Перестройки климата в истории Земли
Какая нынче эпоха, согласно наукам о Земле и жизни?
По геохронологической шкале, основанной на палеонтологических данных, продолжается антропогенный (создавший человека) период кайнозойской эры (то есть эры новой жизни).
На основе геологических событий антропогеновый период называют ледниковым. Около 15 тысячелетий назад в Северном полушарии растаяли великие покровные ледники. Мы живем в межледниковое относительно теплое время ледникового периода. Он продолжается: остаются ледниковые покровы Антарктиды и крупнейшего острова планеты Гренландии.
Значительно более продолжительные ледниковые периоды бывали не раз за 4–5 миллиардов лет геологической истории. Хотя преобладали времена, когда на суше не было гигантских ледников, а климат был преимущественно влажным и теплым.
Обратимся к фундаментальному труду «Климат в эпохи крупных биосферных перестроек» (2004). Это исследование выполнено ведущими отечественными специалистами по исторической геологии, палеонтологии.
Как свидетельствуют факты, на нашей планете именно в периоды теплого и стабильного климата достигали расцвета живые организмы. Это естественно: наибольшая биомасса приходится на влажные тропические леса, болота, эстуарии. С началом глобального похолодания преображались природные зоны и ландшафты, а в приполярных областях возникали, вторгаясь в направлении к экватору, ледяные покровы.
Рассматривая палеогеографические карты, мысленно переносишься в далекое прошлое. Наглядно видна изменчивость лика Земли. Перемещались континенты, менялись климатические пояса, становилось иным соотношение суши и моря. Порой создается впечатление, что это какая-то незнакомая планета, настолько отличались от современной ее поверхности очертания материков и океанов.
Судя по этим данным, нет оснований предполагать, что крупные изменения климата, растительного и животного мира происходили резко. Хотя за последние годы вошла в моду гипотеза о том, что кайнозойская эра наступила после падения на нашу планету астероида примерно 65 миллионов лет назад.
Не исключена возможность периодической «бомбардировки» Земли крупными метеоритами – есть следы от подобных ударов. Однако в геологической истории несколько раз происходили крупные вымирания организмов без каких-то внешних катастрофических воздействий.
Эпохи стабильного процветания животных и растений сменяются временем перемен, сравнительно быстрого вымирания одних и появления других форм. Связано это с общими изменениями обстановки на планете, происходящими медленно по нашим привычным меркам, в масштабах сотен тысяч и миллионов лет. Это естественные процессы эволюции Земли и Жизни, результатом которых являемся, между прочим, и мы с вами.
Но за последние 10–15 тысячелетий климат в отдельных регионах менялся значительно. Например, Сахара из саванны с обилием рек, озер и болот превратилась в пустыню. Было ли нечто подобное в прежние эпохи, сказать трудно: следы подобных скоротечных процессов распознать почти невозможно.
В книге, о которой у нас идет речь, палеонтологи проверили, насколько отвечают реальности компьютерные модели. Палеоботаник А.Б. Герман на основе детального анализа растений позднемелового времени (113—87 млн лет назад) опроверг результаты компьютерного моделирования. По его словам, оно «не в состоянии воспроизвести реконструируемые по геологическим данным климатические параметры внутриконтинентальной Азии в условиях парникового климата».
Палеонтологические сведения первичны. Тем более что А.Б. Герман убедительно описал стратегию жизнедеятельности растений в «парниковой» биосфере во время полярной ночи. Но чем объяснить ошибки компьютерных моделей, показывающие резко континентальные условия там, где они были, судя по былой флоре, значительно более мягкими?
Возможно, дело в том, что при моделировании климата, по свидетельству академика В.П. Дымникова, не учитываются геохимические глобальные циклы углерода, которые оказывают существенное влияние на состояние атмосферы. О них столетие назад писал выдающийся шведский химик С. Аррениус. Позже Вернадский отметил: «Количество СО2, освободившееся из жизненного цикла в виде углекислого кальция, сохранившегося как таковой во много сот раз больше всего количества угольной кислоты, находящейся в данной момент в атмосфере, в океане, в живом веществе».
Углерод переходит в земную кору в виде карбонатных пород, залежей нефти, газа, каменного угля. А углекислый газ является парниковым. В периоды, когда воздух обогащен им, глобальный климат становится сравнительно мягким и ровным; если же углерод активно накапливается в земной коре, – холодным, контрастным.
Циклы углерода в атмосфере, природных водах, земной коре и живых организмах проходят в масштабах десятков, сотен тысячелетий (сказываются колоссальные массы геосфер). Значит, крупные климатические изменения должны происходить постепенно. Так было в эпохи глобальных перестроек биосферы.
Как пишет геолог М.А. Жарков, неизменность размещения главных палеогеографических элементов Земли в пермском и начале триасового периодов (280–230 миллионов лет назад), «позволяет высказать предположение о том, что преобразования этого этапа геологической истории не были связаны с какими-либо быстрыми и кардинальными палеотектоническими и палеогеографическими событиями».
Происходили длительные и последовательные глобальные изменения на тогдашнем суперконтиненте Пангея (объединяющем все материки). Медленно менялись взаимосвязи суши с окружающими морями и океанами.
Почему же завершилась «геологическая зима» и потеплела биосфера? Геолог и палеоклиматолог М.Н. Чумаков предположил: главная причина перехода – вспышки вулканической активности, когда в атмосферу было выброшено большое количество парниковых газов. Они-то и могли вызвать повышение температуры.
Возможно, при каких-то условиях парниковые газы, выброшенные вулканами, способствуют общему потеплению. Но, в отличие от технической деятельности человека, это вовсе не постоянный и нарастающий со временем процесс. Его вполне могут свести на нет Мировой океан и зеленые растения.
Интересно, что и наступление «геологической зимы» ученый объяснил усилением вулканизма и запыленностью его продуктами атмосферы, в результате чего значительная часть солнечной радиации не достигала земной поверхности. А когда воздух становился вновь прозрачным и усиливались подземные преобразования горных пород с выделением парниковых газов, то, по мнению ученого, начиналось всепланетное потепление.
Получается, что на вулканы можно «возложить ответственность» и за потепление, и за похолодание. Странно. Да и надо еще доказать, что вспышки вулканическая активности могут иметь глобальные масштабы и продолжаться достаточно долго.
Такие гипотезы возрождают концепцию плутонистов (от имени греческого бога подземного мира), которые в XVIII веке объясняли причины изменений, происходящих в области жизни, влиянием глубинных явлений. В настоящее время предполагаются, в частности, выбросы из мантии планеты потоков тепла (плюмов). Все это занятно, хотя и неубедительно.
