Все мы начиная с 24 февраля 2022 года оказались перед лицом наступающего варварства, насилия и лжи. В этой ситуации чрезвычайно важно сохранить хотя бы остатки культуры и поддержать ценности гуманизма — в том числе ради будущего России. Поэтому редакция «Горького» продолжит говорить о книгах, напоминая нашим читателям, что в мире остается место мысли и вымыслу.
Дуг Макдугалл. Зачем нужна геология. Краткая история прошлого и будущего нашей планеты. М.: Бомбора, 2022. Перевод с английского Евгения Поникарова. Содержание
1. Власти Калифорнии боролись со слухами с помощью «антисейсмических» вечеринок
В 1969 году в американских СМИ распространился слух о том, что до конца года штат Калифорния будет полностью затоплен — якобы в результате разрушительного землетрясения. Этот типичный случай общественной паники, подогреваемой ясновидящими, медиумами и прочими шарлатанами, спровоцировал многих легковерных жителей Калифорнии покинуть штат, а самых ленивых из легковерных — просто забраться на холмы и возвышенности в тот самый день, когда землетрясение должно было произойти.
Дуг Макдугалл (а паника 1969 года как раз выпала на время его учебы в университете) отмечает, что такого рода истории кажутся вдвойне абсурдными и безосновательными тем, кто имеет хотя бы поверхностное представление о геологии. Дело не только в том, что шарлатанам и паникерам не стоит доверять, но и в том, что именно землетрясения (в отличие от многих других природных явлений, конкретную дату наступления которых и правда можно определить) крайне тяжело спрогнозировать заранее.
«Астрологи не могут предсказывать землетрясения (да и остальное тоже). Как мы увидим далее, даже представители геонаук, располагающие подробными научными данными и самыми современными приборами, считают точное предсказание землетрясений труднодостижимым. Однако для многих других геологических явлений ситуация с прогнозированием обстоит намного лучше».
Так что в 1969 году властям Калифорнии пришлось успокаивать граждан, не имея в распоряжении нормального фактического инструментария и полагаясь на собственную креативность. Так, например, мэр Сан-Франциско воодушевил людей, запланировав на конец месяца большую «антисейсмическую» вечеринку и пообещав всем, что она пройдет на суше, а не под водой.
2. Осадочные горные породы рассказывают о прошлом земной поверхности больше прочих
«Различные типы горных пород поднимают разные вопросы о прошлом», — констатирует Макдугалл. И таких типов и разновидностей пород великое множество (как и поднимаемых ими вопросов), но для удобства ученые выделили три их основные группы: магматические, осадочные и метаморфические. Это деление основано на способе образования: магматические образовались из других расплавленных пород; осадочные, как можно догадаться по названию, возникли в результате осаждения частиц; метаморфические возникли в результате физико-химических изменений, происходивших с породами-предшественницами — в основном при нагреве или физическом давлении и напряжении.
О том, как формировалась и развивалась внешняя часть нашей планеты, мы знаем в основном благодаря анализу пород первого и третьего типов. Но при этом Макдугалл считает, что наиболее важными в плане исследования истории планеты можно считать осадочные горные породы. Во-первых, дело в том, что они образуются на поверхности Земли, а значит, в отличие от магматических и метаморфических, содержат данные о том, что в далеком прошлом происходило на этой самой поверхности. А во-вторых, многие осадочные породы содержат окаменелости, без которых мы бы вообще мало что представляли об эволюции жизни на планете.
3. Стать ископаемым не так-то просто
К сожалению, несмотря на то, что окаменелости очень важны для науки, полноценную реконструкцию экосистем прошлого из них не собрать — они представляют ничтожно малое количество видов, когда-либо существовавших на планете.
«Согласно большинству оценок, в горных породах сохранилось менее 1% видов, и несложно понять почему. Даже в самых благоприятных условиях — на тихом морском дне с медленно накапливающимися илистыми отложениями — большинство мертвых организмов до сохранения сгниют, или растворятся, или вообще еще раньше будут съедены падальщиками. Обычно сохраняются лишь твердые части — раковины, кости и зубы, да и то часто в виде фрагментов».
