Четвертичная система и период

Обнимают в жизни Земли промежуток времени от конца третичного периода до переживаемого нами момента. Большинство ученых делит Ч. Период на две эпохи. Древнейшую — ледниковую, делювиальную, плейстоцен или постплиоцен, и новейшую, куда относят современные отложения (см.). Ни по своей продолжительности, ни по самостоятельности флоры и фауны, Ч. Период не может быть сопоставлен с более древними геологическими периодами. Переход от третичного периода к Ч. Произошел в высшей степени постепенно и незаметно, без резких климатических, фаунистических и физико-географических изменений. К началу Ч. Периода климат, распределение материков и морей и морская фауна весьма мало отличались от современного их состояния. Более значительные изменения произошли с тех пор только в составе наземной фауны.

В продолжение Ч. Периода вымерли многие гигантские травоядные, каковы мамонт, сибирский носорог, мастодонт, гигантский олень и др. Многие как из высших, так и из низших организмов изменили ныне области своего местообитания, но наиболее характерную черту Ч. Периода представляет появление на земле человека, присутствие которого, по остаткам его костяков и культуры, обнаружено и твердо доказано уже в сравнительно древних межледниковых отложениях ледниковой эпохи. Хотя Ч. Период и начался при климатических условиях, близких к современным, но в течение его происходили крупные климатические и физико-географические изменения. В ледниковую эпоху, например, большая часть России (до Полтавской и Харьковской губерний) и средней Европы, а также и Северной Америки были одеты сплошным ледниковым покровом, напоминая современную Гренландию.

Несмотря на сравнительно незначительный, с геологической точки зрения, промежуток времени, отделяющий нас от начала Ч. Периода, изучение его представляет большие затруднения. Трудности заключаются в том, что нормальный, наиболее распространенный тип более древних образований — морские осадки Ч. Периода — совсем недоступен нашему наблюдению. Образования эти и по настоящее время составляют дно моря и только кое-где, в побережьях, обнаруживаются незначительными полосками. Доступны изучению только материковые образования Ч. Системы, в виде рыхлых наносов прикрывающие на значительной площади земной поверхности более древние коренные породы. Наносы эти по большей части бедны остатками флоры и фауны и разнообразны по своему литологическому характеру в различных пунктах их развития.

Ни палеонтологический, ни стратиграфический методы исследования не дают, поэтому, в применении к этим отложениям благонадежных результатов, и восстановить вполне историю Ч. Периода жизни Земли до сих пор не оказалось возможным. Достоверно известно, что климат, по крайней мере в Европе, в начале третичного периода более равномерный и теплый, субтропический,становился с течением времени все более умеренным и к концу того же периода мало отличался от современного. В начале Ч. Периода средняя температура земной поверхности продолжала понижаться, хотя неравномерно, в виде целого ряда колебаний. Под влиянием этого понижения значительная часть северного полушария, а именно Скандинавия, часть России, Германия, Англия и часть Северной Америки покрылись на долгое время ледяным покровом.

Значительные ледники спускались в это время и с горных хребтов, расположенных к югу от области сплошного оледенения, как-то. С Альпийских гор, Кавказа, Пиренеев и даже с лежащих еще южнее, под тропиками, африканских и азиатских горных массивов. Более обширные размеры имели в это время и ледники южного полушария, как о том свидетельствуют наблюдения в Австралии, Новой Зеландии и Южной Америке. Вне области занятой ледниками поверхность Земли носила в это время лесной, но чаще степной или тундровый характер. Благодаря колебаниям температуры, ледниковый покров в продолжение этого периода неоставался неизменным. С повышением температуры ледники отступали ближе к полюсам, а степи и тундры покрывали освободившиеся ото льда площади.

С понижением температуры ледники снова надвигались в умеренные широты, отодвигая ближе к тропикам области обитания животных и растений того времени. Такие колебания происходили в Ч. Период неоднократно, и в некоторых пунктах земной поверхности различают до шести и даже более последовательных периодов оледенения, разобщенных между собой промежутками с более умеренным климатом, что выражается чередованием ледниковых отложений, с отложениями иного характера, соответствующими межледниковым эпохам. Эти последние представляют особый интерес в том отношении, что исключительно в них сосредоточиваются остатки флоры и фауны, позволяющие восстановить состав растительного и животного мира этой эпохи. Настоящие ледниковые отложения органических остатков почти совсем не содержат, что и понятно, так как области, покрытые льдами, не представляют условий, благоприятных для развития органической жизни.

