Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

В общей сложности Дансгор и его команда изучили почти 1600 образцов льда из керна без малого в 1,5 км длиной. Изотопный анализ кернового льда дал гораздо лучшие и более детальные результаты, чем кто-либо ожидал [346] Результаты исследования этого ледяного керна: Willi Dansgaard, S. J. Johnsen, and C. C. Langway Jr., «One Thousand Centuries of Climatic Record from Camp Century on the Greenland Ice Sheet,» Science 166, no. 3903 (1969): 377380; Richard Alley, The TwoMile Time Machine: Ice Cores, Abrupt Climate Change, and Our Future (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2000). . На основе обработанных данных был нарисован график, представлявший собой длинную волнистую линию, уходящую в далекое прошлое. Эта кривая подъемов и спадов температуры, зафиксированных в изменении количества тяжелых изотопов в образце, имела сложный характер, однако демонстрировала и некоторые базовые циклы. Поистине ошеломляла детальность информации о климате, содержавшейся в ледяном керне, особенно за «последние 8300 лет». Как и древесные кольца, лед позволял проследить не только годовые, но даже сезонные колебания температур. Однако больше всего потрясала длительность этой ледяной летописи, простиравшейся в прошлое почти на 100 000 лет. Это был самый старый и подробный «архив» земного климата – керны отложений, взятые со дна озер, хотя и имели бóльшие временные рамки, спрессовывали целое тысячелетие в 1 см осадков. В отличие от них ледяные керны упаковывали годовые полосы с плотностью примерно 50 лет на один метр. Прочитать – и просчитать – такие летописи было гораздо проще. В своей сенсационной статье о «тысяче столетий климатических данных», опубликованной в журнале Science в 1969 г., Дансгор и его команда описали серию циклов, или климатических колебаний, выявленных ими в полученных результатах. Эти циклы показывали, что земной климат претерпевал регулярные изменения с периодичностью примерно в 120, 940 и 13 000 лет [347] Dansgaard, Johnsen, and Langway, «One Thousand Centuries,» 377–380. .

Первым делом Дансгор и команда сравнили свои результаты с палеотемпературными данными из других источников. Примерно в то же время, когда Дансгор исследовал изотопный состав дождевой воды, другие физики использовали этот показатель для анализа отложений, взятых со дна океана [348] Об истории климатологии см.: Woodward, The Ice Ages , chapter 8; H. Le Treut, R. Somerville, U. Сubasch, Y. Ding, C. Mauritzen, A. Mokssit, T. Peterson, and M. Prather, «Historical Overview of Climate Change,» in Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change , ed. S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor, and H. L. Miller (Cambridge and New York: Cambridge University Press, 2007); Chris Caseldine, «Conceptions of Time in (Paleo)Climate Science and Some Implications,» WIREs Climate Change 3 (2012): 329–338; R. W. Fairbridge, «History of Paleoclimatology,» in Encyclopedia of Paleoclimatology and Ancient Environments , ed. V. Gornitz (New York: Springer, 2009), 414–428; Matthias Dörries, «Politics, Geological Past, and the Future of Earth,» Historical Social Research 40, no. 2 (2015): 22–36. . Совпадение наборов данных свидетельствовало бы о том, что ледяной керн мог рассказать что-то значимое о прошлом земного климата, а несовпадение означало бы, что результаты анализа ледяного керна были ошибочными или же что он отражал температурные изменения, ограниченные районом Гренландии. Дансгор и соавторы включили в свою статью в Science график, на котором полученные ими данные сравнивались с результатами исследования древней пыльцы из Голландии, образцы которой охватывали 80 000 лет; плейстоценовых отложений, простиравшихся в прошлое примерно на такой же период; и глубоководных донных кернов. При взгляде на эти четыре кривые климатических вариаций, помещенные рядом друг с другом, становилось ясно, что, во-первых, общие контуры всех кривых, каждая из которых была получена независимым способом, действительно совпадали, а во-вторых, данные ледяного керна отличались поистине феноменальной детализацией. Если три другие кривые были похожи на беспорядочные детские каракули, то ледяной график напоминал мелкозубую пилу.

Хотя Дансгор и соавторы подчеркнули, что их кривая «в первую очередь применима для района Северной Гренландии», в конце статьи они отметили поразительное соответствие между четырьмя графиками. Это соответствие не только подтверждало их результаты, но и, что гораздо важнее, предоставляло убедительное доказательство того, что значительные изменения климата в прошлом происходили в глобальном, а не региональном масштабе и намного быстрее, чем это предполагалось раньше. Сухой язык научной статьи не мог скрыть того волнения, которое испытывали ученые: новая изотопная гляциология обеспечивала «гораздо более высокую и более прямую климатическую детализацию, чем любой из известных до сих пор методов» [349] Dansgaard, Johnsen, and Langway, «One Thousand Centuries,» 380. . И эта детализация говорила нечто важное о климате нашей планеты, а именно то, что он может очень резко меняться.

Метод Дансгора, при всей своей гениальности, не дал бы таких ценных результатов, если бы не ледяной керн, добытый благодаря уникальной установке термического колонкового бурения, а также высокому профессионализму и героическому упорству членов буровой команды. Воодушевленные своим успехом, люди жаждали повторить его в другом месте. Поэтому вскоре после того, как их бур наткнулся на коренную породу под Гренландским ледяным щитом в Кэмп-Сенчури, они отправились в еще одну великую буровую экспедицию – на этот раз в Антарктику, на научную станцию Бэрд, основанную американцами в ходе Международного геофизического года в 1957–1958 гг. Они бурили два года и конце концов извлекли еще один ледяной керн, который охватывал почти такой же период времени, как и гренландский, и с такой же степенью детализации. Результаты изотопного анализа этих двух кернов совпали.

Льды в верхней и нижней части земного шара хранили в себе следы колоссальных климатических сдвигов (до 8 ℃), которые занимали считаные десятилетия и затрагивали всю планету. Никто никогда не предполагал, что климатические изменения такого масштаба могут происходить настолько быстро [350] Spencer Weart, «The Rise of Interdisciplinary Climate Science,» PNAS 110 (2013): 3658. . Даже после публикации статьи истинное значение кривых, полученных Дансгором, не сразу стало очевидным. Хотя Дансгор и его соавторы знали, что открыли новый действенный способ заглянуть в прошлое Земли, сообщество исследователей, заинтересованное в изучении этого прошлого (и того, что оно может рассказать о будущем), еще не осознало в полной мере, что означают эти данные ледяных кернов. Чтобы расшифровать и осмыслить волнистую иззубренную линию, требовался человек с интеллектом, как у Джеймса Кролла, способный охватить и соотнести массивы разрозненных данных и головокружительное разнообразие пространственных и временны́х масштабов.