Glaciation moderne des continents. "L'ère des grandes glaciations" - l'un des mystères de la Terre

Les régions montagneuses d'Amérique du Sud, d'Afrique et d'Australie ont été soumises à la glaciation. La ligne de neige à cette époque passait dans ces zones plusieurs centaines de mètres sous la ligne moderne, et à certains endroits, les glaciers descendaient presque jusqu'à la mer (Nouvelle-Zélande).
En Amérique du Sud, la glaciation a balayé les Andes, en Afrique, des glaciers ont été observés dans les montagnes de l'Atlas et, dans la partie équatoriale, ils sont descendus des pentes des volcans du Kenya et du Kilimandjaro 270 m plus bas qu'aujourd'hui. Il n'y a pas de glaciers dans les Andes australiennes, et pendant la glaciation, ils sont tombés à 1000 m d'altitude.
Le climat de l'hémisphère sud par rapport au nord était plus humide et doux.
TERRITOIRES HORS GLACIERS
Même pendant la glaciation maximale, plus des 2/3 de la surface des continents étaient dépourvus de couverture de glace. Ce vaste territoire non glaciaire de la Terre, situé dans les ceintures tempérées, subtropicales, tropicales et équatoriales modernes, a été affecté par les changements climatiques mondiaux causés par le changement d'époques glaciaires et interglaciaires. Cette influence était plus prononcée dans la zone périglaciaire - la zone située au sud du bord de la couverture de glace. Ici, pendant la glaciation, des roches de loess et de type loess se sont formées et, aux époques interglaciaires, des sols enfouis. Des alluvions d'âges divers se sont accumulées dans les vallées fluviales et l'abondance de l'eau des rivières a subi de fortes modifications au cours des époques glaciaires et interglaciaires. L'alternance de ces époques a provoqué un déplacement des zones paysagères soit vers le sud, soit vers le nord de centaines de kilomètres.

Au sud, dans la région des subtropicaux modernes, les climats humides (pluviaux) et secs (arides ou interpluviaux) se sont successivement modifiés. Aux époques glaciaires (pluviaux), les limites des zones climatiques se sont déplacées vers le sud ; Au cours des époques de glaciation, la région du climat subtropical a connu divers changements (climatiques, géologiques, hydrographiques, etc.) et s'est transformée en une ceinture pluviale qui n'avait rien de commun avec les subtropicaux modernes. L'histoire quaternaire de la ceinture pluviale de l'hémisphère Nord est bien étudiée en Eurasie, en Amérique du Nord et en Afrique du Nord. Les lacs, dont certains ont survécu jusqu'à ce jour, étaient particulièrement répandus dans la ceinture pluviale. Au cours de la période quaternaire, il y a eu de grands changements dans la taille de ces lacs, la nature de la sédimentation en eux et la composition des roches. Les types génétiques des dépôts quaternaires, leur distribution sur la zone, les processus d'altération, de dénudation, etc., ont été sujets à changement.
Dans la zone subtropicale de l'Eurasie, comme en Amérique du Nord, de nombreux lacs anciens sont connus, les contours de leurs anciennes limites et les traces d'anciens cours d'eau ont été préservés. Les lacs anciens comprennent le lac de la mer Morte au Moyen-Orient, dont la surface de l'eau est actuellement à 400 m sous le niveau de la mer. Pendant les époques pluviales du Pléistocène, le niveau de la mer Morte a atteint deux fois le niveau de l'océan, ce qui a été causé par une augmentation de l'humidité et une diminution de l'évaporation due à une diminution de la température moyenne.
L'histoire bien reconstituée du Pléistocène du plus grand lac endoréique du monde - la mer Caspienne, dont la partie sud est située dans la zone subtropicale, est d'un grand intérêt. Au cours du Pléistocène, la mer Caspienne a connu d'importantes transgressions et régressions. Pendant la période des plus grandes transgressions, la superficie de la mer Caspienne a presque doublé et son niveau a augmenté de près de 100 m.Au Pléistocène, la mer Caspienne était un lac géant isolé, qui n'était pas affecté par les changements de niveau de l'océan mondial et de la mer Noire. Les fluctuations de son niveau étaient associées à des modifications du bilan hydrique: une augmentation de l'afflux d'eau provenant de la terre en raison de la fonte de la calotte glaciaire européenne et des glaciers de montagne du Caucase et une diminution de l'évaporation de la surface de la mer Caspienne conduit à des transgressions, tandis qu'une diminution de l'apport d'eau et une augmentation de l'évaporation conduisent à des régressions. Au Pléistocène supérieur, lors de la glaciation de Valdai, peu d'eau est entrée dans la Caspienne en raison de la fonte du glacier et les transgressions étaient principalement associées à une diminution de l'évaporation de la surface du lac-mer. En général, pas le ruissellement glaciaire, mais l'évaporation a eu un impact significatif sur les changements de niveau non seulement de la mer Caspienne, mais de tous les autres lacs pluviaux d'Eurasie et d'Amérique du Nord.
La masse des lacs endoréiques d'origine pluviale est située dans les régions subtropicales d'Asie centrale - en Asie centrale, en Mongolie et en Chine. En termes de superficie, ils sont inférieurs aux Grands Lacs d'Amérique du Nord !" Mais ils sont quand même très grands et ont la même origine. En Asie centrale, ces immenses réservoirs d'eau sont situés à différents niveaux, souvent à des hauteurs importantes (en l'Altaï mongol).La note la plus basse est de 759 m a le plus grand lac de Mongolie, Ubsu-Nur avec une superficie de 3350 km2, et le lac de montagne du nord d'Azin Issyk-Kul est situé à une altitude de 1608 m.

