Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога

Для нас, представителей антропоцена, особенно актуальны следующие два вопроса: как быстро разворачивались эпизоды потепления в прошлом и каких концентраций достигали при этом парниковые газы. Максимум последнего оледенения, когда огромные ледниковые языки достигли Висконсина и оставили там гляциальные отложения, исследованные Чемберлином, имел место 18 000 лет назад. В то время концентрация углекислого газа в атмосфере составляла 180 ppm. После этой долгой зимы орбитальные факторы немного увеличили инсоляцию Земли, и уровень CO₂ начал расти. С тех пор Земля вступила в период устойчивого потепления, который прервался лишь однажды непродолжительным резким похолоданием между 12 800 и 11 700 лет назад (в так называемый интервал позднего дриаса), которое, как считается, было вызвано нарушением Гольфстрима — океанического течения, переносящего теплые тропические воды в северные широты, — в результате поступления в Северную Атлантику огромного притока пресной воды от тающих ледяных щитов. К этому времени концентрация CO₂ достигла примерно 255 ppm, увеличиваясь на протяжении этих 6300 лет со средней скоростью 0,01 ppm в год. Когда течение Гольфстрима восстановилось, Земля как будто бы вдруг решила вступить в новую эпоху и приняла совершенно новый кодекс поведения. В течение нескольких десятилетий, около 11 700 лет назад («золотой гвоздь» голоцена), средние глобальные температуры быстро достигли своих голоценовых значений и стабилизировались, оставив прежние дикие скачки в плейстоценовом прошлом.

Переход в голоцен сопровождался еще и масштабными географическими преобразованиями. Талая вода от тающих ледниковых щитов скапливалась в огромных озерах, которые зачастую были ограничены лишь хрупкими ледяными барьерами, неспособными сдержать растущий напор воды. Характерный природный ландшафтный комплекс Чаннелд-Скаблендс на востоке штата Вашингтон свидетельствует о катастрофическом наводнении, случившемся в результате прорыва ледяной плотины, сдерживавшей объем воды, эквивалентный озеру Мичиган (извините, сэр Лайель). На освобожденных от ледникового покрова холмистых рельефах формировалась новая речная дренажная система. В Северной Америке основные притоки Миссисипи — реки Миссури и Огайо — маркируют границы последнего ледникового покрова, куда стекались наибольшие объемы талой воды. По мере того как ледниковые талые воды поступали обратно в океан, уровень моря повышался и за несколько тысячелетий поднялся на десятки метров, затопив прибрежные полосы суши и превратив многие речные долины в эстуарии. Сухопутная перемычка, некогда соединявшая Азию с Северной Америкой, ушла под воду. Британия была отделена от Европы образовавшимся проливом. Но в конце концов береговые линии стабилизировались, погодные условия стали регулярными и предсказуемыми, и наши далекие предки смогли заняться выращиванием сельскохозяйственных культур и строительством цивилизаций.

К 1800 г., незадолго до того, как началось массированное сжигание ископаемых углеводородов, концентрация атмосферного CO₂ увеличилась до 280 ppm — всего на 35 ppm с начала голоцена. Это говорит о том, что на протяжении предыдущих 11 000 лет углеродный цикл Земли находился в равновесном состоянии, когда поступление углерода от вулканических извержений и разложения органического вещества уравновешивалось его потреблением фотосинтетиками и долгосрочной секвестрацией микроорганизмами в виде известняковых отложений. Небольшие эпизодические нарушения этого углеродного баланса обрекали человеческие общества на голод и кровопролитные конфликты.

После промышленной революции мы, как пожирающие торф микробы-переростки, принялись интенсивно потреблять накопившиеся на Земле запасы древних углеводородов — сначала уголь, затем нефть и природный газ. Но фотосинтетики и секвестрирующие углерод морские микроорганизмы не в силах угнаться за нашими темпами. Одна из главных несправедливостей состоит в том, что, тогда как ответственность за львиную долю выбросов CO₂ в XX в. несут Соединенные Штаты и Западная Европа, от последствий этого страдает весь мир. Это связано с тем, что время перемешивания тропосферы (нижнего слоя атмосферы), за которое ветры и погодные условия смешивают воздух на всей планете и делают его однородным, является относительно коротким (всего 1 год) по сравнению с временем пребывания углерода в атмосфере (сотни лет). Если бы перемешивание происходило гораздо медленнее, выброшенный в атмосферу углекислый газ зависал бы в атмосфере над местами эмиссий, подобно мусору, накапливающемуся на помойках, когда бастуют водители мусоровозов, что волей-неволей заставляло бы принимать меры по ограничению выбросов CO₂. Но поскольку эти выбросы невидимы и, более того, равномерно распределяются над всей планетой, у нас мало стимулов что-либо делать в этом направлении[100].