Александр Колтыпин. Катастрофы и изменение климата в миоцене (23-5,3 млн. лет назад)

Международная стратиграфическая шкала (фрагмент), разработанная международной комиссией по стратиграфии (2006)

Начавшееся на рубеже эоценовой и олигоценовой эпох (34 млн. лет назад) общее глобальное похолодание продолжалось почти до конца плиоценовой эпохи неогенового периода (2,6 млн. лет назад), после чего оно сменилось периодическими колебаниями температуры, приводившими к смене ледниковых и межледниковых эпох. Иногда это время продолжительного падения температуры называют Кайнозойской ледниковой эпохой.

В олигоцене и неогене (34-2,6 млн. лет назад) происходило смещение умеренно-теплых, субтропических и тропических зон с севера на юг в Северном полушарии и с юга на север в Южном полушарии и увеличение разницы сезонных и суточных температур. Климат на Земле становился все более и более холодным и засушливым, а климатическая зональность в конце неогена стала близкой современной.

Среднегодовые температуры в умеренных широтах только в олигоцене (34- 23 млн. лет назад) понизились примерно на 10°С и в конце периода составили 9-12°С. В неогене они упали почти еще на столько же, и в конце плиоцена (2,6 млн. лет назад) достигли уровня, близкого к современным значениям (2-4°С). Среднегодовые температуры воздуха в приполярных районах в позднем олигоцене составляли всего около 5°С, а в конце плиоцена там уже отмечались их устойчивые отрицательные значения.

В раннем миоцене (23 -16 млн. лет назад) температуры поверхностных вод в низких и высоких широтах, по данным И.А. Басова (1997), различались незначительно. Температура же глубинной океанической воды, по данным М. Рэймо и В. Радимана (Raymo M.E., Ruddiman W.F., 1992), была на 12°С выше современной. Однако, уже к концу миоцена (7-5 млн. лет назад) разница между температурами вод на экваторе и в полярных районах составляла 12°С, а температура поверхностных вод вокруг Антарктиды не превышала 3°С.

В неогеновом периоде (23 -2,6 млн. лет назад) климат стал не только более холодным, но и более сухим.

Тропические и саванновые леса, занимавшие некогда огромные площади от современной Центральной Европы до Монголии, постепенно сменились саваннами и степями. Пальмы в Центральной Европе и Северной Азии (севернее г. Волгограда) уже в середине миоценовой эпохи стали редкостью. Широкое распространение получили деревья субтропической и умеренной зон с опадающей листвой: дуб, бук, клен, грецкий орех, вяз, каштан, платан, рябина. Появились виды растений, и ныне произрастающие в Южной Европе и Предкавказье. Более разнообразными стали хвойные: ель, кипарис, сосна, секвойя, тис; однако многие из перечисленных форм вскоре отступили дальше на юг.

В Западной Сибири преобладали широколиственные леса из листопадных древесных пород, характерных для областей теплой части умеренного пояса. Постепенно они сменились темнохвойной тайгой, в состав которой вначале входили и теплолюбивые виды: тсуга, птерокария, грецкий орех, дуб, лещина и другие.

Общее глобальное олигоцен-неогеновое похолодание сопровождалось отдельными периодами довольно существенных (3-5°С и более) колебаний среднегодовой температуры. Первое такое событие (хетт-аквитанское похолодание) имело место на рубеже олигоцена и миоцена (23 млн. лет назад). Тогда произошло резкое, хотя и непродолжительное понижение температуры, которое затем сменилось довольно длительным потеплением.

В начале миоцена началось новое сильное оледенение Антарктиды и в течение всего оставшегося времени большая часть этого континента была покрыта льдом, хотя площадь ледников несколько раз существенно менялась. Оледенение привело к значительному понижению уровня океана и дальнейшему сокращению площади и омелению внутриконтинентальных морей.

