Земля после нас: Что расскажут камни о наследии человека?

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?