Помоги проекту - поделись книгой:
П. М. Долуханов
История средиземных морей
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
Серия «Человек и окружающая среда»
Основана в 1973 г.
Ответственный редактор доктор географических наук А. Л. Чепалыга.
Рецензенты:
член-корреспондент АН TCCP, доктор исторических наук В. М. Массон,
доктор географических наук Д. Д. Квасов,
доктор геолого-минералогических наук А. А. Никонов.
Введение
В самой середине огромного массива суши Восточного полушария расположены три моря. Два из них — Средиземное и Черное — представляют собой глубокие и узкие заливы Атлантического океана; третье — Каспийское, являющееся самым большим в мире солоноводным озером, не имеет связи с океаном.
Эти моря не похожи друг на друга. Различны их температура, соленость, даже цвет вод. По-разному устроены и их берега. Однако при всем различии у этих морей много общего. Во-первых, все они внутренние, окруженные сушей. Узкий Гибралтарский пролив связывает Средиземное море с Атлантическим океаном. Еще уже проливы Дарданеллы и Босфор, соединяющие Средиземное и Черное моря через промежуточное Мраморное море. Каспийское море вообще не имеет выхода ни к океанам, ни к другим морям. Указанные особенности позволяют назвать эти моря средиземными.
Вторая особенность, общая для рассматриваемых морей, — их географическое положение. Средиземные моря располагаются в субтропической зоне и получают большое количество солнечного тепла. В летнее время они оказываются во власти воздушных масс, разогретых горячими песками пустынь Северной Африки и Центральной Азии. Зимой же до побережий средиземных морей часто долетают северные ветры. Влага приходит сюда с запада вместе с циклонами, рождающимися над Атлантикой. Распределение влаги — показатель различий между отдельными средиземными морями: чем дальше от Атлантики, тем меньше осадков, тем суше, континентальнее климат.
Третья особенность — это общая геологическая история. Все средиземные моря представляют собой остатки гигантского морского бассейна Тетис, некогда занимавшего огромные пространства Европы, Северной Африки, Западной и Южной Азии. На протяжении новейшей геологической истории здесь произошли грандиозные по своим масштабам события, изменившие облик нашей планеты. На месте морей возникли самые высокие на Земле горы, в которых запечатлена история средиземных морей.
Еще одна особенность средиземноморского региона связана с историей его освоения. Наиболее ранние следы пребывания человека на берегах Средиземноморья относятся к самому началу четвертичного периода, т. е. около 2 млн лет назад. Природа этих мест на протяжении столь огромного отрезка времени не оставалась постоянной. Периоды сравнительно мягкого климата чередовались с холодными и засушливыми. Не раз на цветущие оазисы надвигались пески пустынь. Природа часто ставила перед человеком сложнейшие проблемы. Возможно, те экстремальные природные ситуации, в которых нередко оказывались местные жители и которые они должны были сообща преодолевать, послужили одной из причин, ускоривших появление ранних цивилизаций. Именно на средиземноморских берегах раньше, чем в других частях огромного Евразиатско-Африканского массива суши, зародилась письменность, сложились государства.
В предлагаемой вниманию читателя книге автор пытается кратко изложить историю трех средиземных морей: Средиземного, Черного, Каспийского. Рассматриваются основные этапы новейшей геологической истории, насчитывающей 40 млн лет. Особое внимание уделяется вопросу о том, что было общего в развитии этих бассейнов и чем они различались; какое место их история занимала в эволюции нашей планеты.
Отдельный вопрос — история взаимодействия природной среды и человеческого общества. В книге рассматриваются изменения климата, растительности, животного мира, самих морей на протяжении четвертичного периода, т. е. эры человека. Важно также проследить, как влияли природные процессы на расселение, хозяйство, социальное устройство первобытных людей.
Книга построена в основном на самых последних данных, полученных археологами, географами, геологами, палеонтологами. Новые сведения часто заставляют пересматривать многие положения, еще недавно казавшиеся незыблемыми. А объясняется это во многом взаимопроникновением наук. Так, радиоактивные методы датирования геологических событий взяты на вооружение палеогеографами и археологами. Изотопные методы позволяют в ряде случаев определить температуру морских бассейнов, в которых накапливались осадочные толщи.
Глобальные проблемы, которые волнуют археологов, прежде всего связаны с определением механизма и времени появления человека. Сенсационные находки в Восточной Африке, датированные радиоактивными методами, значительно отодвинули в глубь веков (точнее, удревнили по крайней мере на миллион лет) время появления существа, способного осознанно создавать орудия труда и пользоваться ими. В связи с этим идет трудный процесс пересмотра старых и рождения новых теорий антропогенеза.
