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.
Ян Заласевич (при участии Ким Фридман). Земля после нас: Что расскажут камни о наследии человека? СПб.: Издательство Европейского университета в Санкт-Петербурге, 2022. Перевод с английского А. А. Рудаковой. Содержание
Иной механизм изменения уровня моря связан с добавлением или изъятием воды из океанов. Вода может быть изъята из моря через выпадение избыточных атмосферных осадков — но куда она потом девается? Некоторую часть можно хранить на суше, пополняя озера и болота. Наш вид весьма эффективно способствует этому процессу, перекрывая дамбами значительную часть рек в мире и создавая озера (водохранилища) там, где раньше их не существовало.
Однако по сравнению с колоссальными объемами воды в океанах водохранилища — всего лишь «капля в море». Эффект от них, вероятно, можно измерить сантиметрами уровня моря, и в любом случае сегодня он, судя по всему, нивелируется ненасытной жаждой человечества к воде, активно выкачиваемой из подземных резервуаров по всему миру. Вода изымается из-под земли, недолгое время пребывает в оросительных каналах, на фабриках и в бытовых системах водоснабжения, после чего сбрасывается в реки, а оттуда в море.
Далее: существует обычное расширение воды по мере ее нагревания. Как показывает старомодный термометр, это вполне эффективный механизм. В более теплом мире юрского и мелового периодов уровень моря был выше примерно на 20 м, что можно отнести на счет термического расширения. Этот механизм занимает какое-то время, так как любому избыточному теплу на поверхности требуются тысячи лет, чтобы распространиться в глубины океанов, но это предсказуемый и действительно неизбежный процесс, если происходит потепление атмосферы.
Однако существует еще более быстрый и простой механизм, часто имевший место на протяжении истории Земли и изменявший уровень моря со скоростью и амплитудой, способными привести в полное замешательство. У нас на суше хранятся огромные запасы воды, удачно расположенные выше уровня моря и в удобном замороженном состоянии, очень легко переходящем в жидкое. В настоящее время Антарктиду и Гренландию покрывают колоссальные ледяные щиты толщиной в несколько километров. Они образовались, забирая воду из моря и накапливая ее в твердом виде на суше. Сегодня в них хватит воды, чтобы, если они полностью растают, поднять уровень моря примерно на 70 м. По сути, вопрос о том, могут ли все главные ледники мира однажды растаять, не содержит в себе ничего вопиющего. В конце концов, во времена расцвета динозавров — и, между прочим, бóльшую часть остального геологического времени — полярных ледяных шапок практически не существовало. Есть высокая вероятность, что через 100 миллионов лет они снова сократятся до минимума или вообще исчезнут.
Так что вопрос можно перевернуть с ног на голову. Почему льда так много? Почему именно сейчас? Здесь мы вступаем в область умозрительных заключений, сталкиваясь с чудовищно сложным вопросом о глобальном климате и о том, как поверхность Земли в разные эпохи то нагревалась, то остывала. Приверженцы более респектабельных взглядов могли бы, сдержанно покашливая, обойти данную тему молчанием. Но давайте продолжим и приблизимся к нежным побегам теории климата в подбитых гвоздями сапогах прямолинейных рассуждений.
Начнем с одного замечательного, удивительного факта: на протяжении, по крайней мере, 4 миллиардов лет поверхность Земли была очень уютной и теплой — как только что поджаренные тосты или догорающий огонь в камине, когда протягиваешь к нему пальцы ног. Температурный диапазон поверхности Земли оставался поразительно узким. Океаны никогда не выкипали и не замерзали полностью (за одним возможным исключением, около 700 миллионов лет назад, когда Земля ненадолго могла — о чем ведутся серьезные споры — превратиться в гигантский снежный шар).
