Дж. Д. Макдугалл - Краткая история планеты Земля: горы, животные, огонь и лед

Но в сравнительно ближайшем будущем, на протяжении жизни нескольких поколений, наша планета должна будет пережить другие, более касающиеся нас потрясения. Один из моих коллег любит говорить, что самым важным из действующих агентов геологических изменений в данный конкретный момент геологической истории является человек. Мы являемся первым видом в истории Земли, обладающим способностью модифицировать поверхность планеты, ее атмосферу и климат радикально и в глобальном масштабе. Рисунок 13.1 показывает, как со временем изменялась численность людей, а вслед за ней, нога в ногу, изменялась степень всего лишь одного из видов нашего воздействия на окружающую среду — поступление в атмосферу углекислого газа. В прошлом по естественным причинам в атмосферу выбрасывалось гораздо большее количество углекислого газа; его концентрация изменялась в гораздо большей степени, чем показано на рисунке. Но насколько мы можем судить, эти изменения происходили значительно медленнее; их результаты, хотя и суровые или даже роковые для некоторых растений и животных, не были обрушены на общество, столь сложно организованное, как наше, которое очень тонко приспособлено к среднему климату последних нескольких столетий. Если, как предсказывают многие ученые, возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере вызовет рост среднегодовой температуры на Земле на несколько градусов, последствия этого будут для нас совершенно катастрофическими. Целые продуктивные сельскохозяйственные пояса будут исключены из сферы землепользования или по крайней мере останутся пригодными только для совершенно иных культур, чем те, которые там выращиваются сейчас. (С другой стороны, районы, лежащие в высоких широтах и имеющие сейчас второстепенное значение для сельского хозяйства, особенно в России и Канаде, могут неожиданно оказаться главными источниками пищевых продуктов.) По мере повышения температуры начнется подъем уровня океана — частично в результате таяния ледяных шапок, а частично потому, что сама океанская вода при нагревании расширяется, что приведет к затоплению многих плотно населенных и расположенных низко над уровнем моря областей и увеличению уязвимости других от тропических штормов. Пока люди вынуждены использовать ископаемые виды топлива, сжигание которого является главным источником дополнительно поступающего в атмосферу углекислого газа, нет реальных возможностей задержать рост его содержания в ней, хотя путем совместных международных действий можно было бы несколько замедлить этот рост. За длительный период времени общество, несомненно, приспособится к изменениям, которые должны произойти. Однако поскольку эти изменения будут быстрыми даже по человеческой шкале времени, то вполне вероятно, что они вызовут значительные трудности, нужду и разрушения во многих частях мира.

Рис. 13.1. Графики, показывающие изменения численности населения (слева) и содержания углекислого газа в атмосфере (справа) после приблизительно 1700 года, согласно данным из разных источников. Концентрации углекислого газа выражены в частях на миллион (ррт). К середине 1990-х годов содержание углекислого газа в атмосфере составляло около 360 частей на миллион. Хотя процентные изменения на обоих графиках очень различны, ясно, что скорость роста как народонаселения, так и содержания углекислоты в атмосфере весьма возросли во второй половине двадцатого столетия.

Есть также возможность, что рост среднегодовой температуры на Земле, который, несомненно, будет сопровождать рост выбросов углекислого газа в атмосферу, будет в то же время противодействовать тенденции к погружению Земли в новую ледниковую эпоху, которая, согласно графику рис. 12.4, охватывающему значительный отрезок времени, может наступить в любой момент. Но все же маловероятно, что эти две противоположные тенденции точно уравновесят друг друга. Большинство ученых, изучавших эту проблему, считают, что обусловленное углекислым газом потепление перевесит и мы находимся в начале «сверхмежледникового периода», который будет продолжаться до тех пор, пока мы не израсходуем все наши ископаемые топливные ресурсы. К тому времени, вероятно через несколько столетий, концентрация углекислого газа в атмосфере будет по крайней мере в три раза выше, чем в предындустриальную эпоху. Постепенно большая часть этого избыточного углекислого газа будет поглощена океанами; при отсутствии нового поступления углекислоты ее концентрация в атмосфере начнет уменьшаться, что позволит Земле снова погрузиться в ее несколько запоздалый ледниковый период. В отдаленной, геологической, перспективе истории Земли изменения, вызванные человеком, такие как, например, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, представляют собой мелкие пертурбации. Как должно быть очевидно из предшествующих глав, в прошлом Земля прошла через гораздо более серьезные нарушения хода эволюции, и тем не менее их следы в каменной летописи в общем довольно незначительны. Если завтра люди исчезнут с лица планеты, то через несколько миллионов лет следы их деятельности будут едва заметны. Но краткость нашей индивидуальной жизни заставляет большинство людей устремлять внимание на проблемы более близкого будущего; для исторических масштабов времени с нашим развитым знанием о работе Земли возможно предсказать, что нас ждет.