Другая группа проблем, которая особенно тесно связана с рассматриваемым регионом, касается возникновения производящего хозяйства (земледелия и скотоводства), а также появления ранних форм цивилизации. Новые исследования, проведенные советскими археологами, позволили сделать важнейший вывод о том, что наряду с классическими областями древнейших цивилизаций (долина Нила, Месопотамия) огромную роль в этом процессе сыграли равнины Закавказья и предгорья Средней Азии. Интенсивные полевые работы направлены на то, чтобы восстановить в деталях ход образования цивилизации: локализовать ее отдельные очаги, выявить их отличительные черты, хронологические рамки, взаимодействие с другими центрами.
Ученые издавна проявляли интерес к истории средиземных морей. Наиболее ранние попытки проникнуть в глубь веков дошли до нас в форме мифов, легенд, религиозно-мистических учений. По большей части это наивные фантастические рассказы, отражающие примитивное видение мира, свойственное первобытному человеку. Тем не менее эти источники часто содержат крайне важные палеоэтнические и палеогеографические сведения. Расшифровка этой информации, сопоставление ее с фактами, полученными археологией и геологией, — важная задача современной науки.
О происхождении морей и гор, об исторических судьбах людей много размышляли и античные философы. И хотя их рассуждения по большей части носили умозрительный характер, т. е. не были связаны ни с конкретными исследованиями, ни с опытом, они тем не менее крайне важны для современного исследователя. Античные историки и географы много путешествовали, их записки порой содержат поистине бесценную информацию об этнографии и географии различных областей Европы и Азии. Так, в трудах Геродота даются чрезвычайно подробные сведения о Скифии — государстве в Северном Причерноморье. Следует, правда, отметить, что античные историки, в том числе Геродот, часто приводили рассказы и других путешественников, в которых истина часто граничила с вымыслом. Не случайно специалисты и по сей день спорят о том, что Геродот имел в виду, когда давал то или иное название географическому объекту, народу или племени.
Велик вклад русской и советской науки в изучение истории Черного, Средиземного и Каспийского морей. Исследование геологии Средиземноморья связано с именами таких крупных ученых, как Н. И. Андрусов, П. А. Чихачев, А. Д. Архангельский, Н. М. Страхов, М. В. Муратов, П. В. Федоров, О. К. Леонтьев др. Природе региона посвящены труды Н. И. Вавилова, П. М. Жуковского, Б. Ф. Добрынина, И. П. Герасимова и др.
Большой интерес проявляли исследователи и к культуре древних народов, населявших бассейны средиземных морей. В дореволюционное время основные археологические изыскания были ограничены преимущественно областью Северного Причерноморья. Качественно новый уровень в изучении первобытных и древних культур был достигнут в советское время благодаря работам П. П. Ефименко, А. Н. Рогачева, А. П. Окладникова, С. Н. Замятнина, П. И. Борисковского, С. Н. Бибикова и др. Они обнаружили и всесторонне изучили ряд палеолитических культур на юге европейской части СССР, на Кавказе и в Средней Азии. Исследования Б. Ф. Куфтина, С. П. Толстова, А. Н. Бернштама, М. Е. Массона, В. М. Массопа, Г. Н. Лисицыной, И. Н. Хлопина и др. привели к открытию в этих же районах ряда культур неолита, энеолита, бронзы и более поздних эпох. Советская наука внесла ощутимый вклад в решение проблем, связанных с образованием древних цивилизаций и раннеклассового общества.
Наряду с этим изучение истории природы и пародов средиземноморского региона — область плодотворного научного сотрудничества ученых различных стран. Целый ряд международных научных программ по изучению геологической истории Средиземного и Черного морей осуществляется в рамках Международного геологического союза и Ассоциации по изучению четвертичного периода (ИНКВА).
Как возникли средиземные моря
История возникновения и развития Средиземного, Черного и Каспийского морей — увлекательная глава геологической летописи Земли. Но прежде чем с нею познакомиться, необходимо сказать несколько слов о том, что представляет собой область средиземных морей сейчас.
Начнем с климата, он здесь субтропический и засушливый. Объясняется это следующим. В экваториальной зоне сильно прогретые массы воздуха постоянно поднимаются вверх; их место занимает холодный воздух, несущий облака и осадки. Успевший охладиться в верхних слоях атмосферы сухой тропический воздух опускается в субтропиках. В результате субтропическая зона отличается постоянным недостатком влаги — аридностью.
Это особенно характерно для летних месяцев, когда берега Средиземного, Черного и Каспийского морей оказываются во власти горячего и сухого воздуха, принесенного из Сахары, Аравии, пустынь Центральной Азии.
Зимой же сюда часто вторгаются циклоны, приносящие прохладные ветры Атлантики. Но, чем дальше на восток, тем влияние океана слабее. В восточные районы нередко прорываются ветры севера, неся холод и снег. Полярный воздух иногда достигает и западных районов, вызывая непродолжительные заморозки на берегах Эгейского и Адриатического морей.
