Меловой период (135-65 млн. лет)

В течение меловой эпохи на Земле существовали экваториальный, обширный тропический, субтропический и умеренный пояса.70 миллионов лет назад Земля охлаждалась. На полюсах сформировались ледяные шапки. Зимы становились суровее. Температура падала местами ниже +4 градусов. Для динозавров мелового периода этот перепад был резким и весьма ощутимым. Такие колебания температуры были вызваны расколом Пангеи, а затем Гондваны и Лавразии. Уровень моря поднялся и опустился. Струйные течения в атмосфере изменились, вследствие чего изменились и течения в океане. В конце мелового периода температура стала резко подниматься. Существует гипотеза, согласно которой причиной этих изменений являлись океаны: вместо того, чтобы поглощать тепло они, возможно, отражали его обратно - в атмосферу. Тем самым они вызвали парниковый эффект.

4. Климатический оптимум

 

Около 15 тыс. лет назад началось потепление. Ледниковый покров стал уменьшаться и отступать. Вслед за ним перемещались растения, которые постепенно осваивала все новые и новые ареалы. На протяжении климатического оптимума площадь морских полярных льдов в Северном Ледовитом океане значительно уменьшилась. Средняя температура вод в Арктике была на несколько градусов выше, чем в настоящее время. О наличии сравнительно высоких температур в то время свидетельствует существенное расширение ареала обитания некоторых животных. Теплый климат в Европе способствовал перемещению на север многих видов растений. В течение климатического оптимума сильно повысилась граница линии снегов. В горах леса поднялись почти на 400-500 м выше современного уровня. Если температура в период климатического оптимума в средних широтах повсеместно повысилась, то влажность менялась очень неравномерно. Она увеличивалась на севере европейской части России, а южнее 50-х широт она, наоборот, снижалась. В связи с этим ландшафты степей, полупустынь и пустынь располагались севернее современных. В Средней Азии, на Ближнем и Среднем Востоке влажность во время климатического оптимума была намного выше, чем в настоящее время. Теплый и влажный климат всего 10 тыс. лет назад существовал во всех ныне засушливых областях Азии и Африки.

Стоит обратить внимание на историю пустыни Сахара. Примерно 10- 12 тыс. лет назад на юге нынешней Сахары располагались два огромных пресных озера с густой тропической растительностью на берегах, не уступавшие по своим размерам современному Каспийскому морю. Однако благоприятный период климатического оптимума быстро подошел к концу. Все чаще стала появляться засуха, и наконец, под напором песков растительность исчезла, реки и озера высохли.

Следы потепления хорошо сохранились даже в Антарктиде. В частности, это следы водной эрозии, показывающие, что временами лед в Антарктиде оттаивал, и потоки воды размывали талый грунт.

Во время климатического оптимума было не только тепло, но и влажно, особенно в тех районах, которые в настоящее время принято считать засушливыми. Общее потепление привело к смещению к полюсам климатических поясов, изменилась атмосферная циркуляция. На ныне засушливые области выпадало большое количество осадков. Если внимательно изучить на карте поверхность современных пустынь, хорошо заметны сухие русла, по которым ранее протекали реки, и блюдцеобразной формы низины, бывшие в прошлом озерами.

Климат оказывал прямое воздействие на хозяйственную деятельность людей. С началом климатического оптимума наступает один из самых благоприятных этапов в жизни человечества. Для этого периода характерен не только высокий уровень изготовления орудий из камня, но и переход на оседлый образ жизни. Возникновение земледелия и скотоводства было связано не только с изменением климатических условий, но и с неразумной хозяйственной деятельностью. Благоприятный климат способствовал широкому распространению лесов и диких животных. Люди искали, добывали и потребляли в пищу то, что было не сложно достать, что давала природа. Но взамен ничего не создавали. С течением времени количество животных, особенно крупных, стало сокращаться. Людям проще было вместе убить крупное животное, чем долго выслеживать несколько мелких. Кроме того, охотники убивали наиболее сильных и приспособленных животных, а больные и старые доставались хищникам. Тем самым первобытные люди подрывали основу воспроизводства животных.

