Типы колебаний уровня водоемов в четвертичном периоде (по К.К. Маркову и др., 1967)

В течение плейстоцена колебания уровня водоемов имели направленный теократический регрессивный характер, осложненный трансгрессивно-регрессивными гидрократическими колебаниями. Так, для океанического типа и морей типа Средиземного трансгрессии происходили в межледниковые эпохи, а регрессии - в ледниковые. Плювиальный (каспийский) тип колебаний уровня водоемов принципиально отличался от океанического. Трансгрессии (и регрессии) Каспия в плейстоцене были метахронны по отношению к трансгрессивно-регрессивным циклам океана. Подробнее причины крупных трансгрессий и регрессий Каспийского моря будут рассмотрены в главе XII. И, наконец, III тип колебаний уровня изучен шведским геологом Г. де Геером на примере сточных озер Скандинавии, располагающихся в зонах избыточного увлажнения и приуроченных к районам интенсивных тектонических движений земной коры.

В плейстоцене наземное оледенение охватило 25% площади Евразии, 60% Северной Америки и 110% Антарктиды (шелъфовые ледники распространялись за пределы материка). Размеры четвертичного оледенения лучше всего характеризуют не его площади, а объемы древних льдов. Их объем составил 55,8 млн. км³, из которых примерно 47 млн. км приходилось на ледниковые щиты Северной Америки и Антарктиды, и 8 млн. км - на ледниковые покровы Евразии. Все это привело к тому, что в период максимального оледенения уровень океана понизился на 110 м по сравнению с современными значениями.

В течение плейстоцена развивался направленный циклический процесс изъятия значительных объемов вод океана и их концентрация в виде ледниковых покровов на материках. Расчеты В.А. Шлейникова (1975), с учетом абсолютных датировок, продолжительности ледниковых эпох и их взаимосвязи с понижением уровня океана позволили получить следующие данные о характере динамики уровня океана в плейстоцене. Установлено четкое совпадение длительности ледниковых эпох и относительной величины снижения уровня океана:

- гюнц (35 тыс. лет) - снижение уровня океана на 37 м;

- миндель (25 тыс. лет) - снижение уровня океана на 25 м;

- рисе (30 тыс. лет) - снижение уровня океана на 26 м;

- вюрм I (15 тыс. лет) - снижение уровня океана на 16 м.

К настоящему времени получены многочисленные данные по изучению морских террас, затопленных береговых линий шельфа, свидетельствующих об изменении уровня океана в плейстоцене. На рис. 44а показана кривая колебаний уровня океана в четвертичном периоде, составленная Ф. Цейнером на основе изучения средиземноморских террас. Установлено, что эпохи повышения уровня Средиземного моря характеризовались формированием террас в интервале высот от +180 до +10 м. При этом террасы в действительности образовывались на одном уровне (близком к +10 м), но затем их высоты изменялись в результате тектонических поднятий побережий. В период максимального оледенения (рисе) уровень Средиземного моря понижался более чем на 100 м по сравнению с современным. На рис. 446 показано сопоставление колебаний уровня Мирового океана (по террасам океанических островов) с эпохами оледенений и потеплений. Видно, что формирование террас четко сопоставляется с межледниковьями (лихвинское, одинцовское, микулинское), а уровень океана во время оледенений понижался на 100-110 м (Богданов и др., 1978). После окончания последнего валдайского оледенения (вюрм) уровень океана стал повышаться со скоростью 9 м за 1000 лет. Однако около 6 тыс. лет назад темпы подъема уровня Мирового океана резко замедлились, при этом уровень почти достиг современной отметки и все последующие годы был примерно близок к ней.

СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ ОКЕАНА

В настоящее время на побережьях Мирового океана существует обширная сеть уровнемерных постов (более 1500 станций), причем 80% постов находятся в северном полушарии. В России старейшим уровнемерным постом является Кронштадтский футшток (наблюдения с 1777 г.). Он входит в первую тройку мирового перечня обсерваторий с самыми продолжительными рядами наблюдений за уровнем моря после Амстердамского (с 1700 г.) и Стокгольмского (с 1774 г.). В 1946 г. нуль Кронштадтского футштока был принят за исходный пункт государственной нивелирной сети и начало Национальной (Балтийской) системы нормальных высот.

