Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Я надеюсь, что предыдущие двенадцать глав открыли окно в многогранный мир науки о Земле. Эта область зародилась задолго до того, как придумали слово геология — как чисто практическое стремление найти и извлечь полезные для человека материалы: кремень и обсидиан для оружия, гематит (минерал железа) для первых мелков и красок для раскрашивания тела, глину для гончарного дела, железо и медь для инструментов и украшений. Сегодня почти все, чем мы пользуемся в повседневной жизни, поступает к нам из недр Земли, и геология играет ключевую роль в нашем ненасытном стремлении к материалам и энергии. Однако геонаука вышла далеко за рамки практической пользы. В самом широком смысле это сочетание исследований атмосферы, океанов, твердой поверхности Земли и даже других планет солнечной системы. Возможно, это самая междисциплинарная из всех наук, объединяющая усилия математиков, физиков, химиков, инженеров и биологов. Все эти ученые в конечном итоге преследуют одну цель — лучше понять природные процессы, идущие на Земле. Они могут заниматься узкими полевыми исследованиями или какой-нибудь масштабной темой вроде тектоники плит, но все они постоянно обнаруживают новые сведения о том, как работает наша планета. При этом постоянно появляются новые дисциплины — например, развивающаяся область биогеохимии, которая, как следует из названия, находится на стыке химии, биологии и геологии. Причина, по которой сегодня важна наука о Земле, заключается в том, что в этой сфере лежат ключи к пониманию многих насущных проблем, стоящих перед обществом.

Что это за проблемы? Их много, но самыми важными являются доступность энергии и минеральных ресурсов; доступ к пресной воде; изменения климата; увеличение кислотности океанов; экологическая стабильность сельского хозяйства; поддержание биоразнообразия. Многие из этих вопросов взаимосвязаны, и некоторые из них уже затрагивались в этой книге. Вы можете сказать, что последние два пункта — за пределами компетенции наук о земле, и будете отчасти правы. Однако для решения этих проблем геонауки тоже нужны. Например, палеонтологи обладают собственным взглядом на современное биоразнообразие, поскольку знают об эволюции и вымираниях. Для решения многих проблем сельского хозяйства требуется разбираться в почвоведении и понимать процессы эрозии — но и то, и другое является неотъемлемой частью наук о Земле. Как я постоянно пытался подчеркнуть, чтобы осознавать функционирование Земли, расшифровывать ее историю и прогнозировать будущее, важно иметь целостное представление о всей планете. Эта идея не нова, но широкое признание она получила только в последние десятилетия. Становится все яснее, что между различными земными процессами существуют связи, которые на первый взгляд не очевидны: например, океанографам, чтобы понять химию океана, сегодня нужно знать химию атмосферы, минералогию и выветривание наземных горных пород, а палеонтологи для понимания палеонтологической летописи должны быть знакомыми с тектоникой плит, химией атмосферы и изменениями химии океана. Изолированно рассматривать отдельные части Земли уже нельзя.

Это представление хорошо иллюстрирует минералогия. Ее часто считают сухой дисциплиной: целые поколения студентов-геологов вынуждены изучать свойства различных минералов, чтобы научиться их идентифицировать, и иногда они задаются вопросом, какой во всем этом смысл. Когда я был студентом, у нас на факультете провели знаменитый (или, возможно, печально знаменитый) экзамен: проверка белых минералов. Все предложенные образцы были белыми, и многие из них являлись редкими белыми разновидностями минералов, обычно имеющих другой цвет; от нас требовалось идентифицировать минералы не по цвету, а по другим характеристикам. Это было непросто. Экзамен был призван подчеркнуть, что для определения минерала нужно рассматривать все признаки образцов, но мы все равно задумывались, есть ли толк от такого упражнения. Однако в 2008 году Роберт Хейзен из Института Карнеги в Вашингтоне (округ Колумбия) и его коллеги выдвинули поразительное предположение, которое вызвало всплеск интереса к минералогии, и теперь, возможно, будущие поколения студентов будут по-новому смотреть на эту отрасль; оно также ставит минералы в основу концепции Земли как единого целого. Хейзен и его коллеги заявили, что минералы эволюционировали вместе с самой Землей.