ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В ПОСЛЕДНИЕ 12 ТЫСЯЧ ЛЕТ

Основные черты климата голоцена.

Под голоценом понимают последнюю межледниковую и еще не закончившуюся антропогенную эпоху, т.е. связанный с воздействием человеческой деятельности последний отрезок четвертичного периода продолжительностью 15-20 тысяч лет.

В течение голоцена суша и моря приняли современные очертания, сложились современные географические зоны, состав атмосферы практически стал близок к современному. И тем не менее климат голоцена отличался достаточно большим разнообразием.

Быстрое глобальное потепление климата началось примерно за 13 тыс. лет до н.э.. В Западной Европе уже за 12.7 тыс. лет до н.э. установился климат, близкий к современному. Относительно теплый период отмечался около 11 тыс. лет до н.э., в течение которого фиксировались периоды похолоданий климата. Примерно в 10000 г. до н.э. климат стал значительно теплее на всем земном шаре, хотя в северном полушарии еще оставались континентальные ледниковые щиты.

Скандинавский ледяной щит начал быстро таять в 9000-8000 гг. до н.э.. Между 8500 и 7500 г. до н.э. распался североамериканский ледяной панцирь; к 6000 г. до н.э. на этом континенте осталось три небольших ледника в Северной Канаде, которые вскоре исчезли. Лабрадорский лед растаял примерно к 4500 г. до н.э.. (льды на Баффиновой Земле, Новосибирских островах сохранились и поныне).

К этом времени субартические леса сместились примерно на 300 км севернее их нынешней полярной границы. На несколько сот километров отступила к северу вечная мерзлота в Восточной Сибири и Северной Америке.

Почти везде, за исключением некоторых зон, климат был более влажным, чем теперь. Примечательно, что влажный климат длительное время господствовал во всем засушливом поясе, простирающемся от Западной Африки до Раджастхана на северо-западе Индии. Даже в засушливом центре нынешней Сахары годовое количество осадков составляло 250-400 мм (сейчас 6 мм в год). Уровень озера Чад на 40 км превышал современный, а само озеро достигало размеров Каспийского моря. Обширные пастбища использовались скотоводами-кочевниками, интенсивно развивалось земледелие без орошения в районах Ближнего и Среднего Востока, включая северо-запад Индии, т.е. в районах, которые ныне относятся к засушливым. Некоторые области в полосе 35-40° с.ш. в это время были более засушливыми (Калифорния, Невада, Иран, Южная Африка), и это сказывалось на развитии их экономики. Климат наиболее теплого и благоприятного в климатическом отношении периода голоцена, получившего название климатического оптимума, иллюстрирует рис. 3.

Во время теплого периода голоцена и его пика около 6 тыс. лет назад климат менялся в различных районах земного шара не одинаково. Как отмечает Флон [The solar results from skylab: A new Sun.NASA.Washingnon DC, 1979], температура воды Куросио в этот период времени между Японией и Тайванем была почти на 6°С выше, чем теперь. В то же время на северо-востоке Северной Америки температуры были не так высоки. Некоторые районы Юго-Западной Сибири, Турции в это время были суше. Имеющиеся данные указывают, что подобного рода колебания температуры в 1-1.5°С в сочетании с колебаниями осадков существенно повлияли на развитие культуры целых народов. [Theon H.History and intransivity of climate: The physical basis of climate and climate modeling.Garp.Publication.1975.N 16.]

Примерно 4 тыс. лет назад во многих района земного шара началось резкое похолодание климата, и он стал суше. Так, в Раджастхане около 3700 лет назад примерно в 3-4 раза уменьшилось количество осадков и составило 200 мм в год. Весьма впечатляющий пример – история Сахары, на месте которой в прошлом был цветущий сад, а весь район Сахары «зеленел подобно Нормандии» [Гаудио А. Цивилизация Сахары. Десять тысячелетий истории культуры и торговли. М., 1985].

Среди прочих открытий в Сахаре самым интересным было обнаружение на территории современного Алжира нескольких тысяч наскальных росписей. На фресках зафиксирована история Сахары с периода, предшествующего неолиту.

