Четвертичная система (период)

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА (ПЕРИОД), антропогеновая система (период), антропоген (а. Quaternary system; н. Quartarformation; ф. systeme quaternaire, Quaternaire; и. sistema cuaternaria), — последняя система кайнозойской эратемы, соответствующая последнему периоду кайнозойской эры геологической истории Земли, продолжающемуся и поныне; в стратиграфической шкале следует за неогеновой системой (периодом). Начало четвертичного периода принято Международной стратиграфической комиссией (MCK) и Международным союзом геологических наук в 1,65 млн. лет. В официальной схеме CCCP продолжительность четвертичного периода составляет около 0,8 млн. лет, а некоторые учёные в CCCP и Западной Европе определяют его в 2,5-2,4 млн. лет.

Впервые четвертичные отложения были выделены в самостоятельная группу в середине 18 века. В 1760 итальянский учёный Дж. Ардуино разделил все горные породы на 4 группы, самые молодые из которых назвал "четвёртым подразделением гор". В 1825 французский учёный Ж. Денуайе предложил выделить послетретичные отложения в особую четвертичную систему. В 1830 Ч. Лайель ввёл термин "новейшие" отложения, а в 1832 предложил термин "плейстоцен" для обозначения всех отложений моложе плиоценовых. В 1846 швейцарский геолог Э. Форбс использовал термин "плейстоцен" для обозначения отложений только ледникового времени, исключая современные. В дальнейшем термин "плейстоцен" закрепился в понимании Форбса, а для послеледниковых (или современных) отложений П. Жерве ввёл термин "голоцен". В 1922 А. П. Павлов предложил заменить название "четвертичного периода" названием "антропоген", или "антропогеновый период" в связи с тем, что главным событием в этом периоде было появление и становление человека. В 1963 оба названия "четвертичный" и "антропогеновый" были признаны в CCCP как равнозначные.

Подразделения. В 1963 решением MCK в принятом в CCCP объёме четвертичной системы выделены 4 основных подразделения: нижне-, средне- и верхнечетвертичные и современные. По таксономическому рангу они ниже яруса и зоны, поскольку вся четвертичная система по своему объёму соответствует одной зоне Globorotalia truncatulinoides. В 1959 В. А. Зубаков и И. И. Краснов предложили стратиграфическую классификацию подразделений четвертичной системы, с некоторыми изменениями принятую в 1973. Ниже зоны выделены: раздел, звено (соответствует основным подразделениям схемы 1963), ступень, или климатолитический стадиальный уровень, или наслои. В региональных стратиграфических схемах в качестве основных подразделений выделяются горизонты, обычно отвечающие ступеням (климатолитам) общей шкалы. Интервал 1,65-0,8 млн. лет, пока включаемый в CCCP в состав плиоцена, выделяется в качестве самостоятельного раздела — эоплейстоцена (табл.).

В Западной Европе этот интервал относят к нижнему плейстоцену, а отложения, выделяемые в CCCP в качестве нижнего и среднего звена, считают среднеплейстоценовыми. В эоплейстоцене в межрегиональной схеме (1986) ступени (горизонты) не выделены, хотя во многих региональных схемах они существуют.

Существенное отличие четвертичной системы от остальных систем фанерозоя обусловило использование определённых методов исследования и специфику комплекса разрабатываемых проблем (см. Четвертичная геология).

Очертания суши и моря за четвертичный период претерпели не столь большие изменения, поэтому на современной суше господствуют континентальные отложения, на которых строится детальная стратиграфия четвертичной системы. Наиболее характерной чертой четвертичного периода являются резкие изменения климата, приводившие к периодическому развитию материковых оледенений и к чередованию аридных и плювиальных эпох. Большинство учёных к 30-м гг. 20 века стояло на позиции полигляциализма и ритмичности климатических колебаний, проявившихся в чередовании ледниковий и межледниковий; связь этих колебаний с астрономической теорией колебаний климата находит всё большее количество сторонников.

К началу 20 века австрийские учёные А. Пенк и Э. Брикнер разработали ледниковую стратиграфию Альп, основанную на выделении 4 оледенений: гюнцского в плиоцене (эоплейстоцене, если принимать границу антропогена 1,65 млн. лет), миндельского, рисского и вюрмского в плейстоцене. Позднее было открыто ещё одно древнейшее — дунайское оледенение. Для материковых оледенений, покрывавших громадные площади материков Северного полушария, были разработаны собственные стратиграфические схемы, с известной степенью условности сопоставляющиеся с альпийской; при этом оледенения иногда подраздеяются на стадии и межстадиалы. Влияние периодических оледенений сказалось и на Мировом океане что устанавливается по изменению содержания в раковинах планктонных организмов, поднятых со дна океана, изотопов кислорода d18О (смена прослоев с холодолюбивыми и теплолюбивыми видами). В 1986 была создана межрегиональная стратиграфическая схема для Европейской части CCCP, основанная на комплексной методике, био-, климато- и магнитостратиграфии с учётом радиологических данных. Составлена также унифицированная схема для Западной Сибири и проведена корреляция их с Западной Европой и Северной Америкой.

Общая характеристика. Изменения климата приводили к существенной перестройке природных географических зон. В моря Западной и Южной Европы проникли северные виды моллюсков. Вымерло большинство неогеновых форм млекопитающих и достигли расцвета новые типично четвертичные группы, такие, как слоны, настоящие быки, однопалые лошади, некорнезубые полёвки и др. В некоторых из этих групп на протяжении четвертичного периода происходило вымирание одних форм и появление других, что дало возможность выделить ряд последовательно сменяющихся фаунистических комплексов (табл.).

