Земля после нас: Что расскажут камни о наследии человека?

Высокая вода, низкая вода

В обычной жизни почти каждого человека море — одна из величайших неизменных данностей. Вот земля; вот море; а между ними — то волшебное место, побережье, которое порой страдает от прибоя, но к следующему идиллическому лету ему всегда удается оправиться.

Сразу вспоминаются вызывающие смутное беспокойство легенды о некоем удивительно организованном и экологически сознательном человеке по имени Ной и о Всемирном потопе. Но к этому, разумеется, не стоит относиться серьезно. Они, наши предки, были люди тревожные, суеверные и очень склонные к сочинению страшных историй. Это помогало держать в узде детей.

В более долгосрочной перспективе все выглядит несколько иначе. Возьмите для примера любой участок земного шара. И проследите его историю на протяжении миллионов лет. На этом месте могли последовательно сменять друг друга глубокий океан, мелководное море, береговая линия, позднее — болота и поймы. А затем (возможно, из-за отсутствия фактического материала) горизонт практически нулевой толщи внутри последовательности горных напластований, из которых может «выпасть» один или сто никак не зафиксированных миллионов лет (и более). Это явление, называемое несогласием (несогласным залеганием пород), — все, что осталось от истории земного ландшафта, попавшего под воздействие эрозии. В этом эродированном ландшафте, вероятно, происходили сражения, убийства и внезапная гибель бронированных ящеров, пожары, наводнения и бури, а также вели будничное существование огромные динозавры-вегетарианцы, ежедневно пережевывающие центнеры растений. От всего вышеперечисленного может не сохраниться и следа. Только когда этот ландшафт снова понизится до уровня моря и начнет заиливаться, осязаемые геологические свидетельства могут появиться вновь.

Как мы видели, кора Земли податлива и способна подниматься или опускаться под действием сил, которые перемещают по поверхности земного шара целые континенты. Многие изменения уровня моря, фиксируемые в архивах слоев, относятся именно к этому типу и констатируют чисто локальные подъемы и опущения отдельных участков земной коры, вместе с тем доказательств изменений уровня Мирового океана в планетарном масштабе не имеется.

Homo sapiens насчитывает около 160 тысяч лет — небольшой срок для вида. Тем не менее в ранний период своего существования люди сталкивались с изменением уровня моря — здесь, скорее всего, и берет начало предание о Ное, сложившееся в результате отбора историй, повторявшихся и приукрашавшихся поколение за поколением. В недавнее время — примерно последние пять тысяч лет, когда человеческая цивилизация обзавелась письменной историей, — глобальный уровень моря, похоже, менялся не более чем на несколько десятков сантиметров. Это обусловило рост великих приморских городов: Александрии, Карфагена, Венеции, Константинополя, Амстердама, Генуи. Подобные места, возможно, послужили исключительно эффективными трамплинами для захвата Земли человечеством. Эти города процветают до сих пор, являясь составной частью знакомых нам прибрежных ландшафтов, даже если ныне их дни (как и дни самих этих ландшафтов) сочтены.

Наши исследователи из далекого будущего прибудут на Землю, береговые ландшафты которой изменятся по сравнению с сегодняшними, поскольку из-за тектоники плит континентальные массы переместятся в другое положение. Но эта незнакомая Земля будет иметь устоявшиеся, на первый взгляд стабильные береговые линии — где бы эти береговые линии ни находились. Непосредственные наблюдения пришельцев, во всяком случае на начальном этапе, будут слишком краткосрочными, чтобы делать выводы о том, происходило ли вообще на этой планете, большую часть которой занимают океаны, изменение уровня моря, не говоря уже о том, демонстрировало ли оно предсказуемые тенденции и закономерности. Взаиморасположение суши и моря, а также береговые линии будут казаться постоянными. Все начнется с чистого листа.

Но, будучи исследователями планет, наши инопланетяне придут к пониманию того, что ничего неизменного не бывает. Планеты с течением времени эволюционируют, и пришельцам придется столкнуться со многими мирами, напоминающими Марс с его пересохшими береговыми линиями или Европу — спутник Юпитера — с трещиноватой ледяной корой, которая покрывает подповерхностный океан, целиком охватывающий планету. Тонко сбалансированные океаны (занимающие основную часть земного шара, но не всю его поверхность) с этой точки зрения покажутся феноменом, имеющим ключевое значение для жизнеобеспечения окружающей среды, в которой могут возникать и процветать сложные формы жизни. Механизмы регулирования этих водных масс, а также их история станут первоочередной целью исследований еще до того, как у пришельцев зародится подозрение, что некогда Землю населяла давно исчезнувшая разумная цивилизация. Позже они разберутся, сколь важную роль сыграла деятельность океанов в сохранении следов земной цивилизации.

Где наши исследователи впервые увидят доказательства того, что уровень океанов изменился? Внимательно изучив геоморфологию будущей Земли, они смогут заметить, что в недалеком прошлом имели место определенные изменения уровня моря. Скажем, недавно были затоплены или, наоборот, поднялись линии береговых уступов. Но будет трудно судить, чем были вызваны подобные трансформации: изменением уровня суши под воздействием тектонических сил или изменением уровня моря. Что же касается факторов, влияющих на уровень моря... Что ж, тут все может оказаться еще более туманным, особенно если, как вполне вероятно, Земля вернется к более привычному для нее климатическому состоянию — глобальному теплу, которым она наслаждалась, пока по ней бродили динозавры.

Для разработки подобной концепции нашим исследователям потребуется поближе познакомиться со своеобразной тектоникой этой планеты и научиться считывать информацию, закодированную в слоях отложений. Короче говоря, им придется пройти тем же путем, который проделали геологи-люди, и расшифровать летопись напластований. Они обнаружат, что история этого простого параметра — высоты уровня моря в то или иное время — тесно связана практически со всеми другими поверхностными процессами на этой планете.

Почти с первых дней становления организованной геологической науки, происходившего более столетия назад, было замечено, что, насколько можно было судить, некоторые тенденции, наблюдавшиеся в древних изменениях уровня моря, как будто единовременно повторялись во всем мире. Примером могут служить характерные меловые отложения, образующие ныне белые скалы Дувра и часто встречающиеся во многих других частях мира; они относятся к периоду, когда значительные части континентов находились под водой. Такие примеры, конечно, могли быть совпадениями: большие, сильно рассредоточенные участки земной коры поднимались и опускались в одно и то же время. Но вскоре стало очевидно, что гораздо более вероятное объяснение — то, что сам глобальный уровень моря мог вырасти и затопить низменные области континентов или же снизиться, в результате чего морское дно оказалось приподнятым и превратилось в сушу.

