КАЙНОЗОЙ Kz. Кайнозойская эра

ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ПЕРИОД

Четвертичные оледенения

Подразделение четвертичной системы

В течение четвертичного периода, несмотря на его сравнительна небольшую продолжительность (около 1 млн. лет), произошли весьма значительные геологические события.

В нем произошло резкое похолодание климата, и вследствие этого на обширных пространствах проявились оледенения. Отложения древних оледенений занимают настолько большое место в составе четвертичной системы, что четвертичный период иногда называют ледниковым.

История развития органического мира в этот период ознаменовалась появлением и развитием человека и его культуры. В связи с этим А. П. Павлов предложил именовать четвертичный период антропогено- вым (от греческих слов антропос — человек и генос — происхождение). Это название широко вошло в литературу и стало синонимом периода.

Четвертичная система делится на четыре отдела: современный (Q4)v верхнечетвертичный (Q3), среднечетвертичный (Q2) и нижнечетвертичный (Qi).

Палеогеография четвертичного периода Возникновение современных физико-географических условий

Основные черты современной геологической структуры земной коры и ее физико-географического облика были созданы уже к началу четвертичного периода. К этому времени возникли докембрийские, палеозойские, киммерийские платформы ,и альпийские складчатые сооружения.

В раннечетвертичную и среднечетвертичную эпохи конфигурация суши и моря имела ряд отличий от современной.

Европа в западной части Средиземного моря сообщалась с Африкой. Эгейское море, Дарданеллы и Босфор еще не существовали и на их месте располагалась суша, соединявшая Грецию с Малой Азией. Великобританские острова были соединены с материком.

Балтийское море отсутствовало. Европа и Северная Америка в районе Исландии были соединены сушей. Были соединены и Азия с Аляской. Берингов пролив отсутствовал. Черное море имело меньшие размеры, Каспийское же море, наоборот, занимало и нынешнюю Прикаспийскую низменность.

Об иной конфигурации и уровне морей в начале четвертичного периода и об их изменении в последующее время свидетельствует наличие по берегам многих современных морей морских террас. Найденная в отложениях этих террас фауна показывает, что на протяжении 190 четвертичного периода происходило также изменение температурного и химического режима морских вод.

В четвертичном периоде продолжалось воздымание альпийских складчатых сооружений, причем в них проявлялись главным образом разрывные дислокации. Под влиянием таких дислокаций происходило расширение ранее заложенных и образование новых тектонических впадин, с чем в основном и связано оформление современных контуров морских бассейнов альпийской складчатой зоны (Средиземное, Эгейское, Мраморное, Черное и другие моря). Разрывные дислокации проявились и на всех платформах, вследствие чего произошло дальнейшее поднятие и усложнение горных хребтов, возникших в неогене на площади каледонид, герцинид и мезозойских складчатых структур. Горный пояс Юга Азиатской части СССР от Тянь-Шаня до Забайкалья стал еще более высоким. На фоне его поднятия происходило образование или дальнейшее развитие обширных впадин и грабенов (озера Байкал, Телецкое и др.). Продолжалось развитие системы грабенов и на востоке Африки.

Складчатые дислокации четвертичного возраста установлены на Кавказе и в некоторых других областях.

Как указывалось, в четвертичный период возникли обширные оледенения, покрывшие громадные площади материков северного полушария. Возникновение оледенений было вызвано похолоданием климата, которое наступило в результате поднятий обширных территорий, происшедших в течение неогенового и четвертичного периодов. В север- ком полушарии временное похолодание наступило еще ко второй половине неогенового периода, так что к концу этого времени здесь уже стали возникать обширные оледенения. Значительно расширилась площадь оледенения в четвертичном периоде. Четвертичные оледенения охватили большие территории в Европе, Северной Америке и Азии. Признаки четвертичных оледенений установлены и в южном полушарии, но здесь они проявлялись в гораздо меньших масштабах, чем в северном.

