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

Землетрясения, которые обычно способствуют строительству гор, тоже могут вызывать мощные оползни, как это было во время трагического Вэньчуаньского землетрясения в Китае в 2008 г., которые фактически сводят на нет эффект сопутствующего тектонического поднятия [51] Parker, R., et al., 2011. Mass wasting triggered by the 2008 Wenchuan earth quakeis greater than orogenic growth. Nature Geoscience , 4, 449–452. . Другими словами, процессы формирования и разрушения горных ландшафтов тесно связаны между собой, и в обоих случаях могут доминировать не столько длительные и скучные периоды униформистской размеренности, сколько короткие, катастрофические эпизоды в режиме реального времени.

Существуют геологические свидетельства обрушений склонов в древности, которые по своей величине и мощи настолько превосходили все то, что доводилось видеть человечеству на своем веку, что кажутся невероятными сценами из плохих апокалиптических фильмов. Так, примерно 73 000 лет назад катастрофический обвал склона вулканического острова в архипелаге Кабо-Верде у западного побережья Африки породил цунами, которое забросило 90-тонные валуны на высоту 180 м на другом острове, находящемся в 50 км от этого места [52] Ramalho, R., et al., 2015. Hazard potential of volcanic flank collapses raised by new megatsunami evidence. Science Advances , 1, e1500456. doi:10.1126/sciadv.1500456 . И хотя большинство людей знают, что под Йеллоустоном находится спящий супервулкан, который в прошлом извергался с инфернальной мощью, мало кому известно, что находящаяся по соседству гора таит в себе следы еще более ужасающей древней катастрофы. Гора Сердце в штате Вайоминг (рядом с которой во время Второй мировой войны находился лагерь для интернированных японцев) является частью блока горной породы (толщиной 1,6 км и площадью примерно с Род-Айленд), которая некогда сползла по довольно пологому склону более чем на 50 км всего за 30 минут, т. е. со скоростью автомобиля на автостраде, под действием перегретых газов под ее основанием [53] Aranov, E., and Anders, M., 2005. Hot water: A solution to the Heart Mountain detachment problem? Geology , 34, 165–168. doi:10.1130/G22027.1; Craddock, J., Geary, J., and Malone, D., 2012. Vertical injectites of detachment carbonate ultracataclasite at White Mountain, Heart Mountain detachment, Wyoming. Geology , 41, 463–466. doi:10.1130/G32734.1 , как предполагают ученые. Такие катастрофические события указывают нам на то, что с нашим коротким окном наблюдений мы видим лишь часть проявлений поведения Земли и что считающиеся нами «нормальными» процессы рельефообразования в действительности могут быть подобны деятельности спасательной бригады, пытающейся восстановить разрушенную инфраструктуру после катастрофы. Эта идея вряд ли понравилась бы Чарльзу Лайелю.

Понимание долгосрочных последствий таких резких топографических изменений тем более важно, что в настоящее время мы сами являемся агентами геоморфологической катастрофы. Открытый способ добычи угля посредством так называемого «срезания вершины горы» — обманчиво безобидный хирургический термин — сопряжен с перемещением огромных объемов пород, сравнимым по масштабам с крупнейшими стихийными бедствиями. В некоторых районах Аппалачей старые топографические карты попросту стали непригодными для использования. Проведенное в 2016 г. исследование измененного рельефа на юге Западной Вирджинии показало, что с 1970-х гг. с горных вершин было срезано и свалено в верховьях речных долин около 6,4 куб. км «вскрышных» пустых пород [54] Ross, M., McGlynn, B., and Bernhardt, E., 2016. Deep impact: Effects of mountaintop mining on surface topography, bedrock structure and downstream waters. Environmental Science and Technology , 50, 2064–2074. doi:10.1021/acs.est.5b04532 . По объему это сравнимо с количеством эрозионного осадочного материала, которое Ганг и Брахмапутра — две мощнейшие реки, стекающие с самой высокой горной системы на планете, — выносят в Бенгальский конус выноса за десятилетие. И это только в одном регионе — на юге Западной Вирджинии.

