Но лед сохранил не только пузырьки воздуха. Лед является прекрасным улавливателем частиц (пыли), которые переносятся потоками воздуха. А эти частицы (пыль) служат своего рода трассером. По тому, что собой представляет эта пыль, можно сделать заключение о том, откуда она прилетела, или, другими словами, откуда дул ветер. А это немало. Это информация о циркуляции атмосферы, а значит о климате. Исследуют и состав пыли. По нему можно выявить степень влажности и даже восстановить состав солей в океане, поскольку в прибрежной морской зоне воздуха содержится много солевых частиц, которые попали туда из моря.

Восстанавливая картину климата в прошлом, ученые, конечно, анализируют и различные письменные источники. Но на этом вопросе мы останавливаться не будем — здесь многое очевидно и известно читателю. Мы же прямо перейдем к результатам, то есть кратко, схематично опишем картину изменения климата на Земле в прошлом.

Описывая исторические события, говорят о годах, столетиях и тысячелетиях. Описывая всю историю Земли, поступают по-иному — весь период геологического времени разбивают на отдельные периоды.

Еще 2000 лет назад полагали, что вся геологическая история Земли укладывается в 6000 лет. Но позднее стало очевидным, что для формирования осадочных пластов необходимы не тысячи, а миллионы лет. Когда стали использовать радиоизотопный метод датирования, то стало ясно, что геологическое время Земли измеряется не миллионами, а миллиардами лет.

Ученые поделили все геологическое время Земли на отдельные отрезки, для которых характерны однотипные процессы. Прежде всего геологическое время было поделено на два эона. Название происходит из греческой мифологии. Эон — это неостанавливающееся, неумолимое время, отпрыск Хроноса — бога времени. Эти два эона названы докембрийским и фанерозойским. Фанерозой начинается там, где (в смысле времени) встречаются явные следы жизни. Слово «фанерозой» означает «эра явной жизни». В докембрийских отложениях также встречаются следы жизнедеятельности организмов. Но они сохранились плохо. Докембрийский эон занимает 85 % всего времени, которое прошло после момента образования Земли. «Эру явной жизни» (фанерозой) делят на три эры, которые имеют разную продолжительность. Это палеозой — эра древней жизни, мезозой — эра средней жизни, и кайнозой — эра новой жизни. Наше время входит в кайнозойскую эру. Специалисты каждую эру поделили на периоды, названия которым даны по названиям тех районов, где отложения данного периода были описаны впервые. Эти периоды ученые поделили на эпохи. В кайнозойской эре выделено всего два периода — третичный и четвертичный. В третичном периоде было 4 эпохи — плиоцен, эоцен, олигоцен и миоцен. Мы живем в четвертичном периоде. В нем выделена одна эпоха — плейстоцен. Она пока что совпадает по продолжительности с периодом плейстоцен. После таких пояснений перейдем к описанию картины изменения климата Земли в прошлом.

Говоря о климате всей Земли, оперируют средней температурой на ее поверхности. В отдельных регионах температура может меняться очень значительно. Но когда в одних регионах температура понижается, она повышается в других. Поэтому средняя температура на поверхности Земли при этом меняется незначительно или вовсе не меняется. Если нас интересуют не региональные проблемы изменения климата, а глобальное его изменение, то надо рассматривать среднюю температуру. Она определяется соотношением двух энергий — той, которую Земля получает от Солнца, и той, которую она отдает обратно в космос. Разницу она оставляет себе. Ею и определяется средняя температура на поверхности Земли. Сразу скажем, что эта разница за всю историю Земли изменялась очень незначительно. Другими словами, средняя температура у поверхности Земли за всю ее историю менялась мало. Эти изменения происходили в пределах от 5 до 40 °C. Откуда мы это знаем?

