Моделирование сейчас может дать представление о многолетней погоде, ее параметрах, их глобальном распределении и сезонной динамике. Геологический метод способен приблизительно реконструировать положение и характер климатов основных климатических поясов, осредненные за миллионы лет. Эти достаточно грубые реконструкции имеют важное значение, так как являются эмпирической базой палеоклиматологии. Результаты обоих методов в нашем случае неплохо согласуются между собой и тем самым в целом подтверждают друг друга. Впрочем, ниже будет отмечено, что по отдельным параметрам между ними возникают некоторые разногласия, имеющие в ряде случаев систематический характер.
Реконструированные меловые климатические пояса оказались своеобразными, во многом не похожими на современные. Их краткие характеристики приведены ниже.
Высокоширотные умеренные климатические пояса. Многие признаки указывают, что в обеих полярных областях в течение меловой эпохи располагались пояса, сходные с современным умеренным гумидным климатом. Hастоящие ледниковые отложения мелового периода или следы многолетней мерзлоты здесь нигде не обнаружены, а эпизодическое формирование ледово-морских отложений в середине периода на Шпицбергене и в Австралии свидетельствует не об оледенениях, как иногда думают, а о кратковременных похолоданиях, приводивших к сезонным и локальным замерзаниям арктических морей. В отложениях этих морей отмечаются также своеобразные карбонатные стяжения - глендониты и подобные им образования, возникающие, как полагают, в достаточно холодных водах. Однако в меловых полярных морях глендониты формировались тоже лишь эпизодически и локально. Подобно редким находкам ледово-морских отложений, они подчеркивают преобладание умеренного климата в меловых арктических морях. Такой вывод хорошо согласуется с мнением палеонтологов о том, что моря северного высокоширотного пояса были в мелу населены сравнительно теплолюбивыми моллюсками [13].
Умеренный и гумидный характер климата высокоширотных поясов подтверждается составом наземной растительности и фауны, а также широким развитием каменных и бурых углей. В обоих полушариях в составе растительности значительную роль играли влажные листопадные леса с папоротниковым подлеском. Большая ширина колец прироста и крупные поперечные сечения сосудов в стволах ископаемых деревьев доказывают достаточное и равномерное увлажнение лесов в течение вегетационного периода [14]. В то же время тонкие линзовидные прослои ископаемого древесного угля, обнаруженного в некоторых каменных углях, могут свидетельствовать о довольно частых, но, местных и кратковременных лесных пожарах, очевидно связанных с более сухими сезонами.
Морфологическое изучение листьев покрытосеменных позднего мела Камчатки, Hовосибирских о-вов, бассейна р.Вилюй и северной Аляски (палеоширота 65 - 82o с.ш.) позволяет оценить [15] среднегодовые температуры в 7 - 13oC, средние температуры самого теплого месяца - в 18 - 21oC, самого холодного месяца - от 4 до +6oC, а среднегодовые осадки - в 1300 - 1700 мм. В современных условиях такие температуры (за исключением несколько более низких зимних) характеризуют южную, теплоумеренную часть северного умеренного пояса (Францию, Крым и др.), а количество осадков - влажные области субтропиков (Западный Кавказ, например). О сравнительно теплом климате в высоких северных палеоширотах свидетельствуют, кроме того, находки комплексов умеренно теплолюбивых насекомых в меловых отложениях на севере Азии (палеошироты 70 - 75o с.ш.), а на Чукотке и севере Аляски (палеошироты 70 - 85o с.ш.) - остатков крупных динозавров. Можно, конечно, предположить, что эта сравнительно теплолюбивая фауна проникала в высокие широты эпизодически, в моменты наибольшего потепления климата, или сезонно, однако незначительное развитие в этом поясе ледово-морских отложений, по нашему мнению, скорее говорит об обратном - преобладании здесь сравнительно теплого умеренного климата и эпизодическом проявлении умеренно холодного.
Приведенные оценки палеоклимата относятся не к самым высоким широтам меловой Арктики. Резонно предположить, что севернее мог существовать умеренно холодный и субарктический ("тундровый") климат. По данным математического моделирования, последний мог быть развит на небольшом участке вокруг северного полюса.
Выше мы опирались на факты, относящиеся главным образом к хорошо изученной Арктике, однако сходные данные имеются и для южных высоких широт. Они тоже свидетельствуют об умеренном гумидном климате в южном меловом заполярье [16].
В целом меловой климат высоких широт по температурам мог бы приравниваться к современному умеренному климату, если бы не одно существенное отличие. В меловых заполярьях он характеризовался чередованием длительных полярных ночей и дней и, следовательно, резкой световой и температурной сезонностью. Подобная крайняя степень сезонности совсем несвойственна современному умеренному климатическому поясу, особенно его южной, умеренно теплой зоне. Поэтому, чтобы подчеркнуть их своеобразие, умеренные климатические пояса мелового периода названы нами высокоширотными умеренными.