Последствия такого массированного нарушения ландшафта будут весьма обширными и длительными. Склоны, где деревья некогда скрепляли почву поверх коренных подстилающих пород, ныне покрыты насыпями породных отвалов толщиной в десятки метров. В естественных условиях реки формируют в горных областях русло, близкое к так называемому профилю равновесия , т. е. имеющее такой уклон, когда скорость потока соответствует объему осадочных пород, поступающих в речную долину. Сегодня в долинах Аппалачей маленькие горные речки доблестно стараются справиться с колоссальными объемами отходов горнодобычи, доставляемых туда человеком. Сколько времени может занять их вымывание, оценить достаточно сложно, поскольку у нас нет геологических аналогов такого глубокого нарушения равновесия, но, по самым консервативным оценкам, на это могут уйти сотни тысяч лет. Не менее удручает и прогнозируемое краткосрочное и долгосрочное воздействие этого антропогенного вмешательства на химический состав поверхностных и подземных вод и на судьбу аборигенной фауны и флоры. А психологический эффект, который оказывает на людей печальное зрелище обезглавленных гор, и вовсе не поддается оценке.

Сегодня во всем мире люди перемещают больше горных пород и осадочного материала — как преднамеренно, ради добычи полезных ископаемых, так и непреднамеренно, ускоряя темпы эрозии сельскохозяйственной деятельностью и урбанизацией, — чем все реки планеты, вместе взятые [55] Wilkinson, B., 2005. Humans as geologic agents: A deep-time perspective. Geology , 33, 161–164. doi:10.1130/G21108.1 . Формирование земной географии перестало быть уделом исключительно геологических процессов. Буквально за несколько лет Китай радикально изменил карту архипелага Спратли в Южно-Китайском море, построив несколько искусственных островов, намывая грунт с морского дна на коралловые рифы, — этакий пугающий антипод естественно возникшему острову Сюртсей. На юге Англии темпы отступания знаменитых меловых скал увеличились с нескольких до 30 см в год в результате человеческого воздействия на береговую линию вкупе с наступлением моря на сушу и усилением штормливости вследствие изменения климата [56] Hurst, M., et al., 2016. Recent acceleration in coastal cliff retreat rates on the south coast of Great Britain. Proceedings of the National Academy of Sciences , 113, 13336–13341. doi:10.1073/pnas.1613044113 . Дельта Нила погружается в море на 2,5–5 см в год из-за резкого уменьшения объемов твердого стока после строительства Асуанской и других плотин [57] Stanley, J.-D., and Clemente, P., 2017. Increased land subsidence and sea-level rise are submerging Egypt's Nile Delta coastal margin. GSA Today , 27, 4–11. doi:10.1130/GSATG312A.1 . Побережье Луизианы теряет около 0,4 га суши в час из-за непреднамеренных последствий порожденного людьми «идеального шторма»: строительство канала континентального масштаба на реке Миссисипи резко сократило поступление наносов, тогда как интенсивная добыча нефти и газа привела к оседанию земной поверхности — и все это на фоне неуклонного повышения уровня моря (которое является косвенным следствием сжигания тех самых ископаемых углеводородов) [58] Morton, R., Bernier, J., and Barras, J., 2006. Evidence of regional subsidence and associated interior wetland loss induced by hydrocarbon production, Gulf Coast region, USA. Environmental Geology , 50, 261–274. . В Оклахоме мы собственноручно разбудили давно спящие разломы и спровоцировали землетрясения, используя для добычи нефти и газа метод гидроразрыва пласта, при котором огромные объемы воды нагнетаются под давлением в глубокие горизонты [59] Согласно докладу Геологической службы США, сейсмический риск антропогенных землетрясений в Оклахоме в 2017 г. сравнялся с риском естественных землетрясений в Калифорнии; см.: Peterson, M., et al., 2017. One-year seismic-hazard risk forecast for the central and eastern Unites States from induced and natural earthquakes. Seismological Research Letters , 88, 772–783. doi:10.1785/0220170005 .