Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога - Маршия Бьорнеруд

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].

К 1960 г. глобальная концентрация СО2 в атмосфере достигла 315 ppm, увеличившись за последние 160 лет на столько же, на сколько за предыдущие 11 000 лет. Скорость роста составила 0,22 ppm в год — в 20 раз быстрее, чем в позднем плейстоцене, когда на Земле началось значительное потепление. В 1990 г. мы пересекли отметку в 350 ppm, которую многие климатологи считают верхним порогом для поддержания голоценовой климатической стабильности, после прохождения которого предположительно должны запуститься сокрушительные механизмы положительной обратной связи. К 2000 г. концентрация СО2 достигла 370 ppm, увеличиваясь со скоростью 2 ppm в год. На момент написания этой книги был пробит потолок в 400 ppm, и скорость роста продолжает нарастать.

Даже в плейстоцене с его дикими климатическими скачками уровень CO2 в атмосфере никогда не превышал 400 ppm — в последний раз подобная концентрация наблюдалась в плиоцене более 4 млн лет назад. И конечно же, нынешняя скорость роста уровня CO2 является беспрецедентной для плейстоцена. Ближайший аналог — климатический кризис, случившийся 55 млн лет назад на границе двух самых ранних эпох в начале кайнозойской эры: палеоцен-эоценовый (или позднепалеоценовый) термический максимум, также известный под менее громоздкой аббревиатурой ПЭТМ.

Подобно сообщениям очевидцев землетрясений, керны морских осадочных отложений, взятые в десятках точек по всему земному шару, хранят яркие свидетельства о позднепалеоценовом термическом максимуме. Все они рассказывают одинаковую историю о пережитом шоке: резкий рост температур на 5–8 °C (зафиксированный в соотношениях изотопов кислорода в микроокаменелостях) сопровождался одновременным скачком кислотности воды в океане (отмеченным резким уменьшением количества материала кальцитовых раковин в осадках) и огромным притоком углерода из какого-то биогенного источника (о чем свидетельствует его необычно высокое обогащение изотопом 12C по сравнению с 13C)[101]. Летопись окаменелостей подтверждает, что в экосистеме океана произошел серьезный сбой: значительно сократилась численность многих видов планктона, а вымирание донных микроорганизмов, называемых бентосными фораминиферами, указывает на то, что были затронуты даже глубоководные слои океана. Эти потрясения, в свою очередь, вызвали масштабную реорганизацию всей морской пищевой цепи. На суше более жаркие и засушливые условия спровоцировали массовое переселение многих видов млекопитающих и стали причиной вымирания пятой части всех видов растений, неспособных к такой быстрой миграции. Морские и наземные данные указывают на то, что после ПЭТМ океанам и биосфере потребовалось около 200 000 лет, чтобы достичь нового равновесия[102].