Des époques pluviales et arides sont tracées en Afrique du Nord, qui se trouve dans la zone subtropicale. Ils sont installés au Maroc sur les montagnes du Haut et du Petit Atlas, sur le plateau et dans les plaines des contreforts à une immense plage d'altitude de 100 à 3100 m d'altitude. Cinq époques pluviales ont été notées, coïncidant avec l'humidification climatique. Le lac a une origine pluviale. Tchad. Lors de la glaciation du Valdaï, le niveau de ce lac s'est élevé de 120 m et la surface a été multipliée par 16, passant de 20 000 km2 (la superficie du lac Tchad actuel) à 330 000 km2 (les trois quarts de la mer Caspienne). La partie nord du vaste bassin de Koro Toro, dans lequel le lac. Tchad, maintenant asséché.

Au Paléozoïque supérieur, parallèlement aux zones de climat tropical chaud, des zones polaires existaient également. Le vaste développement des glaciers continentaux au Paléozoïque supérieur (Carbonifère moyen et supérieur) a été établi de manière fiable en Afrique australe, en Australie, en Inde, en Amérique du Sud et en Antarctique. De plus, selon les traits caractéristiques, les sillons, les rayures que les glaciers laissent sur les roches lors de leur mouvement, selon les particularités de la localisation des dépôts morainiques, il est possible de restituer le sens de déplacement des glaciers du Paléozoïque supérieur. On pense qu'il y avait plusieurs centres de glaciation, où les glaciers sont originaires et d'où ils ont commencé leur mouvement.

Dans certains cas, il semble que les foyers de glaciation se situent en dehors des continents modernes. Ainsi, en Afrique du Sud, près de la ville de Durban, la glace s'est déplacée du côté de l'océan Indien moderne. Cela plaide en faveur de l'existence d'un seul supercontinent Gondwana au Paléozoïque supérieur. Dans ce cas, le centre de glaciation pourrait être situé dans l'Antarctique adjacent directement au sud de l'Afrique. C'est vrai qu'il y a d'autres avis. Le géologue français Fourmarier estime par exemple que l'hypothétique centre de glaciation, d'où les glaciers avançaient sur le secteur de la ville de Durban, est actuellement séparé de l'Afrique par une profonde faille et se cache sous les eaux du Océan Indien.

La glaciation du Paléozoïque supérieur a été grandiose. A en juger par l'épaisseur des moraines accumulées (jusqu'à 300-600 mètres), on peut supposer que les régions centrales du Gondwana dans le Carbonifère étaient recouvertes d'une coquille de glace dont l'épaisseur pouvait atteindre 5-6 km. Périodiquement, les glaciers fondaient en partie. Dans les strates de dépôts morainiques chaotiques, des couches intercalaires d'argiles rubanées apparaissent pendant ces périodes. De nombreux scientifiques voient les causes de la glaciation du Paléozoïque supérieur dans une disposition différente des pôles (le pôle sud, par exemple, était situé en Afrique australe), dans une circulation différente des masses d'air et dans la position hypsométrique relativement élevée du Gondwana au-dessus de la mer niveau (on sait que plus on monte, plus il fait froid ; en moyenne, pour 1000 mètres de dénivelé positif, la température baisse de 3-5°C).