Неуспешная охота, длительные переходы в поисках животных, количество которых сильно сокращалась, побудили древних людей начать одомашнивать животных. Древнейшими районами одомашнивания были территории нынешней пустыни Сахары, междуречье Тигра и Евфрата, Инда и Ганга. Племена скотоводов в первое время кочевали, чтобы найти пригодные пастбища. Численность скота увеличивалась, стало тяжелее находить открытые участки. Скотоводы, как и земледельцы, стали жечь леса и использовать свободную землю для пастбищ и пашен. Освоение земель в зонах, подверженных климатическим изменениям, приводило к нарушению веками сложившегося равновесия. Изменялся влагооборот и температурный режим Земли. Массовый выпас скота способствовал быстрой деградации почвенного покрова. Уничтоженные леса, саванны и пастбища не восстанавливались. При наступлении засухи в связи с наступающим похолоданием в областях некогда пышных лесов и саванн возникли полупустынные и пустынные ландшафты.

По сохранившимся эрозионным отметкам в речных долинах установлено, что полноводность Нила, Тигра, Евфрата, Инда, Ганга и других рек в прошлом довольно сильно изменялась. Почти на 3 м опустился после климатического оптимума уровень Мирового океана. В условиях засушливости людям необходимо было развивать орошаемое земледелие. Сохранились сложные ирригационные сооружения, созданные руками древнего человека. Развитие поливного земледелия не помогло, а только отдалило полное истощение почвы. Под напором наступающих песков перестали существовать многие древние поселения.

Этот период можно назвать первым экологическим кризисом. В дальнейшем неразумное хозяйствование и вмешательство человека во многие природные процессы не раз приводили к весьма нежелательным результатам, некоторые заканчивались катастрофами.

5. Климат средневековья

 

Климатический оптимум окончился во II тыс. до н. э. Наступило похолодание, которое продолжалось вплоть до IV в. н. э. После этого на Земле вновь стало теплее. Теплый период продолжался с IV по XIII в., т. е. охватил раннее средневековье.

В Европе растительность средиземноморья уже не смогла преодолеть Альпы. Но все-таки почти на сотню километров к северу переместились границы произрастания теплолюбивой растительности. В Исландии снова стали выращивать зерно. Виноград выращивали на всем южном побережье Балтийского моря и даже в Англии. Самый пик потепления в Исландии пришелся на XI- XII вв. Было тепло везде: в Америке и в Азии. Древние летописи Китая сообщают, что в VII-X вв. в долине Хуанхэ росли мандарины, это означает, что климат этих территорий был субтропическим, а не умеренным, как в настоящее время. В период малого климатического оптимума влажный климат господствовал в Кампучии, Индии, странах Ближнего и Среднего Востока, Египте, Мавритании и странах, расположенных на юге пустыни Сахара.

Развитие человеческого общества, различные события в жизни народов и государств, межгосударственные отношения документально хорошо зафиксированы в Европе. Многие народы населяли этот континент в раннем средневековье, но в качестве примера остановимся на жизни викингов, так как их саги рассказывают много о природных условиях конца I и начала II тыс. Выходцы из Скандинавии, викинги, в России их называли варягами, совершали дальние переходы, захватывали чужие страны и осваивали новые земли. Завоеваниям и переходам викингов способствовало потепление климата. В X в. викинги открыли Гренландию. Своим названием этот остров обязан тем, что в то время он представился викингам в виде безбрежного зеленого ковра. На 25 судах 700 человек со скарбом и скотом переплыли Северную Атлантику и основали в Гренландии несколько крупных поселений. Поселенцы в Гренландии занимались скотоводством и, вероятно, возделывали зерновые. Трудно себе представить, что Гренландия, этот безмолвный и покрытый толстым ледяным панцирем остров, всего тысячу лет назад мог быть цветущим. Однако на самом деле это было так. Викинги пробыли в Гренландии недолго. Под натиском наступающего льда и развивающегося похолодания они вынуждены были покинуть этот огромный остров. Лед хорошо сохранил дома, хозяйственные постройки и предметы утвари викингов, а также следы пребывания скота и даже остатки зерновых.