В Европе различают три центра, откуда распространялись оледенения. Альпы, Англо-Шотландские горы и Скандинавские возвышенности, откуда спускались ледяные массы, в периоды наибольшего распространения ледников покрывавшие значительную часть России и Северной Германии. В Альпах, где и в настоящее время существуют многочисленные ледники и где поэтому ближе знакомы с особенностями ледниковых отложений, прежде других мест был установлен факт нахождения ледниковых образований, в виде моренных отложений, эрратических валунов, исцарапанных и изборожденных скал в местностях, значительно удаленных от современных ледников, и совершенно правильно был истолкован большим распространением ледников, в эпоху, предшествовавшую современной.

В это время в Альпахпо северному склону гор спускались в долины громадные ледники, не только выполнявшие эти долины, но даже достигавшие альпийских предгорий и там сливавшиеся в обширный ледяной покров, тогда как с южных склонов, под влиянием различий в климатических условиях, спускались в это время по главнейшим долинам лишь отдельные ледяные потоки. Ближайшее исследование показало, что в альпийской области в продолжение ледниковой эпохи существовал не один, а даже два или три периода оледенения, разделенных межледниковыми эпохами с умеренным климатом, во время которых ледники отступали почти до самых горных вершин, а их место занимали леса и степные пространства. Отложения ледниковой эпохи выражены в альпийской области не слоистыми моренными образованиями, состоящими из ледниковой щебенки или песчано-глинистых рыхлых наносов с валунами, тогда как межледниковые образования слагаются лёссом и слоистыми продуктами переработки водой моренных отложений.

Встречаются также местами прослойки сланцеватого угля, происшедшего из отлагавшегося в то время торфа. Другой центр оледенения находился в то время в Скандинавии, откуда спускался ледяной покров, занимавший более 6 млн. Кв. Км на площади Северной Европы, как о том свидетельствуют валуны скандинавских и финляндских горных пород, доныне тысячами встречающиеся на поверхности и в самой массе рыхлых ледниковых наносов русской равнины до Нижнего Новгорода, Полтавы и Киева, во всей Польше до подножия Карпат, в Саксонии, Северной Германии до Рейна и в Англии. Долго не допускали возможности существования сплошного ледникового покрова на этом громадном пространстве и старались объяснить присутствие здесь валунов нахождением в этой местности полярного моря, по которому ледяные горы, отрывавшиеся от скандинавских ледников, разносили вмерзшие в них валуны и отлагали их на дне моря при своем таянии.

Эта гипотеза при более близком знакомстве с ледниковыми наносами России и Северной Германии оказалась, впрочем, совершенно не отвечающей действительности, так как с одной стороны ледниковые наносы Россиии Германии резко отличаются от морских отложений по своему характеру и заключенным в них органическим остаткам, а кроме того, во многих пунктах этих областей были найдены на коренных породах, подстилающих ледниковые насосы, несомненные следы движения по ним ледника, в виде округленных, отполированных поверхностей, часто покрытых шрамами и бороздами, указывающими направление движения ледника. Такие борозды можно видеть, например, и у нас в С.-Петербургской губернии, в ломках силурийского известняка, на поверхностях, только что вскрытых от вышележащих наносов.

Найдены и конечные морены этого гигантского ледникового покрова, хорошо изученные в Германии и отчасти у нас в Полесье. В Олонецкой губернии и Финляндии большим распространением пользуются особой характерной формы холмы, известные под именем бараньих лбов, а также целые сглаженные каменистые хребты, вытянутые по направлению движения ледника и известные под названием сельг. К категории несомненно ледниковых образований относят также весьма распространенные в Швеции, Финляндии и северо-западной России длинные гряды или валы, напоминающие высокую железнодорожную насыпь и известные под названием озов. Хотя происхождение их и не разъяснено окончательно, но, вероятно, они представляют осадки внутриледниковых и подледниковых рек.

