Матушка-природа позаботилась о нас и создала вокруг планеты целую систему различных и очень надежных защитных физических оболочек. Одно из самых важных мест в этой спасительной системе занимает земная атмосфера. Она как бы фильтрует космическое излучение, задерживая немалую его долю, способную оказывать на нас вредное воздействие. Верхний слой атмосферы, так называемая ионосфера, сформировался под влиянием магнитного поля Земли из частиц разреженного ионизированного газа. Космическое излучение, ультрафиолетовая и рентгеновская солнечная радиация бомбардируют атомы газа, превращая их в ионы и освобождая большое количество электронов. Таким образом, ионосфера не пропускает к поверхности Земли излучения, угрожающие существованию жизни на планете. Кроме этого, ионосфера обладает еще одним очень важным для человека свойством: она, как зеркало, отражает радиоволны и дает людям возможность общаться, невзирая на огромные расстояния. Кроме ионосферы, под действием магнитного поля вокруг Земли возникли два пояса заряженных частиц. Внутренний пояс обладает большой плотностью частиц. Он протянулся вдоль экватора широким кольцом от 35 градусов южной широты до 35 градусов северной широты, расстояние до поверхности планеты — около трех с половиною тысяч километров. Внешний пояс состоит большей частью из электронов, он почти в два раза шире внешнего и находится гораздо выше первого, причем расстояние от него до Земли может меняться в пределах от двадцати пяти до пятидесяти тысяч километров. Только благодаря этим двум защитным барьерам частицы больших энергий, идущие от Солнца, не достигают Земли, а отклоняясь, начинают вращаться вокруг нее. Очевидно, что напряженность магнитного поля планеты сильно влияет на экранизирующие способности ионосферы и поясов заряженных частиц. Мало того, если бы вдруг магнитное поле Земли исчезло, то исчез бы и спасительный барьер, удерживающий космические частицы больших энергий.

Геологические исследования свойств разреза горных пород доказывают, что северный и южный полюса планеты много раз менялись местами. Это явление называется инверсией магнитного поля. Только за последний период геологического времени продолжительностью в одиннадцать миллионов лет такая смена происходила не менее девяти раз. Установка нынешнего положения произошла, как предполагают, приблизительно 500–800 тысяч лет назад. Считается, что изменение полярности полюсов происходит каждые пятьсот тысяч лет. Значит, это событие может повториться буквально через какую-нибудь тысячу лет. По космическим меркам, это совсем маленький срок. Сам же процесс переворота продолжается несколько тысяч лет. В это время солнечная радиация почти свободно проникает в атмосферу, ведь защитные экраны снимаются, потому что напряженность магнитного поля падает в три раза. Только ультрафиолетовое излучение задерживается озоновым слоем атмосферы. Нельзя исключить того, что инверсия магнитного поля может стать причиной страшной природной катастрофы, грозящей гибелью всего живого на Земле. В то же время сейчас достоверно известно, что магнитное поле Земли уже неоднократно претерпевало подобные изменения, а жизнь продолжает существовать, хотя, возможно в несколько ином виде. Огромный скачок интенсивности космического излучения мог вполне привести к возникновению скрытых генетических изменений и большому росту числа мутаций в органическом мире. Может быть, и человек — плод такого рода мутаций.

Несомненно, эпохи оледенений нашей планеты надо отнести к числу широкомасштабных катастрофических явлений с весьма трагичными для живых существ, населяющих Землю, последствиями. Процесс оледенения — это не только резкое расширение площадей ледяных массивов, покрывающих планету, но и серьезное изменение климатических со значительным понижением температуры окружающей среды. Все это приводит к кардинальному изменению условий обитания животных и растений. Организмы, не сумевшие быстро приспособиться, погибают. Вот одно из свидетельств справедливости данного утверждения. На полуострове Камчатка было обнаружено гигантское кладбище мамонтов. Оно было огромным не по площади, так как занимало небольшой участок долины местной реки, а по числу нашедших здесь свою смерть особей. Бивни, черепа, скелеты сотен северных слонов-великанов представляют собой сплошной белый слой, отчетливо видный на срезе горных пород обрывистого берега реки. Кроме этого маленького участка, кости мамонтов на Камчатке почти нигде не найдены. Этому странному, на первый взгляд, явлению можно дать довольно простое объяснение. Долина реки Камчатки окружена горными массивами. Понижение температуры привело к образованию ледников в горах. Похолодание продолжалось, и оледенение расширялось. Горные ледники в конце концов сомкнулись кольцом и оставили нетронутым лишь маленький клочок земли в речной долине. Сюда и пришли мамонты со всей Камчатки. Здесь они и погибли, погибли не столько от нехватки пищи, хотя, конечно, такой клочочек земли не смог бы прокормить это огромное стадо, сколько от страшного холода, ведь близлежащие ледники стали причиной резкого падения температуры воздуха. И это не единственный пример катастрофических последствий великих ледниковых периодов для растительного и животного мира.