Сделать такой вывод нам позволяет анализ таких фактов. Во-первых, океан на Земле с момента своего возникновения до сих пор существовал всегда — он никогда не вымерзал и никогда не испарялся. Значит, температура не понижалась до 0 °C и не повышалась до +100 °C. Анализ останков растений и животных в древних породах свидетельствует о том, что жизнь никогда не прекращалась, она развивалась в благоприятных условиях — происходило ее непрерывное поступательное развитие. Если бы температура на Земле (средняя) достигала +50 °C, то это было бы невозможным — произошла бы пастеризация, в результате чего большая часть организмов была бы уничтожена в условиях высокой температуры. Но этого не произошло. Следовательно, таких высоких средних температур (+50 °C) на Земле не было. Среднюю температуру Земли сверху ограничим величиной в +40 °C. Нижняя температура, как мы видели, не могла опускаться до 0 °C. Более того, она не могла быть ниже +5 °C. Если бы это случилось, то на больших пространствах быстро распространились бы ледники, которые сами создают благоприятные условия для своего развития. Это своего рода цепная реакция, в результате чего происходят необратимые изменения. Вот поэтому можно уверенно утверждать, что средняя температура у поверхности Земли за всю ее историю не выходила за пределы от 5 °C до 40 °C. С точки зрения сохранения и развития жизни вообще такие изменения средней температуры вполне допустимые. Можно сказать, что это очень узкий диапазон колебаний температуры, который сохранялся в течение всей истории Земли.

Но если говорить не просто о развитии жизни, а о биосфере, ее характеристиках, то она кардинально менялась, если средняя температура на поверхности Земли менялась на 5 —10 °C. В истории Земли эпохи оледенений («зимы нашей планеты»), которые длились десятки и сотни миллионов лет, сменялись еще более длительными теплыми эпохами.

Каким был климат на Земле в самый давний — архейский период? Анализ отложений этого периода свидетельствует об обилии воды в это время. Атмосфера была агрессивной восстановительной. Вода морей характеризовалась высокой кислотностью. Это был самый теплый период на Земле. Атмосферный газ содержал большое количество углекислого газа, а также других примесей, которые создавали парниковый эффект. Образовывалась мощная облачность, поскольку при высокой температуре воды океана интенсивно испарялись. Облака закрывали свет, и на поверхности Земли под облаками царил полумрак. К этому добавим, что почти непрерывно гремели грозы и шли обильные кислые дожди и ливни. В определенной мере это та перспектива, которая ожидает нас, если выбросами в атмосферу человечество раскачает ее тепловой баланс и начнется реальный процесс потепления на Земле. Если к этому добавится проникновение губительного ультрафиолета к поверхности Земли (поскольку озонный слой будет разрушен), то трагизм происходящего достигнет своего апогея: не только произойдет необратимое изменение климата, но и перестанет существовать биосфера как таковая. Но вернемся к описанию изменения климата в прошлом. Собственно, мы и делаем экскурс в историю климата с целью найти ответ на вопрос — что нас ждет в результате изменения состава атмосферы, а значит, и энергетического соотношения, что неизбежно должно привести к изменению средней поверхностной температуры Земли.

После описанного выше периода наступила протерозойская эра. В это время начали появляться первые ледники, а значит, и первые ледниковые отложения. Эта эпоха была учеными названа гуронской, поскольку впервые эти отложения были обнаружены в Канаде в районе озера Гурон. Затем они были обнаружены и в других регионах Земли (в Южной Америке, в западной Австралии).

Ледниковую гуронскую эпоху сменил период потепления, который длился около одного миллиарда лет. За ним последовала вторая эпоха оледенения (гнейсесская). Она сменилась сравнительно теплым периодом, который длился 100–150 миллионов лет. Затем произошло новое похолодание и распространение ледников (стертская ледниковая эпоха). После этой ледниковой эпохи последовал период потепления, который сменился третьей эпохой оледенения (вараганской). Все эти три эпохи оледенения укладываются в первый эон — докембрийский.