Установлено, что орбитальные климатические ритмы – 400 тыс.; 1,25; 2,55; 3,8 млн. лет, являются рабочими хронометрами биосферы, причем 400 тысячелетний ритм служит основной причиной крупнопериодических изменений климата и эволюции органического мира в эпохи плейстоцена и плиоцена. Внутри данный ритм делится на 6 – 8 фаз, причем становление и развитие биогенного вещества в биосфере планеты полностью подчиняется этому климатическому ритму с его фазами. Так, события крайней специализации фауны млекопитающих происходит в конце 5-ой фазы, а ее конец характеризуется великим вымиранием млекопитающих плиоцена и плейстоцена: мамонтовая фауна исчезла 10 – 12 тысяч лет тому назад.
При каждой вспышке активности Солнца, природа Земли приходит в неистовство. Каждый раз, все без исключения явления на планете, синхронно, приступообразно, в мертвом и живом царстве, приходят в конвульсивное содрогание. Страшные ливни, наводнения, смерчи, торнадо, ураганы, землетрясения, вулканическая деятельность, магнитные и электрические бури и сокрушительные грозы… Эпидемии и пандемии, эпизоотии и эпифитии проносятся по земному шару и воздействуют по принципу – где тонко там и рвется. Появляются резкие уклонения от обычного хода хронических и острых заболеваний. Общая смертность во всех странах в годы активного Солнца, достигают своих максимальных значений. Инфекционные заболевания претерпевают необычайные модификации. Число мутаций у растений резко увеличивается. Саранчовые в эти годы совершают опустошительные полеты. Все живое и неживое приходит в эти годы в движение.
Таким образом, солнечная активность, конечно, влияет не многие природные процессы в биосфере земли, однако пока имеется мало данных, свидетельствующих о ее влиянии на климат планеты в целом. Все что вышеперечисленно это своего рода разовые команды, влияющие на погоду, но ни как не на климат.
К началу Кайнозойской эры светимость Солнца практически достигла современной величины. Поэтому изменение климата, за последние 60 – 70 миллионов лет, можно рассматривать как функцию только земных причин. Если не брать во внимание гипотезу о прохождении Солнечной системы через пылевое облако. Но все-таки картину изменения климата по земным причинам усугубляют и космические. А конкретно, изменение количества солнечной энергии поступающей на землю. На неравномерное распределение солнечной радиации по поверхности Земли, в связи с изменениями элементов земной орбиты, впервые указал английский астроном Д. Кроль в 1875 году. Однако эта гипотеза получила широкую известность лишь после того, как ее принципы математически обосновал югославский ученый Меланкович.
Изменение количества солнечной радиации получаемой Землей, это не колебания светимости Солнца, а изменения параметров Земной орбиты и угла наклона оси вращения к ее плоскости. По этой причине Земля получает разное количество солнечной энергии. Максимальный эксцентриситет орбиты Земли равен 0,0658, а современный 0, 017. Изменение длины орбиты предопределяет неравную длительность двух половин года между весенним и осенним равноденствиями. Любой наш отрывной календарь покажет, что летнее полугодие в северном полушарии длится 186 суток, а зимнее 179. Изменение эксцентриситета происходит в течение 92 тысяч лет. В эпоху его максимума по этой причине поглощение солнечной радиации сокращалось очень даже заметно, и температура снижалась примерно на 1,4 градуса, чем это было на круговой орбите. Колебания солнечной постоянной из-за изменения эксцентриситета земной орбиты существенны. Они не могут не сказываться на долгопериодических колебаниях климата.
Наша Земля не идеальный шар, а неправильно сплюснутый эллипсоид вращения, да еще к тому же трехосный и потому плоскости его сечения относительно плоскости орбиты суть величины переменные, зависящие от угла наклона оси вращения. Это так называемый прецессионно – нутационный механизм, который обуславливает колебание Земли в потоке солнечной радиации, приблизительно равной 0,04 эргсек см.кв. в расчете на год в течение периода 6,5 тысячи лет, что составляет 0,25 периода прецессии – времени между прохождением перигелия соседними точками равноденствия и солнцестояния.