Таинственное пребывание Земли в зоне комфорта обескураживает еще сильнее, если учесть, что ни внешний источник тепла, ни внутренний термостат планеты отнюдь не демонстрировали постоянства. Во-первых, существует парадокс слабого молодого солнца. Четыре миллиарда лет назад наше солнце (если астрофизики правильно разобрались в его деятельности) могло обеспечивать лишь около 75 % тепла и света, которые оно излучает сейчас. Около двух с половиной миллиардов лет назад этот показатель поднялся до 80 с небольшим процентов, а затем очень медленно дорос до своего нынешнего уровня. Несмотря на все это, температура поверхности Земли оставалась стабильной. Это... неожиданно. Какую-то роль здесь играет изменчивое поведение атмосферы Земли, этакое оконное стекло глобального парника, которое регулирует количество солнечного тепла, сохраняющегося на поверхности и уходящего обратно в космос. На протяжении многих эонов атмосфера довольно радикально меняла свой состав. Три миллиарда лет назад в ней практически не содержалось кислорода, зато было много углекислого газа и метана. Это парниковые газы, улавливающие инфракрасное излучение, испускаемое Землей. Более высокие их концентрации в то время словно бы покрывали планету более теплым одеялом, чем нынешнее.
Конечно, возможно, что изменения интенсивности солнечного излучения и деятельность атмосферного термостата всегда четко уравновешивали друг друга — либо по чистой случайности, либо, как убедительно утверждает ученый-эколог Джеймс Лавлок, при активном содействии всей совокупности земных живых организмов, функционирующей как гигантский регулятор окружающей среды, суперорганизм, который Лавлок называет Геей. Данная совокупность никак не может повлиять на солнечное излучение, однако способна каким-то образом менять (скажем) состав атмосферы и количество облачности, чтобы поглощать столько солнечного тепла, сколько необходимо для поддержания комфортных условий. Именно комфортных, то есть требуемых для процветания этого суперорганизма. Согласно такой интерпретации, Гея заботится о себе сама.
Это впечатляющая и противоречивая мысль, но давайте пока просто будем благодарны за то, что история Земли протекала столь гладко. Взгляните хотя бы на соседние планеты. Венера, помимо того что ее чрезмерная сухость сдерживает тектонику плит, представляет собой сущий кошмар — бесконтрольный парниковый эффект, непримиримо враждебный любой форме жизни, которую мы только можем вообразить. Атмосфера там убийственно плотная, состоящая в основном из углекислого газа, лишенная кислорода и воды, зато насыщенная серной кислотой — одеялом, которое сохраняет поверхность планеты в столь горячем состоянии, что образовываются озера расплавленного свинца. И никаких намеков на чувственные земные наслаждения. Между тем Марс, по всей видимости, несколько миллиардов лет назад был местом приятным и привлекательным, а по его поверхности струилась жидкая вода. Теперь же немалая часть его атмосферы улетучилась в космос, а поверхность сделалась холоднее и суше, чем главные холодильники Земли — сухие долины Антарктиды, эта ледяная преисподняя, где вымороженные трупы тюленей лежали тысячелетиями.
Словом, Земля так или иначе поразительно хорошо регулировалась практически на протяжении всего своего существования. Однако время от времени ее температурный режим менялся, и лед, накопившись на полюсах, начинал продвигаться в средние широты. Можно взять последние полмиллиарда лет, умышленно избежав того периода, который около 700 миллионов лет назад почти наверняка явился крупнейшим из всех оледенений, получивший название «Земля-снежок». Чтобы углубиться в этот дискуссионный эпизод, потребовалось бы так много страниц, что нить нашей истории была бы окончательно потеряна.
Таким образом, в течение первых 150 миллионов лет из выбранного нами интервала в полмиллиарда лет климат Земли, по сути, был тепличным. Правда, на границе ордовикского и силурийского периодов, 440 миллионов лет назад, насколько мы можем судить, имел место краткий период оледенения. Основной этап оледенения длился всего около миллиона лет, с несколькими фазами похолодания перед ним и после него. Он оставил широко развитые отложения валунных глин и исчерченные льдом поверхности, например, в Северной Африке (тогда находившейся на Южном полюсе). Кроме того, основной этап уничтожил сообщества морских животных: многие виды не пережили похолодания. Следующие 100 миллионов лет продолжалось глобальное потепление, во время которого животные и растения покинули море и заселили сушу. Колонизация суши, в частности растениями, оказалась настолько успешной, что земля зазеленела почти мгновенно. Выросли могучие леса, и, здесь мы имеем геологическое событие, сформировалось, возможно, самое крупное прибрежное болото в земной истории. Простираясь от Северной Америки через Европу до России и далее до Китая, оно питало, а затем поколение за поколением захоранивало в себе странные и примитивные болотные деревья, которые, будучи погребенными, впоследствии превратились в подземные слои угля. Этот уголь, разумеется, просто-напросто массовое захоронение углерода, усваивавшегося из атмосферы фотосинтезирующими болотными растениями. В течение этого всплеска растительной жизни уровень углекислого газа в атмосфере резко понизился. В фазе, которая продлилась около 50 миллионов лет, температура Земли упала, и снова выросли крупные полярные ледники.