Как же так? Ведь количество воды в океанах на первый взгляд представляется постоянной в долгосрочной перспективе величиной. Однако существуют способы одновременного изменения уровня моря на всей планете. Некоторые из этих механизмов даже могут поддерживать постоянное количество воды в океанах, что, по всей видимости, является еще большей загадкой.

Одна из разгадок этой тайны тесно связана с тектоникой плит, которая обусловлена хаотичностью медленных перемещений вязкой породы, в основном твердой, но частично расплавленной, глубоко в недрах Земли. Рисунок и сила этих подземных течений управляют формированием на срединно-океанических хребтах океанической коры, поскольку расплавленные породы изливаются из недр и затвердевают в виде базальтов, образующих дно океана. Эти срединно-океанические области представляют собой хребты не столько потому, что извергающаяся магма/порода проталкивает их наверх, сколько потому, что порода горячая, а следовательно, менее плотная, и поэтому поднимается выше. По мере того, как эта порода под действием тектоники плит удаляется от срединно-океанического хребта, она охлаждается и уплотняется — поэтому все океанское дно погружается еще глубже.

Теперь (и это самая хитроумная часть механизма) увеличьте скорость образования океанского дна на срединно-океанических хребтах, и океанское ложе по обеим сторонам расщепляющегося хребта будет расходиться быстрее. Все еще горячая, расширенная порода займет большую площадь океана. Океаническое дно в среднем из-за этого немного повысится, а следовательно, морской воде над этим дном будет некуда податься, кроме как наверх. Уровень моря поднимется, и низменные участки земного ландшафта во всем мире уйдут под воду.

Временами темпы образования океанического дна по всему миру замедлялись. Породы по обе стороны срединно-океанского хребта раздвигались медленнее. Термическое сжатие происходило гораздо ближе к срединно-океаническим хребтам, и вода находилась в более вместительных океанических бассейнах. Из-за этого уровень моря понижался, и то, что ранее представляло собой мелководное море, становилось сушей.

Этим ловким трюком и объясняются некоторые общие черты стратиграфических последовательностей слоев осадочных пород в мире. Впрочем, данный механизм довольно медлителен. На переустройство мировой системы океанических хребтов и, следовательно, повышение и понижение уровня моря обычно уходят миллионы (или десятки миллионов) лет.

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 молено 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, большую 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 враждебной 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, получившим 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 реке, 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.

Ледниковые периоды! Сейчас трудно понять замешательство, недоумение и открытое недоверие, которыми была встречена более полутора веков назад эта идея — гипотеза об огромных ледяных покровах, наступающих с севера и поглощающих целые ландшафты. Это казалось научной фантастикой, готической фантазией наподобие веры в драконов, фей и трудолюбивых инопланетян, построивших каналы на Марсе.

Тем не менее ученым XIX века было очевидно, что в недавнем прошлом случилось нечто неблагоприятное. Это прошлое было настолько недавним, что именно в нем сформировалась поверхность нынешнего ландшафта. На этой поверхности запечатлелись события, по-видимому, совершенно отличные от плавного развития мелководных и глубоких морей, пойм и пустынных дюн, наблюдаемого в более древних слоях. То было геологически бурное недавнее прошлое, с гигантскими валунами, хаотично разбросанными по ландшафту, слежавшимися смесями песка, грязи и гальки, и гравием, по-видимому отложенными стремительно прорывавшимися водными потоками. Все это теперь покоится прямо под дремотными графствами Средней Англии, а также аграрных Канзаса и Центральной Европы.

Судя по всему, произошла какая-то катастрофа. А наиболее вероятной из катастроф был Всемирный потоп. С намеками на библейского Ноя или без оных, это казалось вполне правдоподобным. В конце концов, люди часто становились свидетелями наводнений и производимых ими разрушений: селения погребались под селевыми потоками из грязи и гальки и уничтожались валунами, которые приносили с собой бушующие воды. Тогда мало кто бывал на Крайнем Севере или в покрытых ледниками Альпах.

Однако несколько любознательных путешественников все же отправились в странствие и увидели, что альпийские ледники несут с собой большое количество измельченного каменного материала. А еще заметили, что масса этих обломков, ныне покрытых ковром растительности, были рассеяны по долинам на много миль ниже современного местоположения ледниковых языков. Люди предположили, что не так давно ледники простирались дальше, чем сейчас. Некоторые также усмотрели сходство этих массивов альпийского ледникового щебня с валунными глинами и нанесенным потоками гравием, которые покрыли большую часть земной поверхности в Северной Европе. Они сложили вместе два и два и получили результат, совершенно неприемлемый для геологического сообщества того времени. Гипотеза о скованной льдом Европе пользовалась примерно тем же уважением ученых, как, скажем, плоская Земля.

Эта идея все-таки получила признание, однако далеко не сразу. Как это часто бывает, решающую роль сыграли политика, власть и влияние. Один из молодых львов научного сообщества, Луи Агассис[8], сделавший себе имя изучением ископаемых рыб, отправился в Альпы с намерением разделаться с этой псевдонаучной чушью о наступлении льдов. Он вернулся полностью переубежденным и принялся со страстным энтузиазмом вербовать сторонников своей веры, рискуя как своей репутацией, так и карьерой.

Агассис обратил в свою веру влиятельных людей, среди которых был оксфордский профессор преподобный Уильям Бакленд — возможно, самый знаменитый (и самый эксцентричный) английский геолог той поры, известный тем, что попробовал на вкус всех доступных ему животных (по его словам, ужаснее всего оказалась мясная муха, следующим за ней был крот) и облачался на полевые экскурсии со студентами в свою академическую мантию и шапочку. Бакленд оставался скептиком даже после того, как Агассис показал ему альпийские ледники. Тем не менее он пригласил Агассиса и своего коллегу-геолога Родерика Импи Мерчисона на холмы Шотландии и Северной Англии, чтобы изучить найденные там доказательства. Отличите ли вы разжиженную массу отложений, оставленных грязекаменным потоком, вызванным ливневым паводком, от той же разжиженной массы, размазанной под надвигающимся ледяным щитом? Агассис продемонстрировал своим спутникам: практическое отличие состоит в том, что медленное раздавливание и дробление под ледником может привести к появлению на валунах и основной породе под ними глубоких шрамов и борозд. Даже самый сильный поток воды не способен систематически вызывать образование подобных меток.

