Силурийская гипотеза

Обсуждение и проверяемые гипотезы

Существуют несомненные черты сходства между предыдущими внезапными событиями геологической летописи и вероятными характерными следами антропоцена в геологической летописи, которой ещё только предстоит сформироваться. Резкие отрицательные экскурсы δ¹³C, потепления и нарушения в круговороте азота — обыденные явления. Также обычны более сложные изменения в биоте, осадконакоплении и минералогии. В частности, если сравнивать с вероятными отличительными следами антропоцена, то почти все изменения, выявленные в настоящее время для ПЭТМ, обладают теми же самыми характерными признаками и сопоставимой амплитудой. Можно было бы ожидать некоторого сходства, если бы основным последствием в обоих этих случаях было существенное глобальное потепление, хотя бы и вызванное искусственно. Кроме того, для многих из этих событий есть свидетельство того, что потепление было вызвано огромным поступлением экзогенного (биогенного) углерода в виде либо CO₂, либо CH₄. По крайней мере, с карбона (300–350 млн. лет назад) существовало достаточное количество ископаемого углерода, чтобы он мог послужить топливом для промышленно развитой цивилизации, сравнимой с нашей собственной, и любой из этих источников мог обеспечить быстрое поступление углерода. Однако во многих случаях это поступление происходило одновременно с существенными эпизодами тектонической и/или вулканической активности — например, совпадение эпизодов формирования земной коры с изменениями климата означает, что вторжение базальтовой магмы в богатые органикой сланцы и/или нефтеносные эвапориты (Storey et al., 2007; Svensen et al., 2009; Kravchinsky, 2012) могло высвободить в атмосферу большие объёмы CO₂ или CH₄. Действия, приводящие к потеплению и/или притоку углерода (вроде повышенного стока, эрозии, и т. д.) выглядят качественно сходными всякий раз, в каком бы геологическом периоде они ни проявлялись. Потому эти изменения не являются достаточным свидетельством существования предшествовавших нам промышленно развитых цивилизаций.

Текущие изменения выглядят гораздо более быстрыми, нежели палеоклиматические события (рис. 1), но это можно отчасти списать на ограничения хронологии в геологической летописи. В попытках замерить продолжительность предшествующих событий использовались оценки постоянных процессов формирования отложений, маркеры постоянства потока (в частности, ³He (McGee & Mukhopadhyay, 2012)), астрономическая хронология или предположительная годичная или сезонная полосчатость осадочных отложений (Wright & Schaller, 2013). Точность этих методов страдает, когда имеют место значительные изменения процесса осадконакопления или перерывы на протяжении этих событий (которые представляют собой обычное дело), или же если полагаться на неточное соотнесение закономерностей с определёнными астрономическими явлениями (Pearson & Nicholas, 2014; Pearson & Thomas, 2015). Вдобавок биотурбация зачастую будет сглаживать внезапно наступившее событие даже в прекрасно сохранившихся условиях накопления осадка. В связи с этим способность обнаруживать в геологической летописи начало события, длившегося несколько столетий (или меньше), сомнительна, и потому прямое указание на техногенную причину исключительно на основании очевидной привязки по времени также не убедительно.

Однако обсуждавшиеся выше специфичные маркеры человеческой промышленной деятельности (пластмассы, синтетические загрязнители, повышенная концентрация металлов, и т. д.) являются следствием определённого пути развития, избранного человеческим обществом и технологиями, и общность характера этого пути в случае другого вида, избравшего техногенный путь развития, совершенно неизвестна. Широкомасштабное использование энергии потенциально является более универсальным индикатором, и, если принимать во внимание большую концентрацию энергии в ископаемом топливе на основе углерода, можно было бы предположить, что общим сигналом мог бы стать слабый сигнал δ¹³C. Очевидно, что в преимущественном порядке могли бы эксплуатироваться солнечные, гидро- или геотермальные источники энергии, и это значительно ослабило бы какой бы то ни было узнаваемый геологический след (как случилось бы и с нашей цивилизацией). Однако любой большой выброс биогенного углерода, независимо от того, будет ли он происходить из скоплений гидрата метана, или из-за вулканических интрузий в богатые органикой отложения, даст похожий сигнал. Поэтому мы сталкиваемся с ситуацией, когда известные уникальные маркеры могут быть не показательными, тогда как (возможно) более ожидаемых маркеров будет недостаточно.

Нам известно, что выдвижение вероятности существования предшествующей нам промышленно развитой цивилизации в качестве пускового момента событий в геологической летописи может привести к появлению достаточно вольных рассуждений. Можно было бы подогнать какие-то наблюдения под предполагаемую цивилизацию такими способами, которые будут нефальсифицируемыми по своей сути. Таким образом, следует проявлять осторожность, чтобы не принимать такую причину в качестве отправной точки прежде, чем нам будут доступны действительно положительные свидетельства. Силурийскую гипотезу не следует расценивать как вероятную хотя бы просто потому, что не представлено никакой другой идеи, имеющей силу.

