100 великих тайн Земли - Александр Волков

Период герцинской складчатости приходится на средний палеозой, 400—280 миллионов лет назад. Тогда образовались Уральские горы, Алтай, Южные Аппалачи и Тянь-Шань.

Альпы дали название последнему крупному периоду горообразования, начавшемуся около 100 миллионов лет назад. В этот период образовались Альпы, Пиренеи, Карпаты, Атлас, Кавказ, Гималаи, Скалистые горы, Новозеландские Альпы и Анды.

Принято считать, что Анды – не только одна из самых высоких, но еще и одна из наиболее быстро растущих горных систем нашей планеты. Но так ли это?

Возраст гор помогают определить геохимические факторы, например концентрация изотопов кислорода. Дождевые капли, содержащие тяжелый изотоп кислорода, весят больше обычных дождевых капель. Поэтому они быстрее проливаются на землю дождем. Когда тучи приближаются к горам, эти тяжелые капли падают еще у подножия гор или на их пологих склонах, а вот ближе к вершинам их почти не остается. Изучая химический состав минералов, лежащих на дне горных озер, ученые могут определить концентрацию в них изотопов тяжелого кислорода. Если она велика, то это озеро образовалось еще в те времена, когда горы были низкими. Если же очень мала, то озеро возникло, когда горы уже выросли.

Несколько лет назад, исследуя озера в Андах, геологи обнаружили, что в здешних минералах крайне низка концентрация изотопов тяжелого кислорода возрастом менее 10 миллионов лет. Можно предположить, что тогда высота Анд не превышала 2—3 километров и лишь за последние 10 миллионов лет они стремительно вытянулись вверх. Неужели горы могут расти так быстро? Многие ученые отказываются верить в полученные результаты или же их объяснение.

Например, геолог из Мичиганского университета Кристофер Поульсен предположил, что содержание тяжелых изотопов кислорода в горных минералах зависит не только от высоты, на которой они образовались, но еще и оттого, насколько сильными были тогда дожди. По его расчетам, когда Анды достигли высоты, составляющей примерно 70 % от нынешней, климат в горах резко изменился. Тогда на Анды стали обрушиваться поистине тропические ливни. Их приносили облака, формировавшиеся в бассейне Амазонки.

Споры о том, как образовались Анды, продолжаются. Споры о том, как родились и росли другие горные системы нашей планеты, – тоже.

Сохранятся ли тропические леса?

Примерно третью часть всех лесов на нашей планете составляют воспетые Киплингом джунгли – дождевые тропические леса. Они – подлинная сокровищница природы. Они появились на Земле более 200 миллионов лет назад и до недавнего времени причислялись не только к древнейшим, но и к самым стабильным ее экосистемам. Однако человек поколебал даже устои этого рая земного. Рая, который нами скорее будет уничтожен, нежели описан и исчислен. Тысячи видов растений, миллионы видов насекомых, населяющих эту нирвану тропической неги, нам пока неизвестны. Успеем ли мы их открыть, прежде чем от их родины не останется и цветущего клочка земли?

Под кронами тропического леса обитает, по разным оценкам, от 50 до 90 % всех видов животных, населяющих нашу планету. Удивительно и разнообразие растений. Их здесь – около 450 тысяч видов, в том числе примерно 3000 видов деревьев. В этом лесу длится вечная весна. Кажется, над ним простерт рог изобилия.

Но почему тогда даже муравьи здесь выродились в кочевников, перетекающих из одного конца леса в другой? Почему здесь проходит несколько лет, прежде чем личинки некоторых жуков превратятся во взрослых особей? Почему иные растения, не довольствуясь дарами «рога изобилия», поедают неосторожных насекомых? И почему вода в реках и озерах так бедна минеральными веществами, что лягушатам приходится подрастать не в этих естественных водоемах, а на деревьях – плавая в огромных воронковидных розетках листьев бромелий?

Тропические леса необычайно продуктивны. Каждый их гектар производит 32,5 тонны биомассы в год, в то время как субтропические леса – 24,5 тонны, лиственные леса Центральной Европы – 13 тонн, а бореальные хвойные леса – всего лишь 7 тонн. И самое удивительное, вся эта пышная круговерть растений и деревьев коренится в почве, которая содержит питательных веществ меньше, чем самая скудная пустынная почва. Весь этот блеск, вся роскошь родились на пустом месте – из ничего! Почему?

Можно сказать, что почва не питает здешние леса; она лишь предоставляет им место, чтобы расти. Как правило, корни деревьев уходят в глубь земли не более чем на 30 сантиметров. Дальше – нет смысла, там ничего не отыскать. Мощная корневая система деревьев выкачивает из почвы почти все питательные вещества, приносимые сюда дождем.

