В последнее время специалисты в области наук о Земле спорят о том, не пора ли выделить время существования цивилизации в новую, антропоценовую (от греч. άνθρωπος — человек), эпоху, учитывая влияние человека на атмосферу, гидросферу и литосферу. Поскольку каждое стратиграфическое подразделение фанерозойской эонотемы имеет нижнюю границу, определенную по появлению остатков тех или иных существ или следов их жизнедеятельности, т. е. ископаемых следов (как кембрийская система), в качестве даты, с которой следует отсчитывать эту эпоху, предлагается 1861 г. — начало строительства Лондонского метрополитена. Ведь это тоже своеобразные следы жизнедеятельности, изменившей мир, как изменили его кембрийские биотурбаторы, и одновременно свидетельство новой субстратной революции — промышленной, которая опять же не менее значима, чем кембрийская «агрономическая» революция. Правда, возраст мегалитических построек Карнака и Стоунхенджа, для возведения которых пришлось закладывать карьеры, насчитывает от 4000 до 7000 лет; один из первых городов — Иерихон — и того старше; настоящее наскальное искусство и хижины из мамонтовых костей датируются возрастом 30 000–35 000 лет; некоторые примитивные рисунки сделаны почти полмиллиона лет назад, а орудия еще на 2,5 млн лет древнее. Если же говорить о первом глобальном вмешательстве людей в судьбы планеты, то это, вероятно, участие в уничтожении мегафауны всех континентов, происходившее в той последовательности, в которой туда проникал человек разумный (от Австралии, около 50 000 лет назад, до Северной Америки и Сибири, 30 000–13 000 лет назад). Следы этого воздействия отразились даже на климате: исчезновение в обеих Америках 80 % мамонтовой мегафауны, которая производила изрядные объемы метана, привело к временному похолоданию (на 9–12 °C) в Северном полушарии на фоне общего потепления. Считая все эти события антропоценовыми, эпоху придется растянуть на весь четвертичный период. Неслучайно ведь одно из неформальных его названий — антропоген. Однако все же именно с началом индустриальной революции люди стали реальной геологической силой: к примеру, углекислого газа ежегодно производят 5×1013 кг, из которых три четверти приходится на продукты сгорания ископаемого топлива, — в 100 раз больше, чем выбрасывают современные наземные вулканы (3×1011 кг).
Глава 32. Возвращение в протерозой
Далеко не всегда вулканы были столь миролюбивы и извергали двуокись углерода в таких мизерных объемах, как ныне. Например, на рубеже пермского и триасового периодов (252 млн лет назад) на Земле случилась масштабная вулканическая катастрофа. Взорвался не один и не несколько вулканов, а почти целый континент, охватывавший Западную и Центральную Сибирь, а накануне этого события (260–258 млн лет назад) — еще и обширная вулканическая область в Южном Китае. За кратчайший, по геологическим меркам, временной промежуток (менее 800 000 лет) базальтовые излияния покрыли почти 5×106 км2, из недр исторглось свыше 3×106 км3 пепла и лавы, в том числе примерно 8,8 × 1016 кг двуокиси углерода (как за счет прямых вулканических выделений, так и в результате разогрева карбонатов, углей и эвапоритов при внедрении в осадочные толщи силлов — пластовых базальтовых интрузий) (рис. 1.4). Содержание СО2 в атмосфере подскочило от четырех до пяти раз, хотя его уровень и так был выше нынешнего, а температуры выросли с 20 до 35 °C. (Для сравнения: если человечество за текущее столетие сожжет все разведанное ископаемое топливо — нефть, газ, уголь, уровень углекислого газа поднимется всего в два-три раза.)
Существенную роль в пограничных пермско-триасовых событиях сыграла и палеогеография планеты: к концу палеозойской эры единый суперконтинент Пангея, простиравшийся от полюса до полюса, омывался мировым океаном — Панталассой. С востока в Пангею клином врезался океан Тетис, частично отделяя европейско-сибирскую часть суперконтинента от гондванской. Жизнь Земли была сосредоточена в этом океане и на прибрежной полосе Пангеи, окаймленной горными грядами, а центральную область суши занимала обширная пустыня, где не выпадало ни капли дождя, а температуры превышали 40–45 °C. Поскольку Тетис с востока замыкался китайскими континентами, а других обширных мелководий из-за низкого уровня моря на планете не было (значительные объемы влаги сосредоточились в ледниковых щитах), океан превратился в гигантскую ловушку с замедленной циркуляцией вод и сероводородными (на севере) и закисными (на юге) глубинами.
Разогрев атмосферы за счет парниковых газов, поступавших с вулканическими выбросами, и своеобразных солнечных батарей в виде туч, состоявших из серных и углекислых аэрозолей, привел к подкислению и прогреву океана Тетис и высвобождению миллиардов тонн метана, до поры до времени скованных на дне ледяными кристаллами в газовых гидратах. Этот газ является самым действенным парниковым фактором, к тому же быстро окисляется, расходуя ценный кислород и превращаясь в еще один источник двуокиси углерода. Кроме того, реки и дожди смывали в океан вулканический пепел, богатый железом, марганцем и другими микроэлементами, вызывая бурное «цветение» бактериального и водорослевого планктона. Это и привело в конце концов к замору океанской величины, отразившемуся в геологической летописи в виде многометровой толщи черных, благодаря накопившемуся в них органическому веществу, сланцев. Образование сланцев, в свою очередь, происходило с выделением азота и закиси азота (поскольку в отсутствие кислорода главным окислителем органического вещества становится нитрат, а продуктами этой реакции являются вышеназванные газы), которые уходили в атмосферу.
Представленный здесь мрачный сценарий отнюдь не фантазии геологов и палеонтологов, он скорее преуменьшает, чем преувеличивает истинные масштабы явлений. Так, указанные объемы и темпы поступления углекислого газа получены исходя из площади распространения и мощности сибирских базальтов, но от них, вероятно, сохранилось не более половины. Подкисление океана вычисляется по изотопной подписи бора (11В/10В, или δ11В), которая отражает фракционирование этого элемента между борат-ионом [B(OH)4—] и борной кислотой [H3BO3]. Поскольку и организмы, и растущие кристаллы борсодержащих минералов используют легкий изотоп, океанские воды обогащаются H3BO3 с тяжелым изотопом, что и отражается в осадочной летописи карбонатов. Но B(OH)4— преобладает в щелочной среде (рН>8,6), и рост содержания борной кислоты выражается в отрицательном смещении изотопной подписи бора, причем каждый дополнительный 1‰ δ11В соответствует понижению рН на 0,1. На пермско-триасовом рубеже за 10 000 лет показатель рН океана снизился на 0,7, а кислотность, соответственно, повысилась. Рост температуры рассчитывается разными методами, в том числе по отрицательным сдвигам изотопной подписи кислорода (δ18О) в фосфате конодонтов (отражающим таяние ледовых шапок, где накапливался более легкий изотоп этого элемента), по снижению устьичного индекса (связанного с меньшей плотностью устьиц на листовой пластине при избыточном парциальном давлении СО2) и по обилию мостиков между редкими стабильными изотопами в раковинах брахиопод. Таких мостиков, например 18О-13С, образуется тем больше, чем выше температура, при которой растет кристалл, независимо от содержания в океане 18О. А раковины брахиопод построены из кристаллов наиболее устойчивого кальцита, хранящего первичный изотопный сигнал сотни миллионов лет. Конечно, и сама палеонтологическая, и осадочная летопись предоставляют огромный материал для понимания того, что случилось на рубеже двух эр…
