В палеоцене (67–60 млн лет назад) климат был очень теплым, даже в субарктических районах средняя температура поверхностных вод превышала 15 °C. На протяжении эоцена — раннего олигоцена (60–35 млн лет) температура океана понизилась на 10° В среднем миоцене (15–11 млн лет назад) началось значительное падение температур, причем наиболее резкие изменения в соотношении изотопов кислорода произошли 14,8—14,5 млн лет назад. С этого времени происходит постоянное охлаждение нашей планеты, сопровождаемое образованием и разрастанием ледниковых покровов: сперва в арктических, затем в умеренных широтах.
Палеотемпературная кривая палеогена (65–20 млн. лет назад) для Южной Атлантики [Shackleton, 1986]
Существует множество гипотез, пытающихся объяснить катастрофические оледенения на нашей планете. Одна из наиболее популярных гипотез, опирающаяся на астрономические наблюдения, связывает такое явление с периодическими изменениями параметров орбиты Земли — колебанием эксцентриситета и наклона оси Земли к плоскости вращения. Однако этим можно объяснить чередование оледенений и межледниковий, а не общее и продолжительное охлаждение планеты: данные параметры изменяются регулярно, оледенения же случаются сравнительно редко. Некоторые специалисты видят причину оледенений, охватывавших огромные площади Земли, в более крупномасштабных явлениях, связанных с эволюцией галактик. Но современная наука слишком мало знает об этих процессах, чтобы всерьез привлекать их для объяснения чисто земных явлений. Возникновение оледенений часто связывают с горообразованием. Действительно, почти все известные периоды продолжительных оледенений совпадают или непосредственно следуют за крупными циклами образования горных массивов. В течение этих циклов значительные массивы суши поднимались и оказывались выше снеговой линии. Это могло вызвать появление крупных ледников в горах. Более того, образование гор сопровождалось мощными извержениями вулканов. В атмосферу выбрасывались огромные массы вулканической пыли. Насыщенная пылью атмосфера экранировала солнечное тепло, что могло вызвать охлаждение поверхностного слоя Земли и способствовать развитию оледенения. Имеются данные, согласно которым существенные похолодания климата за последние 100 лет непосредственно следовали за крупными извержениями вулканов.
Сравнительно недавние исследования ученых по-новому осветили проблему образования оледенения, по крайней мере самого последнего, остатки которого сохраняются на нашей планете и сейчас. В морях, непосредственно примыкающих к Антарктиде, изучались донные отложения, что позволило определить признаки появления ледников и айсбергов.
Посмотрим, какой же в свете полученных данных представляется эволюция природы в районе Антарктиды на протяжении последних актов геологической истории Земли. Сейчас твердо установлено, что Антарктическая суша заняла свое теперешнее положение на крайнем юге нашей планеты уже в конце мелового периода (70–65 млн лет назад). Однако длительное время на этом континенте не было ледников. Они появились позднее вследствие серьезных изменений географической обстановки. На протяжении палеоцена Антарктида, Австралия и Южная Америка образовывали единый массив суши. Течения из тропических широт свободно проникали к этому огромному континенту и обогревали его своим теплом.
В раннем эоцене, приблизительно 53 млн лет назад, Австралия отделилась от Антарктиды и начала медленно двигаться к северу. Между двумя материками образовалась полоса воды. Она все более расширялась и со временем превратилась в Тасманово море. На протяжении эоцена климат в районе южных морей был все еще достаточно теплым. Тропические течения беспрепятственно несли тепло на юг. Холодные течения, образовывавшиеся в высоких широтах, встречали на своем пути преграду — Южно-Тасманово поднятие, соединявшее Австралию и Антарктиду с Южной Америкой, и отклонялись в более теплые районы. Данные палеотемпературных анализов показывают, что в эоцене температура воды в южных морях была достаточно высокой — около 19° в начале эоцена и 11 °C в конце. Ледники на территории Антарктиды были лишь в наиболее гористых районах на западе континента.
Резкое изменение климатической обстановки на территории Антарктиды произошло 38 млн лет назад. В то время, по-видимому, впервые на Южном континенте установились условия оледенения: ледники достигли поверхности воды, лед разносился прибрежными водами, формировались холодные придонные течения, охлажденная вода выносилась в умеренные широты. Охлаждению Южного континента способствовал продолжавшийся отход Австралии от Антарктиды. Барьер в Тасмановом море исчез; на его месте располагался обширный морской бассейн, по которому циркулировали холодные воды.
Холодные течения, уходившие далеко на север, вызвали повсеместное охлаждение океана в различных частях Атлантики. Как показывают палеотемпературные расчеты, придонные воды в тропической зоне Тихого океана стали холоднее не менее чем на 5°, приблизившись к современным значениям. По оценке специалистов, температура воды в океане резко понизилась за 100 тыс. лет — срок весьма короткий по геологическим масштабам.
Следующее крупное событие в южной части планеты — образование пролива Дрейка за счет погружения суши, связывавшей Антарктиду с Южной Америкой. Точно датировать это событие не удалось: судя по геофизическим данным, в основном палеомагнитным, погружение произошло 30–22 млн лет назад. Это событие привело к коренной перестройке схемы циркуляции вод в Мировом океане. Вокруг Антарктиды сформировалось круговое холодное течение. Оно как бы отрезало южные моря от согревающего влияния тропических вод. Климат Антарктиды становился все более холодным. В морях температура поверхностных вод которых опустилась до 7 °C, появилось огромное количество айсбергов.
После некоторого увеличения значения температур в раннем миоцене наступило резкое похолодание в среднем миоцене (14–10 млн лет назад). В то время на территории Антарктиды образовалось покровное оледенение, существующее и до настоящего времени.
Рассмотрим более подробно, как на фоне описанных изменений климата шло развитие Средиземноморского бассейна за последние 40 млн лет.
В конце эоцена существовал крупный глубоководный бассейн, связывавший Атлантический океан с Тихим. Проливами в районе современных Дании и Польши он соединялся с Северным морем, а через Тургайский пролив — с морями, занимавшими Западную Сибирь.
Средиземноморский бассейн в конце олигоцена, 33–25 млн лет назад [Rogl, Steininger, 1983]
Общее похолодание климата сменилось в позднем олигоцене (35–30 млн лет назад) довольно непродолжительным потеплением. После мощной трансгрессии наступила регрессия Мирового океана, затронувшая и бассейн Паратетиса. Закрылся Тургайский пролив. В районе современной Черноморской впадины началось сероводородное заражение, что мешало развитию органической жизни: отложения этого времени бедны органическими остатками. В конце олигоцена на некоторое время ряд бассейнов Паратетиса обособились от открытого океана; вода в этих замкнутых бассейнах опреснилась. Позднее связь с океаном восстановилась. В раннем миоцене (около 22 млн лет назад) началась новая трансгрессия Мирового океана. Одновременно усилились тектонические движения. Осушилась часть Паннонского бассейна, поднялась из моря дуга Карпат.
Несколько позднее (20–19 млн лет назад) связь Средиземноморского бассейна с Индо-Тихоокеанским прекратилась. На Ближнем и Среднем Востоке образовалось несколько замкнутых водоемов. Впервые установилась наземная связь между Евразией и Африкой. В то же время на западе соединение Средиземноморья с Атлантикой сохранилось. Вследствие продолжавшегося поднятия осушился ряд бассейнов на западе Паратетиса (в частности, Богемский массив).