Тем не менее на одном гектаре тропического леса произрастает до 800 тонн растительной биомассы. При таком изобилии здесь должен образоваться слой гумуса метровой толщины. На самом деле высота этого слоя не превышает нескольких сантиметров. Под ним лежит песок, бедный питательными веществами, – типичная почва пустыни. Не забывайте, что по другую сторону океана, прямо напротив тропических лесов Южной Америки, простирается громадная пустыня – Сахара.

Зато в дождевом тропическом лесу ничего не пропадет. Любой упавший листок быстро разлагается, а накопленные в нем вещества достаются другим растениям или животным. Еще не успев оторваться от ветки, этот листок оказывается весь оплетен гифами грибов. Он успеет потерять 60 % фосфора, 17 % азота и 50 % калия, прежде чем долетит до земли. Как можно скорее использовать любые питательные вещества – вот стратегия выживания в тропическом лесу.

Приносит же эти вещества дождевая вода. Без дождей, а они здесь идут каждый день, ничего не было бы в тропическом лесу. Для выживания леса требуется, чтобы каждый год выпадало не менее 1500 миллиметров осадков. В некоторых районах это количество даже превышает 10 тысяч миллиметров в год. Соответственно, высока и влажность – от 70 до 100 %.

Дождевые тропические леса– ценнейший экологический резерв планеты

По оценке ученых, ежегодно любой гектар тропического леса в Центральной и Южной Америке получает вместе с дождевой водой 300 граммов фосфора, 3,6 килограмма кальция и 12,6 килограмма калия. По большей части, все эти вещества, вероятно, переносятся сюда ветром из Сахары.

А как быть с таким необходимым для растений азотом? Из него состоит большая часть воздушной оболочки, но в такой форме растения не могут его усвоить. Помогает гроза. При каждом ударе молнии азот окисляется, превращаясь в оксид азота, а тот растворяется в дождевой воде и поглощается растениями.

Если провести химический анализ воды, струящейся по земле после ливня, она изобилует органическими и минеральными веществами. А вот если взять пробу грунтовой воды всего в 20 сантиметрах от поверхности земли, то она мало чем отличается от дистиллированной воды. Корни деревьев и грибы очищают воду, просачивающуюся в глубь почвы, получше любого фильтра.

Дождь нужен тропическому лесу по многим причинам. В районе экватора Солнце всегда стоит высоко над горизонтом. Каждый квадратный метр леса получает за год не менее 5 миллионов килокалорий. Это жизненно важно для быстрого развития растений. Но если бы не частые дожди, то палящие лучи Солнца вскоре бы выжгли листву деревьев. Влага, испаряющаяся после обильного дождя, охлаждает растения, помогает им выжить. Влажный воздух нужен бактериям и грибам, без которых была бы немыслима своевременная переработка палой листвы и других остатков растений.

Большая часть осадков в тропическом лесу, впрочем, никогда не достигает земли. Капли растекаются по листьям деревьев и тотчас испаряются. Над лесом снова сгущаются облака, чтобы опять пролиться ливнем. Климат тропического леса необычайно устойчив, как редко где в других экосистемах. Впору сказать о нем: «Работает как часы». Массовая вырубка леса приведет к необратимым последствиям – сломает эту отлаженную за миллионы лет машину. Растительность леса перестанет пополняться. Кризис экосистемы будет стремительно нарастать.

Но в наши дни именно дождевые тропические леса гибнут быстрее любой другой экосистемы. Полтора века назад они покрывали 12 % всей суши. Но начиная с середины XIX века человек уничтожил уже около половины этих лесов. Каждый год лес вырубается или выжигается на территории площадью около 200 тысяч квадратных километров.

Если уничтожение тропических лесов продолжится теми же темпами, что и сейчас, то уже через 100 лет их не останется. По наиболее вероятному сценарию сохранятся лишь отдельные островки леса – национальные парки, разделенные обширными, малоплодородными пустошами.

В Юго-Восточной Азии большая часть джунглей Киплинга уже уничтожена. Их место заняли плантации монокультур. В бассейне Амазонии, где сохранился крупнейший в мире тропический лес, его стремительно теснят поля и пастбища. Незаконная вырубка нарастает, поскольку является коммерчески выгодным делом. На фоне сентиментальных тирад о красоте и величии амазонских лесов, куда привлекательнее для бизнеса выглядит идея-мечта: вырубить их подчистую и засадить эту бесконечную пустошь соей. Рано или поздно так и случится. Лес пойдет под топор. Что может этому помешать? Слова экологов о том, что с каждым квадратным метром тропического леса, который мы теряем, мы теряем еще один элемент кондиционера, охлаждающего нашу планету? Но ведь это беды дня завтрашнего. А все проблемы планеты Земля оттого, что человек живет только днем сегодняшним!