Бакленд перешел в новую веру (хотя Мерчисон до конца жизни так и остался при своем) и тоже начал проповедовать «ледниковое евангелие». Он, в свою очередь, убедил в правильности этой гипотезы Чарльза Лайеля[9], что сыграло решающую роль. Лайель больше, чем кто-либо другой, способствовал заложению в XIX веке философских основ геологии, в том числе посредством своей концепции униформизма (или актуализма, высокопарного термина, означающего, что геологию прошлого следует рассматривать как деятельность продолжительных, медленных процессов, наблюдаемых в наши дни). Его идеи оказали глубочайшее влияние на науку и в XX веке и остаются актуальными доныне. Вскоре после того, как Лайель признал гипотезу Агассиса, он сам публиковал работы о свидетельствах древнего оледенения Шотландии.

Ледниковая теория была принята. Агассису говорили, что из-за него «все геологи помешались на ледниках». Это было преувеличением. Для полного признания потребовалось еще несколько десятилетий, однако больше не считалось, что теория оледенения граничит с безумием. И очень скоро стало ясно, что некогда воцарившаяся ледниковая эпоха совсем не так проста. Периоды оледенения были множественными. Свидетельства этого оказались вполне очевидны, как только люди начали копаться в ледниковых наносах. Потому как то здесь, то там встречаются заключенные между слоями ледниковых отложений линзы озерных отложений глинисто-алевритового состава с включениями ископаемых листьев и веточек дуба и вяза, а также костей теплолюбивых животных, таких как лошадь и гиппопотам. Схема стала ясна. На протяжении ледниковых периодов ледник неоднократно наступал и отступал.

Теперь известно, что холод и тепло сменяли друг друга с ошеломляющей в геологическом смысле быстротой. Ледниковые периоды были поставлены неким педантичным хореографом. Чтобы отыскать этого хореографа, потребовалось более века исследований, в течение которых ученые не раз и не два брали ложный след. Облик хореографа понемногу проясняется, хотя мы, как биологический вид, энергично ставим палки в колеса сложной, лишь частично изученной машине, управляющей танцем мирового климата.

Поиски хореографа ледниковых периодов начались более века назад, вскоре после того, как научное сообщество, кто с благоговением, кто с неохотой, приняло тот факт, что не так давно большая часть Северной Европы была погребена под толстым слоем льда, а затем осознало, что глубокое оледенение время от времени сменялось настолько теплыми периодами, что по нынешней Трафальгарской площади бродили бегемоты и гиены.

В конце XIX века упрямый, эксцентричный шотландец Джеймс Кролл[10] почерпнул у астрономов знания о систематических изменениях орбиты и вращения Земли. Циклически изменяется эксцентриситет земной орбиты, она становится более эллиптической, затем снова округлой, а ось вращения Земли изменяет угол наклона, и эта наклоненная ось также слегка колеблется. Отклонения орбиты и оси вращения представляют собой взаимопересекающиеся циклы с периодом около 100, 40 и 20 тысяч лет; их суммарное воздействие напоминает не столько метроном, сколько изобретательного джазового ударника, исполняющего вариации в постоянном ритме. Эти отклонения, рассуждал Кролл, несомненно вызывают систематические изменения как количества получаемого Землей солнечного света, так и его сезонного баланса, то есть влияют на то, будут ли зима или лето в том или этом полушарии относительно теплыми или холодными. И это, заключил исследователь, могло приводить к увеличению и уменьшению ледниковых щитов во время геологически недавних оледенений. Научное сообщество внимало Кроллу заинтригованное, но не убежденное.

В начале XX века сербский астроном Милутин Миланкович[11] потратил всю жизнь на подтверждение математической точности этих идей (проводя без помощи компьютеров кропотливейшие вычисления) и энергичное их отстаивание. Поначалу кое-кто прислушался к нему. Однако эта теория опередила свое время, подобно гипотезе дрейфа континентов, которую несколько лет спустя в одиночку продвигал Альфред Вегенер и которая казалась безумной, так что ее постигла та же участь. Большинство геологов проигнорировали — а потом попросту забыли — идею о том, что от незначительных астрономических отклонений может зависеть наступление и отступление огромных ледниковых щитов. Для скептицизма у них имелись самые веские причины.

Представлялось, что мелкие изменения количества поступающего солнечного света не способны серьезно влиять на формирование горных слоев, в отличие, скажем, от землетрясений, вулканов, воздымания и разрушения горных хребтов. И оказалось чрезвычайно трудно установить закономерности наступления и отступления ледников, основываясь на свидетельствах климатических изменений, сохранившихся на суше. Наземные данные были крайне фрагментарными, поскольку любое новое наступление ледников имело привычку соскребать и уничтожать свидетельства прошлых оледенений. Как бы там ни было, геологи научились датировать события земной истории с точностью до нескольких миллионов лет; дифференциация климатических изменений, отделенных друг от друга всего несколькими десятками тысячелетий, являла собой проблему совершенно иного масштаба.

Кроме того, к середине XX века многие исследования наземных отложений ледникового периода как будто решительно противоречили идеям Миланковича. Судя по всему, на каждом континенте ледники за последние 1-2 миллиона лет наступали и отступали примерно четыре раза. Эти периоды явно не совпадали с астрономическими предсказаниями. Идеи Кролла и Миланковича, казалось, умерли и были похоронены.

Данные возражения представлялись вполне разумными — но, как ни удивительно, были ошибочными. С 1970-х годов многие ученые, в частности Чезаре Эмилиани, Джон Хейс, Джон Имбри и Ник Шеклтон, пытаясь разобраться в ледниковых периодах, оставили в покое невнятные и противоречивые доказательства на суше, где скрежещущие ледяные щиты уничтожили почти столько же геологических фактов, сколько создали, и заглянули на тихое, глубокое океанское дно. Здесь были отобраны образцы глубоководных илов, аккуратно управляемыми буровыми колоннами — и пролили свет на историю, которая практически в одночасье изменила наши представления о механизмах регулирования климатической истории.

