Юлия Владиславовна Мизун

Юрий Гаврилович Мизун

ОЗОННЫЕ ДЫРЫ

И ГИБЕЛЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА?

Возможное неблагоприятное изменение климата по вине человека — одна из самых серьезных проблем нашей цивилизации. Озонные дыры увеличиваются с каждым годом. Климат быстро меняется, и не только потому, что разрушается озонный слой, но и потому, что в атмосфере меняется количество углекислого газа и увеличивается содержание вредных веществ.

Что же ждет человечество? Чтобы ответить на этот вопрос, надо хорошо знать, что происходит сейчас и что происходило в прошлом. Зная прошлое, легче предсказывать будущее. А в прошлом климата Земли (и вообще всей Земли) было все — и атмосфера без кислорода, и кислотные моря, реки и озера, и почти сплошной ледниковый панцирь. Были и периоды, которые можно назвать раем на Земле (малый климатический оптимум), но были и другие, в которые каждый четвертый год был голодным. Был не только голод, но и холод.

Говорить только об озонных дырах нет смысла. Надо видеть всю проблему целиком, чтобы осмыслить то положение, в котором оказалось человечество. Не мы одни попали в эту ловушку. До нас были цивилизации, которые достигли более высокого уровня развития. Но они не удержались в рамках действующих законов Природы и… погибли. Знания их не спасли, хотя они были очень обширными и глубокими. Видимо, им не хватило воли и мужества остановиться, обдумать все и скорректировать свое стремительное движение, движение к гибели. Найдем ли мы в себе это мужество и волю? Во всяком случае, знание истины могло бы этому помочь.

Что произойдет на Земле, если увеличится количество углекислого газа в атмосфере, если уменьшится количество озона и, вообще, если по тем или другим причинам изменится температура? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, ученые проводят расчеты ожидаемых изменений. Они моделируют процессы в атмосфере Земли, задавая различные сценарии изменения указанных величин. Но такие расчеты не являются достаточно точными, поскольку задача слишком сложная. Поэтому ученые собирают всю возможную информацию о том, как изменялись условия в атмосфере (и биосфере) раньше, сотни, тысячи и даже миллионы лет назад. Может быть, подобные ситуации уже были в истории Земли? Любопытно знать, чем они закончились.

На Земле неоднократно изменялся состав атмосферы и средняя температура. Необходимо внимательно проанализировать, к чему приводили эти и другие изменения. Но для того, чтобы проводить анализ изменения климата сотни, тысячи и даже миллионы лет тому назад, надо иметь информацию о климате. Но архивы позволят нам совершить экскурс в прошлое только на сотни лет назад. Где же взять нужные данные?

Этот вопрос задавали себе многие ученые. И они нашли на него ответ, и не один. Оказывается, имеется несколько источников таких данных, что позволяет говорить об изменении климата в прошлом весьма уверенно. Какие это источники?

Изменение климата влияет на многие процессы на Земле. Например, от климата зависит формирование осадочных пород. Под действием ветра и воды формируется рельеф. Климат оказывает влияние на образование почвы. Формирование границ распространения растений и животных, их переселение и вымирание во многом также происходит под действием климата, его особенностей и изменения во времени. Под действием изменения климата происходит изменение характера переноса химических элементов и соединений от одного элемента климатической системы к другому, например, из атмосферы в океан.

Конечно, не все происходившие ранее изменения, связанные с изменением климата, оставили след. Но те, о которых мы знаем, позволяют ученым воссоздать, реконструировать изменение климата в прошлом. Их выводы основаны на геологических документах. Таковыми являются осадочные породы, а также останки растений и животных, которые оказались захороненными в этих отложениях. Эти останки растений и животных содержат в себе информацию о том климате, который был при их жизни. Осадочные породы являются самым первым свидетелем климатических условий прошлого. При таком анализе специалисты изучают не только состав пород (как химический, так и физический), но и их структуру и особенности залегания. Весь процесс напластования осадочных пород протекает очень медленно. Поэтому анализ этих данных позволит получить сведения, относящиеся к достаточно длительному периоду. Извлечь нужную информацию о климате из свойств осадочных пород очень непросто, поскольку эти свойства менялись одновременно и под действием других (неклиматических) факторов. Эти изменения надо уметь распознавать и рассчитывать, чтобы оставшиеся изменения дали информацию о климатических условиях, которые имели место в период образования данного пласта осадочных отложений.

Сказанное можно проиллюстрировать такими примерами. Если пласт осадочных пород представляет собой белые глины (каолины), то ученые не сомневаются, что в период формирования этого пласта климат был влажным. Они знают, что белые глины (которые используют для производства фарфора) образуются в результате выветривания, разложения горной породы в условиях влажного климата. О влажном климате свидетельствуют также пласты бокситов в отложениях осадочных пород. Напомним, что бокситы служат сырьем для производства алюминия. В условиях влажного климата происходило также образование марганцевых руд и пластов каменного угля. Для образования же месторождений фосфоритов климат должен быть не только влажным, но и теплым.

Что же касается сухого климата, то о нем можно достаточно уверенно судить по отложениям, которые образовались в условиях сильного испарения. Это пласты каменной поваренной соли, а также калийной соли и гипсов, они образовались в условиях, близких к современному климату пустынь. Для того, чтобы химические превращения протекали эффективно, температура должна быть достаточно высокой. При низкой температуре, в холодном климате химическое разложение пород, их выветривание существенно замедляется, породы изменяются путем физического разрушения. Можно уверенно сделать вывод, что если в породах не прошли процессы химического разложения, то есть в отложениях обнаруживаются минералы, которые легко поддаются химическому выветриванию, то эти пласты пород формировались в период холодного климата.

Ценную информацию о климате в прошлом содержат в себе отложения, которые оставили ледники. Такие отложения называют моренами. Они представляют собой глинистый материал с примесью песка, гравия, щебня, крупных обломков и валунов, который залегает не пластами, а беспорядочно. Это и понятно — мореные отложения были погребены под слоями других отложений. На них давили вышележащие слои, поскольку морены часто погружены на большую глубину. При этом они могли и нагреваться. Со временем морена древних ледников превращается в горную породу.

Ученые очень ценят информацию о климате в прошлые эпохи, которую они извлекают из свойств отложений в озерах. Эти отложения называют ленточными глинами. В этом случае появляется новая информация, поскольку накопления глинистых озерных отложений имеют годовой цикл. Один годовой слой благодаря этому четко отделяется от другого, соседнего, как предыдущего, так и последующего. Более того, в годовом цикле можно выделить весенне-летнюю и зимнюю прослойки. Информацию о потеплениях, похолоданиях, увлажнениях и засухах считывают из толщины слоев и прослоек, а также из состава материала в этих слоях и прослойках.