ЛЕДНИКОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ (в геологическом прошлом), имели значительное развитие в некоторые периоды истории земли. Первый достоверно известный случай этого рода относится еще к архейской эре и установлен для Сев. Америки. Здесь, в окрестностях оз. Гурон, в основании т. н. гуронской формации (начало второй половины архейской эры) располагается толща миллитов, т. е. метаморфизованной морены (см.) с многочисленными валунами, несущими ясные следы ледниковой штриховки. Основанием морены служит часто прекрасно отполированная и также исштрихованная поверхность догуронских кристаллических пород (гранитов, гнейсов и т. д.), напоминающая отполированное ложе на нек-рых участках современных ледников. Следующая находка ледниковых отложений относится к концу архейской эры или к самому началу палеозоя и сделана на территории Австралии и в Тасмании. В основании кембрийских осадков здесь также располагается несомненная морена (валунная глина) с типичными ледниковыми валунами, а местами из-под нее обнаруживается и полированная поверхность ложа. К этой же примерно эпохе относятся менее достоверные находки ледниковых осадков в Индии, Китае и Сибири (Енисейский кряж). Среди мощной толщи собственно палеозойских осадков ледниковые отложения были обнаружены также дважды: 1) в самом основании нижне-девонских осадков Южной Африки (Капштадт), 2) в толще верхнепалеозойских пород Южной Америки, Южной Африки, Индии и Австралии. Верхне-палеозойские отложения особенно интересны и поучительны. Типичным примером их могут служить довольно хорошо изученные осадки Юж. Африки. На прекрасно полированной поверхности древних кристаллических пород здесь располагается мощная толща морены с характерными исштрихованными валунами, известная под названием Dwyka series. Распространение этой морены, а стало быть и создавшего ее ледника огромно: с запада на восток серия Двика тянется на протяжении 1.300 км, с севера на юг — на 1.000 км. Внутри этой площади, покрытой ледником, имелось, повидимому, несколько центров оледенения, причем масса льда двигалась гл. обр. в направлении с севера (или северо-востока) на юг (или юго-запад). Что ледник действительно перемещался на огромных расстояниях, вытекает из того, что были находимы валуны на расстоянии до 1.200 км от коренных выходов образующей их породы. В верхних частях Dwyka series моренные отложения переслаиваются с морскими; как полагают, они отлагались уже не на суше, в условиях тающего ледника, а в море, прилегавшем с юга к области развития материкового оледенения. Аналогичные морские образования, возникшие либо на суше, либо в приледниковом море, известны из Юж. Америки, Индии, Австралии. К сожалению, до сих пор не выяснено, являются ли ледниковые отложения во всех перечисленных местах строго одновременными или же они разновременны. Точно так же не установлено, принадлежат ли верхне-палеозойские осадки одной длительной ледниковой эпохе или же нескольким эпохам, следовавшим одна за другой с перерывами (как в четвертичный период). Наконец, спорным является и точный возраст оледенения: по одним авторам (Чернышев), — верхне-каменноугольный, по другим (Кокен, Шухерт и др.), — пермский.
Следующая за палеозойской эрой мезозойская не дала сколько-нибудь заметного развития ледниковых отложений, и вновь в обширном развитии мы встречаем их лишь в кайнозое — в первую половину четвертичного периода (см.). В эту эпоху обширные ледниковые массы по крайней мере троекратно то надвигались из арктической области в приполярные части умеренных широт Сев. Америки, Европы и Азии, то резко сокращались вновь (до современных размеров). В низких широтах четвертичное оледенение сказалось в общем понижении высоты снеговой линии и увеличении влажности (дождливости). В южной околополярной области оледенение хотя и отмечается, но в слабой степени (подробнее см. Четвертичный период).
