Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

В 1920 г., вскоре после публикации первой статьи, Миланкович получил от Кёппена открытку с похвалой его работы, которую все последующие годы хранил «как реликвию». Результатом многолетнего кропотливого труда Миланковича стал первый временнóй график, показывающий, как изменялась инсоляция Земли в течение последних 600 000 лет. Если Кролл сделал только качественные предположения, то Миланкович построил кривую с указанием конкретных дат астрономических колебаний, которые могли повлиять на то, какое количество солнечного света попадало на Землю в летние периоды. Кёппену и Вегенеру не понадобилось много времени, чтобы понять: кривая Миланковича представляет собой независимый индикатор прошлых климатических изменений. К тому времени геологи уже создали собственную приблизительную временную шкалу ледниковых периодов, основанную только на геологических следах – моренных отложениях, ледниковой штриховке и других свидетельствах, впервые обнаруженных еще в 1830-х и 1840-х гг. Соотнесение этих двух кривых показало, что они во многом совпадают, и это добавило как геологам, так и физикам уверенности в том, что изменения на Земле могли вызываться астрономическими циклами. А последнее давало возможность не просто делать ретроспективные прогнозы относительно наступления ледниковых эпох и периодов потеплений, но и основывать их на теории с безупречным физическим фундаментом. «Длинная рука» Ньютона дотянулась до XX в., указав на то, что такие кажущиеся случайными явления, как распространение снега и льда по земной поверхности, были тесно связаны с небесной механикой Земли и Солнца.

Конечно, геологам потребовалось время, чтобы принять теорию Миланковича. Но в 1930-х гг., когда он уточнил и детализировал расчеты, ученые начали сопоставлять свои кривые ледниковых эпох, выстроенные на основе все более подробных геологических данных, с астрономическими кривыми, выстроенными Миланковичем, и, несмотря на наличие некоторых заметных расхождений, соответствие между ними оказалось убедительным. Постепенно в отношении к теоретическим расчетам Миланковича и основанной на полевых наблюдениях геологической летописи произошла важная перемена: отныне не геологическая летопись использовалась для проверки теории Миланковича, а его теория – для проверки и уточнения геологической летописи. «Таким образом, – торжествующе писал Миланкович, – ледниковый период получил свой календарь» [327] Цит. в: John Imbrie and Katherine Palmer Imbrie, Ice Ages: Solving the Mystery (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1979), 117. .

Миланкович дотянулся до небес, чтобы составить календарь изменений, происходивших на Земле. Его теория использовала прогностическую силу астрономии для объяснения физических процессов на нашей планете. В известном смысле это было триумфальным претворением в жизнь амбициозных замыслов «физиков космоса», таких как Джон Гершель и Норман Локьер, которые мечтали найти прямые взаимосвязи между Землей и Солнечной системой и таким образом возвысить физику земных явлений до того же статуса, каким некогда обладала позиционная астрономия. Правда, Гершель и Локьер считали, что эти связи следует искать в регистрограммах магнетизма и радиации, а Миланкович нашел их в ньютоновских расчетах орбит. Но хотя теория Миланковича подтверждалась геологическими данными, она рисовала картину истории земного климата слишком крупными мазками. Вполне возможно и даже вероятно, в прошлом земной климат претерпевал и другие изменения, длившиеся не так долго, как те ледниковые периоды, о которых свидетельствовали расчеты Миланковича. Эти более краткосрочные циклы могли быть связаны с действием так называемых вторичных факторов, названных еще Кроллом, таких как циркуляция Мирового океана и изменения в атмосферных явлениях. Однако для того, чтобы узнать это наверняка, требовались новые инструменты исследования. Небеса дали все, что могли. Пришло время вновь вернуться на Землю и отыскать иные способы заглянуть в далекое прошлое – помимо описательного картографирования, в которое геологи вложили столько сил.

Стремление ответить на вопрос, косвенным образом поднятый работой Миланковича, – какие следы могли оставить на Земле такие циклы? – привело к рождению новой научной дисциплины – палеоклиматологии. Она объединила описательные элементы климатологии с новыми физическими инструментами для создания карты (точнее говоря, серии карт) прошлых климатов Земли. На протяжении долгого времени грубыми индикаторами прошлых температур служили горные породы. Опираясь на геологические следы (царапины, оставленные ледниками при движении, или моренные отложения, образовавшиеся при таянии ледников), ученые могли сделать вывод, что температуры в этот период были либо достаточно низкими, чтобы произошло образование льдов, либо достаточно высокими, чтобы привести к их таянию. Дать более точные оценки было невозможно. Чтобы увидеть детальную картину, ученым потребовалось в буквальном смысле слова углубиться в прошлое – в толщу ледяных щитов и илистое дно океана, которые хранили нетронутые слепки далеких времен. Возможность прочитать эти «архивы» появилась только в 1950-х гг. благодаря новым технологиям, созданным на основе тех же физических знаний, что и атомная бомба. Палеоклиматология в значительной степени (хотя и не полностью) опиралась на прогресс ядерной физики и достигла зрелости в послевоенной атмосфере страха и оптимизма, порожденных этим прогрессом.