В истории цивилизации можно выделить несколько периодов. Первый период (6-7 тыс. лет до н.э. ) – «период охотников», или «буйвола». Вероятнее всего, что в это время климат Сахары был влажным. В течение первого периода население Сахары было негройдным. Затем следует переходный период, который, судя по изображениям, свидетельствует о высоком для того времени развитии культуры и искусства этой цивилизации.

Второй период относится к эпохе неолита и начинается примерно с 4-ого тысячелетия до н.э. В долинах (как свидетельствуют росписи) появляются новые поселенцы, отличающиеся от коренных жителей Сахары. На фресках изображены люди и огромные стада рогатого скота. Начинается «период скотоводства», для которого, бесспорно, должны были существовать только определенные климатические условия, прежде всего вода и сочная растительность.

Около 1200 до н.э. наступает новый период – «период лошадей», и лишь за несколько десятилетий до нашей эры начинается «период верблюда». Климат Сахары к этому времени уже изменился, и Сахара стала превращается в пустыню.

Изображенные на самых древних фресках травоядные и плотоядные животные могли водиться только там, где выпадают обильные дожди, а земля покрыта густой растительностью. В последний дождливый период неолита климата Сахары, по-видимому, напоминал климат района нынешних саудовских саванн. В это время характерными для Сахары были обширные зеленеющие равнины, лесистые долины, где водились жирафы, буйволы, слоны, страусы, антилопы. В водоемах, наполненных круглый год водой, жили бегемоты, крокодилы.

С иссушением Сахары представителей четвертичной фауны покинули Северную Африку и нашли убежища в лесах и саваннах Центральной Африки, где они обитают и по сей день.

В Европе за последние 4 тысячелетие лет по косвенным данным также установлены существенные колебания климаты. Можно выделить четыре периода, в течение которые климат Европы до нашей эры был более холодный и влажный. Начало периодов приходится на 2000, 2600, 3100 и 3600 гг. до н.э. [Борисенков Е.П., Кондратьев К.Я. Глобальный круговорот углерода и климат. Л. 1987.] Имевшие место резкое похолодания и иссушение климата в это время, по-видимому, были повсеместными.

Есть основания предполагать, что некоторым климатическим изменениям уже тогда наряду с естественными факторами способствовала человеческая деятельность, в частности, вытаптывание растительности скотом и наступление пустынь.

Как указывается в ряде источников, наиболее холодный период после климатического оптимума отмечается между 2500 и 350 гг. до н.э. Он продолжается в некоторых районах до начала нашей эры. Интересную информацию о климате прошлого оставил римский поэт рубежа нашей эпохи Публий Овидий Назон (43 г. до н.э. — 18 г.н. э.) [Подосенков А.В. Произведения Овидия как источник по истории Европы и Закавказья: Тексты, перевод, комментарий. М., 1985.]. В конце жизни, находясь в изгнании в небольшом городке Тимы на берегу Понта (Черного моря), Овидий написал большое количество писем, в которых содержится описание природы и климата Придунайского региона и Причерморья.

Так, он отмечал, что река Истр (Дунай) замерзает по три года подряд; что во время замерзания Дуная возможно пешее и конное движение по льду; что в некоторые годы замерзает Черное море. Такие явления имеют место и в современную эпоху.

Имеются упоминания «о рыбе, вкрапленной во льду», о снежных зимних покровах. Вот одно из этих описаний:

В этом, как, впрочем, и в других высказываниях Овидия, конечно, звучит явное преувеличение суровости климата здешних мест. Поэтому для реконструкции климата подобного рода исторические описания должны подтверждаться другими объективными критериями.

Тот факт, что на границе нашей эры климат был более суровым и, по-видимому, близким к климату малого ледникового периода, зафиксирован многими источниками. В этой связи представляется оправданной гипотеза о некотором влиянии изменений климата в начале нашей эры на упадок Парфянского царства, занимавшегося в период расцвета (I в.н. э.) территорию от Двуречья до реки Инд и пришедшего в упадок к концу II — началу III в.н. э.