Таким образом, за доступный исследованию» отрезок истории земной коры имело место по крайней мере пятикратное значительное развитие ледников. Естественно, встает вопрос, чем вызывались эти оледенения на различных участках коры. К сожалению, следует признать, что, несмотря на большое количество исследований, проблема истолкования причин ледниковых явлений в геологическом прошлом до сих пор не получила удовлетворительного разрешения. В наст. время наметились два принципиально различных подхода к этой проблеме. Первым является направление, к-рое можно назвать астрономическим. Сторонники его пытаются найти причину периодических оледенений в факторах внеземного, космического происхождения. Так, напр., француз Пуассон допускал, что солнечная система периодически проходит через более холодные и более теплые участки мирового пространства, и это именно и вызывает то общее охлаждение земной поверхности и появление ледниковых покровов на ее полюсах, то нагревание ее и исчезновение толщ льда. Астрономы Кролль и Адемар допускали периодическое изменение эксцентриситета земной орбиты и изменение наклона ее оси к эклиптике. Это изменение орбиты должно было вызвать периодическое удлинение зимы, уменьшение лета и, следовательно, должно было способствовать разрастанию ледниковых покровов. Наконец, ряд геофизиков (Рейбиш, Зимрот) допускал перемещение полюсов, т. е. непериодическое изменение положения земной оси, что должно было повлечь за собой пространственное перемещение ледниковых масс на поверхности коры и, таким образом, непериодическое оледенение отдельных площадей суши.
Как ни вероятны и ни правдоподобны на первый взгляд эти гипотезы, однако в действительности факторы, ими указываемые, не могут считаться непосредственными причинами оледенения. И изменения эксцентриситета и изменения угла наклона оси к эклиптике — процессы периодические. Но абсолютная длительность их (к-рую астрономы вычисляют, пользуясь законом небесной механики), как оказывается, несравненно меньше той абсолютной длительности, какую принимают теперь для промежутка времени, например между четвертичным и верхне-палеозойским оледенением или верхне-палеозойским и девонским и т. д. В течение этих колоссальных периодов, несомненно, многократно менялся и наклон оси к эклиптике и эксцентриситет орбиты и это не сопровождалось оледенениями, — ясное доказательство того, что эти процессы небесной механики не являются действительной причиной появления ледниковых шапок. Что же касается гипотезы перемещения полюсов (т. е. непериодических изменений ориентации земной оси), то, как справедливо указывает известный ученый шлиссельбуржец И. Д. Лукашевич, «допускать перемещение земной оси внутри земного шара — это значит выставлять гипотезу, непонятную с механической точки зрения и неверную с фактической».
Наконец, стоит указать на одну чисто методологическую ошибку астрономического направления. Оледенения суть периодические изменения климата земной поверхности. Климат же есть производное не только от указанных выше астрономических факторов (расстояние от солнца, угол наклона земной оси к эклиптике), но и ряда чисто теллурических, т. е. земных факторов: рельефа земной поверхности, распределения суши и моря, химического состава и физических свойств атмосферы и т. д. Сводить все к изменениям астрономических факторов — это значит из сложного переплета факторов выхватывать произвольно одни и игнорировать другие, т. е. давать явно одностороннее, неправильное решение.
Существенно иначе подходят к вопросу о причинах ледниковых эпох сторонники второго направления — теллурического (или, м. б., правильнее — геологического). Сущность этого направления заключается в том, что оледенение рассматривается как результат влияния чисто земных факторов, связанных с общим ходом истории земной коры. В качестве таких факторов указывались многие. Так, известный физико-химик Аррениус связывал появление или исчезновение ледниковых покровов с изменениями количества углекислоты в воздухе; в частности уменьшение ее влечет за собой охлаждение поверхности, увеличение — повышение температуры. Количество же углекислоты в воздухе зависит от интенсивности вулканических извержений. Таким образом, эпохи интенсивного вулканизма суть эпохи теплые, периоды замирания вулканизма — периоды холодные, ледниковые. Другие, как Линдвалль, Уиллис и др., связывали появление ледников с изменениями в распределении континентов и морей, с поднятиями и опусканиями суши, изменением морских течений и т. д. Наконец, были высказаны гипотезы, видящие главную причину развития ледников в запылении атмосферы вулканической пылью, что увеличивало рассеяние света и способствовало охлаждению земной поверхности и т. д.. Подавляющее большинство этих гипотез в наст. время сдано в архив, т. к. они плохо согласуются с действительными фактами, открытыми историческойгеологией. Из многочисленных теллурических гипотез в науке удержалась одна, а именно та, к-рая связывает появление