В растительности побережий преобладают травы и кустарники, способные переносить недостаток влаги. Только в наиболее увлажненных уголках сохранились леса, состоящие из субтропических вечнозеленых видов. В горах по мере подъема вечнозеленые растения вытесняются хвойными, затем листопадными, еще выше располагаются альпийские луга. Северное побережье Черного моря занимают степи; непосредственно у побережья много растений — обитателей засоленных почв. С юга к Средиземному, а с востока и с севера к Каспийскому морю подходит растительность пустынь и полупустынь.
Растительность побережий богата эндемичными видами. Эго объясняется тем, что на протяжении геологической истории мощные горные цепи неоднократно отрезали участки побережья от остального мира. Особенно богата эндемиками Колхида — низменные районы Западной Грузии. Растительный мир побережий сильно изменен человеком. Это и понятно: здесь родились древнейшие земледельческие цивилизации. Лишь в труднодоступных районах растительность сохранилась в своем первозданном виде.
Продолжая рассказ о природе рассматриваемых морей, начнем с самого большого из них — Средиземного. Оно представляет собой глубокий (в среднем 1438 м) залив Атлантического океана площадью 2,5 млн км2.
В Средиземном море есть несколько внутренних морей: Тирренское, Адриатическое, Ионическое и Эгейское. Своеобразен и гидрологический режим Средиземного моря. В него впадает сравнительно мало рек, наиболее полноводные из них Эбро, Рона, По, Нил. Это обстоятельство во многом определяет неповторимый цвет воды Средиземного моря — темно-голубой в открытых частях акватории. Редки над Средиземным морем дожди. В результате за счет испарения море теряет воды больше, чем в него поступает из рек и осадков. Так создается отрицательный водный баланс, влияющий на уровень Средиземного моря, он на 0,6–1 м ниже уровня Атлантического океана. Отрицательный водный баланс и сильное прогревание средиземноморских вод летом обусловливают их повышенную (36–39,5 ‰) по сравнению с водой Атлантического океана (34–37,3 ‰) соленость.
Воды Средиземного моря располагаются слоями. На поверхности они теплые с повышенной соленостью, ниже — слабосоленые, так как приходят через Гибралтарский пролив из Атлантики. В придонном слое вода соленая и теплая; этот слой — огромный аккумулятор тепла, оказывающий влияние на формирование климата во всем районе.
Проникшие через Гибралтарский пролив атлантические воды распространяются на восток. Там они охлаждаются, опускаются вниз и движутся в противоположном направлении — на запад, к Гибралтарскому проливу. Эта общая схема циркуляции вод несколько нарушается течениями, которые зависят от рельефа дна и побережья, от метеорологической обстановки и ряда других причин. Активному водообмену между Средиземным морем и Атлантическим океаном препятствуют небольшие глубины Гибралтарского пролива. Приливы и отливы, достигающие значительного размаха в Атлантическом океане, ослабевают на западе Гибралтарского пролива и совсем гасятся на выходе из его узкой части. На побережье Средиземного моря величина приливов в основном не превышает 0,5–1 м.
Связь между Средиземным и Черным морями осуществляется через так называемую Черноморскую проливную зону, которая состоит из Мраморного моря и проливов Дарданеллы и Босфор.
Ширина Дарданелл колеблется от 1,3 до 27 км, глубины не превышают 153 м. Берега невысокие, пологие. В нижнем слое соленые средиземноморские воды движутся в сторону Мраморного моря, по поверхности более пресные воды идут в противоположном направлении. Основная масса воды в Мраморном море имеет высокую соленость. Поверхностный слой (до глубины 40–50 м) состоит почти исключительно из опресненных черноморских вод.
Пролив Босфор, соединяющий Черное море с Мраморным, похож на узкую извилистую реку. Берега обрывистые, когда-то они были покрыты лесом. Теперь леса сохранились лишь в северной части. Средняя глубина пролива 65 м, отдельные впадины достигают 90 м. Как и в других проливах, в нижних слоях Босфора соленые воды текут в сторону Черного моря, в поверхностных же слоях более легкие и менее соленые воды из Черного моря переливаются в южном направлении. Для Черного моря это поверхностное течение является компенсационным: море отдает избыток вод, образовавшийся за счет осадков и стока могучих рек. Течение это вызвано и тем, что уровень Черного моря выше, чем уровень Мраморного моря.
В отличие от Средиземного моря водный баланс Черного моря положительный. Реки приносят в Черное море около 350 км3 воды в год; почти 200 км3 отдает Дунай и более 50 км3 — Днепр. За счет притока речных вод и большего количества атмосферных осадков соленость Черного моря вдвое меньше, чем Средиземного. Особенно опреснены районы, примыкающие к устьям рек. С глубиной соленость воды увеличивается: в глубокие слои поступает соленая вода Средиземного моря.