Примерно в это же время (не менее 22 млн. лет назад, по данным Жетанга Гуо и его коллег из Китайской Академии наук) возникли Великие Азиатские пустыни к северу от Тибетского плато. Это подтверждается накоплением 231 слоя древней коричневатой, нанесенной ветром, пыли, называемой лёссом. Лёсс откладывался в период с 22 (24) до 6,2 млн. лет назад между слоями красной глины. Примечательно, что каждый такой слой формировался на протяжении около 65 тысяч лет.

На рубеже олигоцена и миоцена вымерли гигантские индрикотерии. http://1.bp.blogspot.com

На рубеже палеогенового и неогенового периодов произошла достаточно резкая смена видового разнообразия фауны и флоры. Вымерли гигантские млекопитающие индрикотерии и титанотерии. Практически полностью исчезли и морские микроорганизмы. В неогеновое время животный и растительный мир приобрел облик, близкий современному.

При переходе от олигоцена к миоцену происходили интенсивные тектонические движения по всему земному шару. Они привели к подъему и расколу континентов и начавшемуся отделению Африки от Аравии. В начале миоцена приобрела современные очертания Восточно-Африканская рифтовая система разломов, которая протянулась более чем на 6000 км от нижнего течения р. Замбези на юге Африки до Мертвого моря на Ближнем Востоке и включала рифтовые зоны озер Танганьика и Эдуарда, п-ова Сомали, озер Рудольфа и Дофине, Эфиопии и Красного моря и Аденского залива. В это же время начался новый этап развития Байкальской рифтовой системы, протянувшейся на 2500 км от Северо-Западной Монголии через горные сооружения Восточной Сибири до Южной Якутии. Образовались рифтовые зоны долины р. Рейна и Калифорнийского залива, а также грандиозная система сдвигов земной коры на востоке Северо-Американского континента.

Формирование рифтовых зон и разломов сопровождалось интенсивной вулканической деятельностью и излиянием плато-базальтов. В Колумбийском плато (США) они покрывают многосотметровым плащем площадь свыше 160 000 кв. км.

В начале миоценовой эпохи (23 млн. лет назад) началось (по другим данным,  возобновилось) интенсивное поднятие Альп, Кавказа, Загроса, Гималаев и других систем Альпийско-Гималайского горно-складчатого пояса, Скандинавских гор, Памира, Тянь-Шаня, Алтая, Саян, Верхоянского и Станового хребтов, гор Восточного Китая, Африки, Аравийского полуострова, Восточной Австралии, Кордильер, Аппалачей, Анд и ряда других областей. На границе палеогенового и неогенового периодов повсеместно отмечаются региональные стратиграфические перерывы, а олигоценовые и миоценовые отложения часто залегают друг на друге с резким угловым несогласием (их накопление было разделено так называемой «савской» складчатостью).

Пример несогласного залегания осадочных толщ. В промежутке между накоплением ниже- и вышележащих толщ происходили землетрясения, извержения вулканов, потопы, росли горы. В миоцене отмечается несколько уровней несогласного залегания толщ. Такой их насыщенности, по-видимому, больше никогда не было

Потепление в начале миоцена, по данным И.А. Басова (1999), имело глобальный характер и нашло отражение во всех широтных зонах океана. В умеренных широтах температура поверхностных вод была высокой (около 15°С), а среднегодовая температура на суше составляла 9-14°С.

В раннем миоцене (23 – 16 млн. лет назад) продолжалось потепление, отразившееся в уменьшении соотношения изотопов O18 и O16 в раковинах планктонных фораминифер. Оно достигло своего максимума в самом конце периода. Tемпература поверхностных вод в Южной Атлантике повысилась тогда еще на 2°С. В конце раннего миоцена в Северной Атлантике широко распространились типичные экваториально-тропические виды фораминифер и наннопланктона, которые достигли широты плато Рокколл.

По данным Р. Чисилски с коллегами (Ciesilskietal, 1989), в Норвежском море до 18,7 млн. лет назад температурный режим был близок к субтропическому. В самом конце раннего миоцена (18,7-16,6 млн. лет назад, по датировке этого исследователя) последовал период существенного похолодания, после которого температура поверхностных вод снова повысилась.

