Первые ледники в северном полушарии появились значительно позднее, чем в Антарктике, — примерно 4—3 млн. лет назад. Наиболее определенные данные имеются по западному горному обрамлению Северной Америки и по Исландии. Так, в осадочных породах Исландии за последние 3,1 млн. лет зафиксировано не менее 10 ледниковых циклов. Близкая датировка начальной активизации ледниковых процессов в горах (2,06 млн. лет назад) установлена и на другом конце Земли — в Аргентинских Андах.
К настоящему времени известно немало фактов, свидетельствующих о кардинальном изменении климата и всей природы нашей планеты около 2 млн. лет назад. Важной реакцией на возросшее похолодание явилось разрастание ледников во многих горных странах. Около 1,8 млн. лет назад трансформация природной среды приобрела особенно большие масштабы и Земля вступила в современный период своего развития, называемый четвертичным. По этому периоду мы располагаем наиболее полной информацией, которая широко используется и для реконструкции горных оледенений. Конечно, и здесь в основе лежит изучение ледниковых и других генетически связанных с ними отложений. Подходы к их исследованию в принципе базируются на тех же стратиграфических, литологических и палеонтологических методах, применяемых в геологии более древних периодов.
Физические свойства климата неизбежно проявляются в составе и строении поверхностных отложений и формах рельефа. Выше мы уже отмечали роль литоморфологического анализа морен в изучении гляциологических процессов. Кроме того, данные о составе и строении морен совершенно необходимы для их четкой диагностики, поскольку в горах встречается немало других отложений и форм рельефа, внешне сходных с ледниковыми. Много лет продолжается дискуссия о происхождении вала Тюбеле в долине реки Баксан или Башильского вала в долине реки Чегем на Северном Кавказе. В обоих случаях ставится вопрос: сель это или морена, тогда как единственно правильный ответ дал бы литологический анализ.
Известно также, что в верхней части долины реки Сакени в Абхазии обнаружена серия гряд, которые принимали за конечные морены. При исследовании их петрографический состав крупнообломочного материала оказался исключительно однородным и сходным с составом коренных пород близлежащих участков бортов трога. Концентрация мелкозема в грядах была крайне незначительной. В плановом отношении гряды постепенно расширялись от бортов трога к его осевой части. Таким образом, судя по морфологии гряд и характеру их отложений, вполне можно интерпретировать формы обвального происхождения, а не конечные морены. Заметим, что в условиях тектонически активного центральнокавказского высокогорья обвалы — довольно обычное явление.
Кроме таких материальных свидетельств пребывания ледников, как морены, следует особо выделить ленточные глины — осадки ледниково-подпрудных озер. Для диагностики холодного климата важно изучение многообразных ископаемых мерзлотных явлений: структурных грунтов, солифлюкционных отложений и др.
Косвенным индикатором приледниковых обстановок служат лёссы — пористые алевриты, которые, по мнению многих исследователей, были принесены ветрами, дувшими с ледников. На связь лёссов с оледенением впервые определенно указал видный русский геолог П. А. Тутковский.
Вполне понятна и роль стратиграфической информации, способствующей установлению последовательности событий ледниковой истории. Здесь большое значение приобретают остатки растений и животных, содержащиеся в межледниковых отложениях. Судить о климатах прошлого позволяют палеонтологические данные. Правда, при их интерпретации следует учитывать миграции организмов, возможность переотложения остатков и формирования так называемых смешанных комплексов флоры или фауны.
Для реконструкции истории оледенения очень часто привлекается спорово-пыльцевой анализ — метод, базирующийся на изучении внешних оболочек пыльцевых зерен и спор растений. Пыльца и споры производятся растениями в огромных количествах: из одной сережки орешника выпадает до 14 млн. пыльцевых зерен, а из одного растения щавеля — 400 млн. Эксперименты показали, что перенос этих крохотных частиц (размером от 10 до 150 мкм) ветром, текучими водами, насекомыми, птицами и даже пресноводными моллюсками осуществляется на небольшие расстояния, поэтому пыльцевой дождь для конкретной территории соответствует составу растительности. Пыльца и споры лучше всего сохраняются, когда нет доступа воздуха, например в торфе, озерных илах и глинах.
