Климат древней Земли: какой была погода во времена динозавров?

Детальное изучение климата показывает, что он, как и всё в природе, всё время меняется. Климат не может не меняться, так как не могут оставаться неизменными во времени факторы его формирования. Для него характерны колебания как в современное историческое время, так и в далёком геологическом прошлом. Но о том, каким был климат Земли в её далеком прошлом, возможно судить только по косвенным данным. Этому помогает изучение особенностей залегания горных пород, ископаемых остатков животных и растений.

Содержание скрыть 1Как менялся климат Земли? 2Климат Земли на ранней стадии её формирования 3Почему в доисторические времена климат был другим и менялся? 4Зарождение климатической зональности в кембрии 5Палеозой 6Пермское вымирание 7Климаты фанерозоя 8Вывод

Как менялся климат Земли?

Анализ погребённых и современных почв, характер которых зависит от климата, сообщает: там, где поверхность Земли покрыта многолетним льдом, когда-то шумели тропические леса. Например, под ледовыми отложениями арктических островов находят окаменелые листья и плоды хлебного дерева, которое растёт только в тропических странах. На основе окаменелых остатков растений, найденных возле южного полюса, установлено, что в Антарктиде 40-50 млн. лет назад росли папоротник, лавры, которые теперь встречаются лишь в субтропиках.

И наоборот, там, где теперь царит жаркий климат, были когда-то ледники. В середине прошлого века ученые открыли следы оледенений, которые происходили миллионы лет назад в Северной Америке, в Южной Африке, Австралии и Индии. 30 млн. лет назад на территории Украины росли веерные и перистые пальмы, мирты и магнолии, а в Сибири – кипарисы и грецкие орехи.

Итак, под изменением климата понимают направлено-прогрессирующее его похолодание и потепление, в ходе которого происходит закономерное изменение метеорологического режима.

Климат Земли на ранней стадии её формирования

Геологические данные показывают, что изменения климата в прошлом Земли были очень глубокими. Это легко понять, так как они охватывали сотни миллионов лет. В течение этого времени коренным образом изменялось положение континентов на Земле, распределение океанических течений, вулканическая деятельность, даже состав атмосферы. Могли иметь значение и космические факторы.

Рассматривая органические и неорганические ископаемые остатки как признаки климатов прошлого, можно сделать вывод, что в прошлом существовала такая же зависимость флоры, фауны, выветривания и почвообразования от климата, которые существуют и теперь.

Относительно климатов на ранней стадии формирования Земли, особенно архейской эры, чётких представлений нет. Предполагается, что планета существовала в условиях более плотной атмосферы, которая вмещала много паров воды, СО2, Н3СН4, и при почти полном отсутствии кислорода.

Слои докембрия хорошо изучены лишь в отдельных местах. Найдены мореноподобные отложения, мергели и останки организмов возрастом 3,8 млрд. Видимо, органическая жизнь была в то время развита слабо. О её наличии свидетельствуют лишь строматолиты (продукт жизнедеятельности бактерий), останки водорослей Grypania spiralis и следы некоторых беспозвоночных животных (цикломедузы). Суша была безжизненна и необитаема: лишь песок и камень.

Долговременные и существенные изменения атмосфере завершились резким усилением роли солнечной радиации во всех земных процессах. Появилась неоднородность по всему географическому распределению климатических условий – разделение жарких и относительно прохладных, влажных и засушливых областей. Потому выявление, например, более значительных и мощных толщ морских отложений в средних широтах свидетельствует о существовании более тёплого климата уже в ту давнюю эпоху развития Земли, которая охватывает 6/7 геологической истории.

Почему в доисторические времена климат был другим и менялся?

Атмосфера Земли с каждой геологической эпохой изменяла свой состав – уменьшалось содержание водяного пара и СО2, увеличивалась относительная роль кислорода. В связи с этим менялся ее “парниковый эффект”, усиливались термические контрасты между полюсами и экватором, что способствовало развитию между широтной циркуляции атмосферы.

Зарождение климатической зональности в кембрии

Из ископаемых свидетельств климата этого периода наиболее широко представлены морские отложения нижнего кембрия, соответствующие периоду крупных морских трансгрессий, когда значительная часть современных континентов была покрыта тёплыми морями с обильной фауной. На основе фациального анализа предполагают, что в морях Сибири в раннем кембрии, например, температура воды не опускалась ниже +25°С.

В среднем же кембрии наблюдались значительные сокращение морских бассейнов, что продолжалось и в начале позднего кембрия. Очевидно, что в среднем и позднем кембрии происходила более существенная, чем в раннем, климатическая дифференциация, которая в будущем привела жизнь к образованию разных биоценозов.

Палеозой

Климат позднего палеозоя был изотермическим. Широтная зональность с тропическими, южными и северными областями только начала сказываться.

Широкое распространение известняков и доломитов, красноцветные песчаники и сланцы, а также залежи каменной соли и гипсов являются ценными индикаторами того, что в кембрийском периоде существовало чередование тёплых и влажных, а также жарких и засушливых климатических областей. На климат этого периода приходятся одни из главных аридных фаз. (Аридный климат (от лат. “aridus” — сухой) — засушливый тёплый климат с большими суточными колебаниями температуры и небольшим количеством осадков.