Проблема усугубляется еще и чисто прикладными исследовательскими сложностями — по частям, которые находят ученые, иногда очень и очень трудно восстановить целостную картину или реконструировать общий вид того или иного организма. Так, например, ученые очень часто находили окаменелые зубы акул, но не могли их идентифицировать, поскольку на определенном этапе развития науки просто не существовало механизмов, которые позволяли бы соотнести конкретный артефакт с тем или иным видом. Однако даже несмотря на эти понятные ограничения осадочные горные породы весьма подробно рассказывают ученым о том, как менялась жизнь на планете на протяжении той или иной эпохи.
Markus Spiske / Unplash
4. «Голубой лед» может аккумулировать метеориты
В 1969 году японские исследователи Антарктиды обнаружили на поверхности льда скопления небольших камней темного цвета. В Антарктиде повсюду только лед и снег, поэтому камням там взяться особо неоткуда — разве что прилететь из космоса. Именно эта теория вскоре и подтвердилась: на поверку все они оказались метеоритами. Но почему они скопились в одном месте?
Вообще говоря, каждый день земной атмосферы достигает порядка сотни тонн разного инопланетного мусора, но по большей части это сгорающие в атмосфере крошечные частицы. Метеориты, которые падают на землю, составляют незначительную часть от этой массы, большинство из них тонет в океане — короче, вероятность столкнуться с метеоритом на суше крайне мала, так что их аномальное скопление на льду Антарктиды не поддавалось объяснению. Однако со временем ученым удалось разгадать эту загадку:
«Помог следующий процесс: метеориты падали в Антарктиде десятки тысяч лет, постепенно накапливались, а затем попадали в небольшие области, известные как области „голубого льда“. В одной из этих областей работали японские ученые. Голубой лед возникает в тех местах, где толстые ледники, медленно стекающие с внутренней части континента, натыкаются на какой-то скрытый топографический барьер, например, горный хребет, и их выталкивает вверх. Когда льды достигают поверхности, постоянные сильные ветры и сухой воздух Антарктиды разрушают и уносят его, а принесенные ледником метеориты остаются лежать на поверхности. <...> Подобно гигантской конвейерной ленте, антарктический лед переносит метеориты, выпавшие за тысячи лет, в несколько небольших участков, где лед просто исчезает, а космические камни остаются».
5. Причиной одного из крупных геологических открытий стала жажда наживы и предпринимательское чутье
В конце XIX века между ученым Гровом Карлом Гилбертом и бизнесменом Генри Барринджером случился любопытный спор, значительно подвинувший геологию как науку. Барринджер — богатый владелец горнодобывающих предприятий — однажды узнал о кратероподобной впадине в западной Аризоне, которая, предположительно, образовалась в результате падения гигантского железного метеорита.
«Если бы под кратером километрового размера оказался похоронен железный метеорит, он стоил бы кучу денег. Проблема заключалась в том, что один из самых уважаемых ученых того времени, Гров Карл Гилберт, главный геолог Геологической службы США, уже исследовал кратер и объявил, что тот образовался в результате взрыва пара, а не удара метеорита. Как и Барринджер, Гилберт слышал о найденных поблизости железных фрагментах и первоначально считал, что такой кратер мог образоваться при ударе. Однако проведенные во время экспедиции 1891 года испытания убедили его в обратном».
Их спор затянулся на многие годы. Прав в итоге оказался бизнесмен, а не титулованный ученый. Но ирония (достаточно горькая для Барринджера) заключалась в том, что его правота не послужила гарантией обогащения. Оба спорщика (как, впрочем, и весь научный мир того времени) довольно мало знали о физике сильных ударов. Барринджер полагал, что гигантский метеорит покоится под кратером и дожидается, когда его откопают, — но, хотя небесное тело и правда создало в свое время этот кратер, само оно практически полностью испарилось в результате столкновения с землей.
В начале 1900-х Барринджер с партнером даже создали компанию специально для разработки кратера, однако, несмотря на обнаружение большого количества научных данных, свидетельствующих о том, что столкновение с Землёй некогда имело место, самого железа они так и не нашли. Бизнесмен лишился партнера, потратил на все это предприятие кучу денег, не получил от него никакой коммерческой выгоды, но зато остался в истории как энтузиаст, интуиция которого стоила больше, чем научные выкладки его оппонента.