Установлено, что на протяжении четвертичного периода несколько- раз происходило значительное расширение площади оледенений,, а в промежуточные эпохи — в эпохи потеплений эта площадь, наоборот, сильно сокращалась. Большинство ученых считает, что в эпохи потеплений льды почти исчезали и климат становился похожим на современный. Таким образом, по их представлениям, в четвертичном периоде было несколько самостоятельных оледенений. Некоторые же ученые полагают, что в четвертичном периоде существовало только одно оледенение, но с несколькими фазами временного расширения и сокращения площади. Первый, общепринятый взгляд получил название полигляциализма, второй — моногляциализма.

В Европе центры оледенений находились в Скандинавских горах и Альпах. Наиболее крупным было скандинавское оледенение, сыгравшее особенно большую роль в выработке рельефа и в накоплении четвертичных осадков на территории Европейской части СССР и Западной Европы. Вначале были изучены оледенения в Альпах, а затем на севере Европы и на Русской равнине ( 139).

В Альпах западноевропейские ученые установили четыре оледенения, которые по названию некоторых альпийских рек и озер получили название: гюнцекое, миндельское, рисское и вюрмское. Гюнцское оледенение, по мнению многих ученых, происходило еще в конце плиоцена. Таким образом, в течение четвертичного периода в Альпах было три оледенения. Три четвертичных оледенения установлены также на севере Европы —в Скандинавии и Германии. В СССР эти оледенения в хронологическом порядке получили название лихвинского, днепровского и валдайского.

Ледниковые массы из центров оледенения постепенно расползались по всем направлениям и покрывали обширные равнинные территории или сползали в море, образуя там плавучие льды-айсберги. На Евроазиатском материке особенно далеко расползались льды, спускавшиеся из Скандинавии. Днепровское оледенение было наиболее крупным. Льды этого оледенения покрывали большую часть европейской территории СССР. Днепровский ледник в виде двух широких языков достигал по долине Днепра г. Днепропетровска и по долине Дона — места впадения в него р. Медведицы. Южные границы лихвинского и валдайского оледенений в Европейской части СССР проходили гораздо севернее: первая — примерно на широте среднего течения р. Оки, вторая— к северу от Москвы.

Время распространения оледенений — ледниковые века—чередовались с межледниковыми веками, когда вследствие потеплення климата происходило «отступание», таяние или полное исчезновение льда. После исчезновения ледниковых масс на равнинных территориях оставались ледниковые осадки: валунные суглинки, пески. Ледниковые талые воды принимали очень деятельное участие в выработке многих речных долин современных рек.

Наиболее молодое, валдайское оледенение оставило во многих местах хорошо сохранившиеся ледниковые аккумулятивные формы рельефа: конечноморенные гряды, озы, друмлины, а в районах развития твердых пород также и эрозионные формы рельефа — следы ледниковой обработки скал, «бараньи лбы». В СССР ледниковые формы рельефа (аккумулятивные и эрозионные) особенно хорошо сохранились на территории Карельской АССР, где на поверхность выходят кристаллические породы докембрия, в Белоруссии, на Валдайской возвышенности.

Обширные четвертичные оледенения происходили также в Азиатской части Евроазиатского материка, но здесь они не имели сплошного распространения. Центры оледенения находились на Новой Земле, Северном Урале, Таймыре, в Забайкалье и в горах Северо-Востока Азии. В Сибири достоверно установлены только два оледенения. В горных районах Средней Азии и на Кавказе оледенения были также значительно большими, чем в настоящее время. Колоссальное по размерам следенение, еще большее, чем в Европе, покрывало материк Северной Америки — к северу от 38° с. ш. Оледенения возникали в Андах Южной Америки, в горах Австралии и Африки.