Зимой Черное море сильно охлаждается: температура поверхностного слоя близка к точке замерзания. Холодные воды опускаются сравнительно неглубоко: плотные и соленые средиземноморские воды препятствуют полному перемешиванию. Летом черноморские воды прогреваются, но не полностью. Близ границы соленых вод постоянно сохраняется горизонт с очень низкими температурами.
Глубокие слои Черного моря (ниже 800—1000 м) очень соленые и плотные, с довольно низкими температурами. Особенность Черного моря, выделяющая его из всех других морей земного шара, — постоянное присутствие на глубине сероводорода. Механизм его образования и сохранения еще не окончательно выяснен. Считают, что сероводород выделяют бактерии, разлагающие сульфаты воды. В большинстве морей, где происходит такой процесс, сероводород окисляется кислородом, содержащимся в толще воды. В Черном море, где перемешивание затруднено, зона окисления расположена выше и не захватывает глубоких слоев, в которых и накапливается сероводород.
Основное течение в Черном море имеет кольцевой характер: вода поверхностного слоя движется против часовой стрелки. В центральной части оно разделяется на два потока.
Каспийское море, несколько раз соединявшееся на протяжении геологической истории с Черным, — крупнейший в мире бессточный водоем; современная его площадь 368 тыс. км2. Море вытянуто с севера на юг почти на 1200 км; его средняя ширина составляет 310 км. Северная часть Каспия лежит в пределах Прикаспийской низменности — юго-восточной оконечности Русской равнины. Западное побережье примыкает к горам Кавказа. На востоке простираются огромные пустыни Средней Азии.
Северная часть Каспийского моря мелководна, глубины здесь не превышают 22 м. Южнее располагается Среднекаспийская котловина с глубинами до 800 м и ровным рельефом дна. С юга эту котловину ограничивает Апшеронский порог. Наибольшие глубины (до 1025 м) и наиболее сложный рельеф характерны для Южно-Каспийской котловины.
Крупнейшие реки — Волга, Урал, Кура — впадают в Каспийское море с севера и с запада; на востоке постоянных водотоков нет. Течения Каспийского моря непостоянны; они определяются ветрами, речным стоком, рельефом дна и побережий. Обычно прослеживаются два круговых течения, движущиеся против часовой стрелки, на севере и юге. В различных районах Каспия климат неоднороден. В северной части это континентальный климат умеренных широт; в западной — умеренно теплый, с мягкой зимой и жарким летом; в юго-западной выпадает наибольшее количество осадков — до 1700 мм в год. На востоке Каспийского побережья расположены районы с резко континентальным климатом пустынь. Здесь осадков меньше всего — до 120 мм в год (а в районе залива Кара-Богаз-Гол до 27 мм). Северное мелководье зимой замерзает, юг и середина обычно бывают свободными от льда.
Своеобразные физико-географические условия Каспийского бассейна накладывают отпечаток на его гидрологический режим. Большая часть объема воды складывается из стока рек, причем 80 % составляет доля Волги и ее притоков. Изменение водоносности рек, и особенно Волжского бассейна, тесно связано с колебаниями климата.
Так, потепление климата в 30-е годы нашего столетия вызвало резкое уменьшение стока Волги. Помимо естественных причин, на сток рек серьезное влияние оказывает хозяйственная деятельность человека. С 1940 по 1982 г. Каспийское море «недополучило» свыше 800 км3 речной воды, что соизмеримо с трехлетним стоком Волги в среднеклиматических условиях [Каспийское море… 1986].
Основная расходная статья водного баланса Каспия — испарение. Наиболее интенсивно оно происходит в северной акватории, наименее — в средней. Чем засушливее климат, тем больше величина испарения. Как показали измерения, максимальной она была в 30-х годах нашего века, именно тогда климат отличался наибольшей засушливостью. С поверхности Каспия ежегодно испарялось около 395 км3 воды, т. е. намного больше, чем поступало из рек [Там же].
Соотношение приходных и расходных статей водного баланса определяет многовековую изменчивость уровня Каспийского моря. В середине XVI в. он находился на отметке —26,6 м [Колебания увлажненности…, 1980], в XVII в. поднялся, достигнув —23,9 м. С 30-х годов прошлого века (когда начались инструментальные наблюдения) и до начала XX в. уровень Каспия был сравнительно постоянным: около —25,8 м. С 1930 по 1941 г. на фоне общей аридизации климата произошло его резкое понижение: уровень упал с —26,2 м до —28 м. В первой половине 70-х годов понижение уровня продолжалось: в 1977 г. он находился на отметке —29 м. Всего же с 1900 по 1977 г. уровень Каспия понизился на 3 м, причем из этой величины около 1 м пришлось на хозяйственную деятельность человека [Там же]. За счет понижения уровня осушились значительные пространства мелководья, исчезли многие заливы. На их месте возникли солончаки и массивы перевеваемых песков. С 1978 г. уровень Каспия стал резко повышаться. В 1985 г. воды Каспия находились на отметке —27,97 м, т. е. за семь лет уровень поднялся более, чем на 1 м [Там же].
