°С; в конце она понизилась до 15°С. Калабрийские слои отвечают в целом эпохе обратной намагниченности Матуямы. На ее протяжении имел место эпизод прямой намагниченности олдувей.

В поздпетретичное время происходили существенные изменения и в составе наземной фауны. Около 25 млн. лет назад в Европе вымерли сумчатые, хищники (креодонты), примитивные копытные. На смену им пришли представители семейств, существующих и поныне: медведи, барсуки, гиены, хоботные, лошади, свиньи, антилопы, олени, быки, бараны. Развитие наземной фауны протекало скачкообразно. Наиболее крупные изменения совпадали с перестройками основных экосистем. Это позволяет исследователям выделять фаунистические комплексы и сопоставлять их развитие в различных частях земного шара.

Приблизительно 10-8 млн. лет назад на юге Европы господствовал валлесийский фаунистический комплекс. В его составе появились лошади - гиппарионы. Их массовое распространение - важный палеогеографический рубеж, свидетельство широкого распространения в умеренном поясе северного полушария степных ландшафтов.

Непосредственным продолжением валлесийского комплекса является турольский (8-6 млн. лет назад). В пределах Средиземноморского бассейна он характеризуется дальнейшим развитием травоядных: лошадей, носорогов, грызунов. Растет число обитателей открытых ландшафтов - степей и саванн: антилопы, гиены, макаки. Это указывает на дальнейшее увеличение засушливости климата.

На юге европейской части России валлесийскому и турольскому комплексам соответствует гиппарионовая фауна: несколько видов гиппарионов, длинноростровый мастодонт. Встречаются носороги-дицерорины, дипотерии, антилопы, жирафы, свиньи, верблюды.

Валлесийский комплекс сменяется турольским. В Европе широко распространяются хоботные: овернский мастодонт, южный слон. Встречаются гиппарионы. Наряду с ними попадаются и современного вида лошади. Существует два вида носорогов, тапиры, бегемоты. Широко представлены парнокопытные: газели, крупные антилопы, мунтжаки, косули, олени, свиньи, верблюды. Руссильонский комплекс отражает дальнейшее увеличение засушливости климата в конце третичного периода. Нижняя границы комплекса оценивается в 6-5,5 млн. лет, верхняя - 4-3 млн. лет.

В области Черного моря с руссильонской фауной сопоставляется молдавский фаунистический комплекс. Палеоэкологическое исследование показало, что во время его существования климат в Причерноморье был теплее, чем сейчас: сухое и теплое лето и сравнительно влажная зима. Довольно значительные пространства были заняты субтропическим лесом, большая часть территории была покрыта растительностью типа саванны. Только на самом деле Причерноморской низменности преобладали сухие степи.

Следующий важный момент в истории развития земной фауны связан с формированием виллафранкского комплекса. Точнее определение его состава и хронологических рамок связанно с большими трудностями, так как в это время резко усиливаются местные особенности в развитии ландшафтов. Некоторые палеозоологи называют следующие признаки выделения этого комплекса: появление настоящих слонов (род Elephas), быков (Leptobos), лошадей (Equus). По начальным буквам этих родов комплекс иногда называют «группой E – L — E». В то же время происходит вымирание мастодонтов, гиппарионов и некоторых других животных. Вымирание старых и появление новых видов происходит не одновременно.

Большинство исследователей разделяют виллафранк на три отдела: нижний, средний и верхний. Нижний виллафранк датируется 3,5-3 млн. лет. В Северной Италии прослежено замещение виллафранкских слоев морскими отложениями, называемыми астий-пьяченца. Зоологи отмечают значительное сходство в составе фауны крупных животных между нижним виллафранком и руссильоном. Заметные изменения в составе фауны наблюдаются при переходе от нижнего к среднему виллафранку. Последний соответствует морским отложениям калабрия.