На небольших деревянных судах, которые обладали прекрасными мореходными качествами, викинги совершали плавание не только в западном направлении и доплывали до берегов Канады, но и плавали далеко на север. Они открыли Шпицберген, неоднократно входили в Белое море и достигали устья Северной Двины. Все это дает основание считать, что в начале II тыс. в Арктике вероятнее всего, многолетний толстый лед отсутствовал. На Шпицбергене недавно обнаружены остатки ископаемой тундровой почвы, имеющей возраст всего 1100 лет. Следовательно, в X-XI вв. и даже раньше на Шпицбергене не только отсутствовал ледниковый покров, но и располагались тундровые и лесотундровые ландшафты.

Причины малого климатического оптимума средневековья:

1. Повышенная солнечная активность

.   Редкие извержения вулканов

.   Периодические колебания Гольфстрима, связанные с изменением солености океанской воды, которая в свою очередь зависит от изменений объемов ледников

 

6. Малый ледниковый период

 

После теплой эпохи наступило новое похолодание, которое получило название малого ледникового периода. Этот период продолжался с XIV до конца XIX в. Малый ледниковый период делится на три фазы.

Первая фаза (XIV-XV века)

Исследователи полагают, что наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 года. В 1310-х годах Западная Европа пережила настоящую экологическую катастрофу. После традиционно тёплого лета 1311 года последовали четыре хмурых и дождливых лета 1312-1315 годов. Сильные дожди и необыкновенно суровые зимы привели к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов в Англии, Шотландии, северной Франции и Германии. Зимние заморозки стали поражать даже северную Италию. Прямым следствием первой фазы малого ледникового периода стал массовый голод первой половины XIV века.

Примерно с 1370-х годов температура в Западной Европе стала медленно повышаться, массовый голод и неурожаи прекратились. Однако холодное, дождливое лето было частым явлением на протяжении всего XV века. Зимой часто наблюдались снегопады и заморозки на юге Европы. Относительное потепление началось только в 1440-е годы, и оно сразу привело к подъёму сельского хозяйства. Однако температуры предшествовавшего климатического оптимума восстановлены не были. Для Западной и Центральной Европы снежные зимы стали обычным явлением.

Существенным было влияние малого ледникового периода и на Северную Америку. На восточном побережье Америки было чрезвычайно холодно, в то время как центральные и западные районы территории современных нам США стали настолько сухими, что Средний Запад превратился в регион пыльных бурь; горные леса полностью выгорели.

В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось всё более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Выросло количество льда в северных морях, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей.

Вторая фаза (XVI век)

Вторая фаза ознаменовалась временным повышением температуры. Возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. Другое объяснение «межледниковой» фазы XVI века - максимальная солнечная активность. В Европе вновь было зафиксировано повышение среднегодовых температур, хотя уровень предшествовавшего климатического оптимума достигнут не был. В некоторых летописях даже упоминаются факты «бесснежных зим» середины XVI века. Однако приблизительно с 1560 года температура начала медленно понижаться. По-видимому, это было связано с началом снижения солнечной активности. 19 февраля 1600 года произошло извержение вулкана Уайнапутина, сильнейшее за всю историю Южной Америки. Считается, что это извержение было причиной больших климатических изменений в начале XVII века.

Третья фаза (условно XVII - начало XIX века)

Третья фаза стала наиболее холодным периодом малого ледникового периода. Пониженная активность Гольфстрима совпала по времени с наиболее низким после V в. до н. э. уровнем солнечной активности. После сравнительно тёплого XVI века в Европе резко снизилась среднегодовая температура. Глобальная температура понизилась на 1-2 градуса по Цельсию. На юге Европы часто повторялись суровые и продолжительные зимы, в 1621-1669 годах замерзал пролив Босфор, а зимой 1708-1709 годов у берегов замерзало Адриатическое море. По всей Европе наблюдался всплеск смертности.