Ныне эта история стала классикой. Исследователи сосредоточились на, казалось бы, неочевидном аспекте этих илов: были ли атомы кислорода в известковых оболочках погребенных и окаменелых микроорганизмов «тяжелыми» (с большим содержанием стабильного изотопа кислорода с атомной массой 18) или «легкими» (обычный кислород с атомной массой 16). Их количественное соотношение в ископаемых раковинах от слоя к слою систематически варьировалась. И эти вариации выявили временную закономерность, которая после статистической обработки продемонстрировала периодичность в 100, до и 20 тысяч лет — ту же самую, которая была предсказана астрономической теорией. Когда Хейс, Имбри и Шеклтон в 1976 году опубликовали результаты своих исследований, их предшественники Кролл и особенно Миланкович были не просто оправданы, но практически канонизированы научным миром.

Эта изотопная схема была создана недавним в геологическом отношении партнерством огромных континентальных ледяных щитов и океанов, которые функционировали в тандеме, превратив поверхность Земли в одну гигантскую ректификационную колонну. Когда ледяные щиты увеличивались, они преимущественно высасывали из океанов лучше испаряющиеся молекулы воды, содержащие «легкий» кислород, а изотопно «тяжелый» кислород оставался в воде. Когда лед отступал, легкий кислород стекал обратно в океаны. И поколения микроорганизмов, сами того не сознавая, поглощали кислород своими оболочками и в точности фиксировали перипетии изменения климата. Это открытие дало нам ключ к постижению климата прошлого, настоящего и будущего — возможно, самого насущного вопроса, который должна осознать и решить наша нынешняя цивилизация.

Буровые керны, извлеченные из глубоководных илов, недвусмысленно и неоднократно, образец за образцом показывали, что регулятор, приводящий к бесконечным климатическим сменам ледниковых периодов, имеет астрономическую природу. Однако кажется, что количество и распределение солнечного света, попадающего на Землю, варьируются слишком незначительно, чтобы производить такое кардинальное воздействие на климат. И тем не менее это происходит. Почему?

Астрономический регулятор, похоже, крепко держит земной климат в руках, наняв нескольких мускулистых мордоворотов, которые без колебаний выполняют его указания. Главные среди этих наемников — парниковые газы, в основном диоксид углерода, а также метан. Доказательства содержатся в ископаемых пузырьках воздуха, которые в течение миллиона лет были заключены в спрессованных годовых слоях снега в огромных ледниках Антарктиды и Гренландии. Благодаря им можно напрямую измерить концентрацию углекислого газа и метана в древнем воздухе. Эти газы в точности отражают астрономические закономерности. Почему — пока не совсем ясно. Но, вне зависимости от того, каковы конкретные механизмы этого явления, астрономия, парниковые газы и климат до сих пор шагали практически в ногу. При определенных астрономически заданных пороговых значениях глобальная температура, уровень моря и уровни парниковых газов повышались и понижались с такой дружной согласованностью, что теперь уже трудно разобраться, где причина, а где следствие.

Общая схема, бесспорно, именно та, что была предсказана еще Миланковичем. Но в некоторых отношениях наблюдаемая картина климатических изменений отличается от описанной астрономическими прогнозами. Во-первых, в расчетной теоретической модели показано сложное сочетание трех основных факторов, возникающих в результате регулярных изменений наклона земной оси, ее медленного колебания, а также растяжения орбиты Земли от круга к эллипсу и обратного сжатия. Однако климатические данные указывают на то, что в любой отдельно взятый промежуток времени, как правило, доминировал лишь один из этих факторов. За последние примерно полмиллиона лет это был фактор растяжения орбиты с периодом 100 тысяч лет. Его доминирование нельзя было предсказать астрономическими расчетами: значение 100-тысячелетнего цикла сейчас должно было быть снижено, но это не так. Очевидно, что на поверхности Земли есть нечто, что в каждый конкретный момент времени резонирует только с одним из этих астрономических факторов. Под некоторым подозрением находятся огромные, инертные покровные ледники высоких широт, которые, возможно, при каждом конкретно взятом размере и стадии развития умеют танцевать только под одну из доступных мелодий.

Во-вторых, рассчитанная астрономическая кривая сложна, но в целом каждый пик тепла и холода в ней симметричен, прогнозируемые скорости потепления и похолодания равны, поскольку теплые и холодные периоды сменяют друг друга. В действительности же это было не так. Образцы ила и льда дружно демонстрируют заметно асимметричный пилообразный узор, указывающий на то, что история оледенений на Земле строго следовала схеме медленного похолодания и резкого потепления. То есть Земля была склонна медленно, на протяжении нескольких десятков тысяч лет скатываться в ледниковую фазу. Но когда она переходила из оледенения к теплому межледниковью, это, как правило, происходило намного быстрее, со стремительным разрушением ледяных щитов и необычными всплесками потепления и изменения уровня моря, который в целом мог подняться во всем мире более чем на 100 м по мере того, как глобальный холод уступал место глобальному теплу.

В рамках отдельных циклов Миланковича, особенно во время холодных фаз, также наблюдались резкие перепады температур: самые узкие интервалы составляли примерно 1000 лет. Их трудно связать с орбитальными изменениями, и они до сих пор остаются загадкой. К этим мелкомасштабным нарушениям в работе регулятора Миланковича причастны крупные ледниковые купола. Лучше всего подтверждены данными последние несколько десятков тысячелетий, период расцвета, а затем сокращения и распада северных ледниковых щитов. В это время произошла череда последовательных драматических разрушений ледяных щитов (эти разрушения называются событиями Хайнриха), которые оставили следы в виде характерных, разбросанных по обширной площади слоев гальки и валунов, погребенных на морском дне в северной Атлантике. Эти слои обломков — свидетельство прохождения колоссальных скоплений сталкивающихся айсбергов. Откуда выходили эти ледяные армады? Обломочные слои можно проследить до восточного побережья Северной Америки и распада огромных Лаврентийских ледяных щитов: омываемые потоками талой воды, они потеряли сцепление с сушей и буквально соскользнули в море.

Выбросы ледового материала в Атлантику оказывались настолько масштабными, что уровень моря каждый раз поднимался на несколько метров. Перемены, по-видимому, происходили так стремительно, что это могло быть замечено на протяжении человеческой жизни — и вероятно, так и случилось: людям, жившим тогда на побережье, почти наверняка пришлось бежать в горы. В буквальном смысле.

