Северный полюс не был холодным, потому «то океанические течения проходили через полюс и приносили с собой большие количества тепла. -П. П. Лазарев
Возраст нашей планеты насчитывает свыше пяти миллиардов лет. Климат на ее поверхности изменялся неоднократно. Но нам нет нужды углубляться в чрезмерно далекие времена. Да и материалов по этим изменениям очень мало. Отметим лишь, что даже за последние несколько сот миллионов лет, в отношении которых геологическая и палеогеографическая документации имеют достаточную полноту и надежность, фиксируются крупные изменения климата. Они сопровождались значительными Понижениями температуры и континентальными оледенениями, подобными ледниковому периоду, в котором мы живем. Однако такие изменения были очень редки. К их числу можно отнести оледенение верхнего палеозоя примерно 200—220 млн. лет назад, а также еще три-четыре оледенения более древнего возраста. Менее значительные понижения температуры, сопровождавшиеся оледенением лишь некоторых высоких и удаленных от экватора горных систем, происходили несравненно чаще.
Но все они не были продолжительными. Так, время переживаемого нами ледникового периода вместе с межледниковьями оценивается лишь в полмиллиона лет. Наоборот, мягкие климатические условия были в сотни раз длительнее. Поэтому мы вправе считать, что мягкий климатический режим, гораздо более теплый, чем тот, который мы наблюдаем Ныне в северных полярных и умеренных широтах, присущ Земле в неизмеримо большей мере, чем современный ледниковый. В этом легко убедиться, рассматривая подробно изменения климата за последнюю геологическую эру — кайнозой. Кайнозойская эра делится на два очень неравных периода: теплый третичный, насчитывающий около 70 млн. лет, и холодный четвертичный (ледниковый, антропоген), продолжающийся в наши дни и насчитывающий (по оценкам различных исследователей) от 500 до 800 тыс. лет.Примерно 80 млн. лет назад, на рубеже мезозоя и кайнозоя, Земля переживала один из наиболее благоприятных климатических оптимумов. Он иногда именуется мел-палеогеновым. Тогда климат субполярных широт напоминал современный субтропический. Арктические острова и Антарктида были покрыты лесами. Температура поверхностных вод Арктического бассейна позднего мелового времени в районе Аляски и Сибири достигала 14°С, а на экваторе она была лишь ненамного выше, чем в наши дни.
В этом географическом парадоксе нет ничего удивительного. Даже при современных ледниковых условиях поверхностные воды Мирового океана с температурой от 20 до 27—28° занимают 53% площади, а с температурой 4° и ниже только 13%, что отвечает средней температуре 17,4°. Следует иметь в виду, что в позднемеловое время Северный Полярный бассейн имел более интенсивный водообмен с экваториальными бассейнами, чем ныне (рис. 2). Кроме того, в современных холодных условиях Земля теряет тепло в объемах несравненно больших, чем при более теплом климатическом режиме: на отражение солнечной радиации ледяными полями, плавающими на поверхности Мирового океана, и ледяными щитами, покрывающими Антарктиду и Гренландию;на отражение радиации теми пространствами суши, которые ежегодно покрываются снегом на несколько месяцев;в мировое пространство, потому что содержание водяных паров в атмосфере из-за более низкой температуры понижается.
Наконец, повышенное отражение солнечной радиации пустынями, альбедо которых выше альбедо любого растительного покрова, тоже отбирает у Земли тепло.В мел-палеогеновый оптимум пустынь не было. Они сформировались в конце неогена в результате значительного похолодания в высоких широтах, а потому и общего снижения испарения с поверхности Мирового океана. Наиболее аридные 2 области, площадью меньше современных пустынь, покрывались тропической саванной с галерейными лесами и оазисами в долинах рек.
Разделение на климатические зоны, которое является следствием резкого температурного контраста между полюсами и экватором, было в те времена как бы стерто за счет более высоких температур в полярных зонах обоих полушарий. Одни и те же виды и роды растений найдены в отложениях Гренландии, Шпицбергена, Медвежьих островов, Северной Америки, Западной Европы, СССР, Австралии, Антарктиды, Африки.Но около 70 млн. лет назад началась крупнейшая депрессия Мирового климата, кульминация которой наступила 18—20 тыс. лет назад. В это время происходило устойчивое и нарастающее охлаждение Земли. На рис. 3 хорошо видно, как падала температура самого холодного месяца, а вместе с ней сумма годовых осадков в районах Киева, Средней Азии и Якутска и как менялась среднегодовая температура в Западной Европе. Поразительная синхронность и однозначность изменения всех температур и осадков отлично свидетельствует об их взаимосвязи.Посмотрим, как по мере депрессии Мирового климата в третичном периоде холод обеднял растительный покров в северных широтах.
В палеоцене под 82° северной широты, на Земле Гриннелла росли озерная лилия, роза, тополь, береза; в Гренландии — каштан, виноградная лоза, гинкго, дуб и др. Магнолии доходили иногда до 70° северной широты. Климат Поволжья был теплый и влажный, такой, как сейчас на юге Японии и в Юго-Восточном Китае. Здесь росли пальмы, папоротники, вечнозеленые дубы, лавровые деревья. Среди вечнозеленых густых лесов встречаются, однако, как и ныне в Китае и Японии, формы более умеренного климата с опадающими листьями — бук, береза, дуб, тополь, ясень.В эоцене на Шпицбергене, Крайнем Севере, Европейской части СССР и Северном Урале произрастали субтропические хвойно-широколиственные леса с участием падуба, мирты, пальмы, а на севере Якутии и Новосибирских островах — тополь, секвойя, сосна. Северная граница пальм достигала бухты Кука на Аляске, т.е. 62° северной широты; флора, очень сходная с флорой Юго-Востока Азии, была распространена на севере Канады, в Гренландии и Испании. Вся территория СССР, кроме, возможно, высоких гор, была покрыта вечнозелеными лесами. На Украине росли пальмы, ныне распространенные в Индокитае, на Филиппинских островах и в Индо-Малайском архипелаге. Но уже в конце эоцена начинается похолодание.