Схема строения средиземноморского пояса [Хаин, 1984]
Центральное место в системе гор, окружающих бассейн Средиземного моря, занимают величественные Альпы. Они как бы связывают в узел цепи складчатых гор, опоясывающих Южную Европу, Западное и Восточное Средиземноморье. Альпы образуют дугу, выгнутую на северо-запад, длиной около 1200 и шириной около 260 км. Наиболее высокие отроги Альп представляют собой остатки древнего кристаллического основания Европы.
Западное ответвление Альп — Пиренеи — узкая и длинная система хребтов, соединяющаяся с Альпами в районе Прованса. Южное продолжение Альп — Апеннины. Это невысокие складчатые горы, разделяющие бассейн Средиземного моря на две части — восточную и западную. На юге Апеннины круто изгибаются, образуя дугу, в центре которой расположено Тирренское море. Цепь гор продолжается на дне Средиземного моря и соединяет Апеннины с горами Северо-Западной Африки, центральным их звеном являются Атласские горы. Самая глубокая впадина Средиземного моря — Алжиро-Прованская, глубины ее достигают 2,7–2,9 км.
Восточно-Средиземноморская область включает несколько горных сооружений, примыкающих к Альпам с юга и востока. Крупнейшее из них — дуга Кариатских гор. Южнее высятся Балканские горы. С юго-востока к ним вплотную подходят Понтийские горы, занимающие северную часть полуострова Малая Азия. Равнины и плоскогорья Центральной Анатолии отделяют их от складчатой системы Тавра, расположенной на юге полуострова. Как и на западе, складчатыми хребтами окружены глубоководные впадины. Самая крупная из них — Ионическая с глубинами более 4–5 км.
В отличие от большей части побережий Средиземного моря северные берега Черного моря равнинные. Их занимает Причерноморская низменность — южная окраина Русской равнины. Единственные горы Северного Причерноморья расположены на юге Крымского полуострова. Зато с востока к Черному морю подходят грандиозные горные сооружения Большого Кавказа, купол которого поднимается на высоту более 4 км. Обширное межгорное понижение (Куринская впадина) отделяет Большой Кавказ от Малого — сложно построенных складчатых хребтов и лавовых плато.
К востоку от Каспийского моря система альпийских складчатых гор продолжается в виде хребтов Копетдага. Альпийские горы прослеживаются и к югу от Кавказа — это горы Загроса, разделяющие два крупных блока земной коры — Аравийскую плиту и Иранский массив. К югу от Загроса располагается мощный прогиб, заполненный речными наносами, — Месопотамская низменность.
К самым ранним отложениям, обнаруженным в Западном Средиземноморье, относят гнейсы. Их возраст, измеренный радиоактивными методами, оказался равным 600–530 млн лет. Предполагается, что эти породы сформировались в течение байкальского этапа горообразования. В начале рифея (1,65—1,4 млрд лет назад) раскололся огромный континент, объединявший Европу и Африку. Блоки раздвинулись, и обнажился морской бассейн, условно называемый Прототетис. В течение позднего рифея и венда (1,1 млрд—570 млн лет назад) морской бассейн заполняли осадочные породы, снесенные с суши, и продукты извержения вулканов. В начале палеозоя морской бассейн сжался, в ходе горообразования осадки были смыты, скручены и подверглись метаморфизации. В то же время произошло раздвижение коры на востоке — в области Крыма — Кавказа — Копетдага. Там возникло несколько впадин.
Каледонский этап горообразования в Средиземноморской области не выражен, так как Европа вновь соединилась с Африкой. На протяжении кембрия, ордовика, девона и нижнего карбона Западное Средиземноморье представляло собой периферию этого обширного континента, которую периодически заливали воды окраинных морей. Большую же часть Восточного Средиземноморья занимало окраинное море. Вероятно, лишь Закавказский массив выступал в качестве огромного острова.
Облик Средиземноморья сильно изменился в герцинский этап горообразования: выросли высокие горы, осадочные породы подверглись сжатию, активизировались вулканы. Предполагают, что в области Сахарской плиты и в южной части Западного Средиземноморья существовал крупный морской бассейн. Интенсивное горообразование шло в районе Главного Кавказского хребта: осадочные отложения, накопившиеся в предшествующие периоды, были подняты и метаморфизованы; в результате извержения вулканов образовались лавовые поля. Одновременно области южного склона Центрального Кавказа и Восточный Кавказ погружались; здесь сохранялись довольно глубокие морские бассейны. К концу палеозоя тектоническая активность в области Средиземноморья утихает.