Fondamentalement, les tropiques ont ensuite longé les rives nord et nord-est de l'océan Téthys sublatitudinal, couvrant les régions modernes de l'Europe, en partie l'Asie centrale, l'ouest de l'Amérique du Nord, le nord de l'Afrique, le nord et l'ouest de l'Amérique du Sud. Les points sur la figure montrent les zones de glaciation. Ils étaient situés au centre du Gondwana. La zone de glaciation du Paléozoïque supérieur était exceptionnellement grande. Cela a fait naître des doutes sur la possibilité de l'existence de glaciers aussi grandioses. Certains scientifiques pensent même qu'il n'y aurait pas assez d'eau sur Terre pour former d'aussi énormes masses glaciaires. L'existence de glaciers n'est pas rejetée par eux, mais on suppose que leur taille était beaucoup plus modeste. Une chose est certaine : au Paléozoïque supérieur, il existait une zonalité climatique bien définie. Les régions du climat polaire ont cédé la place à la zone climatique tempérée, qui à son tour est passée à la zone tropicale.

En étudiant les glaciers modernes dans les montagnes et sur les continents, en établissant les caractéristiques de leur structure, le mécanisme de mouvement, le travail destructeur et cumulatif, il est possible d'identifier la présence de glaciations dans l'histoire géologique de la Terre, en utilisant la célèbre expression de Charles Lyell : « Le présent est la clé du passé.

Il y a 18 à 20 000 ans, l'apparence de la surface de la Terre dans l'hémisphère nord était complètement différente de celle d'aujourd'hui. Les vastes étendues d'Amérique du Nord, d'Europe, du Groenland, de l'océan Arctique étaient occupées par des calottes glaciaires géantes d'une épaisseur maximale de 3 km en leur centre, et le volume total de glace dépassait 100 millions de km "1. Ce fut la dernière glaciation majeure qui a avancé sur la plaine russe presque à la latitude de Moscou, et en Amérique du Nord - au sud des Grands Lacs. Depuis lors, les glaciers ont commencé à reculer, et maintenant la glace de la dernière glaciation n'a survécu qu'au Groenland et sur un nombre d'îles de l'Arctique canadien. Au cours des 10 000 dernières années, appelées l'Holocène, la désintégration finale des calottes glaciaires et leur fonte rapide se sont produites il y a environ 8 000 ans, lorsque le climat était plus chaud qu'aujourd'hui. Cette période correspondait à la optimal." Il y a quelque part entre 8 000 et 5 000 ans, le climat est devenu encore plus chaud, et en Afrique plus humide. Il y a entre 5 000 et 3 500 ans, il y a eu un fort refroidissement et à certains endroits de nouveaux glaciers sont apparus, ce qui a permis de distinguer même une "petite calotte glaciaire" Rhodes". Les glaciers existants dans le Caucase, dans les Alpes, dans le Pamir, dans les Rocheuses d'Amérique du Nord, etc., lui appartiennent.

Tous ces événements ont eu lieu depuis la fin de l'avancée maximale des glaciers au cours des 18 mille dernières années. Mais dans la période quaternaire, à partir d'il y a environ 2 millions d'années, au moins quatre époques glaciaires ou cryogéniques sont distinguées de manière fiable, dont des traces ont été trouvées en Eurasie et en Amérique du Nord. Au début du XXe siècle. Les géologues allemands A. PenkomiE. Brückner a étayé quatre glaciations majeures dans les Alpes : Gunz (Pliocène supérieur), Mindel (Pléistocène inférieur), Riess (Pléistocène moyen) et Wurm (Pléistocène supérieur) avec deux stades d'avancée glaciaire ou avec deux glaciations indépendantes. Par la suite, lorsque des traces d'anciennes glaciations se sont dégagées en d'autres endroits, bien qu'elles aient reçu des noms locaux, elles ont toujours été comparées aux Alpes. Grâce aux travaux de nombreux géologues russes, des traces d'au moins quatre glaciations ont été établies sur la plaine russe, sous la forme la plus générale comparable aux glaciations alpines. Le tableau est le même en Amérique du Nord. L'étude du noyau des sédiments océaniques et de la glace de la couverture antarctique pour le rapport de la teneur en isotopes légers - | th O et lourds - 18 0 de l'oxygène, en tant qu'indicateur du changement climatique et de la température de l'eau dans les océans, a permis identifier les mêmes intervalles climatiques froids dans les mêmes limites d'âge, comme dans les Alpes ou dans la plaine russe. Ainsi, la nature globale des changements climatiques au cours de la période quaternaire et le synchronisme approximatif des glaciations en Amérique du Nord et en Eurasie ont été prouvés. Cependant, la stratigraphie océanique, c'est-à-dire l'étude des couches de sédiments océaniques, fournit désormais des données plus précises qui diffèrent des données continentales classiques, dans lesquelles ils tentent de "presser" les idées déjà familières.

