Історія розвитку кліматів планети

Детальне вивчення клімату показує, що він, як і все в природі, весь час міняється клімат не може не змінюватись так як не можуть залишатись незмінними в часі фактори його формування. Для нього характерні коливання як в історичний час, так і в далекому геологічному минулому. Про те яким був клімат Землі в її далекому минулому, можливо судити тільки по непрямим даним. Вивчення особливостей залягання гірських порід, викопних решток тварин і рослин, похованих та сучасних ґрунтів, характер яких залежить від клімату минулого показує, що там, де зараз поверхня землі вкрита багаторічною кригою, колись шуміли тропічні ліси, а там, де тепер панує жаркий клімат, земну поверхню вкривали льодовики. Під льодовими відкладами арктичних островів знаходять скам’янілі листя і плоди хлібного дерева, яке росте лише в тропічних країнах. На основі скам’янілих решток рослин, знайдених біля південного полюса, встановлено, що в Антарктиді 40-50 млн. років тому росли папороть, лаври, які тепер зустрічаються лише в субтропіках. В середині минулого століття вчені відкрили сліди минулих зледенінь, які відбувалися мільйони років тому в Північній Америці, в Південній Африці, Австралії та Індії. 30 млн. років тому на Україні росли віялові і перисті пальми, мирти і магнолії. В Сибіру вздовж річок росли кипариси і волоські горіхи.

Отже, під зміною клімату розуміють спрямовано-прогресуюче його поліпшення або погіршення, в ході якого відбувається закономірна зміна метеорологічного режиму.

Геологічні дані показують, що зміни клімату в минулому Землі були дуже глибокими. Це легко зрозуміти, так як ці зміни охоплювали сотні мільйонів років. Протягом цього часу докорінно змінювалось положення на Землі: розміщення суходолу і моря, орфографія, розподілення океанічних течій, вулканічна діяльність, склад атмосфери тощо. З іншого боку могли змінюватись і космічні впливи на Землю.

Розглядаючи органічні і неорганічні викопні рештки як ознаки кліматів минулого, виходять з положення, що в минулому існувала така ж залежність флори і фауни, вивітрювання і ґрунтоутворення та ін. від клімату, які існують і тепер.

Відносно кліматів на ранній стадії формування Землі, особливо архейської ери, чітких уявлень немає, бо появлялись вони в умовах більш щільної атмосфери, яка вміщувала багато парів води, СО2, Н3СН4, позбавленої кисню, і при майже повній відсутності кисню.

Шари докембрію вивчені в окремих місцях. Знайдені рештки організмів віком 3,8 млрд. років. Вапнякові утворення синьо-зелених водоростей, за залягають пластами на дні морському, утворились на мілководді тодішніх морів і створювали рифи. Наявні також перші червоноколірні товщі зола листів, стрічкоподібні мергелі з річного і сезонного шаруватіста органічних решток мало через сильну метаморфізацію порід, а також в результаті слабкого розвитку органічного життя знайдені також морено подібні відклади (тиліти).

Але це є свідченням того, що довготривалі та істотні зміни в залежній атмосфері завершились різким посиленням ролі сонячної радіації у всіх земних процесах. З’явилась неоднорідність у всьому географічному розподілу кліматичних умов – поєднання жарки і відносно прохолодних, вологих і посушливих областей. Бо виявлення, наприклад, значних і потужних товщ морських відкладів і коралових рифів в середніх широтах свідчить про існування більш теплого клімату, що існував у цих широтах в давню епоху розвитку Землі, яка охоплює 6/7 геологічної історії.

З викопних свідоцтв клімату цього періоду найбільш широко представлені морські відклади нижнього кембрію, що відповідають періоду великих морських трансгресій, коли більша частина сучасних матеріалів була вкрита теплими морями з багатою фауною. На основі фаціального аналізу припускають, що для морів Сибіру в ранньому кембрії, наприклад, температура води не опускалася нижче +25°С. В середньому ж кембрії спостерігались значні скорочення морських басейнів, що продовжувалось і на початку пізнього кембрію. Очевидно, що в середньому і пізньому кембрії відбувалась більш суттєва, ніж в ранньому кембрії кліматична диференціація, що призвела до утворення біогеографічних пропозицій.

Клімат пізнього палеозою був ізотермічним. Широтна зональність з тропічними і кореальними (південними і північними) областями тільки почала позначатись.

Широке розповсюдження вапняків і доломітів, червоноколірні пісковики і сланці, а також поклади кам’яної солі та гіпсів є цінними індикаторами того, що кембрійському періоду притаманна сукупність теплих і вологих, а також жарких і посушливих кліматичних областей. На клімат цього періоду також припадають одні з головних аридних фаз.