оледенений с общим ходом палеогеографических и тектонических изменений. Эта гипотеза была выдвинута, независимо друг от друга, с одной стороны, И. Д. Лукашевичем, а с другой — известным тектонистом Кобером и является сейчас господствующей. Сущность ее заключается в следующем. Если мы сопоставим историю оледенения с общей историей земной коры, то сразу бросится в глаза, что все оледенения отчетливо примыкают к эпохам интенсивных горообразовательных движений и одновременно к эпохам регрессий. Так, гуронское оледенение примыкает к лаврентьевской складчатости (см. Архейская эра), а нижне-кембрийское — к горообразованию и регрессии конца докембрия. Оледенение нижнего девона следует за каледонской складчатостью (см.) и сопровождающей ее регрессией. Верхне-палеозойское оледенение падает на конец герцинской складчатости и регрессий (см.). Наконец, четвертичное следует за эпохой оживленных поднятий земной коры в неогеновый период (см.) и неогеновой регрессией. Т. о., можно сказать, что оледенения совпадают с концом крупнейших движений земной коры и сопровождающих их регрессий или непосредственно следуют за ними. Такое совпадение не случайно. Между орогенезами и регрессиями, с одной стороны, и оледенениями — с другой, существует не просто хронологический параллелизм, а причинная связь. Связь эта, по Лукашевичу — Коберу, заключается в следующем. В периоды горообразований крупные массы континентов подымаются, становятся более высокими и, в силу этого, охлаждаются, понижая свою температуру. Это понижение особенно сильно сказывается в приполярных областях, где атмосфера поглощает всего 35% падающих на нее солнечных лучей (тогда как в экваториальных странах — 70%). Наоборот, огромные массы океанической воды экваториальной области, в силу крупных запасов накопленного ранее тепла, охлаждаются гораздо медленнее, чем северные участки континентов. Эта разница температуры между полярными континентами и океаном вызывает энергичную циркуляцию воздуха и, естественно, — значительное выпадение осадков у полюсов, что само собой ведет далее к накоплению здесь ледниковых масс. Несмотря на свою простоту и убедительность, теория Лукашевича — Кобера все же объясняет далеко не все факты, касающиеся ледниковых эпох в истории земли.
Изложенная гипотеза хорошо объясняет лишь общую последовательность и периодичность ледниковых явлений, но совершенно не объясняет их территориального размещения. Как уже указывалось, лишь четвертичное оледенение известно из обоих — Северного и Южного — полушарий, верхне-палеозойское же только из Южного (Юж. Америка, Юж. Африка, Индия, Австралия) и почему-то полностью отсутствует в Северном. То же самое касается нижнедевонского (Юж. Африка) и нижне-кембрийского (Юж. Австралия) оледенений.
Стоя на точке зрения изложенной выше теории, этих фактов объяснить нельзя. Требуется привлечение новых, дополнительных соображений. Очень часто допускают, что причина указанной аномалии в размещении ледниковых покровов в палеозое коренится в ином расположении современных континентальных массивов относительно оси вращения земли. При этом принимают, что земная кора (Sial) (см. Геохимия и Вегенер) может перемещаться как целое на подлежащей базальной постели. Такое объяснение, выдвинутое А. Вегенером, конечно, могло бы помочь делу. Однако основная предпосылка этого объяснения (передвижение коры по базальтовой оболочке) сама представляет гипотезу, притом такую, к-рая отнюдь не очевидна и не бесспорна и требует больших обоснований. Но приводить в доказательство одной гипотезы другую — это вообще ненаучный прием, и потому мы должны признать, что, в сущности, настоящего истолкования пространственного размещения архейских и палеозойских оледенений мы сейчас не имеем. Очень крупные трудности встречает гипотеза Лукашевича — Кобера и при истолковании многократности четвертичного оледенения. Таким образом, получается, что даже и эта, наиболее естественная и правдоподобная гипотеза, отнюдь не может считаться все объясняющей и удовлетворительной. Наоборот, у нее имеется ряд очень серьезных препятствий. Построение действительно научной теории ледниковых эпох есть дело будущего. — В связи с этим важно отметить, что ни чисто астрономические гипотезы ни чисто теллурические не дали до наст. времени возможности исчерпывающе истолковать механизм возникновения ледниковых эпох. Действительно, научная теория их должна будет учесть влияние и теллурических и космических факторов. Рассматривая оледенение как явление существенно земное, обусловленное всем ходом развития коры, нельзя отрицать полностью и того, что факторы космической среды накладывали свой отпечаток на эти чисто земные процессы и придавали им порою нек-рые своеобразные черты. Но выяснить детально, что именно должно быть отнесено за счет земных и что за счет космических факторов, — это именно и должно решить дальнейшее исследование.
Лит.: Ог Э., Геология, пер. с франц., [т. I], гл. XXVI (Ледники), 6 изд., [М. — Л., 1935].