Итак, как поведет себя уровень моря в ближайшем будущем? Сегодня данный вопрос имеет для нас определенное значение как в личном, так и в общественном плане. Давайте, однако, рассмотрим, как это повлияет на наше положение в качестве будущих объектов этноархеологического любопытства. Вероятное поведение уровня моря в ближайшем будущем, измеряемом веками и тысячелетиями, скорее всего, даст археологам будущего если не превосходное понимание, то по крайней мере превосходный обзор руин человеческой империи.

Если так пойдет и дальше, Земля должна начать снова медленно покрываться льдами. Тепло на планете продержалось почти ровно 10 тысяч лет, что уже дольше любой из фаз потепления (межледниковья), как минимум за последние 400 тысяч лет. Этот климатический дар позволил нашей цивилизации разрастись до современных масштабов, когда она заселила практически все пригодные для сельскохозяйственной обработки области земного шара.

Становится все более очевидным, что дальше все пойдет как-то иначе, пусть масштаб этих отклонений пока и порождает ожесточенные споры. Кнопки управления ледниковыми периодами по-прежнему вызывают у нас недоумение, даже несмотря на то, что мы дружно лупим по ним без разбору и задаемся вопросом, как работает автопилот. Автопилот, прошу заметить, до сих пор функционировал весьма стабильно, большое ему спасибо, правда, немного беспокоит, что мы до сих пор точно не знаем, как он прокручивает этот трюк. Вероятно ли быстрое повышение уровня моря? Тут мы вступаем в область догадок. Земля уже находится в теплой фазе климата ледникового периода. Итак, повысится ли вообще уровень моря, не говоря уже о том, что он вырастет с ужасающей и угрожающей цивилизации скоростью?

По этому вопросу можно было бы занять скептическую позицию. Мы привыкли считать мир довольно стабильным местом, неизменным природным фоном, слишком обширным, чтобы его можно было заметно преобразить с помощью сельского хозяйства, застройки, обычного функционирования растущей экономики. Данные отрасли заложены в основу всего, что поддерживает наше существование. Но беспрепятственно развивающаяся индустриальная экономика может оказать на Землю куда большее влияние, чем мы можем себе представить. Например, стремительными темпами растет уровень диоксида углерода — главного парникового газа. Примерно с 1950 года его уровень измеряется непосредственно в атмосфере. В настоящее время он повышается почти на 0,5 % в год (эти темпы в настоящее время ускоряются). Окаменелые пузырьки воздуха, заключенные в ледниках, показывают, что сегодня уровень углекислого газа примерно на 30 % выше, чем в любой момент времени за последние миллион лет.

Если точнее, уровень углекислого газа в атмосфере сейчас составляет около 380 ppm (частей на миллион) и ежегодно увеличивается примерно на 1,5 ppm. Ледяные керны показывают, что доиндустриальный уровень на протяжении этого и предшествующих межледниковий составлял около 280 ppm; это «естественный» уровень для данных климатических состояний. В ледниковой фазе уровень диоксида углерода снижается до 180 ppm. Таким образом, по части CO₂ человечество изменило климат Земли на величину, эквивалентную разнице между пиком оледенения и оптимумом межледниковья.

Пузырьки окаменелого воздуха также сообщают нам, сколько содержалось в атмосфере до появления человека еще одного мощного парникового газа, метана. Метан естественным образом производится гниющей растительностью и т. п., но человеческая цивилизация справляется с этим значительно лучше дикой, незатейливой природы, пусть и примитивными способами, такими как разведение большого количества крупного рогатого скота, который в совокупности выпускает много газов. Уровень метана в атмосфере сейчас в два с лишним раза выше, чем когда-либо за последние миллион лет.

В настоящее время ведется множество дискуссий о том, что все это может означать. Но самый широко признанный среди ученых, размышляющих над этим феноменом, сценарий таков: климат быстро прогреется до небывалых в течение последних 10 миллионов лет температур. «Быстро» означает за несколько сотен лет, то есть в геологическом смысле почти мгновенно.

«Но погодите-ка, — может сказать скептик, — этот прогноз весьма ненадежен». Действительно, ненадежен, ведь с тех пор, как человечество пустилось в эксперименты с глобальным климатом, мы ступили на неизвестную почву, и некоторые из наших предположений могут оказаться ошибочными. Для начала, ледяные керны показали нам, что температура и уровень парниковых газов настолько тесно взаимосвязаны, что трудно разобраться, где причина, а где следствие. Быть может, уровень диоксида углерода в атмосфере повышался во время каждого межледниковья вследствие потепления климата? А мы уже находимся на пике теплой фазы ледникового периода: быть может, это температурный максимум, на который умеренное изменение концентрации CO₂ не повлияет? И может быть, небольшое потепление чуть отсрочит тот, безусловно, неотвратимый момент, когда в мире снова неумолимо начнется следующее оледенение?

Давайте сперва ненадолго заглянем в прошлое. Недалеко, всего на полмиллиона лет назад или около того. Но это были яркие, насыщенные событиями полмиллиона лет. В последнее время была проделана большая исследовательская работа, и кое-какие аспекты стали проясняться. Последние полмиллиона лет доминирующее влияние на климат оказывал стотысячелетний цикл переменного «растяжения» земной орбиты. Итак, если набросать очень грубую схему, холодные ледниковые фазы протяженностью примерно 100 тысяч лет чередовались с теплыми межледниковьями протяженностью примерно 10 тысяч лет (что составляет примерно половину «колебательного» цикла), а нам случилось жить в последнее межледниковье, и, собственно, эти 10 тысяч лет уже истекли...

Впрочем, это слишком упрощенная картина. Но что же происходило на самом деле? Те самые удивительные ледяные керны продемонстрировали, что дьявол прячется в мелочах. И они показывают, что каждая из межледниковых фаз имела свои особенности. Предыдущее межледниковье, сопоставимое с нашим, имело место около 125 тысяч лет назад. Оно продолжалось не 10 тысяч лет, но было чуть теплее нашего. В основном менее чем на 1 С°, зато примерно на 5 С° теплее над Гренландией, где, несомненно, по этой причине ледник, похоже, был значительно меньше. Если льда было меньше, то образовавшейся воде деваться было некуда, кроме как, разумеется, в море.

Сейчас крайне сложно определять точные значения древнего уровня моря, поскольку поверхность земли также может подниматься и опускаться (не в последнюю очередь, когда она придавлена тяжестью огромных ледников). Но на некоторых более или менее стабильно существующих тропических островах (которые никогда не были покрыты крупными ледяными куполами) сохранились остатки линий береговых уступов возрастом около 125 тысяч лет, которые находятся примерно на 5 м выше нынешнего уровня моря. С геологической точки зрения 5 м — сущий пустяк. В прошлом уровень моря бывал и намного выше, и намного ниже. Но поднимите нынешний уровень моря на 5 м, и оно затопит столь обширные пространства, что нам, обитателям суши, придется несладко.