Альпийский геосинклинальный этап начался в ранней юре (190–150 млн лет назад). В средиземноморском регионе произошло раскалывание и раздвигание земной коры, вследствие чего образовался огромный океан — Тетис. От Атлантического океана он простирался на восток через Альпы, Дипариды, Карпаты. Далее, через пролив в районе Балканского полуострова, Тетис уходил на юго-восток в Малую Азию, где существовал бассейн, протягивавшийся от Измира к равнинам Внутренней Анатолии. Восточным продолжением Тетиса был Малокавказский океанический бассейн, соединявшийся с морями в районе Загроса. На месте Крыма — Кавказа — Конетдага располагалось обширное краевое море. Оно было отделено от собственно Тетиса огромным островом — Закавказским массивом.
Расширение морского бассейна Тетиса в районе Средиземноморья закончилось в поздней юре (150–135 млн лет назад). Тогда же начались мощные тектонические движения, приведшие к сокращению бассейна. Вновь задымились вулканы, время от времени выбрасывая лавовые потоки на берега Тетиса и прямо в море. В течение мела в западной части Тетиса единый бассейн разделился на несколько заливов и морей, между которыми образовались участки суши. В позднем мелу (100—65 млн лет назад) у подножия растущих гор Западного Средиземноморья накапливались мощные толщи флиша. В то же время на востоке Средиземноморья, в районе Кавказа и Крыма, продолжалось спокойное развитие окраинного моря Тетиса. Именно тогда оно достигло своих максимальных размеров.
Начало альпийского орогенеза относится к олигоцену — миоцену (30–10 млн лет назад). Современная тектоника плит объясняет этот процесс погружением (субдукцией) океанической коры под выступы континентальных плит. Тогда же от Тетиса отделилась его северная окраина — Паратетис. К среднему миоцену (15–14 млн лет назад) поднялись западные внешние альпийские дуги. Одновременно с этим погружались внутренние области, что привело к формированию Алжиро-Прованского и Тирренского бассейнов. В начале плиоцена погрузился блок на самом западе Средиземноморья. Здесь образовался Гибралтарский пролив. Тогда же на 1–1,5 км ушла под воду Тирренская котловина. По периферии опускавшихся котловин происходило сводовое поднятие гор, сопровождавшееся сбросами и надвигами. В мощное поднятие оказались втянутыми и окраинные части платформ, за счет чего, в частности, образовались Юрские горы. Активизировались вулканы, расположенные по берегам Тирренской впадины, Италии, Сардинии, Корсики, а также на островах Эгейского моря.
Рост гор системы Крым — Кавказ — Копетдаг начался на границе эоцена и олигоцена (40–38 млн лет назад).
Мощное поднятие охватило Большой и Малый Кавказ. Оно распространилось на южную окраину Закавказского массива. Одновременно вдоль северной и южной периферии Главного Кавказа образовывались прогибы, в том числе Рионский, Куринский, Апшеронский. Наиболее интенсивные тектонические движения — складки, надвиги, разрывы — происходили на Большом Кавказе в течение миоцена — плиоцена (20—2 млн лет назад). Сходным было развитие двух других элементов системы Восточного Средиземноморья — Крыма и Копетдага. Общее сводовое поднятие этих гор, осложненное разрывами, надвигами и вулканизмом, началось в олигоцене.
В конце этапа орогенеза резко усилилась вулканическая деятельность. Именно тогда образовались величайшие вулканические конусы Главного Кавказа — Казбек и Эльбрус, произошли мощные извержения лавовых потоков на Малом Кавказе.
В миоцене — плиоцене шло быстрое погружение южной части Каспийского моря и Западно-Туркменской впадины, где в отдельных районах накопилось до 10 км осадков.
Такова в общих чертах история формирования рельефа средиземных морей и окружающих их участков суши.
Грандиозные события, приведшие к образованию современного рельефа Средиземноморья, происходили на фоне столь же грандиозных изменений климата Земли, причины которых еще не до конца поняты. Одна из основных задач палеогеографов — определить характер и величины климатических изменений (как говорят ученые, построить «климатическую модель»), влияние климата на растительность, животный мир континентов и океанов.
Крайне важные сведения относительно климата прошедших эпох были получены в результате изучения глубоководных отложений.
Океан богат самыми разнообразными формами жизни. Некоторые из представителей животного мира очень чутко реагируют на изменения среды, в частности температурного режима. Изучение видового и количественного состава этих организмов в слоях глубоководных отложений океана может дать неоценимую информацию о закономерностях изменений климата.