Новую волну похолодания Европа пережила в 1740-е годы. В это десятилетие в ведущих столицах Европы - Париже, Петербурге, Вене, Берлине и Лондоне - отмечались регулярные метели и снежные заносы. Во Франции неоднократно наблюдалась снежная пурга. В Швеции и Германии, по свидетельствам современников, сильные метели нередко заметали дороги. Аномальные морозы отмечались в Париже в 1784 году. До конца апреля город находился под устойчивым снежным и ледовым покровом. Температура колебалась от -7 до -10 °C.

Причины малого ледникового периода:

1. Усиление активности вулканов, пепел которых затмевал солнечный свет

.   Понижение солнечной активности

.   Замедление Гольфстрима

7. Климат ближайшего будущего

 

Каким же будет климат? Одни считают, что на планете будет похолодание. Конец XIX и XX столетие - это передышка, подобная той, какая была в средние века. После потепления температура вновь понизится и наступит новый ледниковый период. Другие говорят, что температуры будут непрерывно повышаться.

В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу во все возрастающем количестве поступает углекислый газ, создающий тепличный эффект; Окислы азота вступают в химические реакции с озоном, разрушают преграду, благодаря которой существует на Земле не только человечество, но и все живое. Хорошо известно, что озоновый экран препятствует проникновению ультрафиолетового излучения, которое пагубно воздействует на живой организм. Уже сейчас в крупных городах и промышленных центрах повышена тепловая радиация. В ближайшем будущем этот процесс усилится. Тепловые выбросы, в настоящее время оказывающие влияние на погоду, в будущем будут интенсивнее воздействовать на климат.

Установлено, что в земной атмосфере прогрессивно снижается количество углекислого газа. В течение всей геологической истории содержание этого газа в атмосфере довольно сильно менялось. Было время, когда углекислого газа в атмосфере было в 15-20 раз больше, чем в настоящее время. Температура Земли в этот период была довольно высокой. Но стоило количеству углекислоты в атмосфере снизиться, как температуры понижались.

Прогрессивное снижение углекислого газа в атмосфере началось около 30 млн. лет назад и продолжается ныне. Расчеты показывают, что уменьшение атмосферной углекислоты будет происходить и в будущем. В результате снижения количества углекислого газа произойдет новое сильнейшее похолодание, наступит оледенение. Это может случиться через несколько сотен тысяч лет.

Это достаточно пессимистическая картина будущего нашей Земли. Но здесь не учитывается влияние хозяйственной деятельности человечества на климат. А оно настолько велико, что равноценно некоторым природным явлениям. В предстоящие десятилетия основное воздействие на климат будут оказывать, по крайней мере, три фактора: скорость роста выработки различных видов энергетики, главным образом тепловой; увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате активной хозяйственной деятельности людей; изменение концентрации атмосферного аэрозоля.

В наше столетие естественная убыль атмосферной углекислоты не только была приостановлена в результате хозяйственной деятельности человечества, но в 50-е и 60-е годы начали медленно повышаться концентрации углекислого газа в атмосфере. Это было обусловлено развитием промышленности, резко возросшим количеством сжигаемого топлива, необходимого для выработки тепла и энергии.

Значительное влияние на содержание атмосферной углекислоты и формирование климата оказывают вырубки лесных массивов, продолжающиеся во все возрастающих размерах, как в тропических странах, так и в умеренном поясе. Уменьшение площади лесных массивов приводит к двум весьма нежелательным для человечества последствиям. Во-первых, сокращается процесс переработки углекислого газа и выделение растениями свободного кислорода в атмосферу. Во-вторых, при вырубке лесов, как правило, оголяется земная поверхность, а это приводит к тому, что солнечная радиация отражается сильнее и вместо нагревания и сохранения тепла в приземной части поверхность, наоборот, охлаждается.