М. Меланкович в 1939 году обнаружил изменения эксцентриситета земной орбиты с периодом в 92 тысячи лет, наклона оси вращения к ее плоскости в 40 тысяч лет и прецессионно - нутационные колебания с периодом в 26 тысяч лет. Ш.Г. Шараф и Н.А. Будникова в 1969 году обнаружили более длительные периоды изменений первых двух параметров: 1,2 миллиона лет и 0,2 миллиона лет соответственно. Последние и наиболее детальные их исследования показали, что эксцентриситет колеблется с периодом около 0,1; 0,425; и 1,2 миллиона лет, нутации с периодом 41 и 200 тысяч лет и прецессии - 21 тысячу лет. Это так называемый фактор Миланковича. Сочетание этих механизмов дает сложную картину вариаций потоков энергии, которые приводят в моменты наличия экстремальных факторов, к наложению максимального дефицита на суммарное снижение интенсивности солнечной радиации. Вот так, например, началось Виллафранкская регрессия.
Исходя из расчетов, следует, что в пору максимальной длины орбиты существует период в 6,5 тысяч лет, когда на этот максимум накладывается прицессионнонутационной инсталляции и средняя температура на Земле может быть меньше минимальной в среднем еще на 0,4 – 0,5 градусов. Такое сочетание возникает редко один раз в 3,8 миллионов лет. Достаточно в такой период, например, концентрации углекислого газа в атмосфере снизиться до современных норм и в Антарктиде возникли условия для создания ледников. Это подтверждается найденными ископаемыми льдами. (Данные взяты из материалов Авсюга, Гросвальда опубликованных в 1971 г. «Кайнозойская история оледенения и климата Антарктиды».)
Куда во временном континууме Кайнозойской эры поместить эту бесконечно малую, но беспредельно важную точку в 6,5 тысяч лет. Откуда начать отсчет этого 3,8 миллионолетнего периода, который повторяется с настойчивой периодичностью во все времена, чтобы определить влияние ее на климат Земли. Данный момент очень интересен. Он является катализатором климатических «неурядиц» на планете. Давайте поместим эту точку поближе к ярко проявившей себя Виллафранкской регрессии, пик которой пришелся на 2,5 миллионолетие, а началась она примерно 4 миллиона лет назад. За давностью лет мы не можем проверить правдоподобность этой ситуации. Данный толчок возник в самый пик увлажнения 4 - 3,7 миллионов лет тому назад, сбив климатическую махину с относительно равновесного состояния теплового благополучия предпоследней, Плезанской трансгрессии, что и повлекло за собой цепную реакцию факторов охлаждения на границе между плиоценом и плейстоценом. Из этого небольшого, но очень жесткого периода и его последствий 2,5 миллиона лет тому назад, ну может чуть пораньше, появился и зашагал по земле, сжимая в руке еще очень примитивное каменное орудие, Человек Умелый.
Расстановка материковых масс на поверхности Земли перед этим оледенением, связанные с этим движения вод мирового океана и соответственно перераспределение его теплых и холодных компонентов являлись предпосылками к грядущему похолоданию. Тектонические процессы на дне океана повлекли за собой опускание некоторых районов донной поверхности, что увеличило площадь поверхности суши в результате регрессии. Данное расширение площади материков в свою очередь увеличило отражающую способность поверхности Земли. В связи с этим появилось несколько новых, различных состояний природно-климатических компонентов.
Климатическая зональность планеты по количеству и расположению климатических зон уже определилась в новом, почти современном, качестве. Хотя северная полярная зона развита, в плане оледенения, была еще слабо, но общепланетарная градация ее границ уже была четко выражена, из-за ослабления меридионального переноса воздушных масс. Геосфера была просто насыщена отрицательными климатическими факторами. В связи со всем этим резко повысилась чувствительность термического режима планеты к малым изменениям климатических параметров. Поэтому астрономические факторы с малой амплитудой действий начали раскачивать, в общем-то пока еще стабильную климатическую планетарную систему. В принципе устойчивое состояние климата той поры, находилась в одной из точек локального минимума допустимых для биосферы планетарных температур, но параметры климата были ниже средне возможных для данного временного периода.
Перевод биосферы в опасное для нее состояние - в соседнюю точку локального минимума соответствующей еще более низкой температуре, когда бы началось обвальное оледенение, практически было невозможно из-за довольно высоких температур океанских вод. Нужно было приличное глобальное понижение температуры, причем в короткие сроки. Такой толчок пришел. Настал момент, когда на максимальный эксцентриситет орбиты наложились прецессионно-нутационные осцеляции. Это и привело биосферу к экстремальной ситуации, когда на максимальный дефицит солнечной энергии наложилось суммарное снижение интенсивности энергетических потоков. Что после этого произошло с биосферой планеты, было описано выше.
