Четвертичному периоду посвящены исследования многих тысяч пытливых ученых самых различных отраслей знания.
Геологи исследовали при помощи инструментальных съемок и бурения распределение, характер, состав и мощность напластований осадков, накопившихся за этот период в озерах, речных долинах, на склонах и у подножий хребтов, на приморских низменностях. Определили число, уровни и возраст речных, озерных и морских террас, сопоставили (скоррелировали) их по времени на огромных пространствах материков. Почти то же самое проделали океанологи с морским дном во всех морях и океанах при помощи усовершенствованных эхолотов, грунтовых трубок и новейших радиолокаторных приборов.
Почвоведы изучили закономерности и условия почвообразовательных процессов на различных грунтах, в разных зонах и климатах — в тундрах и тайге, в лесах и саваннах, в степях, пустынях и в тропических джунглях.
Климатологи воссоздали климатические и погодные условия, существовавшие на Земле в течение этого периода, создали новое направление в науке — палеоклиматологию.
Гляциологи — они же ледниковеды, отсняли и картировали, исследовали бурами и эхолотами толщи малых и больших ледников всех континентов, изложили историю давно исчезнувших ледовых щитов и предсказали ближайшее будущее горных и равнинных льдов Европы, Азии, Америки, Гренландии и Антарктиды.
Мерзлотоведы изучили условия и закономерности образования, распределения в пространстве вечномерзлых грунтов, их таяния, размывания и переработки водами речных потоков, озер и морей.
Физики и химики разработали и обосновали методику определения абсолютного возраста осадков по минеральным образцам пород и органическим остаткам — раковинам, костям, древесине на основе магнитных, люминесцентных, радиоизотопных и иных методов.
Математики также внесли свою долю мозговой энергии в цифровые обоснования и развитие теории колебаний климата и зависимости его от солнечной активности.
Археологи перекопали и расчистили ножами и щетками десятки тысяч кубометров грунта лессов, суглинков и пещерных отложений в поисках артефактов,[1] остатков пищи, жилищ и костей древнейших и древних людей, а антропологи перемерили во всех возможных направлениях и объемах обнаруженные черепа и другие кости наших далеких предков, живших в каменном веке.
Палеоботаники собрали десятки тысяч образцов ископаемых семян, плодов, листьев, древесины, отмыли миллионы образцов зерен, пыльцы и спор, разработали диаграммы смены растительного покрова на протяжении тысячелетий.
Наконец, палеозоологи скрупулезно собрали обломки сотен тысяч ископаемых костей, скорлупок наземных и водных моллюсков, хитиновых покровов насекомых, произвели сотни тысяч замеров, сравнений, сопоставлений древних образцов с современными.
На международных конгрессах Ассоциации по изучению четвертичного периода (INQUA) через каждые четыре года производится обсуждение достигнутых за это время результатов.
К чему, с какой целью была проведена и проводится такая гигантская исследовательская работа? Почему именно четвертичный период привлек столь разносторонние и могучие научные силы?! Ответ на эти вопросы довольно прост. С четвертичным периодом связана вся история развития человека и человечества, современной флоры и фауны, растительности и животного мира, а на тоненькой четвертичной оболочке нашей планеты зиждется все хозяйство и благополучие живущих миллиардов людей и их грядущих поколений.
В задачу автора не входит изложение всех современных представлений об истории четвертичного периода, мы ограничимся только частью истории его фауны в Северном полушарии.
Для того чтобы дальнейшее изложение было понятно широкому читателю, необходимо дать некоторые современные представления о физических явлениях, которые происходили в биосфере на протяжении четвертичного периода.
Этот период начался около 3—5 миллионов лет тому назад, когда в высоких и средних широтах впервые сказались похолодания. Впрочем нижняя хронологическая граница, отделяющая четвертичный период от теплого третичного периода, до сих пор проблематична и спорна. Дело в том, что различные ученые при определении ее предлагают свои критерии: начало похолодания климата по разным косвенным показателям; смену теплолюбивой растительности на холодовыносливую; такую же смену животного мира и первое появление человекообразных существ. Не все эти явления совпадают во времени и пространстве, а поэтому споры, предложения и переработки неизбежны. Русский геолог академик А. П. Павлов предложил даже вообще отказаться от наименования четвертичный период, а называть его антропогеном, т. е. периодом появления и жизни «венца творения» — антропоса — человека.