Однако при прогнозе климата будущего надо исходить из реально существующих тенденций, вызванных хозяйственной деятельностью человека. Анализ многочисленных материалов по антропогенным факторам, воздействующим на климат, позволил советскому ученому М.И. Будыко еще в начале 70-х годов дать достаточно реалистический прогноз, согласно которому увеличивающаяся концентрация атмосферной углекислоты приведет к повышению средних температур приземной части воздуха к началу XXI в. Этот прогноз в то время был практически единственным, так как многие климатологи считали, что процесс похолодания, начавшийся в 40-е годы нынешнего столетия, будет продолжаться. Время подтвердило правильность прогноза. Еще 25 лет назад содержание углекислого газа в атмосфере составляло 0,029 %, но за прошедшие годы оно увеличилось на 0,004%. Эта, в свою очередь, привело к возрастанию средних глобальных температур почти на 0,5°C.

Каким образом распределятся температуры на земном шаре после повышения? Наибольшие изменения температуры приземной части воздуха будут происходить в современных арктическом и субарктическом поясах в зимний и осенний сезон. В Арктике средняя температура воздуха в зимний сезон возрастет почти на 2,5- 3°C. Такое потепление в области развития морских арктических льдов приведет к их постепенной деградации. Таяние начнется в периферических частях ледникового щита и медленно будет смещаться в центральные районы. Постепенно толщина льда и площадь ледяного покрова будут уменьшаться.

В связи с изменением температурного режима в ближайшие десятилетия должен стать другим и характер водного режима земной поверхности. Глобальное потепление на планете всего на 1° приведет к уменьшению количества осадков в значительной части степной и лесостепной зон умеренного климатического пояса примерно на 10-15 % и к увеличению примерно на такую же величину увлажненной зоны в субтропическом поясе. Причины такого глобального изменения заключаются в существенном изменении атмосферной циркуляции, которая происходит в результате уменьшения разности температур между полюсами и экватором, между океаном и континентами. В период потепления таяние льдов в горах и особенно в полярных областях вызовет повышение уровня Мирового океана. Увеличившаяся площадь зеркала водной поверхности будет оказывать сильное влияние на формирование атмосферных фронтов, облачности, увлажненности и в значительной степени повлияет на рост испаряемости с поверхности морей и океанов.

Предполагается, что в первой четверти XXI в. в тундровой зоне, которая к тому времени полностью исчезнет и заменится таежной, осадки в основном будут выпадать в виде дождей и общая сумма осадков намного превысит современные. Она достигнет величины 500-600 мм в год. Учитывая, что средние летние температуры в современной тундровой зоне повысятся до 15-20°С, а средние зимние - до минус 5-8 °С, эти области перейдут в пояс умеренного климата. Здесь возникнут ландшафты хвойных лесов (таежная область), но не исключена возможность появления зоны смешанных лесов.

При развитии потепления в Северном полушарии расширение географических или ландшафтно-климатических областей будет происходить в северном направлении. Сильно расширятся области равномерного и переменного увлажнения. Что же касается областей с недостаточным увлажнением, то смена температурного режима отразится на миграции областей пустынь и полупустынь. Увеличивающееся увлажнение в тропических и экваториальных областях вызовет постепенно сокращение пустынных и полупустынных ландшафтов. Они будут сокращаться на южных границах. Однако взамен этого произойдет расширение их к северу. Засушливые области как бы будут мигрировать к северу. Предполагается также расширение в пределах умеренного пояса лесостепных и степных областей за счет сокращения зоны широколиственных лесов.

8. Влияние климата на развитие цивилизации

климат ледниковый докембрийский

Хозяйственная деятельность человека во многом зависит от климата и определяется им. На заре развития человеческого общества климат был одним из главных факторов, который определял выбор человеком мест обитания и охоты, мест собирания, а в дальнейшем и выращивание определенных продуктов питания и т.д. Климат оказывал влияние даже на развитие цивилизации. Так, в период потепления исландские поселенцы посылали своих колонистов на запад Гренландии. В результате похолодания колония в Гренландии пришла в упадок, а в дальнейшем усиление холода привело к уничтожению и основных колоний норманнов в Исландии.