Многие уголки Финляндии, Олонецкой, Новгородской и смежных с ними губерний представляют всхолмленную местность, впадины которой заполнены бесчисленными озерками, а поверхность почвы густо усеяна крупными валунами, что в общем до чрезвычайности напоминает альпийский моренный ландшафт. Подобно тому, как для Альп, также и для Северной Германии имеются доказательства, что в ледниковую эпоху в ней было не одно непрерывное оледенение, но 2 или даже 3, в Англии, вероятно, и более, разделенных периодами с более умеренным климатом, во время которых ледниковые отложения были перемыты, отчасти приобрели слоистый характер и заключают прослои торфа с остатками различных по большей части полярных растений, свидетельствующие о сильном в то время развитииторфяников.

Относительно ледникового покрова, покрывавшего русскую равнину, нет ясных доказательств в пользу периодичности его существования. Только для Польши, Полесья и некоторых южных пунктов развития ледниковых образований имеются факты, свидетельствующие о последовательном расширении и сокращении площади, занятой ледниковым покровом, и даже делаются попытки сравнения развитых здесь отложений с соответствующими ледниковыми и межледниковыми образованиями Западной Европы. Для пунктов, удаленных от окраинледяного поля, существование нескольких оледенений представляется маловероятным. На всей этой площади состав ледниковых наносов довольно однообразен. Наиболее постоянным членом их является красно-бурая, железистая валунная глина, изобилующая валунами северных горных пород, более крупными на северо-западных, более мелкими на южных и юго-восточных окраинах, и притом распределенными в них крайне неравномерно.

Подстилается валунная глина нижними валунными песками, по большей части слоистыми, как полагают, представляющими вынос рек, выбегавших из-под наступающего ледника. Налегают на валунную глину также пески, но уже не слоистые, развитые островами. Происхождение этих верхних валунных песков связывают обыкновенно со стаиванием отдельных ледяных полей, оставшихся после отступания ледника в конце ледниковой эпохи. В период наибольшего оледенения со Скандинавских гор ледники расходились во все стороны как бы лучами. На севере и северо-востоке через Финмаркен и Кольский полуостров они сползали в Северный Ледовитый океан, на востоке и юго-востоке, перейдя через Балтийское море, они далеко распространялись по русской равнине, на крайнем севере соединяясь с самостоятельными ледниками полярного Урала, а на юго-востоке, вдаваясь по бассейнам Волги и Днепра двумя языками, разделенными Среднерусской возвышенностью.

На юге скандинавский ледяной покров распространялся до Гарца, Рудных гор и Судетов, преградивших его дальнейшее наступание. На юго-западе он переползал через мелководное Северное или Немецкое море и покрывал значительную часть Германии, Голландии и заходил даже в Англию, где он, сливаясь с ледяными потоками, спускавшимися с Шотландских гор, покрывал всю Англию к северу от реки Темзы. И другие, более южные горные возвышенности Европы служили в это время центрами образования ледников, спускавшихся по их склонам потоками, но не сливавшихся в сплошной ледяной покров. Следы таких ледников обнаружены в Пиренеях и Сьерра-Неваде, в Вогезах, Апеннинах, Карпатах и на Кавказе, а также и в наиболее возвышенных пунктах прилегающих частей Малой Азии.

В местностях, не занятых ледниковым покровом, находят и другие образования ледниковой эпохи, как, например, речные террасы, сложенные из галечника и рыхлых песчаных и глинистых пород. В числе последних особым распространением пользуется нежный на ощупь, желтоватый суглинок, известный под именем лёсса (см.). Известны также торфяники, известковые туфы и др. Породы. Все эти последние образования пользуются ограниченным местным распространением, но представляют интерес по содержащимся в них органическим остаткам, позволяющим составить представление о характере флоры и фауны ледниковой эпохи. Значительная часть Северной Америки, а именно вся площадь Канады и часть Североамериканских Соединенных Штатов к югу от Великих озер, до 36° северной широты, была, как и Европа, покрыта в ледниковую эпоху сплошным ледниковым покровом, южная граница которого до сих пор резко обозначается ясно выраженными конечными моренами, в виде ряда холмов или высоких валов, образованных ледниковым наносом.