Тем не менее, мы находим вышеизложенные расчёты достаточно любопытными, чтобы они могли мотивировать какие-то дополнительные исследования. Прежде всего, несмотря на многочисленные современные работы, затрагивающие вероятные характерные особенности антропоцена, мы рекомендуем проведение дальнейших обобщений и исследований в отношении долговечности в океанских осадочных средах побочных продуктов, получаемых исключительно промышленным способом. Существуют ли другие классы химических соединений, которые оставят уникальные следы в геохимии осадочных пород на временной шкале, измеряемой многими миллионами лет? В частности, будут ли обнаружимыми продукты разложения самых обычных пластмасс или органических длинноцепочечных синтетических веществ?

Далее, что, несомненно, более умозрительно, мы предполагаем, что следует осуществить более глубокое исследование аномалий химических элементов и соединений в существующих в настоящее время отложениях, охватывающих предшествующие события (хотя мы ожидаем, что об этих слоях отложений уже было получено значительно больше информации, чем упомянуто здесь). Странности в этих слоях ранее рассматривались как потенциальные признаки событий столкновения с космическим телом (успешно для события на мел-третичной границе, не столь успешно для любого из событий, упомянутых выше), начиная с иридиевых слоёв, ударного кварца, микро-тектитов, магнетитов, и т. д. Но может случиться и так, что новые поиски и исследования, проведённые в свете силурийской гипотезы, смогли бы открыть гораздо больше. Аномальную динамику в прошлом можно было бы более явственно выявить по косвенным показателям, нормализованным потоками выветривания, или по другим постоянным косвенным показателям потоков вещества — это позволит выделить такие периоды времени, когда продуктивность или производство металлов могли возрасти искусственно. В-третьих, если только будут обнаружены любого рода необъяснимые аномалии, вопросы о том, имеются ли в летописи окаменелостей виды-кандидаты, равно как и вопросы об их конечной судьбе могут стать более уместными.

Вырисовывается заманчивая гипотеза о том, что какой-то из ранее произошедших быстрых выбросов углерода, описанных выше, действительно мог бы быть связанным с предшествующей нам промышленно развитой цивилизацией. Как уже обсуждалось в разделе «Меловые и юрские океанские аноксические события», эти выбросы часто служили пусковыми моментами для эпизодов океанской аноксии (благодаря большему объёму поступления питательных веществ), порождающих крупномасштабные захоронения органического материала, который в итоге стал исходным сырьём для дальнейшего образования ископаемого топлива. Тем самым предшествующая нам промышленная деятельность фактически создала бы потенциал для промышленности будущего через свой собственный упадок. Фактически, крупномасштабные аноксические события могли бы создать самоограничивающую, но в то же время самоподдерживающую обратную связь для промышленной деятельности на планете. В противном случае они могут оказаться всего лишь частью долгосрочной эпизодической обратной связи в естественном углеродном цикле на тектонически активных планетах.

Возможно, необычно здесь то, что сами авторы данной статьи не убеждены в правильности предложенной ими же гипотезы. Если бы она была истинной, она могла бы иметь далеко идущие последствия, причём не только для астробиологии. Однако большинству читателей не нужно говорить о том, что судить о правдивости или ошибочности какой-то идеи, исходя из того, что её следствия имеют место — это в любом случае плохая идея. И хотя мы серьёзно сомневаемся в существовании какой бы то ни было промышленно развитой цивилизации, предшествовавшей нашей собственной, постановка вопроса формальным образом, который чётко формулирует то, как могло бы выглядеть свидетельство в пользу существования подобной цивилизации, поднимает свои собственные полезные вопросы, имеющие отношение как к астробиологии, так и к исследованиям антропоцена. Поэтому мы надеемся, что эта статья послужит мотивацией для уточнения границ применимости гипотезы, чтобы в будущем у нас были более благоприятные возможности для ответа на наш вопрос, вынесенный в заголовок.

Благодарности. Для этого исследования не предоставлялось и не изыскивалось никакого финансирования. Мы благодарны Сьюзен Кидуэлл за то, что она щедро поделилась с нами своим временем и провела полезные обсуждения, Дэвиду Наафсу и Стюарту Робинсону за помощь и указание на данные для ОАС-1a, и Крису Рейнхарду за его продуманный отзыв. Данные GISTEMP на рис. 1(a) были взяты из https://data.giss.nasa.gov/gistemp (дата обращения 15 июля 2017 г.).