Dans la plaine russe, l'avancée maximale des glaciers s'établit au début (Dniepr) de la glaciation du Quaternaire moyen ou dans le Don, dont les langues sont descendues le long de la vallée du Dniepr jusqu'à Dnepropetrovsk, et le long de la vallée du Don au sud de Voronej. La deuxième étape (Moscou) de la glaciation du Pléistocène moyen a atteint les régions au sud de Minsk et de Moscou. Toutes les autres glaciations avaient des crêtes morainiques terminales au nord (Fig. 12.17). Les limites des glaciations en Sibérie occidentale et orientale ont été établies, où, bien sûr, les traces de la dernière glaciation sont mieux exprimées sous la forme de crêtes et de crêtes morainiques finies sinueuses étendues. Une énorme quantité de glace a prélevé l'eau de l'océan, dont le niveau à la fin du Pléistocène est passé de 100 à 140 m.Certains géologues remettent en question la présence de calottes glaciaires géantes dans la région panarctique, ce qui les oblige à rechercher de nouvelles données factuelles confirmant ou réfutant le schéma classique.

Riz. 12.17. Schéma des limites de la distribution de la glaciation de Moscou (selon I. N. Chuklenkova). 1-8 - options pour tracer les limites (crêtes morainiques terminales), selon différents auteurs. 9 - la limite de la distribution de la glaciation du Valdai

Les calottes glaciaires de la dernière glaciation, ainsi que le glacier panarctique, selon M. G. Grosswald, ont créé un obstacle insurmontable pour les rivières coulant vers le nord, par exemple pour la Dvina du Nord, Mezen, Pechora, Irtysh, Ob, Yenisei, etc. (Fig. 12.18) . En conséquence, d'énormes lacs quasi glaciaires de barrages sont apparus devant le front du glacier en nappe, qui cherchaient des moyens de s'écouler vers le sud (Fig. 12.19). Et de tels chemins sous la forme d'un relief de crête-creux bien conservé orienté dans la direction sublatitudinal ont été trouvés dans de nombreux endroits en Sibérie occidentale, dans la région de la mer d'Aral et

Caspienne du Nord. De temps en temps, des débâcles catastrophiques de ces lacs périglaciaires, et aussi, éventuellement, des lacs sous les calottes glaciaires de type « chaud », se produisaient. De larges creux de ruissellement à fond plat, par exemple, dans une ancienne rivière sur le site des lacs modernes de Manych dans la Ciscaucasie, laissent passer jusqu'à 1 000 km 3 d'eau par an. Cette consommation varie fortement selon les saisons. Alors que les calottes glaciaires commençaient à fondre et à reculer, de nombreux creux de ruissellement de fonte glaciaire ont été hérités par les systèmes fluviaux. Il convient de souligner que la formation, l'avancée et la fonte des calottes glaciaires sont étroitement liées aux fluctuations du niveau de l'océan, qui a réagi de manière très sensible à la «sélection» et à l'afflux d'eau dans celui-ci en raison de la croissance ou de la fonte des glaciers.

Riz. 12.18. La distribution maximale de la couverture de glace il y a 20 000 ans (glaciation précoce du Valdai). Les flèches montrent le mouvement de la glace. Points - lacs glaciaires (selon M. G. Grosswald)

Les calculs modernes effectués par I. D. Danilov montrent qu'à la fin du Pléistocène supérieur, lors de la dernière glaciation maximale, la zone occupée par la glace dans l'hémisphère nord ne dépassait pas 6 millions de km 2, et le volume de glace - 7-8 millions de km 3, tandis que la glaciation souterraine (pergélisol) couvrait une superficie allant jusqu'à 45 millions de km 2 avec un volume de plus de 1 million de km 3 de glace. Dans les deux hémisphères

