Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога - [55]

в атмосфере никогда не превышал 400 ppm — в последний раз подобная концентрация наблюдалась в плиоцене более 4 млн лет назад. И конечно же, нынешняя скорость роста уровня CO₂ является беспрецедентной для плейстоцена. Ближайший аналог — климатический кризис, случившийся 55 млн лет назад на границе двух самых ранних эпох в начале кайнозойской эры: палеоцен-эоценовый (или позднепалеоценовый) термический максимум, также известный под менее громоздкой аббревиатурой ПЭТМ.

Далекое зеркало

Подобно сообщениям очевидцев землетрясений, керны морских осадочных отложений, взятые в десятках точек по всему земному шару, хранят яркие свидетельства о позднепалеоценовом термическом максимуме. Все они рассказывают одинаковую историю о пережитом шоке: резкий рост температур на 5–8 °C (зафиксированный в соотношениях изотопов кислорода в микроокаменелостях) сопровождался одновременным скачком кислотности воды в океане (отмеченным резким уменьшением количества материала кальцитовых раковин в осадках) и огромным притоком углерода из какого-то биогенного источника (о чем свидетельствует его необычно высокое обогащение изотопом ¹²C по сравнению с ¹³C)[101]. Летопись окаменелостей подтверждает, что в экосистеме океана произошел серьезный сбой: значительно сократилась численность многих видов планктона, а вымирание донных микроорганизмов, называемых бентосными фораминиферами, указывает на то, что были затронуты даже глубоководные слои океана. Эти потрясения, в свою очередь, вызвали масштабную реорганизацию всей морской пищевой цепи. На суше более жаркие и засушливые условия спровоцировали массовое переселение многих видов млекопитающих и стали причиной вымирания пятой части всех видов растений, неспособных к такой быстрой миграции. Морские и наземные данные указывают на то, что после ПЭТМ океанам и биосфере потребовалось около 200 000 лет, чтобы достичь нового равновесия[102].

Изменения в соотношениях изотопов углерода позволяют рассчитать вероятное количество углерода, выделенного в атмосферу на протяжении всего ПЭТМ: большинство оценок попадает в диапазон от 2000 до 6000 млрд метрических тонн, или гигатонн (Гт), углерода^{14}. Чтобы вы могли лучше представить себе, что значит 2000–6000 Гт углерода, сравните: на сегодняшний день совокупные антропогенные выбросы углерода составляют около 500 Гт, четверть из которых приходится на период после 2000 г. Учитывая, что уровень эмиссии по-прежнему растет, к 2100 г. мы можем достичь и даже превзойти нижний предполагаемый порог углеродных выбросов в ходе ПЭТМ.

Важный вопрос, на который пока нет точного ответа, касается того, что именно могло быть источником такого количества биогенного углерода в ходе ПЭТМ (задолго до появления людей с их страстью жечь ископаемые углеводороды). Основные кандидаты — это: (1) горение угля или торфа, вызванное магматической активностью в процессе открытия северной части Атлантического океана (вспомните печально известный подземный пожар в угольных пластах под городком Сентрейлия в Пенсильвании, который тлеет вот уже больше 50 лет), и (2) внезапное испарение метана, заключенного во льду в форме клатратов или газогидратов в отложениях под морским дном. Эти газогидраты, образующиеся в результате взаимодействия воды и метана, производимого микробами при переработке органики в низкокислородной среде, стабильны в очень ограниченном диапазоне температур и давления. Если морская вода нагревается или, например, подводный оползень обнажает слой, богатый газогидратами, последние стремительно распадаются, порождая гигантскую метановую «отрыжку». Газогидраты были открыты только в 1980-х гг.; до этого ученые ломали голову над тем, почему во взятых с морского дна кернах обычно присутствовали большие пустоты: было очевидно, что прежде там находилось какое-то вещество, которое при подъеме на поверхность бесследно исчезало. Более эффективные технологии извлечения кернов позволили установить, что этим таинственно исчезающим веществом был «горючий» метановый лед. По оценкам, объемы метанового гидрата в морских отложениях в настоящее время составляют от 1000 до 10 000 Гт. Как и тундровый торф, эти запасы законсервированного углерода становятся нестабильными при повышении глобальных температур, а их внезапное испарение может запустить кошмарный самоусиливающийся парниковый эффект.

К сожалению, осадочная летопись, имеющая разрешение порядка нескольких тысячелетий, не позволяет точно определить, как именно произошло насыщение атмосферы углеродом в ходе ПЭТМ: почти мгновенно, в результате выброса метана с морского дна, или же постепенно, в результате длительного (на протяжении тысячи лет) горения угля или торфа. Это различие представляет не только научный интерес. Если знаменатель в скорости выброса углерода в ходе ПЭТМ равен году, это дает нам возможность цепляться за утешительную мысль о том, что Земле уже приходилось переживать нечто похожее на антропогенную эмиссию. Но, если знаменатель составляет тысячелетия, нам придется признать, что эмиссия углерода в антропоцене является не имеющей аналогов аномалией в истории планеты.