Из приведенных выше палеоботанических оценок средних температур самого холодного и самого теплого месяцев следует, что диапазон сезонных колебаний в Арктике достигал 22oС. Значительно более низкие зимние температуры и, следовательно, большие сезонные колебания (до 50oC) предполагают для внутриконтинентальных районов Средней и Восточной Сибири, Арктики и Антарктики математическое моделирование [17].
Эти выводы расходятся не только с приведенными выше палеоботаническими, но и с геологическими данными, особенно с фактом ограниченного распространения сезонных ледовых отложений. Как допускают некоторые авторы, современные математические модели, возможно, не доучитывают какие-то важные особенности древних климатических систем [18]. Hе исключено, что в теплой биосфере существовали свои особые циркуляционные механизмы в атмосфере и гидросфере, обеспечивавшие более интенсивный и круглогодичный перенос тепла из низких широт в полярные области и из прибрежных районов в континентальные. Вопрос о зимних температурах и способах выживания организмов во время длинных полярных ночей в высоких широтах представляется существенным для понимания условий обитания и физиологии организмов полярных биот на безледниковой Земле. Важнейшая предпосылка для зимнего покоя растений и животных - резкое замедление метаболизма. Известно, что растения достигали этого, сбрасывая листву. Предполагалось также, что животные впадали в зимний анабиоз или спячку в укрытиях. Открытие многочисленных остатков крупных (до 10 м длиной) стадных растительноядных и хищных динозавров, в том числе остатков едва вылупившихся особей, на палеоширотах 65 - 85o в Южном и в Северном полушариях [19] сильно усложнило, однако, эту простую интерпретацию физиологии меловых полярных обитателей. Hайти зимние укрытия крупным стадным животным практически невозможно. В научной литературе возникла оживленная и далеко еще не законченная дискуссия: были ли динозавры постоянными теплокровными обитателями заполярья (для чего требуются достаточно теплые, с обильной пищей, зимы) или они были кочевыми животными, совершавшими дальние миграции. Последнее представляется нам более вероятным.
Остановимся еще на одной особенности меловых высокоширотных биот. Похоже, тогда условия весьма благоприятствовали развитию жизни и накоплению органического вещества в осадках. Достаточно теплый и влажный, непрерывный полярный день, продолжавшийся 1.5 - 4.5 мес., и большая общая длительность вегетационного периода (5 - 7.5 мес.), по-видимому, способствовали высокой продуктивности растительности. Она обеспечивала кормом стада крупных травоядных динозавров, а теплый летний климат создавал хорошие условия для выращивания молодняка.
Резкий переход от полярного дня к холодной полярной ночи снижал процессы биологической и химической деструкции отмершей растительной массы и способствовал ее захоронению. Последнее вместе с большой продуктивностью растительного покрова приводило к быстрому накоплению торфов и возникновению грандиозных залежей угля. Ресурсы верхнемелового бассейна Колвилл на северном побережье Аляски, например, оцениваются, в 2.5.1012 т высококачественных углей (около 1/3 современных запасов угля в США и около 17% мировых запасов). Огромны запасы меловых углей и в Ленском угленосном бассейне (оценки колеблятся от менее 1.1012 т до 2.1012т).
Высокопродуктивной в меловой период была и морская полярная биота: в морских шельфовых бассейнах в позднем мелу Арктики накопилось большое количество илов богатых органическим веществом - "черных сланцев", важных нефтематеринских пород.
Среднеширотные теплые пояса. Средние широты характеризовались в меловом периоде весьма теплым и достаточно влажным или переменно влажным климатом. Об этом свидетельствуют и ископаемая теплолюбивая флора, и фауна, и многочисленные местонахождения бокситов, каолиновых кор выветривания, и широкое распространение угленосных отложений. Здесь росли саговые пальмы (цикадофиты) и некоторые близкие к ним растения, а с середины мелового периода уже настоящие пальмы и платанообразные. Преобладали вечнозеленые влажные и, по-видимому, сезонно влажные леса и редколесья, главным образом хвойные с подчиненным количеством древовидных папоротников и цикадофитов, а также кустарники и, возможно, травы покрытосеменных. Древовидные папоротники и цикадофиты обладали характерными для деревьев безморозного климата стволами маноксилического типа (с преобладанием коры и сердцевины, но слабым развитием древесины). В редколесьях, по берегам рек и водоемов обитали многочисленные динозавры и теплолюбивые насекомые.