Безусловно, существует и другая точка зрения. Согласно ей, наше нынешнее потепление началось около 10 тысяч лет назад. Следовательно, мы вот-вот скатимся в очередное оледенение. А значит... хвала глобальному потеплению! Оно отодвинет тот черный день, когда нам придется мириться с сибирским климатом в штате Мэн или Манчестере.

Подобные представления о равномерной периодичности ледниковых периодов продержались очень долго, подпитываемые, вероятно, чрезмерно упрощенным взглядом на астрономические циклы как регулятор климата, столь тщательно рассчитанные Милутином Миланковичем. Эта гипотеза начала давать трещины, когда международная команда ученых пробурила толщу льда возрастом в 400 тысяч лет на исследовательской станции «Восток» в Антарктиде. Климатическая летопись в этой скважине (в том числе пузырьки окаменелого воздуха) показала, что три потепления, предшествовавших нашему, продолжались немногим более 7 тысяч лет, прежде чем снова наступало похолодание. Таким образом, мы угодили в необычайно длительный период стабильного потепления — что, кстати, позволило нашей цивилизации так преуспеть; но наши дни, казалось, были сочтены.

Жаль, что скважина не проникла чуть глубже. Примерно в то же время большое внимание уделялось межледниковому периоду, имевшему место за четыре межледниковья до нашего и носящему официальное название 11-я морская изотопная стадия (изотопно-кислородная стадия) (МИС-11). МИС-11 сохранилась в виде нескольких участков озерно-эстуарных илистых отложений на суше и слоев ила на дне глубокого моря. Казалось, некоторые из этих эстуариев располагались далековато от побережья, но, с другой стороны, это было давным-давно, и земная кора поднималась и опускалась, особенно когда на нее давил вес миллионов тонн льда.

МИС-11, однако, предстала в ином свете, когда были изучены наиболее полные слои океанического ила, а на тропических океанских островах, не испытавших деформирующего земную кору влияния ледяных щитов, обнаружены данные об уровне моря, возможно, на 20 м превышавшем современный. Похоже, эта стадия длилась больше 10 тысяч лет — причем намного, на целых 20 тысяч лет. Таким образом, МИС-11, по-видимому, продолжалась 30 тысяч лет, и потепление было настолько сильным, что частично растопило ледяной покров Гренландии и Антарктиды. (Недавно необычайная продолжительность этой теплой фазы была подтверждена с помощью глубочайшей скважины в антарктических льдах, охватывающей интервал в 750 тысяч лет, из которой были извлечены образцы МИС-11 во всей ее совокупности.)

К сожалению (или к счастью, в зависимости от того, в насколько долгосрочной перспективе вы рассматриваете эту проблему), МИС-11, по-видимому, ближайший в астрономическом смысле эквивалент нашего нынешнего межледниковья (интерстадиала). Исходя из этого, его протяженность вполне логично может быть запрограммирована на 30 тысяч лет и в ближайшем будущем означать потепление, способствующее сильному повышению уровня моря. Как осторожно заметили некоторые ученые, проводившие эти исследования, парниковый эффект, порожденный деятельностью человека, не может не ускорять данный процесс. Возможно, сказано слишком мягко.

Эти примеры из ледниковых эпох демонстрируют лишь незначительные естественные колебания климата и уровня моря в промежутках между сменяющими друг друга потеплениями, без какого-либо заметного, внезапного роста уровня парниковых газов. Вызываемые последними изменения климата и уровня моря в геологическом отношении были малозначимы, но их масштаб свидетельствует, что, если в ближайшем будущем такое повторится, человеческая цивилизация столкнется с серьезными трудностями. А что насчет собственноручно нами произведенного решающего фактора — ежегодного сжигания миллиардов тонн ископаемого топлива? Существуют ли какие-то геологические прецеденты?

Да, существуют, однако нам придется гораздо сильнее углубиться в геологическое время, чтобы отыскать примеры внезапных огромных выбросов парниковых газов в атмосферу. Установлено, что произошло по меньшей мере два подобных события: в тоарском веке юрского периода, около 180 миллионов лет назад, и в эпоху раннего эоцена, около 55 миллионов лет назад.

В обоих случаях тогдашний мир был уже очень теплым, с малым количеством полярного льда. Тем не менее там произошли из ряда вон выходящие события. Внезапные изменения изотопного состава углерода в наземных и морских окаменелостях свидетельствуют о том, что парниковые газы попали в атмосферу. По самим изотопам нельзя судить, был ли то в основном углекислый газ или метан, но правдоподобные сценарии предполагают участие обоих (скажем, путем выделения диоксида углерода в результате грандиозных, редких в геологическом смысле вулканических извержений, обеспечивших первоначальное потепление, которое, в свою очередь, дестабилизировало метан, заключенный в вечной мерзлоте или отложениях на дне океанов). Каковы бы ни были конкретная пропорция газов или их источник, масштабы потепления в настоящее время в целом установлены, опять-таки по соотношению изотопов, сохранившихся в окаменелостях. Во всем мире произошло быстрое потепление примерно на 5-10 °С; в течение следующих нескольких десятков тысяч лет температура снизилась до прежних значений, вероятно, по мере медленного вывода избытка парниковых газов из атмосферы в результате химических реакций, обусловленных выветриванием горных пород.

Эти древние события убедительно подкрепляют гипотезу о том, что в ближайшие столетия будет происходить глобальное потепление, особенно если учесть, что объемы будущего выброса парниковых газов (при гораздо более медленных темпах) сопоставимы, оценочно, с 7 миллиардами тонн углерода, которые мы в настоящее время ежегодно выбрасываем в атмосферу, сжигая ископаемое топливо. Такие скачки температуры показывают, что Земля ведет себя нелинейно, когда реагирует на воздействие окружающей среды, то есть имеет обыкновение «перескакивать» из одного более-менее стабильного состояния в другое, а подобный режим в принципе трудно моделировать или прогнозировать. Следовательно, внезапные повышения температуры и уровня моря вероятны, но мы не можем точно предсказать время их наступления. По выражению океанографа Уоллеса Брокера, в парнике нас ожидают неприятные сюрпризы.