6. Тунгусский метеорит на самом деле метеороид
В июне 1908 года в атмосферу влетел объект диаметром примерно 35 метров, который потом взорвался. Обычно это происшествие осторожно называют «тунгусским феноменом», потому что о нем очень мало что известно — например, неизвестен состав объекта, поскольку никаких образцов или фрагментов обнаружить так и не удалось. Кратера тоже не осталось, но при этом взрывная волна повалила две тысячи квадратных километров леса — трудно представить, что было бы, если бы подобное произошло в густонаселенной местности.
Как бы там ни было, несмотря на скудность данных, современные ученые все же склонны отвергать самые фантастические слухи о произошедшем (каковых, ясное дело, за годы появилось немало) и считать причиной «тунгусского феномена» попавшее в земную атмосферу небесное тело (например ледяную комету или что-то вроде того). А вот с конкретизацией возникают сложности — в первую очередь, чисто терминологические. Макдугалл описывает их с присущей ему скрупулезностью:
«По определению метеориты — это космические тела, которые достигают Земли; по этой причине я назвал то, что взорвалось над Тунгуской, „объектом“, а не метеоритом. <...> В дальнейшем я буду называть это тело „объектом“ или „метеороидом“. Метеороид — это не имеющее четкого определения тело умеренных размеров, которое двигается в межпланетном пространстве. При столкновении с Землей оно может либо полностью сгореть в атмосфере (и тогда оно будет метеором), либо достичь поверхности планеты (и тогда упавшая часть станет называться метеоритом). Запутались? Ученые любят делить все на категории».
7. Вероятность апокалипсиса вследствие удара метеорита очень трудно предсказать
Чем тщательней ученые наблюдают за происходящим в космосе, тем больше новостей о космических телах попадает в прессу — и это далеко не всегда хорошо, поскольку часто провоцирует скандалы и массовую истерию. В абсолютном большинстве случаев повод того не стоит: близкие пролеты астероидов размером до 30 метров случаются довольно часто, как минимум раз в несколько лет. Но бывают и иные случаи:
«В 2004 году появились сообщения о гораздо более серьезной угрозе. На основании наблюдений астрономы оценили, что с вероятностью почти 3% в 2029 году с Землей столкнется довольно крупный астероид, размер которого составляет от 200 до 340 метров — то есть гораздо больше, чем у Тунгусского метеороида. Астероид 99942, получивший название Апофис, попал во все заголовки СМИ. Однако внимание прессы быстро сошло на нет, когда дополнительный анализ показал, что вероятность столкновения оказалась намного ниже, чем давали первоначальные расчеты».
По мнению Макдугалла, эта история — совсем не о том, насколько легко манипулировать общественным вниманием, а о том, насколько трудно в действительности предсказать возможное столкновение метеорита с Землей. Обычно крупные околоземные объекты обнаруживают на больших расстояниях (десятки миллионов километров), и их движение фиксируется в течение короткого промежутка времени. Так что мы, как правило, располагаем очень малым количеством очень изменчивых данных, пытаясь предсказать возможность столкновения, а самые незначительные погрешности или абсолютно непредсказуемые факторы могут кардинально изменить вычисленное положение астероида с течением времени.
Johnson Wang / Unsplash
8. Землетрясения часто объясняли чем угодно — например, столкновением Земли с Луной
В начале 1800-х годов на американском Юге произошла серия мощных землетрясений, изменивших ландшафт местности и причинивших значительный ущерб местным жителям. Сегодня они известны под общим названием «землетрясения Нью-Мадрида». Город Нью-Мадрид, наиболее пострадавший в результате этих землетрясений, был важным транспортным узлом, поэтому новости о стихийном бедствии распространились настолько быстро, насколько было возможно в то время.