На юге европейской части России среднему и верхнему виллафранку отвечает хапровский фаунистический комплекс. Исследователи отмечают большие изменения в составе хапровского комплекса по сравнению с предшествующим, молдавским. Они касаются прежде всего уменьшения числа теплолюбивых животных. Исчезают жирафы, тапиры, динотерии, бегемоты, агинотерии, амфиционы. Сокращают свои ареалы мастодонты, махайроды, гиппарионы, обезьяны. По мнению ряда исследователей, хапровский-виллафранкский комплекс - это комплекс нового типа, качественно отличный от всех предыдущих. Господствующее подозрение в нем занимают слоны и лошади. Широко представлены эласмотерии, верблюды, этрусские носороги, крупные олени, антилопы. В хапровских местонахождениях обнаруживается резкое увеличение числа мелких млекопитающих (грызунов, полевок). Это - свидетельство усиления засушливости климата. Вымирание или сокращение ареалов теплолюбивых животных многими исследователями рассматривается как признак похолодания климата. Вспомним, что сильное похолодание установлено в калабрийских слоях. Приблизительно этому же времени соответствуют претиглиенские слои в Голландии. В отличие от предшествующих им слоев рейвера они отражают ухудшение климата.

Итак, согласно данным, полученным из самых различных источников, в конце третичного периода происходило нарастающее иссушение и похолодание климата, достигшее заметных значений 3-2,7 млн. лет назад.

В числе важнейших признаков четвертичного периода было названо появление человека. По биологической классификации, составленной еще Карлом Линнеем, человек помещен в класс млекопитающих, в отряд приматов. Чрезвычайно быстрая, как говорят биологи, «взрывная» эволюция отряда приматов происходила на протяжении третичного периода. Наиболее ранние находки приматов были сделаны в отложениях позднего мела, нижнего и среднего палеогена. Это - омоиды в Азии, плезиапиды в Северной Америке, лемуроиды в Африке. В раннем и среднем эоцене из омоидов развиваются долгопяты, в позднем эоцене из долгопятов - антропоиды (человекообразные обезьяны).

С олигоцена развитие приматов ускоряется. Особую роль в этом процессе сыграла Африка. Наиболее ранние антропоиды - олигопитек, проплиопитек и эгиптопитек обнаружены в олигоценовых слоях Файюмского оазиса и Египте. Абсолютные датировки этих отложений - 33-28 млн. лет назад. Антропоиды жили на заболоченной и залесенной пойме Нила; на более высоких террасах была распространена растительность типа саванны. В течение миоцена (22-18 млн. лет назад) антропоиды широко распространяются на территории Восточной Африки. Они разделяются на три ветви: понгиды (дриопитеки, в том числе «проконсул африканский»), гиббоны, гоминиды.

Местонахождения миоценовых антропоидов обычно приурочены к озерам или рекам, расположенным в тропических лесах или в саванне. Дриопитек «проконсул африканский» обнаружен на местонахождениях Русинга и Сонгор в Кении, его возраст 20-17 млн. лет.

В раннем миоцене, около 17 млн. лет назад, антропоиды (плиопитеки) проникают в Европу. В отложениях среднего и верхнего миоцена Европы известны по крайней мере два вида дриопитеков. Исчезли они в конце верхнего миоцена. Два вида дриопитеков установлены в миоценовых слоях Сивалика - холмистых предгорий Гималайских гор на севере Индостана. Их возраст порядка 16-10 млн. лет. Как и европейские, индийские дриопитеки значительно моложе своих африканских сородичей.

Наиболее близок к австралопитековым рамапитек. На местонахождении Форт Тернан в Кении рамапитек датирован: около 14 млн. лет. Очень близкая форма рамапитека была обнаружена в сиваликских отложениях Индии. По всей вероятности, расселение антропоидов из Африки в Южную Азию происходило на протяжении значительной части миоцена. Датировки местонахождений австралопитековых в Восточной Африке - около 6 млн. лет. Древнейшие свидетельства осознанного изготовления орудий труда: 3-2,5 млн. лет.

Здесь мы возвращаемся к проблеме, поставленной в начале главы, - определению нижней границы четвертичного периода. Некоторые исследователи предлагают провести границу на уровне примерно 600 тыс. лет. В это время на равнинах Европы появились покровные оледенения. Международный геологический комитет рекомендовал проводить границу под калабрийскими отложениями. Есть предложения включить в четвертичную систему плиоцен, в этом случае нижняя граница понизилась бы до 6-5 млн. лет.