В олигоцене температура глубинных вод под экватором, которая в конце мезозойской эры равнялась 14°, падает до 10,4+0,5°. Похолодание климата прогрессирует и принимает еще более четкий планетарный характер. На территории, СССР смещаются границы лесных зон. Субтропические палеогеновые, так называемые полтавские леса, под влиянием более низких температур на северо-востоке, самой холодной области Евразии, отступают на юго-запад и замещаются листопадными лесами умеренного типа — тургайскими, которые, распространяясь на запад, пересекают границу Урала.Европа охлаждается более медленно: наряду с формами умеренного климата (тополь, орешник, граб, бук, каштан, виноград и др.) встречаются и тропические пальмы, хлебное дерево и др.
В миоцене ускорился процесс миграции из северовосточных областей Евразии на юго-запад к теплой Атлантике наиболее влаго- и теплолюбивой растительности. Исследования показали, что в первой половине миоцена в лесах Верхоянско-Колымской области еще встречались тсуга, кедр, таксодиевые, богатый набор сережкоцветных и широколиственных пород — орех, каштан, липа, бук. К концу миоцена состав лесов обедняется за счет широколиственных, таксодиевых, тсуги. На Новосибирских островах еще продолжали произрастать секвойи и болотный кипарис, следовательно, в то время в Арктическом бассейне дрейфующие льды существовать не могли.В Западной Европе миоценовая флора напоминает современную флору атлантических штатов Северной Америки, Южного Китая и Закавказья. Во Франции растут различные лавровые, секвойя, бамбук, пальмы, древовидные папоротники.В первой половине миоцена в Крыму господствует теплый и влажный климат, весьма близкий к влажному субтропическому климату типа Закавказья при годовых осадках более 1000 мм, с ровным годовым ходом и среднемесячными температурами зимой не ниже нуля.
Во второй половине отмечается переход к средиземноморскому климату (влажному в зимнее полугодие). В области Ставрополья, Нижней Волги, Нижнего Донаги Южной Украины, ныне входящих в степную зону, до начала верхнемиоценового века удерживались богатые по составу широколиственные буково-дубовые леса с реликтами вечнозеленых растений. Сарматская флора Южной Украины имела ярко выраженный характер современной растительности умеренных широт Китая: каштан, граб, клен, орех, бук, дубы, лавр и другие деревья, главным образом с опадающей листвой. Сарматская флора Таганрога была богаче современной флоры Западного Закавказья.В мэотисе (конец миоцена) флора и фауна Украины также свидетельствуют о более теплом и влажном климате, чем современный. На юго-западе обнаружены носорог, антилопа, жираф, страус и др. В миоцене степной растительности на пространствах современных южнорусских степей еще не было.
В плиоцене топография континентов и, видимо, дна Мирового океана приняла почти современное очертание. Температура придонных вод у экватора в верхнем плиоцене упала до 2,2°; ныне она равна в среднем 1,75°. Однако в среднем температура поверхностных вод океанов еще достаточно высока. У Исландии она на 5° выше, чем в настоящее время, а в Арктическом бассейне близка к температуре воды современных морей Северной Европы и Тихого океана, но не Арктики. Следовательно, Арктический бассейн в то время также еще не имел ледяного покрова, и разница температур между экватором и Северным полюсом была примерно в два раза меньше, чем в наше время. Несмотря на то что в течение неогена похолодание прогрессировало, к концу плиоцена климат оставался еще довольно мягким. В Причерноморье существовала богатая фауна саваннового типа, в составе которой отмечается ряд теплолюбивых форм. На Амуре росли гинкго, дзельква, ильм. В Восточной Сибири лиственная тайга замещалась хвойными лесами. В пределах Якутии по крайней мере до начала антропогена сохраняются такие тепло- и влаголюбивые растения, как бразиния, американский серый орех и др.На территории Европейской части СССР в плиоцене леса еще господствуют в гораздо большей степени, чем ныне, хотя и теряют субтропические элементы, которые были вкраплены в листопадные леса миоцена. Нахождение в Западной Европе остатков гиппопотама в верхнеплиоценовых отложениях показывает, что климат в то время был значительно теплее современного.
Приведенные примеры иллюстрируют важное положение — при идентичности (по крайней мере в крупных частях) топографии континентов и очертаний берегов Мирового океана и при отсутствии дрейфующих льдов в Арктическом бассейне на пространствах Евразии, в том числе и на территории СССР, климат был более благоприятный, чем в наши дни, растительный мир, тепло- и влаголюбивый более разнообразен, площадь современных пустынь меньше и не так аридна, области, ныне подверженные засухам, увлажнены значительно лучше. В целом биологическая продуктивность была несравненно выше, чем в наше время. Та же картина наблюдалась и на северо-американском континенте.Третичный период заканчивается плиоценом. Как мы видели, на всем его протяжении с определенным ускорением происходило охлаждение всей поверхности Земли. В наибольшей мере охлаждались полярные широты, в наименьшей — экваториальные. На последнем этапе плиоцена охлаждение создало такой «холодный фон», достигло такого «кризисного порога», что дальнейшее, даже незначительное понижение температуры вызывало оледенение поверхности Полярного бассейна, а затем и оледенение северных областей континентов. С появлением оледенения северных полярных широт начался новый период в геологической истории Земли. Он получил название «четвертичный» по времени и «ледниковый» по содержанию. Учитывая появление в этот период человека, академик А. П. Павлов предложил новое название — «антропоген».