Дуг МакДугалл – Зачем нужна геология (страница 51)
Однако в какой бы точке цикла накопления магмы ни находился сейчас Йеллоустонский супервулкан, данные дистанционного зондирования показывают, что ее количество под кальдерой слишком мало, чтобы вызвать катастрофическое извержение, так что такую возможность можно отодвинуть далеко в будущее. Самая вероятная краткосрочная опасность в Йеллоустоне исходит не от настоящего извержения вулкана, а от парового взрыва. В истории кальдеры их было много, они хорошо изучены, однако неясно, что именно их инициирует, и это затрудняет прогнозирование. Похоже, что как минимум некоторые паровые взрывы происходят, когда происходят изменения в «водопроводной системе», по которой вода циркулирует под землей, а затем горячая вода и пар подаются к гейзерам и горячим источникам. Если землетрясение внезапно создает новые трещины на поверхности, то давление на находящуюся глубоко под землей перегретую воду резко снижается, она мгновенно превращается в пар и вырывается по этим трещинам наружу. Паровые взрывы, выбрасывающие камни и грязь и создающие небольшие воронки, заполненные водой, случаются в Йеллоустоне достаточно часто: их регистрируют минимум один раз в несколько лет, но многие, возможно, остаются незамеченными, поскольку парк большой и малонаселенный. В Йеллоустоне случаются и масштабные разрушительные паровые взрывы, хотя и редко. Самый крупный из них произошел 14 000 лет назад и образовал кратер диаметром в 2,5 километра — больше, чем ударный кратер Барринджера.
На Земле есть несколько потенциально активных супервулканов вроде Йеллоустонского, и геофизики весьма озабочены суперизвержениями, поскольку осознают, насколько катастрофическими для всей планеты могут оказаться последствия пробуждения любого из этих гигантов. Геологическая летопись говорит, что суперизвержения происходят значительно чаще столкновений с небольшими астероидами, которые могут вызвать эквивалентный вред, и это делает супервулканы одной из самых серьезных долгосрочных геологических угроз для человечества. Вполне реально отклонить с пути приближающийся астероид, однако в настоящее время нет методов предотвратить или хотя бы смягчить какое-нибудь суперизвержение. По сути нет даже разумных идей, как это можно сделать. И пока это так, единственные возможные меры — тщательно следить за «активными» супервулканами наподобие Йеллоустонского и готовиться к тяжелым последствиям исполинского извержения.
Однако даже это проще сказать, чем сделать. Почти наверняка мы еще не обнаружили многие вулканы, которые потенциально могут взорваться, не говоря уже об установлении за ними наблюдения. Научные организации в Соединенных Штатах и Соединенном Королевстве, а также Международная ассоциация вулканологии и химии земных недр (международное общество исследователей вулканов), создали рабочие группы и выпустили документы, чтобы максимально широко распространить самые последние сведения о крупных взрывных извержениях. Геологическая служба США находится в авангарде сил, следящих за потенциальными местами извержений[59]. Будем надеяться, что эти усилия помогут повысить осведомленность об опасностях, связанных с крупными взрывными извержениями, прежде чем проснется следующий беспокойный гигант. Как показывает опыт Пинатубо в 1991 году, заблаговременное предупреждение имеет ключевое значение для минимизации человеческих страданий при извержениях вулканов, каким бы ни был их размер.
Глава 12
Плывем, ползем и летим к настоящему
В 1818 году Адам Седжвик получил должность вудвордовского профессора геологии в Кембриджском университете. Эту должность почти век назад создал его знаменитый предшественник[60], и такое назначение стало большой честью для ученого. Однако формального геологического образования у Седжвика не было. Легенда гласит, что он пошутил: «До сих пор я не перевернул ни одного камня, отныне буду переворачивать все»[61]. Говорил он это или нет, но деятельность Седжвика вполне соответствовала этой фразе. Он стал одним из главных поборников новой науки геологии, вдохновляя студентов Кембриджа своими восторженными лекциями. Одним из его учеников был молодой Чарлз Дарвин, с которым у Седжвика сложились дружеские отношения: ученый брал Чарлза на летние полевые работы в Уэльсе, и даже во время путешествия на «Бигле» Дарвин отправлял Седжвику заметки, окаменелости и породы. Некоторые из этих образцов находятся в университетском музее геологии, носящем имя Седжвика.
Работы Седжвика в Уэльсе, где Дарвин приобретал первый опыт в геологии, послужили основой для выделения первого геологического периода фанерозойского эона — кембрийского периода. Седжвик назвал исследуемые породы Уэльса кембрийской системой (Камбрия — римское название Уэльса). Он понял, что кембрийские породы очень стары, но в нескольких местах ученый нашел породы, лежащие еще ниже, возраст которых должен был быть еще больше. В то время как в кембрийских слоях геологи обнаруживали окаменелости, в более старых породах никаких признаков жизни не было. Из-за этого Седжвик и многие его коллеги полагали, что кембрийские породы зафиксировали появление жизни на планете.