Если взять всю сумму признаков, характеризующих качественные особенности четвертичного периода, то граница должна проходить на уровне около 3 млн. лет, что соответствует глубокой перестройке природных систем: существенному похолоданию и иссушению климата, широкому распространению оледенений в высоких широтах и в горах. Эта граница позволяет включить в четвертичный период древнейшие памятники человеческой деятельности. Как пишет академик И. П. Герасимов, «главные критерии, которые должны определять объем и содержание антропогена, должны быть «антропогенными», т. е. палеоантропологическими и археологическими. Все другие геологические феномены, свойственные антропогену, должны изучаться прежде всего а их отношении к эволюции человека и общества».

Четвертичный период продолжался около 1-1,5 млн. лет. Большая часть времени пришлась на ледниковый век - плейстоцен . 12 -20 тыс. последних лет длится последний век - голоцен . Еще в начале плейстоцена фауна Европы и СССР была достаточно теплолюбивой, сохраняла немало субтропических видов. В течение плейстоцена территории Евразии и Северной Америки четырежды подвергались гигантским оледенениям. Языки ледника, сползавшего со Скандинавии, доходили до Киева, Харькова и Воронежа. Ледники Антарктиды, Гренландии, Исландии, Северной Земли, Земли Франца-Иосифа, Памира и Тянь-Шаня - остатки четвертичных оледенений.

В течение четвертичного периода вымерли мастодонты (древние слоны), мамонты, саблезубые тигры, гигантские ленивцы, большерогие торфяные олени. Большую роль в вымирании крупных млекопитающих сыграли древние охотники. Они истребили мамонта и шерстистого носорога в Евразии, мастодонтов, лошадей, гигантских ленивцев, морских коров в Америке. Исчезновение многих крупных хищников (пещерный лев, пещерный медведь) было, по-видимому, связано с тем, что человек уничтожил их жертв - крупных копытных.

Отрицательный баланс тепла в зоне оледенения привел к тому, что пары воды конденсировались в виде снега, а таяние льдов и снегов ежегодно давало меньше воды, чем выпадало снега. Накопление гигантских запасов льда на суше привело к существенному понижению уровня Мирового океана (на 60-90 м). В результате возникли сухопутные мосты между континентальной Европой и Британскими островами, Азией и Северной Америкой, Приамурьем и Сахалином, между полуостровом Индокитай и островами Зондского архипелага. По этим участкам суши происходил обмен животными и растениями.

Те же сухопутные мосты, которые служили путями обмена между наземными животными и растениями, препятствовали обмену фауной и флорой в сообщавшихся ранее морях. Отсутствие сухопутного моста между Азией и Австралией сохранило жизнь примитивнейшим млекопитающим - клоачным и сумчатым, которые еще в третичный период были вытеснены плацентарными млекопитающими на других континентах.

В Старом Свете (за исключением Мадагаскара) человек расселился как минимум 500 тыс. лет назад. Перед последним оледенением (около 35-40 тыс. лет назад) через сухопутный мост в районе современного Берингова пролива древние охотники из Азии перешли в Северную Америку, которую заселили до Огненной Земли. По мере таяния ледников происходило вторичное заселение человеком освободившихся из-под ледников территорий.

Около 10 000 лет назад в умеренно теплых областях Земли (Средиземноморье, Ближний Восток, Индия, Китай, Мексика, Перу) началось одомашнивание животных и введение растений в культуру. Наступила "неолитическая ревоюция", связанная с переходом человека от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству.

Бурная деятельность человека: распашка земель, раскорчевка и выжигание лесов, стравливание пастбищ и вытаптывание травостоев домашними животными, прямое истребление - привела к вымиранию или сокращению ареалов многих степных животных (дикий бык - тур, дикая лошадь - тарпан и др.), к расширению площадей пустынь (Сахара, Каракумы и др.), появлению подвижных песков.