Наиболее широко распространенными биогенными отложениями на поверхности морского дна являются карбонатные илы, которые состоят из раковин планктонных организмов. Из разнообразных семейств, образующих илы, наибольший интерес для палеогеографов представляют фораминиферы — мельчайшие организмы, которые населяют верхнюю 200-метровую толщу океана. В настоящее время известно около 20 тыс. видов фораминифер. Большая часть их имеет четкие экологические зоны обитания, совпадающие с климатическими зонами. Исходя из видового состава и численности фораминифер, содержащихся в пробах, взятых из различных слоев морских отложений, ученые рассчитывают температуру прошлых эпох.
Расчеты достаточно просты. Каждая климатическая зона океана характеризуется одним или несколькими типичными видами фораминифер, причем для каждого вида определена температура наиболее благоприятная для его развития. На основании этих закономерностей вычисляют температуры бассейнов. При достаточно большом числе проб этот метод дает вполне удовлетворительные результаты (погрешность в пределах 3 °C).
Другой метод палеоэкологической реконструкции основан на оценке видового разнообразия. Замечено, что в пробах, взятых в тропических районах океана, разнообразие видов микроорганизмов наиболее велико; наименьшее оно в пробах, взятых в полярных районах. Следовательно, видовое разнообразие можно использовать как показатель температур. Однако этим методом следует пользоваться осторожно. Известно, что преобладание какого-либо одного вида при высокой общей численности микроорганизмов характерно для стрессовых (угнетенных) условий, возникающих в замкнутых лагунах, опресненных окраинных морях или же в загрязненных водоемах.
Наряду с чисто биологическими методами все большее значение в исследовании донных отложений приобретают физико-химические методы. Среди них особое место занимает анализ изотопов кислорода. Более 30 лет назад известный американский физикохимик Г. Юри установил, что карбонаты одного и того же состава имеют различное соотношение изотопов кислорода (18O и 16O) в зависимости от температуры морской воды, в которой они образовались. Позднее эту закономерность стали использовать для расчета палеотемператур Мирового океана. Измерения соотношения изотопов кислорода в раковинах позволили обнаружить зависимость этой величины от температуры воды, в которой они развивались. Для каждого моллюска определяют соотношение изотопов кислорода. Полученные результаты сравнивают со «стандартными» значениями (средним соотношением изотопов кислорода в морской воде). На основании подсчета отклонений концентраций изотопов 18O/16O в морских раковинах построены палеотемпературные кривые для различных районов Мирового океана.
Морские организмы не единственный материал для такого анализа. Очень интересные результаты получены при исследовании соотношений изотопов кислорода в пробах льда, взятых из ледяных панцирей Антарктиды и Гренландии. Изучение этих образцов позволило восстановить наиболее полную климатическую летопись последних глав истории Земли. Но и этот метод не лишен недостатков. Отмечено, что на соотношение изотопов кислорода, помимо температур, влияет и соленость морских вод. Это необходимо учитывать при палеоклиматических реконструкциях.
В результате анализа целого ряда данных вырисовывается достаточно определенная картина развития климатической обстановки на протяжении кайнозоя. Общее направление изменения климата — похолодание, хотя на этом фоне были и отдельные колебания — относительные потепления и вновь похолодания. Рассмотрим несколько подробнее, как менялся климат за последние 70 млн лет (в основном по данным, полученным в ходе изучения отложений Атлантического океана).
В палеоцене (67–60 млн лет назад) климат был очень теплым, даже в субарктических районах средняя температура поверхностных вод превышала 15 °C. На протяжении эоцена — раннего олигоцена (60–35 млн лет) температура океана понизилась на 10° В среднем миоцене (15–11 млн лет назад) началось значительное падение температур, причем наиболее резкие изменения в соотношении изотопов кислорода произошли 14,8—14,5 млн лет назад. С этого времени происходит постоянное охлаждение нашей планеты, сопровождаемое образованием и разрастанием ледниковых покровов: сперва в арктических, затем в умеренных широтах.