Как мы уже знаем из предыдущих глав, дела обстоят иначе. Без сомнения, фанерозойский эон, начавшийся с кембрийского периода, стал свидетелем беспрецедентного распространения и разнообразия жизни, и она в конечном итоге заняла все мыслимые экологические ниши на суше, в океане и в воздухе. Этот резкий всплеск эволюции получил название «кембрийский взрыв» из-за скорости и масштабности нарастания биологического разнообразия. Однако к моменту начала кембрийского периода 542 миллиона лет назад история жизни уже насчитывала миллиарды лет. Просто у животных кембрия впервые появились твердые части тела — раковины и защитные хитиновые панцири; они сохраняются гораздо лучше, чем их предшественники, и поэтому кембрийские (и более поздние) породы обычно содержат легко узнаваемые окаменелости. Совершенно понятно, почему Седжвик и другие геологи сочли, что жизнь впервые появилась в кембрии.
Некоторые события фанерозойского эона уже обсуждались в книге, но для завершения обзора истории Земли в этой главе дается общее представление о том, как наша планета и особенно жизнь на ней развивалась в течение последних 20 процентов ее истории. Чем ближе мы подходим к настоящему, тем больше знаем — это очевидно из временной шкалы, показанной на рисунке 1. Породы дают нам множество сведений, которые помогают разделить фанерозой на более мелкие части, нежели предыдущие стадии в истории Земли.
Земля в начале фанерозойского эона по-прежнему существенно отличалась от знакомой нам планеты. Формы континентов мало походили на современные, иным было и их расположение на земном шаре (рисунок 33). Основные массы суши лежали в южном полушарии. Материк Лаврентия, впоследствии ставший Северной Америкой, находился недалеко от экватора. Глобальные ледниковые периоды протерозойского эона — времена Земли-снежка — остались в прошлом: уровень углекислого газа в атмосфере был высоким, климат — теплым, и, поскольку постоянные ледниковые льды связывали мало воды (или не связывали ее вовсе), то уровень океанов был выше, так что значительные части континентов затопляли мелководные внутренние моря. Количество кислорода в атмосфере уступало современному лишь незначительно, что давало возможность процветать сложным морским животным. Однако на материках никаких растений еще не было, и без растительного защитного покрова они подвергались интенсивной эрозии.
Рисунок 31 — это простая временная шкала для фанерозоя, где показаны некоторые из самых важных событий, произошедших на этом отрезке геологического времени. Обратите внимание на периодические массовые вымирания, происходившие за последние полмиллиарда лет. Путь от относительно простых растений и животных, существовавших в начале фанерозойского эона, к современному сложному разнообразию оказался ухабистым, и время от времени происходили массовые исчезновения различных форм жизни. Исчезновение отдельных видов — это нормальная составляющая эволюции, однако эти редкие короткие интервалы массового вымирания затрагивали одновременно множество групп растений и животных, а во время некоторых из них виды исчезали в сотни и даже тысячи раз быстрее обычного. Как мы уже видели в предыдущих главах, эти отрезки массовых вымираний, по-видимому, были обусловлены необычными условиями окружающей среды, хотя до сих пор нет единого мнения о том, какими были эти условия в каждом конкретном случае.
Структура геохронологической шкалы неявно признавала существование
В качестве пусковых механизмов этих вымираний предлагались физические изменения окружающей среды, включая, например, глобальное похолодание и оледенение, влияние масштабной вулканической активности (включая глобальное потепление, вызванное выбросами парниковых газов), повышение кислотности океанов из-за высокого содержания двуокиси углерода, выбросы ядовитого сероводорода из бескислородного океана и различные эффекты столкновений. В последние годы к причинам массового вымирания добавилась еще одна: деятельность человека. Большинство биологов считают, что мы сейчас находимся посреди кризиса биоразнообразия: в течение следующего столетия может вымереть 50 и более процентов всех существующих видов. Это исчезновение идет с беспрецедентной скоростью, несравнимой даже с самыми крайними оценками для «матери всех вымираний» — пермского массового вымирания на пермско-триасовой границе. Нынешний кризис уже назвали шестым вымиранием, и, если экологические перемены не замедлятся, он может составить конкуренцию большой пятерке фанерозоя или даже превзойти ее. Причин у современного исчезновения видов много, и все они в конечном итоге сводятся к деятельности человека: в частности, это сокращение среды обитания, добыча (охота и особенно промышленное рыболовство), глобальное потепление, вызванное сжиганием ископаемого топлива.