На рубеже раннего и среднего миоцена (около 16 млн. лет назад, по последним стратиграфическим схемам) отмечался очередной «всплеск» тектонической активности в Альпах, Тибете, Гималаях и других системах Альпийско-Гималайского горного пояса.

Новое понижение температуры поверхностных вод в Арктике и северо-западной части Тихого океана произошло в среднем миоцене, около  15 или 14-13 млн. лет назад.

По данным бурения океанических осадков и исследования прибрежных отложений, в среднем-позднем миоцене (16-10 миллионов лет назад, по данным разных исследователей) появились первые ледовые покровы (сезонные морские льды) в Северном Ледовитом океане. Примерно в это же время произошло первое значительное оледенение северо-восточного побережья Аляски (около 13 млн. лет назад) и Центральной Аляски (10 млн. лет назад). 10 млн. лет назад возникли ледники в Исландии. По-видимому, еще раньше образовался ледовый покров Гренландии.

Во вpемя среднемиоценового поxолодания значительно увеличилась площадь ледниковых покровов в Антаpктиде.

14-15 млн. лет назад отмечался новый этап усиления тектонической активности на Земле – произошли сильные подвижки вдоль Восточно-Африканского, Красноморского и Аденского рифтов и подъем разных систем Альпийско-Гималайского горно-складчатого пояса. В это время образовались протяженные системы разломов (взбросов) в Южном Тибете, происходила интенсивная вулканическая деятельность, а все более ранние отложения были смяты так называемой «штирийской» складчатостью.

Начавшееся в среднем миоцене глобальное похолодание сменилось периодом относительного потепления в интервале времени 12 (11,5) –  10,4 (10,0) млн. лет назад, когда в Чукотское море вновь проникли субтропические виды диатомовых водорослей. За ним последовало новое похолодание (10-9 млн. лет назад) и новое потепление  (9-8 млн. лет назад). Похолодание достигло своего максимума к концу позднего миоцена (5,3 млн. лет назад, по последней стратиграфической схеме; 5,5-5,3 млн. лет назад по результатам глубоководного бурения). После этого произошло новое потепление, во время которого температура была выше современной на 4-5°С. Однако, оно длилось очень недолго.

По данным Томаса Денка из Шведского музея естественной истории, Фриджира Гримсона из Исландского университета и Златко Квачека из Университета Чарльза (Прага, Чехия), средне-позднемиоценовое потепление происходило скачкообразно. Так, между 12 и 10 млн. лет назад на территории Исландии произрастали магнолии, лавры, мирты, тюльпанные и другие субтропические деревья. После этого последовало довольно сильное похолодание и новые относительно теплолюбивые растения проникали на эту территорию соответственно 10, 9-8 и 7 млн. лет назад.

Отмеченные выше периоды похолодания и потепления совпадали с проявленными по всему миру повышениями и понижениями уровня мирового океана.

Оледенение Арктики началось в миоцене. В олигоцене льдов в Арктике еще не было.

Во время позднемиоценового похолодания (10-9 млн. лет назад) отмечался интенсивный рост ледового щита в Антарктиде, что привело к понижению температуры поверхностных вод вокруг этого материка до 3°С и исчезновению планктонных фораминифер с известковым скелетом.

Примерно в это же время (10 млн. лет назад), по данным В.Г. Казьмина (1987), возобновилось активное развитие Восточно-Африканской, Красноморской и Аденской рифтовых зон. И.Н. Межеловский на защите своей докторской диссертации в 2006 году  показал, что около 10 млн. лет назад начался спрединг (образование новой океанической коры) в Аденском рифте, который был связан с началом перемещения Сомалийской плиты относительно Африки.

В позднем миоцене происходили наиболее значительные перемещения земной коры по надвигам и сдвигам на западном побережье Северной Америки – в том числе по разлому Сан-Андреас, а образовавшиеся осадки были смяты в складки.

Источник