Р.К. Клиге (1985) на основе проведенных расчетов и анализа длительных рядов наблюдений за морским уровнем, восстановил возможные изменения уровня океана с 1881 г. по настоящее время. На основе полученных данных построен график колебаний осредненного уровня океана в современную эпоху (рис. 45). Видно, что за период с 1900 по 1928 гг. уровень океана незначительно колебался, а после

Рис. 44. Изменения уровня океана в плейстоцене на основе изучения морских террас. А - кривая, составленная Ф. Цейнером по высотам средиземноморских террас. Б - сопоставление колебаний уровня океана (по террасам океанических островов) с эпохами оледенений и потеплений.

Рис. 45. Долебания уровня (осредненного) Мирового океана (по Р.К. Клиге, 1995).

1928 г. началось его существенное повышение. К 1960 году оно составило 80 мм, при средней скорости подъема уровня океана в 2,4 мм/год. После 1960 г. наметилось некоторое понижение уровня океана с последующим его незначительным повышением.

В Великобритании находится штаб-квартира Постоянной службы по наблюдению за средним уровня моря, куда поступают данные с более чем 1000 океанографических станций с использованием материалов искусственных спутников Земли. Расчеты показывают, что в настоящее время фактическая скорость повышения уровня океана достигает примерно 25 см за 100 лет.

В докладе Института Всемирного наблюдения (Вашингтон) среди приоритетных глобальных экологических проблем выделяется проблема подъема уровня Мирового океана в условиях глобального потепления.

Как известно, увеличение в атмосфере содержания парниковых газов (диоксид углерода, метан, озон, фреоны и др.) способствует значительному повышению среднегодовой температуры воздуха у земной поверхности. Так, на основе энергобалансовой модели климата северного полушария выяснено, что удвоение концентрации в атмосфере СО₂ приведет к повышению средней температуры января на 2,5° и июля - на 1,8°С. При таком повышении температуры воздуха в северном полушарии площадь морских льдов уменьшится на 30%, а толщина - вдвое (Коломеев, Малышев, 1992). Еще значительнее начнет сокращаться площадь морских шельфовых ледников в южном полушарии. Уже катастрофически сокращаются площади горного оледенения в Северной Америке, Евразии и в других регионах земного шара.

Объем вод Мирового океана также может возрасти в результате теплового расширения и общего увеличения количества воды из-за таяния морских и горных льдов, причем эти два явления разграничить практически невозможно. Подсчитано, что нагрев на 1°С 100-метрового слоя морской воды, имеющей температуру 25°С, вызовет подъем уровня на 30 мм, тогда как при температуре 0°С уровень повысится всего лишь на 5 мм (Пью, 1991). Недавно американские ученые провели расчеты, которые показывают, насколько значительный вклад в подъем уровня океана вносят активная вырубка лесных массивов, осушение болот, истощение водоносных горизонтов и др. В результате этих процессов (в основном антропогенных) происходит «утечка» вод суши в океан. Подсчитано, что это приведет к ежегодному подъему его уровня на 1,5 мм. Причем наиболее весомая доля в этом приходится на массовую вырубку лесов, в частности за 50 будущих лет это составит примерно 7 мм («Природа», 1994, №9).

Все вышеперечисленные причины поднятия уровня Мирового океана могут привести к широкомасштабным экологическим и социально-экономическим проблемам. По оценкам ЮНЕП уровень океана может подняться к 2030 г. на 0,5 м и к концу XXI в. на 1 - 2 м. Это вызовет затопление приморских равнин, усиление абразионных процессов, ухудшение водоснабжения приморских городов, деградацию магровой растительности и т.п. Подсчитано, что подъем уровня океана на 1 м вызовет затопление 20% территории Бангладеш и сельхозугодий Египта, пострадают многие крупные приморские города Юго-Восточной Азии, катастрофическим наводнениям подвергнется Венеция и т.д.

По линии ЮНЕСКО начала осуществляться Международная программа «Глобальная система наблю­дений за уровнем моря» (ГЛОСС), направленная на сокращение негативных последствий повышения уровня Мирового океана.

ГЛАВА VIII