Весь четвертичный период в Старом Свете проходил при участии и значительном влиянии человека. Это в основном определило тот видовой состав органического мира, который существует в настоящее время, повлияло на современное географическое распространение организмов, создало современные биогеоценозы и привело к сегодняшней зональности. Огромную роль в распределении и видообразовании сыграли как сухопутные мосты, так и изоляция ледниками. Множество видов и подвидов сформировались в течение четвертичного периода. См.

Четвертичный период начался 2,6 млн лет назад и длится до настоящего времени. Он является одним из трех периодов (66 млн лет назад - до настоящего времени) и следует за (23-2,6 млн лет назад). Антропоген разделен на две эпохи:

• плейстоценовая эпоха, или плейстоцен (2,6 млн - 11,7 тыс лет назад);
• голоценовая эпоха, или голоцен (11,7 тыс лет назад - до настоящего времени).

География

Основные географические изменения произошедшие за этот период времени включали формирование проливов Босфор и Скагеррак в ледниковые эпохи, которые соответственно превратили Черное и Балтийское моря в , а затем их затопление (и возвращение соленой воды) путем повышения уровня моря; периодическое затопление Английского канала, создание сухопутного моста между Великобританией и европейской частью света; периодическое появление сухопутного Берингийского перешейка, образующего мост между Азией и Северной Америкой; и периодическое внезапное наводнение скэблендэ северо-запада Америки ледниковой водой.

Нынешняя протяженность Гудзонова залива, Великих озёр и других крупных озёр Северной Америки является следствием перестройки Канадского щита с момента последнего ледникового периода; в течение четвертичного периода постоянно менялись береговые линии.

Климат

На протяжении всего четвертичного периода, планета вращалась вокруг Солнца. Небольшие сдвиги вызывали ледниковые периоды. Около 800 тыс лет назад возникла циклическая картина: ледниковый период длился около 100 тыс лет, за которым следуют более теплые межледники от 10 тыс до 15 тыс лет каждый. Последний ледниковый период закончился около 10 тыс лет назад. Уровни моря быстро росли, и континенты достигли своих нынешних очертаний.

Когда температура понижалась, ледниковые плиты распространялись от полюсов и покрывали большую часть Северной Америки и Европы, части Азии и Южной Америки, и всю Антарктику. С таким количеством воды, запертой в ледниках, уровень моря падает.

Животный мир

Птицы

В четвертичный период птицы продолжали развиваться во всем мире и населяли разнообразные места обитания. Однако многие гигантские нелатающие птицы вымерли, включая додо, или маврикийского дронта. Также исчезли крупные летающие птицы, включая тераторниса мерриама, который имел размах крыльев более 3,5 м, а вес около 15 кг.

Рептилии и амфибии

Вымершие рептилии, ящерицы и черепахи были больше, чем ныне существующие, а крокодилы - меньше, при этом у змей не было тенденции к определенному размеру тела.

Размер тела сыграл сложную роль в вымирании позднечетвертичных рептилий. Более крупные виды ящериц и черепах были явно затронуты механизмами вымирания, такими как чрезмерная эксплуатация и введение инвазивных видов, что привело к преобладанию крупногабаритных животных среди вымерших таксонов.

Морская фауна

С самого начала четвертичного периода киты и акулы доминировали в морях, и находились на вершине , над выдрами, тюленями, дюгонями, рыбой, кальмарами, ежами и микроскопическим планктоном, заполняющим нижний трофический уровень.

Человек

Фактически, четвертичный часто считается «эрой людей». Человек прямоходящий (Homo erectus ) появился в Африке в начале этого периода, и у него развивались большие мозги и более высокий интеллект. Первые современные люди эволюционировали в Африке около 190 тыс лет назад и рассеялись в Европу и Азию, а затем в Австралию и Америку. Наш вид сильно изменил наземную и морскую жизнь, и теперь, по мнению ученых, человечество вызывает глобальные изменения климата.

