Маршия Бьорнеруд - Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога

Перемены, коснувшиеся ледников Шпицбергена, наглядно показывают, что даже самые отдаленные уголки планеты почти у самых ее полюсов тесно связаны с остальным земным шаром через атмосферу. Земля со своей структурой концентрических слоев удивительно похожа на персик: железное ядро соответствует косточке, мантия — мякоти, кора — кожице. Атмосфера же напоминает внешний слой ворсинок на кожице фрукта: в пропорциональном отношении она имеет такую же толщину, простираясь на 480 км над поверхностью Земли, а бóльшая часть ее массы сосредоточена в нижнем 16-километровом слое. Вездесущая, но большей частью невидимая, атмосфера является одним из важнейших благ, предоставляемых нашей гостеприимной планетой своим обитателям. В отличие от атмосфер наших ближайших соседей — чудовищно тяжелой на Венере и почти улетучившейся в космос на Марсе, — которые состоят в основном из углекислого газа и представляют собой немногим более чем застойные вулканические эксгаляции, земная атмосфера с ее смесью азота и кислорода со следовыми количествами СО 2— это одновременно аномалия и чудо. Понимание ее происхождения и древней истории помогает нам взглянуть на современные темпы атмосферных и климатических изменений в перспективе. История атмосферы неразрывно связана с историей жизни. Современная атмосфера была в значительной степени сотворена самой жизнью, которая, образно выражаясь, написала ее химическую конституцию. Жизнь стабильно управляла атмосферой на протяжении большей части геологического прошлого, хотя временами даже ее сложная система биогеохимических сдержек и противовесов не могла предотвратить атмосферные революции и экологические катастрофы.

Откуда мы можем получить информацию о древнем воздухе? В отношении последних 700 000 лет у нас есть непосредственные «пробы» его состава — воздушные пузырьки, попавшие в древний снег и сохранившиеся внутри полярного льда (подробнее об этом читайте в следующей главе). Но как насчет более давних времен? Парадоксально, но многое об атмосфере нам может поведать такой, казалось бы, противоположный всему эфемерному и летучему источник, как горные породы. И породы говорят, что современная атмосфера является по крайней мере четвертой фундаментальной версией внешней оболочки Земли. Вопреки представлениям Геттона и Лайеля об истории Земли как о череде бесконечно, но бесцельно повторяющихся циклов, история атмосферы — это воспитательный роман о том, как наша планета обновлялась в процессе своего взросления. Как воздух в доме — чистый и свежий, или прокуренный и затхлый, или же с манящими ароматами готовящейся еды, атмосфера Земли многое говорит о привычках ее обитателей. На протяжении по крайней мере 2,5 млрд лет биосфера меняла атмосферу в планетарном масштабе, и наоборот, все массовые вымирания видов и крупные сбои в биосфере совпадали с резкими изменениями в составе атмосферы. Эволюция воздушной оболочки Земли тесно связана с эволюцией ее твердой оболочки через вулканизм, выветривание горных пород и осадконакопление, в то же время атмосфера способна к гораздо более гибким, чем тектоническая система, и подчас происходящим в мгновение ока трансформациям. Нырнув в глубины сложной истории невидимого воздушного океана, мы можем научиться по-новому ценить каждый вдох.

Самая первая атмосфера Земли предположительно была «каменистой» — насыщенной измельченными и распыленными частицами горных пород, поднятыми в воздух вследствие постоянной бомбардировки планеты астероидно-метеоритными телами. Помимо знаменитых цирконов из Джек-Хиллс (о которых рассказывалось в главе 2), мы пока не нашли на Земле других свидетельств первых 500 млн лет ее существования. Единственный более или менее обширный источник информации об этом периоде, который ученые назвали гадейским эоном (он же катархей ) в честь Гадеса (или Аида), греческого бога подземного царства мертвых, подразумевая, что в те времена наша планета напоминала ад, — это образцы, доставленные астронавтами и луноходами с Луны. Хорошо знакомая, изрезанная шрамами поверхность нашего спутника, сложенная породами, возраст которых составляет около 4,45 млрд лет, и покрытая толстым слоем раздробленных, большей частью измельченных до состояния пыли обломков пород ( лунным реголитом ), является наглядным свидетельством тех адских времен, когда остатки строительного материала, оставшегося после формирования Солнечной системы, яростно бомбардировали молодые внутренние планеты.