Холод уменьшился в мезозойскую эру, изобиловавшую динозаврами. Пока по земле рыскал тираннозавр рекс, наводя ужас на безобидных трицератопсов, наша планета, как суша, так и море, была более-менее равномерно теплой и на севере, и на юге. Если какие-то ледники и существовали (этот вопрос активно дискутируется), они были минимальными.
Затем на Земле снова похолодало: началась последняя, наша ледниковая эпоха. Скатывание к ней больше походило на американские горки. В общем-то мы располагаем довольно надежными доказательствами того, что именно происходило. Что касается того, почему это происходило, — что ж, это вопрос иной. Однако перейдем к фактам. Последние динозавры жили при глобальном потеплении. Грянувшие затем катастрофы стерли с лица Земли их и многое другое. Началось похолодание. Это не было оледенение как таковое, но, скажем, ископаемые раковины моллюсков, живших спустя несколько миллионов лет после Великого вымирания, порой (особенно в полярных широтах) напоминают современные холодноводные формы.
Затем, еще несколько миллионов лет спустя, температуры заметно выросли, во всяком случае до уровней более высоких, чем в меловой период (этот эпизод вызвал некоторый современный резонанс, и мы к нему еще вернемся). Даже когда они снова уменьшились, вокруг нынешнего Лондона расстилались субтропические ландшафты с пальмами и крокодилами. А потом, около 30 миллионов лет назад, совершенно неожиданно снова похолодало. В это время температура, особенно глубинных (придонных) океанских вод, резко упала. В настоящий момент их средняя температура около нуля градусов по Цельсию и очень бодрит по сравнению с водами теплой мезозойской эпохи, когда лишь в небольшой части малоподвижного океана, как на мелководье, так и в глубине, температура опускалась ниже прохладных 20 °С или около того. Глубокие океаны начали перемешиваться и охлаждаться. Многие глубоководные существа, привыкшие к теплым пучинам мезозойских океанов, вымерли. Увеличились размеры ледяного щита в Антарктиде.
Что случилось? Среди множества изменений, происходивших по всему миру, подозрение пало на те, что изменили характер циркуляции вод в океанах. Вокруг континента Антарктида по мере его отделения от Южной Америки появился непрерывный морской обход, и образовался пролив, который мы сейчас называем проливом Дрейка, тогда как морякам он известен как легендарный коварный морской проход мимо мыса Горн. Тем временем циркумэкваториальное течение по экватору было блокировано, поскольку Африка и Азия медленно дрейфовали навстречу друг другу, а Северная и Южная Америка соединились. Панамский перешеек настолько узок, что в некоторых местах в ясный день можно одновременно увидеть Тихий и Атлантический океаны: но, каким бы узким он ни был, он все равно не позволяет воде перетекать из одного океана в другой. Таким образом, на крайнем юге образовалась система холодных течений — если хотите, гигантский холодоулавливающий «термос», — и примерно в то же время прекратил существование теплоулавливающий «термос» экваториальных течений.
Были и другие климатические подъемы и спады, каждый из которых регулировал запутанные связи между сушей, океаном и атмосферой. А потом наступило первое по-настоящему внезапное похолодание. Два с половиной миллиона лет назад в слоях глубоководного ила на дне северной части Атлантического океана начинают появляться разрозненная галька и валуны. Принести их могли только флотилии дрейфующих айсбергов.
Причины этого последнего скатывания в ледниковую эпоху неясны. К этому были причастны воздымающиеся горы, в частности Гималаи: возможно, потому, что они изменили структуру воздушных течений в атмосфере, или потому, что обширные новые площади обнажившейся породы, подвергшись химическому выветриванию под действием ветра и дождя, высосали из атмосферы углекислый газ и лишили глобальный парник нескольких «стекол». Теплые течения сместились к Северной Америке, став источником влажного воздуха, который подпитывал снежные шапки на этом континенте. Так начал расти огромный Лаврентийский ледяной щит. Как бы там ни было, начался ледниковый период.