Палеотемпературная кривая палеогена (65–20 млн. лет назад) для Южной Атлантики [Shackleton, 1986]
Существует множество гипотез, пытающихся объяснить катастрофические оледенения на нашей планете. Одна из наиболее популярных гипотез, опирающаяся на астрономические наблюдения, связывает такое явление с периодическими изменениями параметров орбиты Земли — колебанием эксцентриситета и наклона оси Земли к плоскости вращения. Однако этим можно объяснить чередование оледенений и межледниковий, а не общее и продолжительное охлаждение планеты: данные параметры изменяются регулярно, оледенения же случаются сравнительно редко. Некоторые специалисты видят причину оледенений, охватывавших огромные площади Земли, в более крупномасштабных явлениях, связанных с эволюцией галактик. Но современная наука слишком мало знает об этих процессах, чтобы всерьез привлекать их для объяснения чисто земных явлений. Возникновение оледенений часто связывают с горообразованием. Действительно, почти все известные периоды продолжительных оледенений совпадают или непосредственно следуют за крупными циклами образования горных массивов. В течение этих циклов значительные массивы суши поднимались и оказывались выше снеговой линии. Это могло вызвать появление крупных ледников в горах. Более того, образование гор сопровождалось мощными извержениями вулканов. В атмосферу выбрасывались огромные массы вулканической пыли. Насыщенная пылью атмосфера экранировала солнечное тепло, что могло вызвать охлаждение поверхностного слоя Земли и способствовать развитию оледенения. Имеются данные, согласно которым существенные похолодания климата за последние 100 лет непосредственно следовали за крупными извержениями вулканов.
Сравнительно недавние исследования ученых по-новому осветили проблему образования оледенения, по крайней мере самого последнего, остатки которого сохраняются на нашей планете и сейчас. В морях, непосредственно примыкающих к Антарктиде, изучались донные отложения, что позволило определить признаки появления ледников и айсбергов.
Посмотрим, какой же в свете полученных данных представляется эволюция природы в районе Антарктиды на протяжении последних актов геологической истории Земли. Сейчас твердо установлено, что Антарктическая суша заняла свое теперешнее положение на крайнем юге нашей планеты уже в конце мелового периода (70–65 млн лет назад). Однако длительное время на этом континенте не было ледников. Они появились позднее вследствие серьезных изменений географической обстановки. На протяжении палеоцена Антарктида, Австралия и Южная Америка образовывали единый массив суши. Течения из тропических широт свободно проникали к этому огромному континенту и обогревали его своим теплом.
В раннем эоцене, приблизительно 53 млн лет назад, Австралия отделилась от Антарктиды и начала медленно двигаться к северу. Между двумя материками образовалась полоса воды. Она все более расширялась и со временем превратилась в Тасманово море. На протяжении эоцена климат в районе южных морей был все еще достаточно теплым. Тропические течения беспрепятственно несли тепло на юг. Холодные течения, образовывавшиеся в высоких широтах, встречали на своем пути преграду — Южно-Тасманово поднятие, соединявшее Австралию и Антарктиду с Южной Америкой, и отклонялись в более теплые районы. Данные палеотемпературных анализов показывают, что в эоцене температура воды в южных морях была достаточно высокой — около 19° в начале эоцена и 11 °C в конце. Ледники на территории Антарктиды были лишь в наиболее гористых районах на западе континента.
Резкое изменение климатической обстановки на территории Антарктиды произошло 38 млн лет назад. В то время, по-видимому, впервые на Южном континенте установились условия оледенения: ледники достигли поверхности воды, лед разносился прибрежными водами, формировались холодные придонные течения, охлажденная вода выносилась в умеренные широты. Охлаждению Южного континента способствовал продолжавшийся отход Австралии от Антарктиды. Барьер в Тасмановом море исчез; на его месте располагался обширный морской бассейн, по которому циркулировали холодные воды.
Холодные течения, уходившие далеко на север, вызвали повсеместное охлаждение океана в различных частях Атлантики. Как показывают палеотемпературные расчеты, придонные воды в тропической зоне Тихого океана стали холоднее не менее чем на 5°, приблизившись к современным значениям. По оценке специалистов, температура воды в океане резко понизилась за 100 тыс. лет — срок весьма короткий по геологическим масштабам.
Следующее крупное событие в южной части планеты — образование пролива Дрейка за счет погружения суши, связывавшей Антарктиду с Южной Америкой. Точно датировать это событие не удалось: судя по геофизическим данным, в основном палеомагнитным, погружение произошло 30–22 млн лет назад. Это событие привело к коренной перестройке схемы циркуляции вод в Мировом океане. Вокруг Антарктиды сформировалось круговое холодное течение. Оно как бы отрезало южные моря от согревающего влияния тропических вод. Климат Антарктиды становился все более холодным. В морях температура поверхностных вод которых опустилась до 7 °C, появилось огромное количество айсбергов.
После некоторого увеличения значения температур в раннем миоцене наступило резкое похолодание в среднем миоцене (14–10 млн лет назад). В то время на территории Антарктиды образовалось покровное оледенение, существующее и до настоящего времени.
Рассмотрим более подробно, как на фоне описанных изменений климата шло развитие Средиземноморского бассейна за последние 40 млн лет.
В конце эоцена существовал крупный глубоководный бассейн, связывавший Атлантический океан с Тихим. Проливами в районе современных Дании и Польши он соединялся с Северным морем, а через Тургайский пролив — с морями, занимавшими Западную Сибирь.
Поделиться книгой: