Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

Какие сведения люди могут почерпнуть из сокровищницы геологии, чтобы помочь решить международные, национальные и локальные проблемы? Когда мы рассматриваем Землю с точки зрения геологии, то знаем, почему землетрясения случаются в определенных местах; понимаем, что определенные типы вулканов представляют повышенный риск из-за взрывных извержений и местоположения человеческих поселений. Мы также осознаем, что при таянии льдов будет повышаться уровень моря, и это приведет не только к затоплению берегов, но и к проникновению морской воды в используемые подземные источники водоснабжения, и важнейшие прибрежные сельскохозяйственные площади и поля могут оказаться разрушенными. Наше нежелание учитывать геологические признаки и рассматривать последствия для планеты при принятии деловых и экономических решений ради достижения целей в ближайшем будущем вместо длительного выживания представляет экзистенциальную угрозу. Дело не в том, что последствия не осознаются, а в том, что большинство предпочитает их не называть, не планировать и не платить за них авансом. Когда приходит беда, в форме пандемии или экономической, политической или экологической катастрофы, приходится платить даже больше, чем если бы к ней готовились. Понимание геологии и ее сигналов – это один из путей к решению проблем, связанных с изменениями климата и другими нарушениями взаимодействия между людьми и планетой.

На протяжении своей долгой истории живые организмы на планете формировались под воздействием геологических сил и сами воздействовали на них, но часто вслепую. Жизнь устойчива, но некоторые виды и роды – не слишком. К настоящему времени большинство форм живых организмов, живших на Земле, вымерли. Сланцы Бёрджесс показывают, что жизнь больше похожа на постоянно ветвящуюся виноградную лозу, чем на деревоподобную структуру. Вымирания уничтожили части лозы, и эти существа, по-видимому, исчезли навсегда. Появление хищников и конкуренция между видами породили новые модели поведения и механизмы выживания, которые способствовали увеличению сложности и разнообразия видов.

Системы планеты особенно чувствительны к небольшим изменениям концентрации диоксида углерода и других парниковых газов. Отклонения в круговороте углерода объясняют четыре из пяти массовых вымираний и большинство менее масштабных событий вымирания. На протяжении геологического времени было несколько переломных моментов, когда мир резко переходил из одного климатического состояния в другое – от ледяного мира и Земли-снежка к парниковым условиям. Многие формы живых организмов не пережили такие резкие разрушения их среды обитания.

Мы можем извлечь уроки из событий прошлого, когда в результате парникового эффекта температуры повышались, для прогнозирования возможных изменений климата в будущем. Например, в эоцене (эпохи в начале кайнозойского периода), от 55,8 до 34 млн лет назад, наблюдалось аналогичное потепление воды в экваториальных и в высоких широтах, в полярных регионах. Концентрация диоксида углерода превышала 560 ppm. Ученым было известно, что температуры морской воды в полярном регионе более чувствительны к росту концентраций углекислого газа, чем в зонах у экватора, – этот эффект называется полярным усилением, – но имелось слишком мало данных для детализации взаимосвязи. В рамках исследования, проведенного в 2018 г., ученые изучали раковины фораминифер (крошечных обитателей океана) эоценовой эпохи для реконструкции температуры и состава океана в то время[614]

. На основе данных, полученных при изучении фораминифер, ученые выяснили, используя прогнозные оценки, что в тропиках вода была на 6 °C теплее, чем сегодня, а температура полярных вод была на 20 °C выше, чем в наши дни. Однако в современных моделях, используемых IPCC, эта разница недооценивается более чем на 50 %, и влияние диоксида углерода на полярные широты оказывается существенно заниженным. Новые температурные данные, полученные в результате исследования фораминифер, помогут усовершенствовать развивающиеся климатические модели, так что в дальнейшем климатологи смогут делать более точные прогнозы.

Оглядываться, чтобы видеть будущее

Астрид Стил, преподаватель из Ниписсингского университета, написала о том, какой совет дал ей однажды ее наставник, когда она испугалась, что заблудилась на озере на некотором расстоянии от берега после наступления сумерек. Он сказал ей: «Всегда оглядывайся, чтобы видеть, откуда ты идешь. Ты не узнаешь, где находишься, если не будешь смотреть назад время от времени»[615]. Этот мудрый совет применим и к роли геологии при решении людьми все более сложных проблем, касающихся жизни на меняющейся планете. Геология определяет контекст, в котором существует жизнь; это основа и руководство для движения вперед за счет изучения прошлых событий в длинной биографии Земли.