Симфония № 6. Углерод и эволюция почти всего - Роберт Хейзен

определены точно и однозначно. Келемен и Мэннинг оценивают общий углерод, выделяемый из срединно-океанических хребтов и океанических островных вулканов в диапазоне от 8 до 42 Мт в год; поток из вулканов островных дуг — между 18 и 43 Мт в год. Минимальная оценка количества погруженного при субдукции углерода, который быстро возвращается в кору и воздух, составляет 14 Мт в год, максимальная — почти в пять раз больше. И самое отрезвляющее: подсчитанный результирующий поток углерода с поверхности Земли в глубокие недра варьирует где-то между поразительно высокими 52 Мт в год и практически нулем — ничем!

Мы видим признаки того, что баланс земного углерода может смещаться. За 4 млрд лет наша планета остыла, поэтому карбонатные минералы, которые, вероятно, однажды разрушились под действием близповерхностного тепла, сейчас могут переживать субдукционное погружение при более прохладных современных условиях. Жизнь также меняет это равенство, она продолжает осваивать новые трюки, изолируя углерод в черных сланцах, ракушечнике, угле и планктонном иле. Меняется климат, меняется химия океанов, соответственно, меняются механизмы и скорости движения углерода.

Это просто удачное стечение обстоятельств, что в течение большей части истории Земли общий углерод, уходящий глубоко вниз при субдукции, более или менее уравновешивался тем углеродом, что выходил на поверхность из вулканов и других источников. Следовательно, жизнь никогда не оставалась внакладе, когда ей требовалось найти достаточное количество углерода для толстых водорослевых матов и густых тропических лесов.

Хотя вопрос еще находится в стадии обсуждения и требуется провести намного больше исследований, некоторые ученые приходят к взвешенному заключению, что сейчас этот баланс, возможно, сместился. Благодаря карбонатному планктону в осадочных отложениях океанов накапливается больше углерода, чем в большинстве предыдущих эонов. Некоторая часть этого углерода, возможно, уже начала долгое путешествие в скрытые глубины мантии. Плюс к этому из-за произошедшего за последние более чем 4 млрд лет охлаждения Земли погруженный при субдукции карбонат не так легко разрушается, чтобы произвести тот углекислый газ, который возвращается на поверхность через вулканы. Не все, что уходит вниз, обязательно возвращается наверх. Цифры неизвестны, но бо́льшая часть вычислений указывает на то, что поверхностный углерод, возможно, захоранивается все быстрее и быстрее — со скоростью, которая может истощить территорию жизни всего за несколько сотен миллионов лет. Не теряйте сон из-за этой угрозы, это очень постепенные геологические изменения. Но урок ясен. Углеродный цикл Земли продолжает меняться и удивлять.

Это не значит, что мы можем игнорировать проблемы, связанные с углеродом. Если вы все-таки собираетесь потерять сон из-за изменяющегося углеродного цикла — смотрите не на Землю, а на себя.

АРИОЗО, ДА КАПО — Атмосферные изменения

Когда вы сжигаете что-то — Александрийскую библиотеку, кустарник в Калифорнии, здание в Дрездене, старые газеты, скрипку Страдивари, — неизбежным побочным продуктом будет углекислый газ. Тысячи лет с тех пор, как люди эпохи палеолита научились добывать огонь, наш вид сжигал топливо, чтобы согревать жилище, готовить еду и освещать путь сквозь ночную тьму. Долгое время углеродный «отпечаток» людей — вклад антропогенного углерода в атмосферу — был нейтральным. Мы сжигали дерево и производили углекислый газ, новые деревья поглощали этот углекислый газ и вырастало больше деревьев.

Равновесие начало рушиться с открытием находящегося на глубине богатого углеродом топлива. Некоторые количества торфа, битуминозного каменного угля и нефти использовались тысячелетиями, хотя и не в таких объемах, чтобы существенным образом изменить атмосферный баланс. Промышленная революция, за которой последовали революции в производстве электричества и механизированной транспортировке, — вот что изменило правила игры. Резко возросший спрос на энергию в совокупности с открытием нефти и антрацита наделил бурно развивающееся технологическое общество могуществом, сопровождавшимся процветанием и материальным комфортом.

За последние 200 лет мы добыли сотни миллиардов тонн богатых углеродом угля и нефти{115}. При сжигании этих угля и нефти в атмосферу ежегодно высвобождается около 40 млрд т углекислого газа — в 1000 раз больше, чем дают выбросы всех вулканов мира. Человечество радикально изменило ту часть уравнения, в которой отображается углерод, возвращающийся обратно наверх.

Правда

Нам не следует закрывать глаза на информацию об углероде и его роли в изменении климата. Вот четыре неоспоримых факта{116}.

Факт первый. Углекислый газ и метан — сильнодействующие парниковые газы. Их молекулы поглощают солнечную радиацию, уменьшая количество энергии, излучаемой в космос. Чем выше концентрации углекислого газа и метана в атмосфере, тем больше солнечной энергии поглощается.

Факт второй. Количество углекислого газа и метана в атмосфере Земли быстро увеличивается. Убедительные доказательства этого поступают из разных источников, но пузырьки газа, вмерзшие в полярный лед, — километровые образцы ледяных кернов, содержащие миллионы ежегодных слоев льда, — обеспечивают прямое и неопровержимое свидетельство того, что изменения в воздухе произошли недавно. В течение почти всех прошедших миллионов лет концентрация углекислого газа колебалась между 200 и 280 ppm, самые низкие значения приходились на эпизодические ледниковые периоды. В середине XX столетия содержание превысило 300 ppm, возможно впервые за десятки миллионов лет. В 2015 г. уровень CO2 достиг 400 ppm. Каждый новый анализ показывает все ускоряющийся рост этого критического параметра — он происходит быстрее, чем когда-либо за многие миллионы лет.

Рост содержания атмосферного метана еще более резкий. Миллион лет концентрация метана колебалась между 400 и 700 частями на миллиард (ppb) — опять же в зависимости от периодов наступления и отхода ледников. За последние 200 лет это значение утроилось, взлетев почти до 2000 ppb. Как и в случае с CO2, содержание метана сейчас выше и поднимается быстрее, чем когда-либо ранее за прошедшие миллионы лет.

Факт третий. Человеческая деятельность — в первую очередь сжигание миллиардов тонн углеродного топлива ежегодно — является причиной почти всех изменений в составе атмосферы.

Факт четвертый. Земля начала нагреваться более столетия назад. Записи, которые ведутся с 1880 г., показывают, что 12 самых жарких лет за весь период наблюдений приходятся на последние два десятилетия. 2014 г. был жарче, чем любой из предшествующих ему, 2015-й стал жарче 2014-го почти на четверть градуса, 2016-й установил новый рекорд, а 2017-й оказался почти таким же жарким, что и 2016-й. В среднем за первые десятилетия XXI в. стало более чем на 1 °C теплее по сравнению с предыдущим столетием.

Почти все ученые, изучавшие эти убедительные и неопровержимые факты, приходят к одному и тому же однозначному выводу: человеческая деятельность вызывает нагревание Земли. Заключение это — не чье-то личное мнение или домысел. Оно не обусловлено политикой или экономикой. Это не