Криогенные периоды в истории Земли

И причина их появления

Ранние этапы развития планеты

Земля в период своего зарождения представляла собой железо-каменное космическое тело, сформировавшееся из газо-пылевого облака Вселенной. В последствии за счет процессов литогенеза, уплотнения и распада радиоактивных элементов планета начинает разогреваться, появляется расплавленное ядро, происходит дегазация недр, за счет чего начинает формироваться атмосфера. Первоначально атмосфера была сильно разреженной и состояла преимущественно из углекислого газа и водяного пара. Температура поверхности Земли за период формирования безкислородной атмосферы изменялась от низких отрицательных значений (минус 30-50) до высоких положительных – 40-60°С, а, возможно, и выше (по Ершову, 2002). Повышение температуры происходило за счет выделения глубинного тепла и в результате действия «парникового эффекта», обусловленного высоким содержанием в атмосфере углекислого газа.

Однако, согласно существующим гипотезам, в позднем архее, примерно 2, 5 млрд.л.н., тепловой поток из недр к поверхности Земли снизился в несколько раз; постепенно уменьшалась и эффективность «парникового эффекта» (образование карбонатов связано с поглощением углекислого газа). Эти причины привели к понижению глобальной температуры поверхности Земли, которая на рубеже архея и протерозоя могла составлять 20-30°С.

В послеархейскую историю, начиная с 2.5-2.0 млрд.л.н., термический режим поверхности Земли определялся оптимальным расстоянием ее от Солнца. «С этим связано значение средней глобальной температуры поверхности Земли около +15°С, что обеспечивало на планете в свою очередь стабильное существование гидросферы и атмосферы» (Ершов, 2002, стр.435).

В протерозое на планете сформировалась зрелая континентальная кора. Форма континентов во времени постоянно менялась за счет плитной тектоники. Появление и распад суперконтинентов – Пангея, Лавразия, Гондвана и др., т. е. меняющееся во времени и пространстве положение отдельных участков суши и целых континентов оказывало существенное влияние на формирование климата планеты.

За время с начала протерозоя Земля неоднократно переживала глобальные похолодания, приводящие к глубокому промерзанию верхних горизонтов литосферы и развитию покровных оледенений. Основным доказательством существования на Земле холодного климата в докайнозойское время являются следы древних покровных оледенений – тиллиты и экзарационные формы рельефа. Тиллиты (от англ. Till – валунная глина) – древние ледниковые несортированные отложения (морены), подвергшиеся уплотнению, иногда метаморфизму. Экзарация – эродирующее действие движущегося льда на его скалистое ложе. Наличие крупных континентальных оледенений свидетельствует о более масштабных, по сравнению с современными, процессах промерзания земной коры. На основе определения абсолютного возраста тиллитов выделяются следующие криогенные эры (по Ершову, 2002): раннепротерозойская (2.5-2.0 млрд.л.н.), позднепротерозойская (900-630 млн.л.н.), палеозойская (460-230 млн.л.н.) и кайнозойская (25 млн.л.н. – наше время). В пределах ледниковых эр выделяются криогенные периоды.