Терри Пратчетт - Наука Плоского Мира

Все перечисленные методы подтверждают результаты друг друга и дают одну и ту же общую картину. Время от времени поверхность Земли начинает охлаждаться, при этом температура опускается на 10–15 °C вблизи полюсов и на 5 °C на остальной территории. Затем температура резко поднимается, скорее всего, на 5 °C выше современно нормы. Между этими колебаниями происходят другие, более слабые «ледниковые мини-периоды». Как правило, промежуток двумя соседними ледниковыми периодами «приличного» размера составляет 75 000 лет, иногда меньше — но уж точно не достигает такой величины, как 400 000 спокойных лет «межледниковья», согласно ожиданиям викторианцев. Наибольшее беспокойство вызывает вывод относительно продолжительности периодов высокой температуры, подобных современному, — они редко длятся больше 20 000 лет.

А последнее крупное оледенение завершилось 18 000 лет назад. Друзья, стоит одеться потеплей.

В чем причина ледниковых периодов? Оказывается, что Земля не настолько приветливая планета, а ее орбита вокруг Солнца не настолько устойчива и периодична, как мы привыкли считать. Современная теория была разработана в 1920 году сербским ученым Милутином Миланковичем. Если говорить в общих чертах, то Земля движется вокруг Солнца по эллипсу, близкому к окружности, однако три характеристики Земной орбиты со временем меняются. Одна из них — это наклон Земной оси, который в настоящее время составляет около 23°, но циклически изменяется с периодом около 41 000 лет. Вторая — это точка, в которой орбита Земли проходит максимально близко к Солнцу — она меняется с периодичностью 20 000 лет. И, наконец, третья переменная — это эксцентриситет Земной орбиты, который показывает, насколько сильно она вытянута; период ее изменения составляет примерно 100 000 лет. Если сложить все три цикла вместе, можно рассчитать, как меняется со временем количество тепла, получаемого от Солнца. Результаты расчетов согласуются с данными об изменениях температуры на Земле, так что прогревание Земли, наступающее после ледниковых периодов, объясняется увеличением количества солнечного тепла, которое, в свою очередь, зависит от упомянутых астрономических циклов.

Тот факт, что Земля нагревается, когда получает от Солнца больше тепла, и остывает, когда количество этого тепла уменьшается, возможно, не покажется вам удивительным. Однако не все тепло, достигающее верхних слоев атмосферы, попадает на поверхность Земли. Часть тепла могут отражать облака, и даже если этого не происходит, на поверхности тепло отражается и от воды в океане, и от снега и льда. Считается, что во время ледникового периода отражение тепловых лучей приводит к тому, что Земля теряет больше тепла, чем при прочих условиях, то есть ледниковые периоды автоматически усиливают сами себя. Земля освобождается ото льда, когда Солнце нагревает ее так сильно, что, несмотря на потерю тепла, лед начинает таять. Или, может быть, лед становится грязным, или… Не так очевидно, что ледниковый период начинается, когда количество солнечного тепла уменьшается — ледниковые периоды и в самом деле обычно начинаются медленнее, чем отступают.

Все сказанное заставляет задуматься, может ли глобальное потепление, вызванное газами животного происхождение, иметь к этому какое-то отношение. Накопление в атмосфере газов вроде углекислого или метана, приводит к широко известному «парниковому эффекту», при котором удерживается больше солнечного света, чем обычно — отсюда и увеличение количества тепла. В настоящее время большинство ученых пришли к выводу, что количество «парниковых газов» на Земле растет быстрее, чем обычно, благодаря деятельности человека — сельскому хозяйству (выжигание тропических лесов для расчистки земли), автомобилям, сжиганию угля и нефти для получения электроэнергии и снова сельскому хозяйству (коровы производят метан в огромных количествах: с одной стороны поступает трава, с другой стороны образуется метан). И не забудем о том, что люди тоже выдыхают углекислый газ: один человек равен примерно половине машины или даже больше.

Возможно, что в прошлом существовали густонаселенные цивилизации, о которых нам ничего не известно, так как они не оставили никаких следов — за исключением своего глобального воздействия на температуру планеты. Возможно, когда-то Землю населяли полчища коров, буйволов и слонов, которые только и делали, что производили метан. Однако большинство ученых уверены в том, что смена климата объясняется изменениям пяти различных факторов: количество теплоты, излучаемой Солнцем, орбита Земли, состав атмосферы, количество пыли, образующейся в результате вулканической деятельности, а также уровни суши и океанов, связанные с движением Земной коры. Мы пока еще не состоянии собрать общую картину, в которой измерения соответствовали бы теории с достаточной точностью, однако уже сейчас мы начинаем понимать, что климат Земли имеет несколько состояний «равновесия». Некоторое время климат остается в одном состоянии, затем сравнительно быстро переходит в другое, и процесс повторяется.

Оригинальная идея состояла в том, что одно из равновесных состояний — это теплый климат, похожий на современный, а второе — холодный «ледниковый период». В 1998 году Дидье Пеллар развил эту идею, предложив модель с тремя состояниями: межледниковье (теплое), умеренное оледенение (холодноватое) и собственно оледенение (очень холодное). Падение уровня солнечного тепла ниже некоторой критической точки в результате соотношения вышеупомянутых астрономических циклов приводит к переходу из теплового состояния в холодноватое. Когда в результате скапливается достаточное количество льда, отражается такое количество тепла, что происходит переход в очень холодное состояние. Когда же тепло от солнечного излучения поднимается выше другой критической точки, опять же благодаря трем астрономическим циклам, климат возвращается в теплое состояние. Эта модель согласуется с измерениями количества кислорода-18 (радиоактивный изотоп кислорода) в геологических отложениях.

Наконец, добавим немного драматизма. Около 700 миллионов лет назад наступил настолько суровый ледниковый период, что жизнь на поверхности Земли вымерла практически полностью. Этот период «большой заморозки» продолжался в течение 10–20 миллионов лет — за это время ледники добрались до экватора, а моря, судя по всему, замерзли до глубины в полмили (1 км) или даже больше. Согласно гипотезе «Земля-снежок», предложенной Полом Хоффманом и Даниэлем Шрагом в 1998 году, в этот период лед полностью покрывал Землю. Однако если бы это действительно было так, то реальный ущерб был бы намного больше, чем тот, который можно представить, исходя из палеонтологических летописей.