Газеты тогда пестрили новостными сводками, а их многочисленные читатели, ставшие свидетелями подземных толчков, писали в редакции письма, в которых подробно описывали свои ощущения и наблюдения, — часто они были преувеличены, но в целом этот корпус текстов оказался очень ценен для исследователей будущего, поскольку зачастую в нем фиксировались неочевидные детали вроде температуры воздуха, погодных аномалий, степени видимости и прочего. А та часть текстов, которая оказывалась бесполезной для геологов и физиков, попадала в поле зрения фольклористов и исследователей медиа. Макдугалл описывает один из любимых примеров того, как природный катаклизм пробуждал в людях ироничное переосмысление ситуации:
«Даже в разгар хаоса не все теряли чувство юмора. Один человек, путешествовавший по Миссисипи, сообщал: «В Нью-Мадриде царил ужас; среди жителей преобладали смятение, страх и неразбериха». Однако посреди этого страха и неразберихи один из горожан писал другу: «Один джентльмен, от которого я ожидал более здравых суждений, говорит, что эти „судороги“ происходят от того, что наш мир вошел с луной в соприкосновение; и что толчки повторяются всякий раз, как они сталкиваются друг с другом. Внешний вид луны вчера вечером обрушил состояние его духа так же, как землетрясение обрушило мой дымоход. Другой человек с весьма серьезным лицом говорил мне вчера, что не на шутку перепугался, решив, что, когда его выкинуло из кровати, — начался Судный день, но потом немного поразмыслил и решил, что Судный день вряд ли бы наступил ночью».
9. В толще ледников происходит постоянное движение
Исследователи всерьез взялись за Гренландию в 1966 году — именно тогда на американской базе Кемп Сенчури было проведено беспрецедентно глубокое бурение льдов ледника — чтобы пробурить его сверху донизу, потребовалось претворить в жизнь сложный план, реализация которого заняла без малого шесть лет, а общая глубина скважины в итоге составила 1387 метров.
Одной из самых сложных и неочевидных проблем, с которыми пришлось столкнуться буровой бригаде, стала проблема, связанная с постоянным движением ледяных масс: оказалось, что даже внутри массивного ледяного щита, который кажется монолитным, постоянно происходят значительные перемещения. Однако этот бесценный опыт серьезно пригодился в исследовании антарктических льдов, которое та же бригада предприняла несколькими годами позднее — антарктический лед пробурили на глубину более двух километров, и это привело к результатам, которые на несколько порядков превзошли ожидания ученых:
«Образцы также отослали в Копенгаген датскому гляциологу Вилли Дансгору (самому ему не разрешили посетить место бурения и взять образцы, поскольку работы шли в американской военной зоне). Ранее Дансгор обнаружил, что изотопы кислорода в дожде и снеге являются индикаторами температуры, и высказал предположение, что ежегодные отложения гренландских снегов могут сохранять данные о температурах в прошлом нашей планеты. Первоначально он считал, что керн из Кэмп Сенчури может дать образцы для нескольких сотен лет, но оказалось, что он охватывает более ста тысяч лет истории».
10. В ближайшие десятилетия с планетарным климатом может произойти что угодно, и последствия могут быть катастрофическими
Рассказывая о ледниковых периодах жизни нашей планеты, Макдугалл успокаивает читателей: нынешняя межледниковая эпоха будет особенно долгой, поскольку вычисления будущих изменений инсоляции в северном полушарии показывают, что для промежутка минимум в тридцать тысяч ближайших лет вероятность наступления ледниковой эпохи невелика. И этот прогноз даже не принимает во внимание дополнительные риски, связанные с пресловутым «глобальным потеплением», поскольку вычислить его реальное влияние в долгосрочной перспективе по-прежнему весьма нелегко. По мнению автора книги, на нашем месте стоило бы волноваться не о пришествии нового ледникового периода, а о вещах совершенно иного порядка — причем во вполне соразмерной нам временной перспективе:
«Что ж, возможно, нам не стоит нервничать по поводу возвращения ледникового климата в ближайшее время, однако данные ледяных кернов с высоким разрешением заставляют беспокоиться о другом: об очень резких изменениях климата. Керны показывают, что в прошлом температуры в Гренландии круто менялись в течение десятилетий и даже меньше. Как колебания температуры в Гренландии соотносятся с другими частями планеты, точно неизвестно, однако даже гораздо меньшие изменения, произошедшие за такие короткие сроки, имели бы разрушительные последствия для сельского хозяйства и человеческого общества. Сейчас этими резкими переменами климата занимается множество ученых, но их причины все еще неясны, а прогнозирование проблематично».