Учеными найдены свидетельства как минимум четырех наиболее крупных ледниковых периодов. Были обнаружены признаки оледенения, имевшего место 2300 миллионов лет тому назад в архейскую эру. Следующее, предполагают, произошло 400 миллионов лет тому назад в сигурийском периоде. 250 миллионов лет тому назад в каменноугольном и пермском периодах палеозойской эры наступило новое резкое похолодание, приведшее к распространению ледников на континенты. Последнее оледенение, о котором немного рассказывалось выше, стало серьезной проверкой на выживаемость для первобытного человека, ведь оно имело место уже в четвертичном периоде и завершилось всего 1100 лет назад. Быстро, в течение всего одного тысячелетия, освободились от ледяного покрывала толщиной 2–4 километра Канада, Гренландия, север Европы и Азия. Расчеты ученых показывают, подобные ледяные массивы не могли исчезнуть в результате простого таяния в связи с повышением температуры окружающей среды. Видимо, большая часть ледяного покрова сползла в океанические воды, продрейфовала в южные широты и уже там растаяла. В результате этого существенно повысился уровень океанов, и закрытый когда-то залив превратился в Северный Ледовитый океан. Его холодные воды соединились с мировым океаном, и мощное теплое атлантическое течение Гольфстрим помогло растопить громадные айсберги, а также существенно изменило климат Скандинавии.

Итак, климатические условия в областях, подвергнутых оледенению, изменились. Однако явления, сопутствовавшие ледниковому периоду, не исчезли полностью. И сейчас существуют крупные ледники.

Так, мощность ледникового покрова Антарктики составляет 4,5 километра, Гренландии — 3,3 километра, даже посреди континентов сохранились громадные массивы льда. Например, ледяные шапки гор Тянь-Шаня и Памира имеют толщину 0,5–0,6 километра, а ледники Федченко — до 1 километра. Но и это еще не все. Огромные площади, тысячи квадратных метров Сибири и Канады, кажется, навечно скованы вечной мерзлотой. Толщина замерзшего слоя горных пород составляет сотни метров, а местами до тысячи двухсот метров. Лишь на несколько десятков сантиметров оттаивает поверхностный слой почвы за короткое лето, но и этого достаточно для существования в этих районах скудной жизни.

Чем же были вызваны подобные резкие похолодания на Земле? Было замечено, все ледниковые периоды происходили почти одновременно с крупными горообразовательными эпохами. Для этих периодов было характерно увеличение материковых площадей и соответственное уменьшение океанических пространств. А значит, и климат планеты становился неустойчивым, подверженным резким колебаниям.

Исследования эволюции растительного мира за последние 30–50 миллионов лет указывают на то, что в этот период на планете происходило медленное похолодание. Причину этого ученые видят в том, что на Южном полюсе Земли в результате бурного процесса горообразования резко изменился рельеф, возникли горы высотой около двух тысяч метров. Сначала ледники возникли на самых высоких точках, а затем стали распространяться и захватили весь материк. Это произошло вследствие общего похолодания на Антарктиде, ведь вновь образованные ледники увеличили отражательную способность континента и он стал получать от Солнца меньше тепла. Чем массивнее становились ледники, тем меньше тепловых лучей поглощалось материком, тем жестче становился климат и тем быстрее росли ледники. Установлено, великое оледенение Антарктиды началось около 30 миллионов лет назад. По мере того как антарктический ледяной массив рос, увеличивалось и его влияние на общепланетные климатические условия. Атмосферные циркуляции и морские течения распространяли антарктический холод по всей планете. Это оледенение произошло в начале четвертичного периода. Сейчас ледники занимают относительно небольшую площадь, хотя высота современных антарктических гор даже выше двух тысяч метров. А значит, в вышеизложенной теории не хватает какого-то важного звена. Было еще что-то, заставившее меняться климат на планете.

Для развития крупного оледенения достаточно понижения среднегодовых температур на 2–4 градуса по Цельсию, так считают ученые. Этого будет достаточно для роста ледяного покрова, а уже разросшийся ледник сам вызовет дальнейшее падение температуры на Земле. Существует несколько теорий, касающихся причин первоначального понижения средней температуры атмосферы Земли.

Часть исследователей считает, что это могло произойти в связи с уменьшением количества тепла, получаемого от Солнца. Если существует одиннадцатилетний цикл солнечной активности, то вполне может существовать и цикл, имеющий значительно большую длительность. Тогда похолодание будет совпадать по времени с периодами, когда солнечное тепловое излучение имеет наименьшую интенсивность.

Иногда повышение или понижение температуры происходит независимо от солнечной активности, а под влиянием изменения состава атмосферы. В 1909 году видный шведский ученый С. Аррениус обратил внимание на то, что содержание углекислоты в атмосфере влияет на температуру нижних слоев воздуха. Исследования показали, углекислый газ пропускает тепловое излучение Солнца, но поглощает большую часть теплового излучения Земли, то есть препятствует остыванию поверхности планеты. Если концентрация углекислоты в атмосфере уменьшится в два раза, то средние годовые температуры упадут на 4–5 градусов по Цельсию, что скорее всего приведет к новому ледниковому периоду.