Или другой пример. В настоящее время на юго-западе Аравии под песками погребено древнее Сабейское царство, возникшее на рубеже 2-1-ого тысячелетия до н.э. и просуществовавшее под разными названиями в течение полутора тысячелетий. «Южноаравийская цивилизация», включавшая такие государства, как Хадрамаут, Катабан, Саба (позднее Маин), отличались высокой культурой и располагались на плодородных землях.

Древние источники сообщают о Южной Аравии того времени, как о благословенной плодородной земле, называемой древними римлянами «Арабия феликс» («Счастливая Аравия»).

Чтобы представить культуру цивилизации, укажем, что на ныне высохшем русле реки Адкына, там, где воды редких в восточной части Йеменских гор дождей пробили себе дорогу через горы, в IX в до н.э. было начато строительство грандиознейшей по тому времени плотины. К VI в. до н.э. были поставлены огромная плотина длиной 600 м, шириной 80м и высотой 15м (плотина Мариба), водохранилище, два шлюза, распределительный и водосборный бассейны. Имеются исторические указания и о других, не менее искусно построенных тысячелетия назад плотинах на территории обоих нынешних Йеменских государств.

Неоднократные разрушения плотины Мариба происходили в IV, V и VI вв. н.э., т.е. в пору неблагоприятного климата. Последняя катастрофа – страшное наводнение – произошла в 570 г.н. э.. Остальное довершили пески, которые продолжают наступать и ныне. В настоящее время на этой территории растут лишь отдельные кустики мятлика и колючек.

Хорошим индикатором климата прошлого являются уровни открытого моря и озер. Радиоуглеродные методы анализа позволяют восстановить амплитуду этих колебаний. На рис. 4 приведены данные о колебаниях уровня океана за последние примерно 200 тыс. лет по данным Вина и Чеппела. Особенно низок был уровень в период последней ледниковой эпохи. В период потепления произошло его резкое увеличение. Всего примерно за 4 тыс. лет уровень моря при потеплении повысился почти на 40 метров.

Колебания климата в период голоцена сопровождались существенными изменениями циркуляционных процессов. Так, в период последней ледниковой эпохи субтропическая область высокого давления и субполярная область низкого давления смещались к югу. Первая была южнее почти на 20-25° по сравнению с периодом климатического оптимума и на 8-10° южнее современного положения.

Область низкого давления была южнее на 40° широты зимой и только на 10-15° летом по сравнению с периодом оптимума и соответственно на 30° и 10° южнее по сравнению с современным положением. Вполне естественно, что полярный фронт располагался значительно южнее прохождения осей циклонов в ледниковую эпоху. Эти результаты согласуются с результатами приведенных выше численных экспериментов.

В период же климатического оптимума оси циклонов проходили значительно севернее.

5-6 тыс. лет назад климат был сравнительно теплым и влажным не только в Европе, но и в Китае. Археологические данные указывают на то, что в периоды резких изменений климата, в особенности повышения его неустойчивости, возрастала повторяемость сильных наводнений. Такие периоды отмечались около 4000-2400 гг. до н.э. на Ближнем Востоке [Lamb H.H. `climate: Present, past and future.Vol.1, 2.London, 1981.].

Палеоклимат на территории СССР.

Большой интерес представляют характеристики климата периода голоцена и в особенности периода климатического оптимума на территории нашей страны. Так, в работе В.А.Климанова и Г.А.Елиной [Климанов В.А., Елина Г.А.Изменения климата на северо-западе Русской равнины в голоцене// Доклады АН СССР. Т. 274.1984. №5.] приведены реконструкции палеотемператур и осадков на протяжении всего голоцена для северо-западной части Русской равнины.

На рис. 7 приведены восстановленные палеотемпературы июля (А), января (Б), среднегодовые (В) и количество палеосадков за год (Г) в промежуток времени от 10 тыс. до 300 лет назад для пяти разрезов. Три из них (Готнаволок, Бездонное, Хийлисуо) расположены к западу от Онежского озера, т.е. относятся к южной части Карелии, два (Ругозеро, Заруцкое) – в северной части Карелии. Прерываемость палеоклиматических кривых означает перерывы в осадконакоплении. Как видно из рисунков, в последнее позднеледниковое время (10-12 тыс. лет назад) климат был значительно холоднее теперешнего. Зимой отличие достигало 12-14°С, в то время как июльские температуры были ниже примерно на 4°С, а средневековые на 6-7°С. Среднегодовая сумма осадков была ниже на 200 мм. В это время наблюдалось чередование небольших потеплений и похолоданий.