Итак, парниковыми газами — «наемниками», действовавшими по указке Миланковича, — теперь командует другой главарь. Это мы, люди. Вероятный результат этой смены власти — глобальное потепление — похоже, испортит жизнь нам всем. Некоторым утешением в наших земных горестях, связанных с наступлением моря, может послужить (или не послужить) то, что наши шансы на вечное окаменение серьезно вырастут. Если нам и нашим детям в течение следующих нескольких десятилетий очень не повезет и вода поднимется быстро, то многие наши города смогут сохраниться так же хорошо, как Помпеи, будто в студне.

На данный момент стоит задуматься над двумя основными вопросами. Во-первых, насколько быстро поднимется уровень моря, когда наши пожиратели бензина сделают свое дело? Во-вторых, не создаем ли мы лишь незначительный временный импульс, прежде чем о себе вновь заявит астрономический регулятор и лед опять скует нашу планету; или же мы до основания разрушим механизм оледенения и вернем на планету жаркий климат, в котором десятки миллионов лет блаженствовали динозавры? В последнем случае геологическое бессмертие нам было бы гарантировано. Как биологический вид, мы чуть более столетия извлекаем углерод, залегавший в землю на протяжении несколько сотен миллионов лет, и выбрасываем его в атмосферу в виде углекислого газа. Это обусловливает уникальный в геологическом отношении режим потепления. Если посредством наших глобальных химических экспериментов мы спровоцируем исчезновение нескольких ледяных щитов, то справиться с изменением уровня моря, вероятно, будет уже трудновато, поскольку придется изыскивать жилплощадь для нескольких сотен миллионов перемещенных душ. Однако окаменение нашей империи людей неизмеримо облегчится. По мере изменения уровня моря береговая линия передвинется в новое место.

Здесь возникают вопросы, имеющие большое историческое значение. Береговая линия моря существует не только для радости, удивления и долгих прогулок по пляжу под вечерним солнцем. Это тонкая линия, на которой происходит передача энергии: здесь энергия ветра, собранная и перенесенная волнами через тысячи квадратных километров моря, концентрируется и преобразуется в грохот и бурление зоны прибоя. Эта энергия, высвободившись, вгрызается в землю, создавая береговые уступы и триллионы изящных по форме, чудесным образом разделенных песчинок на пляжах мира.

Итак, давайте поразмышляем о значении темпов повышения уровня моря. Наступление моря на сушу может происходить двумя способами. Море может размыть и уничтожить ландшафт путем чрезвычайно длительного воздействия прибоя на береговую линию — или же просто затопить его. Этот размыв суши невероятно результативен: море собирает энергию со всей своей поверхности, пока ветры и штормы образуют на ней всё более высокие волны. Этой энергии некуда деваться, кроме как мгновенно рассеиваться при обрушении волн на первую попавшуюся твердую поверхность. Таким образом, при наличии достаточного времени море просто срезает любой граничащий с ним ландшафт до уровня волноприбойной террасы у основания берегового обрыва. Такое воздействие оказали многие геологически древние подъемы уровня моря (или, в научной терминологии, морские трансгрессии), и результат можно наблюдать в горных слоях в виде плоских эрозионных поверхностей, над которыми массив суши был превращен в гальку, песок и глину, а затем смыт и в конечном итоге сформировал слои горных пород в других концах света.

Итак, наступающее море — это обоюдоострый меч, по крайней мере с точки зрения сохранения огромных земных империй для будущих цивилизаций. Позвольте ему постепенно, дюйм за дюймом, наступать на сушу, и оно будет медленно, но неуклонно стирать с лица земли наши памятники из бетона и стали. Позвольте ему достаточно долго точить наш нынешний ландшафт, и оно до основания сравняет с землей наши города. Небоскребы и особняки, дороги и железнодорожные линии будут размолоты в песок и гальку и разбросаны в виде сверкающих, едва узнаваемых останков по побережьям грядущего.

Но если море поднимается быстро и у волн не будет времени, чтобы сделать свое дело, ландшафты могут быть полностью затоплены. То, что некогда являлось сушей, окажется ниже разрушительной зоны прибоя, всего несколькими метрами ниже уровня моря. В 100 м ниже уровня моря едва ощутимы даже самые сильные штормовые волны. Итак, позвольте воде резко прибыть, а уровню моря подскочить на несколько метров за несколько столетий или десятилетий (может даже, лет), и у энергии волн просто не останется времени на эродирование ландшафта. Береговая линия буквально перескочит через низменную прибрежную зону, достигнет нового уровня, скажем, на 5 м выше прежнего и, стабилизировавшись, начнет опять подмывать берег, создавая новую линию уступа. И большая часть прибрежной зоны, которая окажется затопленной, избежит эрозии, а ее рельеф впоследствии покроется слоями морского песка и ила.

Возможно, этот процесс только начинается. На протяжении последнего столетия уровень мирового океана поднимался со скоростью около 2 см в десятилетие. Частично это повышение было вызвано термическим расширением океанских вод, поскольку Земля в течение XX века постепенно нагревалась. Другая причина повышения — таяние ледников и ледяных шапок.

Как бы то ни было, последние новости из полярных регионов Земли и высокогорий свидетельствуют о том, что данный процесс начинает ускоряться. Даже при современных лишь слегка выросших температурах после повышения примерно на 0,5 °С горные ледники значительно отступают, так же как, по-видимому, и ледовые покровы в Гренландии и Антарктиде. Гренландский ледяной щит уязвим не в последнюю очередь из-за своей высоты, которая означает, что он создает собственный климат. Толщина льда там в настоящее время достигает высоты 3200 м над уровнем моря, где очень холодно. Начавшееся таяние и потеря льда приведут к опущению этой поверхности на более низкий, а следовательно, более теплый уровень, что увеличит скорость таяния льда, то есть еще больше понизит высоту ледяной поверхности... и так далее. Это своего рода положительная обратная связь, которая может угрожать всему ледовому массиву. Как только этот лед полностью растает, его утрата будет практически невосстановима — и уровень мирового океана повысится примерно на 6 м.