Во внеледниковых районах на суше в четвертичное время шло накопление различных континентальных осадков, энергично разрабатывались речные долины, в формировании которых деятельное участие принимали также и ледниковые талые воды. В речных долинах накапливались довольно мощные (в несколько десятков метров) толщи аллювиальных и флювиогляциальных осадков, которые слагают ряд речных террас, местами достигающих в ширину десятков километров. Флю- виогляциальные и озерно-ледниковые осадки накапливались нередко и на обширных равнинных площадях, где талые воды собирались во временных озерных водоемах, подпираемых моренными грядами.

В зонах современных пустынь на протяжении всего четвертичного периода (возможно, еще с конца неогенового периода) шло накопление эоловых песков, а в их периферических зонах — лёсса.

В результате эпейрогенических движений >в четвертичный период менялись и контуры морских бассейнов, их соленость и состав органического мира. Для примера рассмотрим четвертичную историю Черного моря.

На месте Черного моря в начале четвертичного периода существовал бассейн, получивший название чаудинского; несколько позже, в среднечетвертичную эпоху — так называемый древнеэвксинский бассейн. Эти бассейны сходны с предшествующим позднеплиоценовым и уступают по размерам современному Черному морю. И чаудинский, и древнеэвксинский бассейны были сильноопресненными, в них обитала фауна моллюсков, сходная с современной каспийской. Со Средиземным морем они связи не имели, но в древнеэвксинское время существовала связь с Каспийским бассейном (через Маныч). Древнеэвксинские отложения образуют морскую террасу на северном побережье Азовского моря, на Керченском и Таманском полуостровах и на Кавказском побережье. На Кавказском побережье древнеэвксинская терраса находится на высоте до 60 м над современным уровнем Черного моря.

В начале позднечетвертичной эпохи в связи с опусканием Эгейской суши средиземноморские воды проникли в область Черного моря через Дарданеллы и Босфор, и возник карангатский бассейн, который по размерам, в общем, совпадал с размерами современного Черного моря. В карангатском бассейне соленость воды, по-видимому, превышала соленость современного Черного моря. Фауна в этом бассейне была в основном средиземноморского облика. Для карангатского бассейна характерны, например, крупные, богато украшенные скульптурой кардиумы.

В следующий этап позднечетвертичной эпохи связь со Средиземным морем снова нарушилась и возник полупресноводный бассейн, получивший название новоэвксинского. Фауна новоэвксинского бассейна вновь получила каспийский облик.

Следующая стадия развития Черноморского бассейна, наступившая в начале современной эпохи, получила название древнечерномор- ской. В это время по опустившемуся Босфорскому проливу в него снова проникли средиземноморские соленые воды, а связь с Каспийским морем нарушилась.

Древнечерноморский бассейн, существовавший до образования современного Черного моря, был еще слабо соленым, но фауна уже напоминала современную. Современное Черное море отличается дальнейшим повышением солености, которая все же значительно ниже солености Средиземного моря (в последнем она равна 3,8%, тогда как в Черном море всего 1,8%). Поэтому в Черном море обитают далеко не все средиземноморские организмы, и его фауна в целом гораздо беднее.

Не менее сложной представляется четвертичная история Каспийского и Балтийского морей.

В течение четвертичного периода на Русской платформе трансгрессии моря происходили и в арктической области. Из них больше всего известна так называемая северная, или бореальная, трансгрессия Баренцева и Белого морей.

Отложения четвертичной системы — наиболее молодые из всех отложений земной коры характеризуются повсеместным распространением; они почти сплошным покровом перекрывают все более древние отложения.

Мощность четвертичных отложений, в общем, небольшая, обычно она колеблется от десятых долей метра до нескольких десятков метров, в среднем составляя 10—30 м; значительно реже мощность четвертичных отложений превышает сотню метров и редко достигает нескольких сотен метров.