Клімати цього періоду характеризуються широкою різноманітністю, що є наслідком їх докорінних змін. Коливання кліматів палеозойської ери відбувались на фоні значно високих температур повітря аж до кам’яновугільного періоду.

Як вже зазначалося вище клімат кембрію поєднував у собі чергування теплих і вологих та жарких і посушливих кліматичних областей. В ордовіцькому періоді клімат продовжував залишатись жарким з невеличкими термічними відмінностями і значними контрастами зволоження, викопними свідченнями що є значні товщі вапняків і доломітів, а також залишки теплолюбивої фауни і морських водоростей. В силурійський період великі площі займали теплі вологі області, але разом з цим існували райони з аридним кліматом. Сприятливі для життя кліматичні умови були причиною широкого розповсюдження і різноманіття тваринного і рослинного світу. Різке посилення континентальності і посушливості клімату на великих материках відбулося після каледонсього орогенезу на стику силура і девона. Аридізації піддалися значні простори землі. На кінець девону клімат пом’якшав, посилились риси океанічності. Різноманіття кліматичних умов на початку періоду поступово завершилось вирівнюванням контрастів клімату у верхньодевонський час. Все це супроводжувалося значними коливаннями зволоження і відбувалося на фоні різкого збільшення площі суходолу в першій і океанічності в другій половині девона. З викопних залишків, що підтверджують знайдені поклади солі і гіпсів, пісковиків і вапняків, доломітів і відомі промислові поклади кам’яного вугілля (Китай, Шпіцберген) з залишками теплолюбивої флори і рослинності помірного поясу. Разом з цим присутні валунні льодовикові відклади. Термічні контрасти кам’яновугільного періоду незначні: вологі і теплі області займали великі площі земної кулі. Між ними – вузька, локалізована посушлива зона. На кінець цього періоду значна частина суходолу була охоплена зледенінням. Відомі найбільші поклади кам’яного вугілля цього періоду з багаточисельними рештками рослинності різного видового і морфологічного складу. Місцями добре виражена сезонність наслойень (річні кільця росту утворення великих гірських систем (герцинський орогенез) та різке збільшення площі суходолу пермського періоду, супроводжувалось загальним посиленням аридності клімату. Разом з цим простежуються багаточисельні ознаки зональності клімату, подібної попередньому періоду. 30 км зорієнтовані з північного заходу на південний схід (в північній півкулі).

Зміни клімату мезозойської ери були також пов’язані головним чином з коливаннями вологості і проявлялись в чергуванні аридних і гумідних фаз. Головні аридні фази припадають на тріас, пізню юру – ранню крейду, кінець крейди – першу половину палеогену, навіть середній міоцил кайнозойської ери. Великими ж гумідними фазами мезозою була ранньоюрська. Все це супроводжувалося розширенням зони помірного клімату, але до полярних областей, про що свідчать знайдені органічні рештки велетенських плазунів.

Атмосфера Землі з кожною геологічною епохою змінювала свій склад – зменшувався вміст водяної пари і СО2, збільшувалась відносна роль кисню. У зв’язку з цим змінювався її “парниковий ефект”, посилювались термічні контрасти між полюсами і екватором, що сприяло розвитку між широтної циркуляції атмосфери. В ранньому палеоліті кайнозойської ери переважає теплий і вологий клімат з північною межею субтропіків до 55-60° пн. ш. З другої половини олігоцену наступає прогресивне похолодання з різким поширенням континентальності клімату, що охопило високі широти обох півкуль з найбільшим проявом в приполярних областях, де склалися спочатку помірний, а потім арктичний типи кліматів, з перебігом часу посилювалась сезонність клімату, скорочувалась загальна кількість атмосферних опадів. В анторопогені похолодання посилилось. Неодноразові коливання темперу три і вологості призвели до чергування льодовикових і міжльодовикових епох в високих широтах і пмовіальних і ксеротермічних кліматів в низьких широтах. В голоцені відбувається від ступання льодовиків з помірних широт в полярні. Спостерігається загальне потепління клімату помірних і високих широт при значних коливаннях температури і зволоження. Та в цілому голоцен – холодний період в історії Землі.

З другої ж половини ХІХ століття намітився новий, досить крутий поворот в кліматичних умов – почалось сучасне потепління клімату.

Отже, в далекому минулому на різних ділянках земної кулі холодні клімати змінювалися жаркими, сухі – вологими внаслідок впливу різноманітних факторів. І ці зміни клімату мають місце і в історичний час, аж до сьогодення.