В Америке встречаются и отложения, соответствующие межледниковым образованьям Европы, но существование нескольких последовательных оледенений для Северной Америки, как и для русской равнины, до сих пор не доказано. К югу от конечных морен великого ледника громадные площади занимает в Америке лёсс и слоистые отложения рек и громадных пресноводных бассейнов. В противоположность этому, в Азии, в частности в Сибири, несмотря на околополярное положение этой последней, не встречено никаких следов сплошного ледникового покрова, хотя и там замечалось несколько большее развитие ледников горных стран. Алтая, Саян, Северного Урала и некоторых возвышенностей Восточной Сибири. Значительные же полярные ледники найдены пока только на Ново-Сибирских островах.

В большей части страны отлагались в это время лёссовидные суглинки и слоистые, речные и озерные, вообще материковые образования, богатые остатками мамонта, сибирского носорога, северного оленя и других крупных травоядных, трупы которых иногда сохранились в вечно мерзлой почве и ледяных слоях Сибири в таком виде до настоящего времени, как будто они только что погребены. Объясняют отсутствие ледникового покрова в Сибири сухим и континентальным климатом Азии, не благоприятствующим образованию ледников. Также и в южном полушарии замечалось в ледниковую эпоху большое развитие ледников альпийского типа, но ввиду отсутствия там крупных околополярных материков не могло образоваться сплошного ледникового покрова, как в Европе и Северной Америке.

На имеющихся участках суши отлагались в это время по преимуществу материковые слоистые образования со своеобразной, ныне исчезнувшей фауной млекопитающих и птиц.Таблица ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА.1. Карта распространения ледников в Европе (по Неймару).2. Карта распространения ледников в Америке (по Неймару).Флора и фауна Ч. Периода. К началу Ч. Периода флора и фауна достигли уже значительной степени дифференциации, мало отличаясь в этом отношении от современных условий расселения органического мира. В это время уже ясно обозначились зоо— и фитогеографические области, представлявшие значительные несходства по характеру населения. Европа в это время, в местностях, свободных от ледникового покрова, изобиловала крупными млекопитающими, как травоядными, так и хищными.

Из первых привлекает внимание несколько видов слонов, частью начавших существование еще в третичный период и вымерших уже в доледниковую стадию ледниковой эпохи (Elephas antiquus, meridionalis), частью появившихся впервые в Ч. Период и угасших в конце ледниковой эпохи, каковы Eleph. Trogontherii и особенно мамонт (Eleph. Primigenius), остатки которого в ледниковых образованиях России пользуются громадным распространением, а в Сибири сохранились в виде свежих трупов, подобных только что вывезенному с реки Березовки принадлежащему академии наук превосходному экземпляру. В таком же прекрасном сохранении встречаются там и останки сибирского носорога, подобно мамонту, покрытого длинной шерстью и приспособленного к суровым климатическим условиям мест обитания.

В Европе жили в то время и другие виды носорога, ныне исчезнувшие. Из других крупных млекопитающих следует упомянуть эласмотерия, близкого по организации к носорогу, но обладавшего хоботом, и вымершего исполинского бегемота, обитавшего в южной Европе в доледниковый век. Из оленей в Ч. Отложениях встречаются останки гигантского оленя (Cervus megacerus), концы рогов которого отстояли один от другого иногда на 4 м. Вместе с ним жили и некоторые современные формы оленей. Благородный олень, северный олень и косуля, также антилопы и серны.Из быков в это время обиловал тур (Bos primigenius), доживший до времен исторических, и зубр (Bos latifrons), существующий и по настоящее время в Беловежской пуще и на Кавказе.

В степных местностях жили многочисленные грызуны, отчасти из Европы ныне вытесненные, каковы. Бобр, сурок, тушканчики, суслики, а также многие ныне полярные формы, каковы. Полярный заяц, пеструшка и лемминг. Из хищников наиболее поразительны огромный пещерный лев, пещерная гиена и пещерный медведь, далеко превосходивший размерами современных медведей. Известны также остатки наземных и морских моллюсков, причем среди последних многие формы принадлежат полярным видам. Разумеется, не все эти разнообразные формы организмов жили в Европе одновременно. Бегемот, южные слоны, пещерный лев обитали здесь только в доледниковый век и с наступанием ледника удалились к югу или вымерли, уступив место северным формам. В свою очередь, эти последние не раз покидали страну, уходя за отступавшим ледяным покровом, и сменялись обитателями лесов и степей умеренного пояса.

