Джон Малоун - Нераскрытые тайны природы. Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения

Гренландские колонки льда обнаружили еще одно важное обстоятельство. В 1979 г. швейцарский физик Ганс Эшгер отправился в Гренландию, чтобы присоединиться к экспедиции Честера Лангуэя из Университета штата Нью-Йорк. Раскалывая образцы льда, он собирал газ из воздушных пузырьков, образовавшихся в этом льду тысячи лет назад. Ему удалось доказать, что когда около 12 тыс. лет назад на Земле началось новое потепление, уровень содержания углекислого газа в атмосфере был на 10 —4выше, чем 17 тыс. лет назад — во время кульминации последнего оледенения. После публикации этих результатов были проведены новые исследования глубоководных осадков, которые привели к тем же выводам. Оказалось, что диоксид углерода способствовал усилению воздействия циклов солнечной активности на земную атмосферу.

Как работал этот механизм? Ряд авторитетных ученых подошли к этой проблеме с разных сторон. «Парниковый эффект», о котором в последние годы столько говорят в связи с обсуждением скорости глобального потепления, приводит к повышению температуры окружающей среды. На самом деле благодаря парниковому эффекту стала возможна жизнь на Земле, а сейчас обсуждается главным образом вопрос, не может ли климат планеты бесконтрольно изменяться из-за общего повышения температур. Мы знаем также, что один из важнейших факторов этого процесса — увеличение содержания в атмосфере углекислого газа.

По какой причине содержание в атмосфере диоксида углерода может увеличиваться или уменьшаться без вмешательства человека, приводя к нарушению равновесия окружающей среды? Для разных периодов геологической истории выдвинуто несколько теорий. Например, сильное потепление в меловой период, вполне возможно, было результатом быстрого распространения растительности на поверхности Земли. Растения потребляют содержащийся в воздухе углекислый газ, но затем вновь его выделяют, и чем больше новых видов растет и процветает, тем более высоким становится уровень его содержания в атмосфере. В другое время чрезмерное развитие растительности в океанах могло как бы отсасывать диоксид углерода из атмосферы, в результате чего он попадал под воду. Это приводило к похолоданию, способному нарушить равновесие и вызвать новое оледенение.

Согласно одной из гипотез, на климат могли влиять перемещения литосферных плит и возникающие в результате этого изменения континентальных масс. В современном мире Гольфстрим несет теплые экваториальные воды к северу Атлантического океана в сторону Великобритании, благодаря чему в высоких широтах относительно тепло и существуют благоприятные условия для развития зеленых растений. Быть может, возникновение континентальной массы Центральной Америки и прекращение связи между Тихим и Атлантическим океанами 2,5 млн. лет назад инициировали развитие ледников в Северном полушарии. Более позднее глобальное похолодание, возможно, было вызвано отделением Антарктиды от Южной Америки 15 млн. лет назад.

В основе еще одной весьма спорной теории лежит процесс эрозии горных пород, открытый американским химиком Гарольдом Юри (за что он в 1934 г. получил Нобелевскую премию). По мнению Юри, в процессе эрозии силикатные породы поглощают из атмосферы углекислый газ. Если затем они оказываются погребенными на значительную глубину, а по истечении нескольких геологических эпох вновь выходят на поверхность при вулканических извержениях, то диоксид углерода может опять попасть в атмосферу. Согласно гипотезе американских климатологов Морина Реймо и Уильяма Раддимена, ледниковые периоды были связаны с такими обширными горными системами, как Гималаи и Анды, которые возникали из недр Земли, а затем, подвергаясь эрозии, поглощали CO 2из атмосферы. Эти идеи были привлечены к обсуждению глобального потепления, поскольку ученые пошли дальше, утверждая, что сжигание людьми горючих полезных ископаемых действует подобно извержению вулкана и приводит к выделению в атмосферу огромных количеств диоксида углерода.

Сейчас почти ежегодно в печати — по крайней мере в научно-популярных журналах — появляется какая-нибудь новая теория. В 1997 г. Ричард Мюллер из Калифорнийского университета в Беркли и Гордон Макдоналд из Международного института анализа прикладных систем в Лаксенбурге (Австрия) построили новую компьютерную модель, использовав циклы Миланковича. Как установлено, ежегодно на Землю выпадает 30 000 тонн космической «пыли», которую мы не замечаем из-за изобилия «летающей вокруг сажи» — по образному выражению Николса и Мея (1960-е годы). Однако Мюллер и Макдоналд теоретически показали, что раз в 100 000 лет Земля из-за наклона своей оси проходит сквозь особую полосу космической пыли. В результате количество этого вещества, попадающего на поверхность планеты, возрастает до критического уровня. Два других исследователя — Стивен Кортенкамп из Вашингтонского института Карнеги и Стенли Дермотт из университета Флориды — провели проверку этой гипотезы с помощью другой компьютерной модели. В 1998 г. они заявили, что дело здесь не в наклоне земной оси, а в форме орбиты, по которой Земля обращается вокруг Солнца, — этот вывод лучше согласуется с уравнением Миланковича. Как говорится в сообщении Мея, опубликованном в «Science News» в 1999 г., Кеннет Фарли из Калифорнийского технологического института обнаружил, что в осадочных отложениях каждые 100 000 лет действительно наблюдается трехкратное увеличение содержания космической пыли — но в период, когда модель предсказывает его уменьшение. «Здесь в самом деле творится что-то странное», — заключает Фарли.

В 1999 г. на свет появилась новая связанная с космосом теория. Речь шла о резком увеличении интенсивности космических лучей. Эти лучи постоянно бомбардируют Землю, но в случае увеличения интенсивности они способны вызвать существенное увеличение плотности облачного покрова. Интенсивность космических лучей можно измерить с помощью радиоактивного метода определения возраста пород, основанного на содержании изотопа 14С. Согласно сообщению «Discover» в апреле 1999 г., автору этой новой теории Хенрику Свенсмарку из датского Института космических исследований удалось получить доказательства того, что в течение последнего ледникового периода активность космических лучей выросла «почти в два раза».

Наличие множества новых теорий, выдвигаемых для объяснения причины оледенений, конечно, верный признак того, что это поле исследований перепахано еще не до конца. Некоторых ученых раздражают чересчур экзотические теории. Они предпочитают точные компьютерные модели и считают, что самозванные эксперты из слишком многих областей науки бесцеремонно встревают со своими досужими домыслами. Сама природа предмета неизбежно вовлекает в дискуссию самых различных специалистов. Общепризнано, что следует принимать во внимание циклы Миланковича, хотя мнения ученых расходятся относительно степени учета. Во всех случаях прочное место за столом в этой полемике занимают астрономы. То же относится и к биологам-эволюционистам, так как существовавшие в определенные периоды формы жизни свидетельствуют о том, что в это время происходило с климатом, а иногда они могли и воздействовать на него. Наиболее тесно взаимодействуют геологи и химики, например при добыче и анализе образцов осадков из океанических глубин. Хотя результаты ученых в одной области науки могут иногда подкреплять или даже подтверждать работы других, неизбежно наступают моменты, когда они начинают противоречить друг другу. То, что, допустим, кажется очень убедительным с точки зрения геологии, может вступать в конфликт с данными эволюционной теории, и наоборот.