В Антарктиде за последние несколько лет внезапно разрушились несколько больших шельфовых ледников, вроде ледника Ларсен В. Это явление вкупе с таянием высвобожденных ледяных масс само по себе не может привести к повышению уровня моря, так как плавучие льды уже вытесняют воду своим весом (попробуйте понаблюдать за тающим кубиком льда в стакане воды и посмотрите, заметите ли вы повышение уровня). Очень большой вопрос заключается в том, способствовало ли это разрушение ускорению стока льда из глубины континента, что потенциально являет собой начало фазы гораздо более серьезного разрушения ледяного покрова. На момент написания этой книги самые последние наблюдения свидетельствуют о том, что способствовало.

Впрочем, потепление может обеспечить и уравновешивающий механизм. Если оно увеличит испарение воды с поверхности моря, часть образовавшегося водяного пара может повиснуть над ледяной шапкой, а затем конденсироваться, приведя к дополнительным снегопадам (эффект снеговой пушки), и эти снегопады в конечном счете поспособствуют утолщению льда. В последние годы появилась возможность отслеживать этот процесс, очень точно измеряя высоту ледяных щитов Гренландии и Антарктиды с помощью спутниковых радаров. В настоящее время внутренняя часть гренландского ледника растет, тогда как его окраины тают. Аналогичным образом увеличивается внутренняя часть огромного ледяного массива Восточной Антарктиды, в то время как в Западной Антарктиде ледники Антарктического полуострова (включая шельфовый ледник Ларсена) сокращаются.

Этот тип поведения ясно показал, что ледяные щиты не являются относительно инертными массами, вяло реагирующими на температурные перепады. Напротив, теперь они воспринимаются как гораздо более динамичные образования, непропорционально реагирующие на небольшие изменения внешних условий. Но какая тенденция возобладает? Сможет ли усилившееся накопление снега отсрочить или даже перевесить нарастающее таяние льдов, обусловив понижение уровня моря?

Вероятно комплексное развитие событий, и последствия глобального потепления, скорее всего, будут неустойчиво сказываться на климатической системе Земли в течение столетий и тысячелетий, подобно тому как неуправляемый бильярдный шар на рисунке художника Хита Робинсона проскакивает через одно из хитроумных устройств, бессистемно перераспределяя структуру рычагов.

Геологические данные свидетельствуют о том, что эпизоды глобальных потеплений обычно связаны с повышениями уровня моря. Такие повышения могут происходить стремительными темпами, поскольку в прошлом уже бывало, что ледяные щиты разрушались, высвобождая «армады айсбергов», а уровень моря за столетие вырастал на несколько метров, а не десятков сантиметров. Возможно, мы еще не достигли этой стадии, но представляется вполне разумным внимательно отслеживать состояние мировых ледниковых щитов.

Если уровень моря продолжит потихоньку подниматься, к чему это может привести? Лондон, например, расположен в нижнем течении реки, неподалеку от эстуария, где уровень приливов сравнительно высок. Этот город пока не сильно страдал от наводнений, но он бывает уязвим, если низкое атмосферное давление засасывает воду к поверхности, в то время как сильные ветры во время высокого весеннего прилива гонят волну к берегу. Именно для защиты от подобного сочетания обстоятельств было построено такое гидротехническое сооружение, как Барьер Темзы. В настоящее время для Юго-Восточной Англии предполагается повышение уровня моря примерно на 6 см в десятилетие, что выше среднемировых прогнозов, потому что суша в данном регионе опускается. Если более жаркий, более активный климат будет чаще вызывать экстремальные наводнения, а уровень моря из-за ускоряющегося таяния полярных льдов поднимется быстрее, чем предсказывают, то Барьер Темзы (или его преемник) может уйти под воду уже в нынешнем столетии.

С учетом этих тенденций можно ожидать, что центр Лондона будет затоплен внезапно и катастрофически, во время сильного шторма. Натяжка? Что ж, Новый Орлеан уже испытал это на себе. Первое же подобное наводнение породит невообразимый хаос (представьте себе откачку воды из тоннелей метрополитена). Скорее всего, подземные коммуникации с огромными издержками починят. Возможно, городу удастся выдержать второе и даже третье наводнение. Но в конце концов эта часть Лондона будет просто заброшена — как и Амстердам, поскольку его защитные сооружения, по-видимому, обрушатся примерно в то же время. Подобное развитие событий не является неизбежным, но представляется геологически обоснованным прогнозом.

Таким образом, через столетие (или два, если нам повезет) центр Лондона, Амстердам, Венеция, Новый Орлеан будут заброшены, а человеческая цивилизация (при условии, что она уцелеет после пандемий и войн) переместится в более высотные регионы. Значительная часть Бангладеша, Флориды, прибрежная равнина Юго-Восточной Азии, дельта Нила (список можно продолжать и продолжать, ведь люди издавна предпочитали селиться на удобных и плодородных прибрежных низменностях) уйдут под воду.

Тут существует много пищи для размышлений, но мы удовлетворимся тем, что будем придерживаться нашего краткого изложения. Итак, значительная часть недвижимости окажется под водой и начнет покрываться песком и илом. Эти пространства сразу же окажутся вне пределов действия эрозии (возможно, не считая небольших участков, которые будут размываться сильными приливно-отливными течениями) и попадут в область осадконакопления. Наши затонувшие города и фермы, шоссе и поселки начнут покрываться песком, алевритом и илом и сделают первые шаги к превращению в геологические объекты. Запустится процесс окаменения.

Однако инопланетянам придется проделать долгий путь, чтобы обнаружить — и расшифровать — следы наших затонувших городов. Остается много вопросов. Как, например, будут окаменевать города? Где они окажутся по мере дальнейшего дрейфа континентов? Но что еще более важно: как их можно будет отыскать? Вспомните, что самые древние города насчитывают лишь несколько тысячелетий. Большинству же (например, всем североамериканским городам) всего несколько веков от роду. Это чуть больше, чем одна миллионная того промежутка времени, который отделяет нашу эпоху от эпохи наших будущих исследователей, и примерно одна стомиллионная часть всей земной истории. То есть крошечная иголка в огромном стоге сена.

На нас не смогут наткнуться случайно. Нашим космическим пришельцам понадобятся некие ориентиры. Они будут добираться в окаменевшие города по тем следам, которые человечество сегодня все активнее оставляет в формирующихся напластованиях, — так же, как детектив добирается до места преступления по уликам. А для этого детективу, разумеется, необходимо разработать методологию, которая позволит ему прочитывать эти подсказки, классифицировать их и помещать в правильный контекст. Следовательно, чтобы иметь возможность считывать сигналы, нашим гостям из далекой галактики потребуется развить особые навыки. Им придется стать геологами-землянами.