Анализ рисунков показывает, что восстановленные палеотемпературы неплохо согласуются с колебаниями климата в других районах земного шара. Весьма характерным является то, что в период потеплений больше повышались летние температуры, а в период похолоданий больше понижались зимние температуры. Амплитуда изменений январских температур в период голоцена значительнее, чем остальных температурных показателей.

В большинстве случаев в периоды похолоданий происходило уменьшение количества осадков, а в периоды потеплений – увеличение. (Такая закономерность не характерна для малого ледникового периода, когда в умеренных широтах похолодание климата было связано с увеличением осадков.) Наиболее часто и резко климат менялся в начале голоцена и в последние 2 тыс. лет.

Детальный анализ палеоклимата территории СССР в период голоцена выполнен Хотинским и Савиной [Хотинский Н.А., Савина С.С.Палеоклиматические схемы территории СССР в бореальном, атлантическом и суббореальном периодах голоцена// Изв. АН СССР. Сер. География. 1985. №4.]. По более ранним данным Хотинского, интерпретация палеоботанических данных и данных радиоуглеродного анализа позволяет выделить на территории СССР три наиболее теплые фазы голоцена: бореальную — 8300-8900 лет назад (VII тыс. до н.э. ), позднеатлантическую (собственно климатический оптимум) – 4700-6000 лет назад (III тыс. до н.э. ), среднесуббореальную – 3200-4200 лет назад (II тыс. до н.э. ). Автором было также установлено, что бореальная фаза потепления наиболее четко проявилась на Северо-Востоке и Дальнем Востоке СССР, среднесуббореальная – на севере Русской равнины, а позднеатлантическая — в большинстве районов Евразии.

В июле на севере Русской равнины, в северной части Западной Сибири, в центральных районах Средней Сибири было на 1-2°С холоднее, на остальных частях территории — несколько теплее. Осадков в северной части территории было больше, чем сейчас, а на большей части территории СССР и Дальнего Востока на 100 мм, а местами на 200мм меньше.

Циркуляционная интерпретация этих данных свидетельствует о том, что зимнее потепление или летнее похолодание, сопровождаемое увеличением осадков, может указывать на усиление циклонической деятельности. Зимнее похолодание или летнее потепление, совпадающее с уменьшением осадков, может указывать на усиление антициклонического режима.

Исходя из этого можно предположить, что в бореальный период на севере европейской части территории СССР и над Сибирью зимой была усилена циклоническая деятельность и развита северо-западная периферия Азорского антициклона, что обусловливало похолодание в Западной Сибири. Повышение циклонической деятельности, по-видимому, отмечалось и в летний период. В бореальный период в целом была ослаблена континентальность климата сибирского сектора СССР и ослаблено океаническое влияние на климат европейской части.

Климат атлантического периода (около 5 тыс. лет назад) на всей территории СССР был теплее, чем сейчас. Наибольшие положительные аномалии (3-4°С) наблюдались на севере Русской равнины и Западной Сибири, а в Средней Сибири аномалии доходили до 1-5°С. Южнее величины положительных аномалий температуры уменьшаются до 1-2°С, а в Прикаспии – до 3°С. В июле выделяются две области с границей по широте 50°с. ш. К северу от этой границы в целом было теплее, а к югу даже несколько, хотя и немного холоднее, чем теперь.

Годовые суммы осадков в атлантический период были большими в северных, южных и отчасти восточных районах СССР. В полосе 50-60°с. ш. осадков было примерно столько же, сколько и теперь, а иногда меньше (на 50 мм). Объяснить эти черты климата максимума потепления только циркуляционными процессами трудно, хотя можно предположить усиление отрога Азорского антициклона летом и усиление циклонической деятельности зимой. Это дает основание воспользоваться для объяснения максимума потепления другими физическими факторами.