Последовательное усиление засухи на территории Ближнего и Среднего Востока, происходившее в 1 тысячелетии до н.э., привело к уничтожению многих крупнейших для своего времени городов и поселений. Многие из них в дальнейшем оказались погребенными под слоем песка наступающих пустынь. Следовательно, изменение климата в ту или иную сторону приводило к весьма серьезным последствиям для развития цивилизаций.

Исторические данные дают огромный материал, свидетельствующий о том, что похолодание или засуха в древности приводили к резкому сокращению сельскохозяйственной продукции и в связи с этим периодически наступали голодные годы.

Согласно многочисленным оценкам климатологов, изменяющийся климат может оказать влияние на производство продовольствия, как в региональном, так и в глобальном масштабе. Так, например, после второй мировой войны урожайность зерновых культур возросла вследствие внедрения новой технологии в обработке почвы, возделывания, правильного внесения необходимого количества удобрений, вывода новых засухоустойчивых и морозоустойчивых сортов и т.д. В последнее десятилетие мировое продовольственное производство росло на 3% в год главным образом за счет ввода новых площадей под сельскохозяйственные угодья. Но вместе с тем прирост продовольственного производства, происходивший в течение 60-х годов 20 в., резко снизился в начале 70-х годов и главным образом в 1972 г. в результате неблагоприятного влияния климатических аномалий.

Большое влияние оказывает климат на распределение водных и энергетических ресурсов. Не вызывает сомнения тот факт, что колебания климата выражаются и в изменении циркуляции атмосферы, общего количества атмосферных осадков, режима выпадения осадков и общего количества речного стока. Несмотря на то, что системы водоснабжения и водохранилища спроектированы с определенными запасами, учитывающими погодные изменения в связи с возможными изменениями режима выпадения атмосферных осадков в будущем, в регионах, расположенных в засушливом климате, могут возникнуть большие проблемы с водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.

В определенной мере изменения климата, как в сторону похолодания, так и потепления в будущем внесут свои коррективы в выработку и потребление энергии. Невозобновляемость топливных ресурсов и неуклонное их сокращение с течением времени создают дополнительные проблемы, которые особенно рельефно выражаются при наступлении похолоданий.

Несмотря на столь очевидную зависимость хозяйственной деятельности человека от климата, технические средства, уровень развития науки и особенно рост технических возможностей в обозримом будущем могут сильно изменить характер воздействия климатических изменений.

Заключение

 

Рассматривая процесс формирования и развития климата Земли с исторической стороны, можно прийти к выводу о том, что в течение последних 600 млн. лет климат неоднократно с определенной периодичностью менялся. В соответствии с климатическими колебаниями происходило изменение природных условий, менялся состав атмосферы, развивалась органическая жизнь, расширялись ареалы обитания растений и животных. С течением времени возникали новые типы климата и неизвестные раннее ландшафтно-климатические условия.

Многочисленные исследования климатологов разных стран свидетельствуют о том, что хозяйственная деятельность человека, связанная с сжиганием ископаемого топлива во все возрастающем количестве, а также сокращение лесных массивов в конечном счете приведут к изменению химического состава атмосферы. Можно ожидать, что в ближайшие десятилетия концентрация углекислого газа в атмосфере возрастет до полутора, а в первой четверти 21 века - почти в 2 раза по сравнению с современной эпохой. Для надежного прогнозирования, и, главное, для определения генерального направления хозяйственной деятельности человека в ближайшие десятилетия необходимо правильно представить себе не только характер или тенденцию изменения температуры, но и дать объективную характеристику ожидаемых изменений в природных условиях. Этому неоценимую помощь оказывает определение времени существования аналогичных климатических условий в геологическом прошлом и сопоставлении природных условий с предполагаемым в будущем.

 

Список первоисточников

1. Ясаманов Н.А. Занимательная климатология. 1989.

. Ясаманов Н.А. Древние климаты Земли. 1985

. Википедия - свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Малый_ледниковый_период

. http://www.fio.vrn.ru/2004/7/index.htm

. BBC «Климатические войны» (документальный фильм) 2008