Растительный мир

Несмотря на значительные климатические различия между плейстоценовой и голоценовой эпохой, большая часть не изменилась. Плейстоценовая эпоха имела два основных климатических условия: ледниковый и межледниковый. В ледниковый период большая часть земли была покрыта льдом, а растительность была в основном тундровая, которая включала мхи, осоки, кустарники, лишайники и низкорослые травы; однако во время межледникового периода или времени, когда большая часть почвы не была покрыта льдом, существовали лесные массивы и хвойные леса. Возникновение произошло во время начала голоцена. Эта среда обитания позволила многим животным и растениям процветать. В течение этого периода развивались хвойные и лиственные леса, а также саванны, где паслись и процветали травоядные животные.

Характерной чертой четвертичного периода является формирование биосферы, т. е. тонкой воздушной, водной и почвенной оболочек земного шара, в которых сущест­вует жизнь. Биосфера образовывалась в течение миллио­нов лет из безжизненной геосферы, развивавшейся не­сколько миллиардов лет. Именно по этой причине в от­личие от климатов глубокой древности, когда биосфера отсутствовала, климатические условия четвертичного пе­риода могут соответствовать диапазону возможных изме­нений климата в будущем.

Последние 1,5-2 млн. лет характеризовались чередо­ванием длительных ледниковых периодов средней продол­жительностью 70-120 тыс. лет с более короткими межлед­никовыми периодами по 15-20 тыс. лет. Предпоследний теплый межледниковый период отмечался 75-120 тыс. лет назад. История цивилизации приходится на последний межледниковый период, начавшийся примерно 10-15 тыс. лет назад, в конце которого мы в настоящее время живем. Этот период получил название голоцена.

Согласно палеоклиматическим данным в течение по­следних 2 млн. лет средняя температура Земли была близ­ка к нынешней, т. е. порядка 15° С, и колебалась в пределах ±5-10° С при переходе от ледниковых к межлед­никовым периодам. На рис. 1 приведены результаты модельных расчетов температуры Земли за последние 4,5 млH. лет. Следует иметь в виду, что и для этого вре­мени термин «ледниковый-межледниковый» периоды не означал, что Земля полностью покрыта льдом или свобод­на от него. Есть основания полагать, что Северный Ледо­витый океан никогда не был полностью свободен ото льда, а Антарктический континент всегда покрывался ле­довым панцирем.

Наиболее подробные данные благодаря бурению и анализу колонок континентальных льдов в Гренландии, Антарктиде и других районах земного шара имеются о климате последних 150 тыс. лет. Точность анализа коло­нок льда для периода последних 50 тыс. лет существен­но повысилась в результате применения методов радио­углеродного анализа данных о вариациях отношения изо­топов 18 О/ 16 О.

На рис. 2 приведены результаты анализов климата Земли за последние 130-140 тыс. лет. Одна кривая ха­рактеризует результаты анализа колонок льда в Гренлан­дии пo кислороду, другая - в горах Франции - по ра­диоуглероду. Оба анализа независимо друг от друга указывают на наличие последнего ледникового периода примерно 15-80 тыс. лет назад и наступление 10-15 тыс. лет назад последнего межледникового периода. Чередова­ние этих периодов происходило в северном и южном полу­шариях.

Наиболее полно этот вопрос исследован при осущест­влении американской программы Climap (картирование климата). Были восстановлены ландшафты, температура поверхности воды, орография за последние 450 тыс. лет л более подробно за последний ледниковый период плей­стоцена. Методами спектрального анализа различных кос­венных показателей климата были установлены три пе­риодичности колебаний климата.

Период в 100 тыс. лет связан с практически таким же периодом колебания эксцентриситета земной орбиты (от­ношения фокального расстояния от Солнца до Земли к длине главной оси земной орбиты). Периодичность при­близительно в 40-43 тыс. лет связана с периодическими изменениями угла наклона плоскости экватора к плоско­сти орбиты Земли. Третий период порядка 19-23 тыс. лет связан с прецессией земной орбиты.

Таким образом, колебания ледниковых-межледниковых периодов в эпоху плейстоцена в значительной мере были обусловлены изменениями приходящей на Землю солнеч­ной радиации в результате колебаний параметров земной орбиты. Ниже мы рассмотрим и другие факторы, ответ­ственные за изменения климата.