Знание-сила, 2004 № 02 (920)

Как можно ускорить химическое выветривание, если площадь обнажившихся горных пород даже во время столь стремительных (в геологическом смысле) процессов, как горообразование, прирастает очень незначительно? Оказалось, что можно, если, конечно, на планете существует жизнь. Биосфера и без человека давно уже вмешивается во все происходящие на Земле события, а по мнению Дж. Лавлока, придумавшего гипотезу "Геи", регулирует климат как по-своему разумное единое целое. Даже не отходя на крайние позиции Дж. Лавлока, нельзя не отметить, что поверхность листьев европейских деревьев и кустарников в четыре раза больше площади самой Европы, а поверхность корней превышает последнюю в 80—400 раз. Причем это не просто площадь, а весьма активный интерфейс, где выделяются сильные органические кислоты, способствующие химическому выветриванию, и куда напрямую подводится углекислый газ, взятый из атмосферы. Гниющий листовой опад и прочие растительные остатки придают этому процессу дополнительное ускорение.

Опять же "здравый смысл", подкрепленный картинами успешной борьбы против эрозии почв с помощью лесопосадок, отказывается воспринимать очевидные цифры. Но почвы — это как раз то, что образуется из коренных пород благодаря корням и химическому выветриванию. И хотя глобальные модели зависимости уровня содержания углекислого газа в атмосфере Земли неплохо согласуются с характером ее растительного покрова в течение последних 450 миллионов лет (приблизительно на этом рубеже началось освоение растениями суши), замерить их реальную взаимосвязь оказалось очень сложно. Сначала данные о химическом выветривании горных пород даже столь медленно растущими организмами, как лишайники, оказались весьма обнадеживающими. Потом выяснилось, что за продукты выветривания приняли осевшую на лишайниках пыль, принесенную ветром. И все же высшие растения, несомненно, способствуют химическому выветриванию, а в речках, стекающих с облесенных базальтовых гористых островов, продуктов выветривания растворено на порядок больше, чем в водных артериях на островах "лысых". Да и о себе растения не забывают: твердые древесные породы, пальмы, травы содержат в своих тканях до 3 процентов кремнезема.

Рост рифов поставляет углекислый газ (слева); справа - следы оледенения, которым 60 млн лет

Вместе с растворенными карбонатами в океан поступают и другие продукты жизнедеятельности наземных растений, в первую очередь железо, нитраты и фосфаты. Скопление этих жизненно важных, по-научному — биогенных, соединений вызывает "цветение" бактериального (синезеленые водоросли) и растительного планктона.* К последнему относятся различные группы свободно плавающих одноклеточных водорослей. Все они нуждаются не только в биогенных веществах, но и в двуокиси углерода, без которой не может идти фотосинтез. Но чтобы оказать заметное воздействие на уровень углекислого газа, водоросли должны получать "подкормку". Опыты по рассеиванию железа в тех районах Тихого океана, где обычно наблюдается дефицит этого элемента, привели к быстрому росту биомассы фитопланктона и одновременному падению содержания СО, в атмосфере. Кстати, именно этот эффект практически нейтрализует поступления в атмосферу углекислого газа от подводного и островного вулканизма: вместе с газами вулканы выбрасывают значительное количество металлических "удобрений", и поспевающий водорослевый урожай потребляет весь углекислый газ.

Конечно, востребованный водорослями и бактериями углекислый газ вскоре возвращается обратно. Растут и размножаются не только они: активизируется зоопланктон, питающийся этими организмами, и далее все звенья пищевой цепочки вплоть до деструкторов (грибов и бактерий), которые разлагают многократно употребленную органику на исходные составляющие. В итоге каждый атом углерода успевает от 10 до 75 раз в году отметиться в составе молекулы СО_?, побывать в шкуре (или оболочке) какого-нибудь организма, дожить до стадии детрита, окончательно деградировать и вновь воспарить в небо. Добиться прогрессивного изъятия двуокиси углерода из оборота можно только захоранивая органические вещества, и желательно поглубже (где-нибудь в осадках на океаническом дне).

Чтобы в этом убедиться, не обязательно возводить полностью изолированную лабораторию и начинать в ней эксперимент сроком на несколько десятков тысячелетий. Достаточно обратиться к ископаемой летописи.

С выходом растении на сушу состав атмосферы стал меняться особенно часто (Силур Австралии)