Климат суббореального периода (3500 лет назад) и зимой и летом практически на всей территории СССР был теплее. Незначительные отрицательные аномалии выявлены на северо-востоке СССР и в южных районах Средней Сибири.

Годовые суммы осадков в этом периоде на большей части территории СССР были на 50-100 мм меньше современных. Эти аномалии, как и в предыдущем периоде, трудно объяснить только циркуляционными процессами. Степень континентальности климата в середине суббореального периода мало отличалась от современной.

Приведенные результаты показывают, что период климатического оптимума для территории СССР изучен наиболее подробно по сравнению с другими районами земного шара.

Для Европы бореального периода (6000-7000 гг. до н.э. ) летние периоды были несколько теплее, чем теперь. Это относится и к зимним сезонам, хотя в отдельные годы наблюдались холодные сухие зимы.

Атлантический период (6000-3000 гг. до н.э. ) последнего послеледниковья отмечается как наиболее теплый. Его считают и наиболее благоприятным периодом послеледникового климатического оптимума в Европе. В это время здесь наблюдались влажные теплые зимы. В конце этого периода повсеместно наступило, как мы отмечали, похолодание климата.

В суббореальный период (от 3000 до 1000-500 гг. до н.э. ) климат Европы отличался значительными флюктуациями, из которых наиболее значительной была флюктуация с периодом порядка 200 лет.

Субатлантический период (1000-500 гг. до н.э. ) характеризовался понижением температуры примерно на 2° по сравнению с климатическим оптимумом. В это время отмечались влажные, ветреные зимы. Наиболее характерной чертой климата Европы в это время было преобладание холодных летних сезонов.

Эти характеристики климата достаточно удовлетворительно согласуются с данными о климате европейской территории в период голоцена.

К настоящему времени выполнены исследования, позволяющие по косвенным данным восстановить циркуляционные условия для следующих периодов: [Хотинский Н.А., Савина С.С. Палеоклиматические схемы территории СССР в бореальном, атлантическом и суббореальном периодах голоцена// Изв. АН СССР. Сер. География. 1985. №4. С. 18-34] бореального (6500 гг. до н.э. ), атлантического (4500 гг. до н.э. ), суббореального (2500 гг. до н.э. ), субатлантического (500 гг. до н.э. ).

Карты, построенные для первого периода, указывают, что в это время теплый воздух проникал далеко на северо-восток. Зимой и летом над Европой преобладала антициклоническая погода. В результате летние периоды были теплее, чем теперь, зимы были морозные и малоснежные.

В дальнейшем, по мере приближения к атлантическому периоду, циркуляция должна была быть более зональной. В результате активизировалась циклоническая деятельность. В это время (V тыс. до н.э. ), по-видимому, были благоприятные ледовые условия в Арктике.

В суббореальный период должно было произойти ослабление зональной циркуляции, особенно зимней. В результате зимние периоды должны были бы быть холоднее, а летние все еще теплыми.

В субатлантический период должна была вновь усилиться зональная циркуляция. Благодаря активизации длинных волн над Северной, Центральной и Западной Европой должны были активизироваться затоки холодного воздуха с северо-запада как в зимний, так и в летний сезон. Вследствие этого, а также из-за уменьшения затока теплых воздушных масс в высоких широтах, включая арктические моря, следовало ожидать похолодания климата. В то же время в средних и низких широтах климат должен был быть теплее, чем теперь.

Из приведенного анализа видно, что циркуляционный режим, изменение которого порождается предшествующими изменениями внешних климатообразующих факторов, во все эпохи должен был в значительной мере определять региональные изменения климата, формирование климатических аномалий, его сезонные особенности в различные эпохи. То, что развитие человеческой цивилизации приходится на время последнего межледниковья, не случайно и в значительной мере было предопределено благоприятными климатическими условиями этого периода. Но именно с этого периода человечество стало все чаще сталкиваться с воздействием меняющихся климатических условий.

Из книги «Тысячелетняя летопись необычайных явлений природы», Издательство «Мысль», 1988 г.