Riz. 12.19. Ceintures end-moraines, directions de mouvement des glaces et des glaciers

lacs de barrage de la partie européenne de l'URSS à l'époque de la dernière glaciation (selon Kh. Arslanov, A. Lavrov et L. Potapenko). On voit clairement que la glace est venue des mers de Barents et de Kara : 1 - les limites de la glaciation, le maximum des stades de recul ; 2 - directions du mouvement de la glace ; 3 - lacs de barrage; 4 - canaux d'évacuation des eaux de fonte (déversoirs); 5 - points de datation radiocarbone des dépôts glaciaires (a) et lacustres (b). Les chiffres montrent les anciens niveaux du lac

le volume de glace flottante était de 45 à 50 millions de km3. Il est tout naturel que les grandes glaciations du Quaternaire, quelle que soit leur ampleur, aient laissé beaucoup plus de traces que les plus anciennes. Néanmoins, plusieurs époques assez longues ont été établies dans l'histoire de la Terre, au cours desquelles un refroidissement et le développement de glaciers ont été notés (Fig. 12.20). Les signes selon lesquels les glaciers ont été reconstitués sont proches les uns des autres. Il s'agit du développement de tillites (anciennes moraines compactées et métamorphisées), de tilloïdes (formations ressemblant à des moraines), de blocs erratiques au profil glaciaire typique.

milliards d'années FIL	- POUR? -

Riz. 12.20. Principales époques cryogéniques (glaciaires) de l'histoire de la Terre (noir)

Des traces de la glaciation la plus ancienne sont enregistrées dans les sédiments début du Protérozoïque au Canada, sur le Bouclier baltique (2,5-2 milliards d'années), et la durée de l'intervalle de 400 millions d'années, dans lequel se trouvent vraisemblablement des dépôts glaciaires, attire l'attention. Une période glaciaire plus jeune est fixée dans couches du Riphean supérieur et vendre(0,9-0,63 milliards d'années) sur la plaque russe, au Canada, aux États-Unis, en Écosse et en Norvège, dans le nord de l'Oural et dans d'autres régions. Il est difficile d'isoler les aires de répartition des glaciers et de reconstituer leur morphologie et leur volume.

Au début du Paléozoïque ( Ordovicien-Silurien) dans l'intervalle de 0,46 à 0,42 milliard d'années, des traces de glaciation se sont établies en Afrique de l'Ouest, au Sahara, peut-être

éclosion, fronts de mouton et roches bouclées, argiles en ruban et autres dépôts clairement glaciaires ou hydroglaciaires (fluvioglaciaires).

mais, en Argentine, au Brésil, en Afrique du Sud-Ouest, en Europe occidentale, en Amérique du Nord.

Les dépôts de genèse clairement glaciaire appartiennent à l'intervalle de temps de 0,35 à 0,23 milliard d'années, ce qui correspond aux époques carbonifère et permienne du Paléozoïque supérieur. C'était l'époque de l'existence de l'immense supercontinent Pangée II, lorsque l'Amérique du Sud et du Nord, l'Afrique et l'Eurasie, l'Antarctique, l'Australie et l'Hindoustan étaient soudés ensemble, et entre l'Eurasie et le Gondwana (continents du sud) il y avait l'océan Téthys. Les aires de répartition des glaciers à cette époque n'ont pas besoin de commentaires. Apparemment, il existait aux hautes latitudes une grande calotte glaciaire ou une série de nappes s'étendant radialement à partir du centre. La grande glaciation du Paléozoïque supérieur est assez bien étudiée et documentée.

Et, enfin, la période cryogénique cénozoïque (38 millions d'années - maintenant), qui dure beaucoup plus longtemps que les glaciations bien étudiées du Grand Quaternaire. Le début de cette période appartient à l'intervalle il y a 38 à 25 millions d'années, c'est-à-dire à la fin de l'Oligocène, lorsque les premiers glaciers sont apparus en Antarctique, principalement dans les montagnes transantarctiques et les montagnes Gamburtsev. La calotte glaciaire générale s'est formée au début du Miocène (il y a 25 à 20 millions d'années). Au Miocène moyen (il y a 15 millions d'années), le glacier du Groenland s'est apparemment formé, et un refroidissement général et une forte détérioration de la situation climatique ont été clairement enregistrés depuis le tournant de 700 mille ans. Cette période détermine peut-être le début de l'ère glaciaire quaternaire, et son dernier événement majeur a été la glaciation, qui a commencé il y a environ 25 000 ans et a culminé il y a 18 000 ans, après quoi la dégradation rapide de la calotte glaciaire a commencé, se retirant à un vitesse jusqu'à 5 km par an.