Оледенения оставляли после себя морены, флювигляциальные и озёрно-ледниковые отложения. В период максимального распространения ледников их общая площадь примерно втрое превышала современную. Льдами покрывались обширные площади океанов, а область развития многолетнемёрзлых пород простиралась до Южной Франции. Наиболее суров был климат в связи с большей аридизацией во время позднеплейстоценовых оледенений, хотя площади, занятые льдами, были меньшими. В прилежащих к оледенению областях возникла широкая перигляциальная зона со своеобразным ландшафтом, сочетавшим тундры и степи. Лесная зона оттеснялась к югу, суживалась, а местами вовсе исчезала. В перигляциальной зоне формировались лёссы и лёссовидные породы; обитала холодолюбивая фауна: мамонты, шерстистые носороги (в настоящее время вымерли), овцебыки, северные олени, песцы, лемминги, полярные куропатки (в то время распространившиеся до предгорий Крыма и Северного Кавказа), а также степные и лесостепные группы — лошади, сайга, бизоны, большерогие олени. Во время межледниковий восстанавливалась близкая к современной зональность; климат становился иногда теплее современного.

Во время ледниковий уровень моря понижался иногда до 100 м и более по отношению к современному и на месте морских проливов возникали сухопутные "мосты", по которым происходила миграция наземных фаун. В межледниковья уровень моря вновь приближался к современному. Местами, как, например, на северо-востоке Европейской части CCCP и на севере Западно-Сибирской равнины, уровень моря и во время оледенений был выше современного, что может быть связано с гляциоизостатическим погружением этих районов.

О многократности климатических колебаний свидетельствуют кислородно-изотопные кривые, составленные английским учёным Н. Шеклтоном и американским — Н. Опдайком, и кривые инсоляции югославского учёного М. Миланковича, советских астрономов Ш. Г. Шараф, Н. А. Будниковой и др.

Около 10 тысяч лет назад на рубеже плейстоцена и голоцена произошло глобальное изменение климата. Уровень океана был поднят почти на 100 м выше современного. Произошли существенные изменения в ландшафтах и растительном покрове, вымерли многие животные, не сумевшие приспособиться к новым условиям. В Северной Америке граница леса продвинулась почти на 1000 км к северу, такая же картина наблюдалась и на севере Евразии (в несколько меньших масштабах).

Четвертичный период — время становления и развития человека. Первое проявление Ноmo erectus (питекантропа) в восточной Африке датируется около 1,6 млн. лет.

Сопоставление последовательности событий на Восточно-Европейской равнине с историей первобытного человека показывает, что на протяжении большей части плейстоцена, начиная с лихвинского межледниковья и до микулинского межледниковья, на равнине обитали люди средне- и позднеашельской эпохи. К микулинскому межледниковью относится мустьерская культура, которая продолжала существовать и в первую половину последней ледниковой эпохи. В это же время начинает расселяться позднепалеолитический человек. Следы более ранней, чем среднеашельская, культуры установлены в CCCP лишь в Закавказье (стоянка Азых в Азербайджане, возраст её около 0,7-1 млн. лет), а также в Закарпатье (стоянка Королёво) и на юге Таджикистана (Кульдара, 750-800 тысяч лет). Первобытные люди (Ноmo sapiens) мигрировали во время межледниковий далеко на север, а в холодные ледниковья откочёвывали на юг континента. В позднем плейстоцене они широко расселились на огромных пространствах перигляциальных степей. К этому времени человек уже умел строить жилища, изготовлять примитивные орудия труда и охоты (рис.), шить одежду, пользоваться огнём.

Переход от позднего палеолита через мезолит к неолиту совпадает с перестройкой природной среды от позднего плейстоцена к голоцену.

В течение четвертичного периода происходили мощные тектонические движения земной коры, особенно в горных поясах, интенсивно проявлялся вулканизм. Среди континентальных отложений, господствующих на современной суше, различают ряд генетических типов, отличных по генезису, строению и составу. Кроме ледниковых отложений (морены, флювиогляциальные и озёрно-ледниковые отложения) и лёссов широко развиты аллювий, пролювий, озёрные отложения, эоловые пески, элювий, коллювий, а на приморских равнинах — морские отложения. Распространение этих генетических типов на территории CCCP показано на прилагаемой карте.

Полезные ископаемые. С четвертичными отложениями связаны месторождения многих полезных ископаемых: россыпных (золото, алмазы, касситерит, ильменит и др.), кор выветривания (бокситы, марганец, никель), нерудных строительных материалов (глины, суглинки, пески, галечники, валуны, известняки), торфа, сапропели, бурых углей, природного газа, диатомитов, бобовых железных руд, гажи, солей, лечебных грязей. В районах развития молодого вулканизма встречаются и разрабатываются залежи серы, марганца, известны термальные источники. Всё больше вовлекаются в сферу разработки полезных ископаемых, развитые на морском дне и на шельфе: железо-марганцевые и другие конкреции, а также проявления гидротермальных сульфидных руд.

Большое значение в ряде районов приобретает использование пресных подземных вод как разновидности четвертичных полезных ископаемых, так как большая часть их содержится именно в четвертичных отложениях. Изучение образований четвертичной системы важно для решения инженерно-геологических задач при ведении горных работ, в гидротехническом, жилищном, промышленном и дорожном строительстве, особенно в районах освоения Крайнего Севера, в условиях многолетнемёрзлого состояния грунтов и в обширных областях лёссонакопления. В связи с активным антропогенным воздействием на окружающую среду большое значение имеет изучение геологической истории четвертичного периода, его палеогеографических особенностей.