Однако в середине XX в. выяснилось, что человекообразные существа появлялись и развивались на смежных материках по-разному. В Европе и Азии это произошло около полумиллиона лет тому назад, а в Африке зинджантропы и австралопитеки существовали уже за 1700 тысяч и даже 2700 тысяч лет до наших дней.
Итак, европейцам и азиатам надо, очевидно, пользоваться своими местными критериями. Здесь, в Евразии, все события, связанные со сменой и формированием климатов, флор и фаун, с появлением и с историей человека укладываются в последний миллион лет.
В четвертичное время на всей планете происходила серия похолоданий, вызывавшая местами оледенения хребтов и даже равнин. Поэтому этот период (или век) называют также ледниковым (рис. 1). Холодные «фазы» во время которых развивались оледенения («гляциалы»), разделялись «фазами» потеплений — межледниковий («интергляциалов»). Четыре европейских оледенения — гюнц, миндель, рисс, вюрм, разделенных тремя межледниковьями, принято называть плейстоценом.[2] В очередном — четвертом — интергляциале (голоцене) живем и мы в нашу относительно теплую эпоху. Природа и факторы похолоданий и потеплений на нашей планете до сих пор слабо выяснены. Имеются сторонники внешних — космических и астрономических — причин изменения климата: периодического изменения интенсивности излучения Солнца, наклона оси эклиптики, движения нашей галактики в космосе, — и сторонники земных — «внутренних» — планетных причин: горообразовательных движений, изменений очертаний континентов, ведущих к смене морских течений, колебаний уровня океана, и т. п. Вернее же считать, что имел и имеет значение комплекс космических и планетных причин. Как бы то ни было, именно климатические колебания на протяжении всего четвертичного периода имели решающее значение для формирования современной флоры и фауны Земли. При похолоданиях климата наибольшие изменения экологической обстановки происходили, естественно, в высоких широтах и в умеренных поясах Земли. Амплитуда климатических изменений в тропической зоне была меньше, и органический мир сохранил там до наших дней дочетвертичный облик — облик третичного периода с его вечнозеленой растительностью, жаркими пустынями и саваннами, крупными пресмыкающимися, жирафами, бегемотами и голыми слонами.
Рис. 1. Палеоклиматическая кривая четвертичного периода Европы.
В эпохи похолоданий в горах накапливались ледовые шапки, которые, разрастаясь, образовывали мощные ледяные языки и щиты, выползавшие с севера Европы и Америки на равнины. Накопление льдов на материках вело к падению уровня мирового океана и обсыханию обширных площадей шельфа. Британские, Японские острова сливались с Евразией в одно целое. Черное, Балтийское моря и Северный полярный бассейн превращались в замкнутые водоемы. Уже давно было подсчитано, что если растопить современные ледники Гренландии и Антарктиды, то уровень океана повысится на 50 м, т. е. будет затоплен Ленинград, а Черное море прорвется в Каспий.
Медленно двигаясь по склонам и равнинам из очагов зарождения, ледники производили колоссальную работу, перетаскивая огромные массы рыхлого грунта и окатанных камней — валунов. Эти массы терригенного материала, отложенные ледниками, принято называть моренами.
В летние сезоны, особенно эпох потеплений — межледниковий, с поверхности и вдоль окраин ледников сбегали бурные потоки. Они несли массу взмученного материала, смытого с ледника, отлагая его в приледниковых разливах, образуя мощные гряды щебня, песка и ила. Эти гряды называют флювиогляциальными, т. е. рожденными ручьями ледников. Приледниковые разливы бывали весьма обширны и из застойных озер превращались иногда в широкие потоки. Такие разливы прорывались в смежные ложбины и верховья рек южного направления, образуя катастрофические наводнения. Предполагают, что гибель многих десятков тысяч крупных зверей и особенно мамонтов в долинах рек Русской равнины могла происходить именно в результате таких наводнений.