Развитие геологии как науки в большой степени опиралось на поиски сырья для промышленности. До совсем недавнего времени большинство людей, профессионально занимающихся геологией, было устремлено на работу в области добычи нефти или газа. И действительно, количество поступающих на геологические факультеты колледжей и университетов по всей Северной Америке следовало за взлетами и падениями главных нефтедобывающих компаний, которые были основными нанимателями выпускников. Однако после долгого периода низких цен на нефть и со все большим упором на сохранение запасов нефти и окружающей среды в последние годы эта картина меняется. Однако поиск и добыча полезных ископаемых, необходимых в нашем сложном мире, по-прежнему является важным аспектом наук о Земле. И как раз в этой области наши перспективы в будущем вполне определенны.

С древнейших времен искатели полезных ископаемых (за отсутствием более подходящего слова) использовали интуицию, опыт и силу мозгов при поисках геологических материалов, нужных и пользующихся спросом. В наши дни к их древнему арсеналу была добавлена технология, особенно дистанционные (геофизические) методы, что позволило расширить область поисков до самых отдаленных районов, которые раньше не были доступны, а также до океанских глубин и областей континентов, лежащих под земной поверхностью. Почему при поисках полезных ископаемых необходимы такие усилия? Ответ заключается в том, что, хотя малые количества почти всех элементов периодической таблицы Менделеева можно найти в самых обычных материалах, — например, золото, растворенное в воде морей и океанов, медь в почве вашего сада, — они присутствуют там в очень рассеянной форме и их нельзя извлечь так, чтобы это было экономически выгодно. Даже алюминий, третий среди самых распространенных элементов земной коры, нельзя добывать просто в любом месте. Однако на протяжении всей истории Земли геологические процессы вели не только к рассеянию элементов, но и к концентрации их с образованием ценных месторождений. Весь фокус заключался в том, чтобы понять, как работают эти процессы, и использовать это знание, чтобы сузить область поиска до месторождений, которые могут быть отработаны по приемлемой стоимости. Поиски таких месторождений, все более изощренные, продолжаются, но в значительной части земных недр, доступных с земной поверхности, детальные поиски уже проведены и количество вновь открываемых месторождений с каждым годом и десятилетием все меньше и меньше. Новые технологии позволяют извлекать нужные материалы из месторождений, которые когда-то считались нерентабельными, и все же следует признать, что геологические ресурсы не являются неисчерпаемыми. Процесс концентрации полезных ископаемых в месторождения занял несколько миллиардов лет истории Земли; в масштабах человеческой истории эти отработанные запасы невосполнимы. В некоторых случаях мы извлекаем их в течение десятилетий. Может быть, самым поразительным примером постепенного истощения запасов может служить нефть. Ввиду ее чрезвычайной важности для современного общества образование и распределение месторождений нефти изучались очень детально и на поиски и извлечение ее из недр были затрачены миллиарды долларов. Хотя уже тысячи лет назад люди знали о существовании сырой нефти, встречающейся местами в виде «выходов», и использовали ее для целого ряда целей, самая первая буровая скважина нефти была пройдена в Пенсильвании в 1859 году. Известное в то время под названием «Безумие Дрейка», это маленькое предприятие породило в конечном итоге гигантскую всемирную индустрию, которая затронула практически каждый уголок Земли. Но не прошло еще столетия с того дня, когда была пробурена эта первая скважина, а миллионы баррелей нефти выкачиваются из земли каждый день, как уже раздалось несколько осторожных голосов, предсказывающих о возможных крайне неприятных последствиях нашего ничем не ограниченного потребления этого невосполнимого ресурса. Хотя некоторые из самых крайних предсказаний так до сих пор и не осуществились — главным образом в результате более эффективного использования энергии, глобального замедления экономического развития и открытия новых месторождений, — уже нет сомнений в том, что в конце концов мы исчерпаем все доступные месторождения нефти и газа. Единственная оставшаяся неопределенность — это сколько времени до этого нам осталось. Хотя месторождения нефти и газа формировались в течение миллионов и миллионов лет, геологических ресурсов этих источников энергии хватит — при нынешнем щедром уровне их потребления — всего на несколько сотен лет!