В составе четвертичных отложений сравнительно легко устанавливаются породы различного происхождения, или генезиса. По происхождению среди четвертичных отложений выделяют: ледниковые, или гляциальные, отложения ледниковых талых вод или флювиогляциаль- ные, эоловые, озерные, морские и др. В связи с этим на геологических картах четвертичных отложений, а также в геологических разрезах и колонках к ним к возрастному индексу принято приставлять также и 194 генетический индекс. Например: Qbgl— ледниковые отложения верхнечетвертичного отдела; Q2fgl — флювиогляциальные отложения средне- четвертичного отдела; Q4al и Qial — аллювиальные отложения современного отдела и древнечетвертнчного отдела; Q31 — лёссовые отложения верхнечетвертичного отдела; Q4ae— эоловые отложения современного отдела; Q3IT] — морские отложения и т. д.

Органический мир

Органический мир четвертичного периода в целом напоминает современный ( 140). Изменения в физико-географических условиях вызывали главным образом миграцию фауны и флоры, в результате чего на различных участках и в различные эпохи четвертичного периода были распространены различные комплексы организмов, свойственные тем или иным климатическим зонам. Все же на протяжении четвертичного периода произошло и некоторое изменение видового состава организмов; некоторые виды и роды организмов вымерли.

Как и в предшествующий период, среди водных организмов особенно большим разнообразием и обилием отличались пелециподы и гастроподы. Многие виды и некоторые роды четвертичных пелеципод и гастропод вымерли и служат важными руководящими ископаемыми. К ним относятся некоторые виды из родов: Cardium, Didacha, Dreissen- sia, My a, Littorina, а также роды loldia, Ancylus и др. В морях четвертичного периода, как и в современную эпоху, обитали, кроме того, ко- ргллы, морские ежи, морские лилии, губки и другие животные.

Однако среди ископаемых организмов четвертичного периода наиболее широко известны наземные животные и растения. Это обусловлено тем, что четвертичные эпиконтинентальные моря занимали лишь незначительные участки земного шара и континентальные осадки этого периода хорошо сохранились.

Растительный мир в четвертичном периоде испытал столь небольшие изменения, что полностью вымершие формы растений почти неизвестны.

В нижнечетвертичных отложениях неледникового происхождения в центральной полосе Европейской части СССР (Тульская, Воронежская, Московская, Смоленская, Вологодская области, Белоруссия) и на севере Западной Европы (Великобританские острова, Германская низменность) обнаружены ископаемые остатки теплолюбивых растений — бука, тиса, некоторых папоротников и др., многие из которых в настоящее время встречаются только в умеренно-теплом и даже субтропическом поясах. В Средней и даже Южной Европе в связи с похолоданием в периоды оледенений появлялись некоторые растения, свойственные ныне приполярной тундровой полосе, — карликовая береза, полярная ива, а вместе с ними и животные севера — северный олень, мускусный овцебык, песец и др.

В конце позднечетвертичной эпохи почти повсеместно установились фитогеографические и зоогеографические области, близкие к современным.

Из фауны для ранне- и среднечетвертичной эпох весьма характерны некоторые вымершие виды слоновых, а для раннечетвертичной эпохи — также представители неогеновой фауны хоботных, как мастодонты (Mastodon arvernensis). Из хищных в начале периода еще жил саблезубый тигр (Machairodus), из лошадей — гиппарион (Hipparion), также типичные для неогенового периода. В ранне- и среднечетвертич- ную эпохи жил своеобразный носорог Elasmotherium, в средне- и позд- нечетвертичную эпохи — гигантский олень (Cervus giganleus), у которого расстояние между концами рогов достигало 2 м.

В средне- и позднечетвертичную эпохи широкое распространение получили мамонты и шерстистые носороги. Большое число остатков мамонтов находят в Сибири. Здесь в мерзлой почве обнаружены даже целые, полностью сохранившиеся трупы мамонтов.

Наличие ископаемых остатков всех этих вымерших форм позволяет определять возраст отдельных комплексов четвертичных отложений палеонтологическим методом.

Как указывалось, наиболее важной особенностью четвертичной истории органического мира является появление и развитие в этом периоде человека и его культуры.