Знание-сила, 2004 № 02 (920)

Одно из последних значительных похолоданий случилось около 55 миллионов лет назад (на рубеже палеоценовой и эоценовой эпох). К началу того события Земля была полностью свободна от снежных шапок; крокодилы и черепахи нежились на пляжах острова Элсмира (примерно на 75-й широте); пальмы обрамляли побережье Камчатки (впрочем, нынешние ее губернаторы, наверное, и сейчас так считают); а температура вод на курортах Антарктики достигала +20°С. Причем значительное повышение средней приповерхностной температуры Земли (на 5-7°С) произошло всего за 30 тысяч лет и, вероятно, было связано с ростом содержания в атмосфере СO₂, образовавшегося при планетарном метановом выбросе. Однако последовавшая вспышка продуктивности фитопланктона не только притормозила дальнейшее накопление углекислого газа и повышение температуры, но даже привела на некоторое время к ее снижению на 10°С.

Возможно, что подобное вмешательство водорослей в ре!улирование земного климата произошло не впервые. Так, очень необычная ледниковая эпоха наступила в конце ордовикского периода (около 450 миллионов лет назад). Резкое падение средней температуры произошло менее чем за 500 тысяч лет на фоне ничего не предвещавшего глобального потепления. Предполагается, что столкновение островных дуг с будущими Северной и Южной Америками привело в то время к активизации вулканов. Тучи вулканической пыли, взметнувшиеся в верхние слои атмосферы, отражали солнечные лучи, что и привело к снижению доли тепла, получаемого планетой от Солнца. Оказалось, что морские осадочные горные породы, накопившиеся к самому началу оледенения, переполнены остатками одноклеточных планктонных водорослей, причем одного и того же вида. (Скудность видового разнообразия при обилии представителей самого вида, как правило, свидетельствует о высокой продуктивности данной экосистемы). Значит, вулканическая активность могла привести к сбросу в океан большой массы биогенов, способствовавших обильному "цветению" планктона со всеми вытекающими последствиями; снижением уровня углекислого газа, вызвавшего похолодание, и вымиранием значительного числа морских организмов.

Однако возможен и совершенно иной сценарий событий. В ледниковые эпохи с континентов в океаны выдувается огромное количество пыли с высоким содержанием железа. Это природное удобрение вызывает стремительный прирост биомассы фитопланктона. Деструкторы перестают справляться с его разложением. Потребленный углекислый газ, ставший частью органики, "уходит на дно". Уровень его содержания в атмосфере падает. То есть оледенение выступает косвенной причиной изъятия излишков этого газа из атмосферы, а не наоборот. И какой сценарий нас ожидает в будущем?

Подсчитано, что обитатели океана могут потребить на свои нужды в 15 раз больше углекислого газа в год, чем человек в состоянии произвести за это же время, сжигая органическое топливо, вырубая леса и делая все, что он привык делать. Однако "могут" — не значит "потребят". Почему так случилось в конце ордовикского периода и начале эоценовой эпохи, до сих пор до конца не ясно.

Возможно, был пройден некий температурный порог, благоприятный для живших в те эпохи водорослей, и их заменили другие. Многие из микроскопических водорослей предпочитают не слишком жаркий климат и, кстати, способны понизить температуру на 1-3 "С и повысить влажность, выделяя в атмосферу некоторые вещества. Поэтому определенное прибавление двуокиси углерода может привести к усилению сухости климата и без всякого парникового эффекта. Просто при повышенных концентрациях этого газа обызвествление водорослей ухудшается, и на смену известковому планктону, чьи химические выделения увлажняют климат, приходит кремневый, не обладающий этим качеством. Да и само массовое развитие известкового планктона как бы провоцирует дальнейшие события, что и случилось во второй половине мелового периода.

Обилие кокколитофорид — мельчайших обызвествленных водорослей (в одном литре морской воды их может скопиться более 100 миллионов штук) — привело к смещению центров накопления карбонатных осадков от берегов в глубины океана. Но именно оттуда эти осадки, двигаясь вместе с тяжелой океанической плитой, быстрее оказываются "переварены" тектоническими процессами и через вулканы изрыгаются обратно в виде углекислого газа. Последующее потепление привело к снижению их численности, вплоть до резкого падения, ставшего одной из причин самого значительного в истории Земли вымирания.

В регулировке температуры задействовано множество процессов, включая определенные стадии орбитальных циклов (задающих время потеплений и оледенений, но отнюдь не их интенсивность), положение континентов, их площадь, доступная выветриванию, характер горообразовательных процессов и вулканизма, особенности растительного и облачного покрова, наличие тех или иных групп планктона, активность организмов деструкторов...