Надежность гляциоклиматических интерпретаций возрастает, когда изучение пыльцы и спор дополняется анализом крупных растительных остатков: плодов, семян, коры деревьев и т. д. В последние десятилетия исследуются остатки жуков, прежде всего их надкрылья, которые тоже нередко встречаются в озерных и болотных отложениях.
Специалистов всегда интересовал вопрос об абсолютном возрасте древних оледенений. Принципиальная возможность датировать геологические события появилась благодаря успехам физики и химии в области радиоактивного распада и установлению закономерностей миграции отдельных элементов и их изотопов в природных системах.
Датировать четвертичные оледенения помогают две группы методов. Одна из них основывается на определении содержания изотопов в исследуемых породах, другая — на анализе распределения изотопов природных рядов урана, актиноурана и тория. К последней группе, в частности, относится калий-аргоновый метод, который позволил вычислить возраст кайнозойского оледенения Антарктиды.
Важный вклад в изучение самых молодых оледенений внес радиоуглеродный метод, отличающийся высокой точностью. Сфера его применения в основном охватывает последние 50 тыс. лет.
Методы датирования часто применяются в различных комбинациях. В частности, перспективным оказалось сочетание калий-аргоновых датировок с анализом изменений магнитного поля Земли. Это дало возможность наметить важные вехи в истории ледникового периода, или плейстоцена.
Даже из приведенного краткого обзора можно составить впечатление о разнообразии приемов и подходов в палеогляциологии. Остается упомянуть еще о традиционном геоморфологическом методе, действенность которого проявляется в тех случаях, когда следы оледенения выражены в рельефе.
Развитие этого метода стимулировал А. Пепк. На материале изучения рельефа северных предгорий Альп он доказал, что к конечным моренам, фиксирующим стационарное положение концов ледников, причленяются террасы, сложенные галечниками. Альпийская модель А. Пенка исходила из того, что во время оледенений происходила аккумуляция галечников, принесенных потоками талых ледниковых вод, а в межледниковья шло углубление русел рек. Четыре основные террасы сопоставлялись с четырьмя плейстоценовыми оледенениями Альп, получившими названия гюнца, минделя, рисса и вюрма.
Не только методические приемы, но и терминология альпийской модели получили широкое признание и на протяжении десятков лет были эталоном при изучении оледенений других горных стран. По мнению видного палеоклиматолога из ФРГ М. Шварцбаха, классические исследования А. Пенка и Э. Брюкнера в Альпах по своему значению могут расцениваться как подлинная научная революция.
Надо сказать, что альпийская модель опиралась также, хотя и в небольшом объеме, на материалы изучения межморенных озерно-болотных отложений с применением палеоботанических и радиоуглеродного методов. В последние годы альпийская ледниковая схема по стратиграфическим данным была дополнена еще двумя древнейшими оледенениями — дунайским и биберским, которые проявились в горах в раннечетвертичное время.
Оценивая геоморфологический подход к изучению оледенения гор, следует остановиться на его дискуссионных сторонах. Как упоминалось выше, обычно проводится привязка конечно-моренных компонентов к речным террасам. Однако, бесспорно, четкие соотношения конечных морен и террас, например в северных предгорьях Альп, где работал А. Пенк, наблюдаются не так уже часто. К тому же возрастная интерпретация циклов террасообразования еще мало изучена и для ее выяснения необходимо располагать определениями абсолютного возраста, в которых пока ощущается явный недостаток.
Весьма спорным также является учет фактора сохранности морен в горах, хотя большинство исследователей признают, что следы вюрмского — последнего плейстоценового оледенения опознаются по их лучшей выраженности в рельефе по сравнению с более древними ледниковыми образованиями. На наш взгляд, морфологическая выраженность морен — весьма неопределенный критерий, на основе которого трудно объективно выделить этапы истории горного оледенения. Хорошо известные крупные моренные амфитеатры у озер Комо, Гарда, Лаго-Маджоре и других большинство итальянских исследователей относят к рисскому оледенению, а ученые ФРГ и Франции считают их следами вюрмского оледенения. Свежие конечные морены во Французских Альпах тоже трактуются неоднозначно. Одна группа специалистов относит их к двум этапам вюрмского оледенения, другая — к образованиям рисского и вюрмского оледенений.