Пермское вымирание

250 млн. лет назад мощные извержения вулканов едва не уничтожили всю жизнь на Земле. Геологическим свидетельством катастрофы являются сибирские траппы. Они рассказывают о мощной вулканической активности на территории Сибири, превышающей площадь Гренландии.  Она длилась в общей сложности более миллиона лет. Такой тип вулканического извержения называют базальтовым.  Лава растекалась на десятки и даже сотни километров, прежде чем застыть. Слой за слоем она покрывала землю, формируя причудливую ступенчатую форму рельефа.

Сильное и резкое потепление – примерно на 20 градусов – стало катастрофой для большинства форм жизни того времени. Это было крупнейшее массовое вымирание за историю планеты. Пермское вымирание за 100-200 тысяч лет уничтожило 95% живых существ (в том числе и в море) среди которых уже было много крупных и хорошо развитых. Кто знает, каким был бы мир без него?

Климаты фанерозоя

Климаты этого периода характеризуются широким разнообразием. Изменения климата палеозойской эры происходили на фоне достаточно высоких температур воздуха вплоть до каменноугольного периода.

Как уже отмечалось выше, климат кембрия сочетал в себе чередование тёплых и влажных и жарких и засушливых климатических областей. В ордовикском периоде  продолжал оставаться жарким с небольшими термическими различиями и значительными контрастами в увлажнении. Ископаемые свидетельства этого – значительные толщи известняков и доломитов, а также остатки теплолюбивой фауны и морских водорослей.

В силурийский период большие площади занимали тёплые и влажные области, но вместе с тем существовали районы с засушливым климатом. Благоприятные для жизни климатические условия способствовали широкому распространению растительного мира – псилофитовой флоры, первой наземной растительности. Небольшие растения, слоевище которых ещё не разделилось на стебель, корень и лист. Они напоминали кустарники и населяли разные климатические области, но их однообразный и не очень густой покров не содержал сколько-нибудь ярких признаков биологической зональности.

Резкое усиление континентальности и уменьшение влажности на обширных материках произошло после каледонского орогенеза на стыке силура и девона. Появилось больше горных хребтов. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись, образовав огромный северный сверхматерик – Лавразию.

Многообразие климатических условий в начале периода постепенно завершилось выравниванием контрастов климата в верхнедевонское время.  Из ископаемых остатков, подтверждающих эту версию, найдены залежи соли и гипсов, песчаники и известняки, доломиты и залежи каменного угля (Китай, Шпицберген) с остатками теплолюбивого флоры и растительности умеренного пояса. Вместе с этим присутствуют валунные ледниковые отложения.

Термические контрасты каменноугольного периода незначительны: влажные и теплые области занимали большие площади земного шара. Между ними – узкая, локализованная засушливая зона. На конец этого периода значительная часть суши была охвачена обледенением. Известны крупнейшие залежи каменного угля этого периода с многочисленными остатками растительности различного видового и морфологического состава.

Местами хорошо выражена сезонность наслоений (годовые кольца роста образования крупных горных систем (герцинский орогенез) и резкое увеличение площади суши пермского периода, сопровождавшегося общим усилением аридности климата. Вместе с этим прослеживаются многочисленные признаки зональности климата..

Изменения климата мезозойской эры были связаны главным образом с колебаниями влажности и проявлялись в чередовании аридных и гумидных (влажных) фаз. Главные аридные фазы приходятся на триас, позднюю юру – ранний мел, конец мела – первую половину палеогена, даже середину кайнозойской эры. Самой влажной фазой стала раннеюрская. Всё это сопровождалось расширением зоны умеренного климата до полярных областей, о чём свидетельствуют найденные органические останки гигантских пресмыкающихся.

В раннем палеолите кайнозойской эры преобладает теплый и влажный климат с северной границей субтропиков до 55-60° пн. ш.

Со второй половины олигоцена наступает прогрессивное похолодание с резким распространением континентальности климата, охватившее высокие широты обоих полушарий с наибольшим проявлением в приполярных областях, где сложились сначала умеренный, а потом и арктический типы климата. С течением времени усиливалась сезонность климата, сокращалось общее количество атмосферных осадков. В периоде анторопогене похолодание усилилось.

Неоднократные колебания температуры и влажности привели к чередованию ледниковых и межледниковых эпох в высоких широтах. Уже в голоцене произошло отступание ледников из умеренных широт в полярные.

Наблюдается общее потепление климата умеренных и высоких широт при значительных колебаниях температуры и увлажнения. А в целом голоцен – холодный период в истории Земли. Со второй же половины XIX века наметился новый, достаточно крутой поворот в климатических условиях – началось современное потепление климата.

Вывод

Итак, в далеком прошлом на различных участках земного шара холодные климаты сменялись жаркими, сухие – влажными. Это происходило из-за влияния различных факторов.

Планета подвергалась периодам похолодания и потепления, которые кардинально меняли внешний вид Земли и то, что на ней могло жить. Однако важно отметить, что эти изменения происходили на протяжении тысячелетий. Ледниковые и межледниковые циклы определяются комбинацией факторов: циклом Михланковича, концентрацией CO2, влажностью. В прошлом веке один из таких компонентов – концентрация CO2 – был радикально изменён человеческой деятельностью. Это может привести к отклонению от предыдущих ледниковых циклов. Учёные предполагают, что ранее изменение средней температуры на планете  на 2 градуса происходило в течение нескольких тысяч лет. А сейчас – всего за столетие.

Изменения климата нередко случались в историческое время и не прекращаются сейчас.