Что касается растительности Ч. Периода, то она не представляет каких-либо резко отличных от нынешних форм. Изучение ее важно с той стороны, что дает возможность объяснить происхождение и современное распределение европейских растений. Характер растительности Ч. Периода строго подчинялся условиям климата. С наступанием ледников подвигались на юг полярные формы, с отступанием льда на север освободившиеся пространства зарастали формами умеренного пояса, смешивавшимися с полярными и постепенно их вытеснявшими. В Северной Америке органический мир ледниковой эпохи представляет и сходство, и существенные различия с европейским. Хотя здесь также встречались мамонт, зубр и пещерный лев, но преобладающим распространением пользуются местные формы.

Гигантский мастодонт, вымерший в Европе еще в третичное время, различные виды лошадей, пекари, еноты, тапиры и проч., а также изредка странные, чудовищные формы неполнозубых, характерные для южно-американских постплиоценовых отложений. В лёссе пампасов и костеносных пещерах Бразилии сохранились многочисленные скелеты этих животных, чуждых Старому Свету. Здесь встречаются остатки громадных ленивцев, мегатерия, милодона и мегалоникса, а также неуклюжий броненосец глитодонт, хламидотерий и др. Формы эти появились еще в конце третичного периода, но дожили и до Ч. Своеобразная фауна населяла в это время Австралию. Как и теперь, в ней господствовали сумчатые и однопроходные, но некоторые из них достигали гигантских размеров.

Таковы были дипротодонт, напоминающий носорога, нототерий и чудовищный тилаколео, долго причислявшийся к хищникам, что, однако, не подтвердилось. Наряду с этими формами млекопитающих, для Австралии, Новой Зеландии и Мадагаскара характерны исполинские бескрылые птицы, некоторые представители которых сохранились до настоящего времени, а другие вымерли в историческую эпоху. Выдаются по величине среди них эпиорнис и динорнис, достигавшие 4 м в высоту, яйца которых в 150 раз превосходили куриные величиной.Климат и причины ледниковой эпохи. Характер отложений ледниковой эпохи и ее флора и фауна ясно свидетельствуют о более суровых климатических условиях этой эпохи по сравнению с современной, но наиболее характерную черту ее составляет обширное развитие ледников.

Основываясь на значительном распространении этих последних, предполагали, что в ледниковую эпоху свирепствовали на Земле жесточайшие морозы, от которых значительная часть земного шара покрылась ледяной корой и органическая жизнь замерла на громадном пространстве. Для Европы теперь, однако, доказано со значительной степенью вероятности, что нет необходимости в значительном понижении температуры для объяснения характера ледниковой эпохи. Достаточно, чтобы снеговая линия опустилась на 1000 м, и ледники в сравнительно незначительный срок достигнут такогогромадного развития, как в ледниковую эпоху. Вычислено, что для этого достаточно понижения средней годовой температуры Европы всего на 5° Ц., а если допустить несколько большее количество выпадавших в то время атмосферных осадков, то и того менее.

Понижение температуры в ледниковой эпоху допускается всеми учеными, и давно уже делаются попытки выяснить причины этого явления, а тем самым и причины ледниковой эпохи. Одни из предложенных гипотез объясняют понижение температуры этого периода в Европе местными, земными причинами. Существованием моря на месте нынешней Сахары, иным направлением Гольфстрима и проч. Но когда было доказано большее развитие ледников и, следовательно, понижение температуры на всей поверхности земного шара, пришлось искать каких-либо общих причин, могущих объяснить это явление. За последнее время и появился целый ряд астрономических гипотез, которые стремятся объяснить понижение температуры в ледниковую эпоху космическими причинами.

Ставят его в связь с перемещением полюсов, изменением наклона земной эклиптики и особенно эксцентриситетом земной орбиты. Но не все наблюдаемые факты удовлетворительно объясняются этими гипотезами, а с другой стороны, не достает еще многих наблюдений, необходимых для того, чтобы подтвердить или опровергнуть этигипотезы.Б. П..