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

органическое земледелие, переработка алюминия, использование многоразовых подгузников вполне достойные способы уменьшить потребление энергии, но они все еще зависят некоторым образом от топлива, основанного на углероде. Независимо от того, где вы живете — в городе, на ферме да практически где угодно между ними, — в любом случае вы, по всей вероятности, производите парниковые газы.

Ученым свойственно быть оптимистами. Невзирая на глобальные изменения, которые могут привести к непреднамеренной катастрофе, мы ищем решения и видим возможности. Один такой оптимист — знакомый нам Питер Келемен. Он работает в уже упоминавшейся заслуженно уважаемой Обсерватории Земли Ламонт — Доэрти, принадлежащей Колумбийскому университету. Расположенная на знаменитых базальтовых утесах в районе Палисейдс-парк неподалеку от реки Гудзон, на противоположном берегу от главного манхэттенского кампуса Колумбийского университета и к северу от него, эта обсерватория — настоящий оазис исследований горных пород, океанов и атмосферы.

Отринув непосредственное соседство с прекрасными каменными образованиями, Келемен направил свой взор на тысячу километров вдаль, в сторону величественной гористой местности Султаната Оман на Аравийском полуострове. Там, на выжженной солнцем территории, которая нагревается до 60 °C бо́льшую часть года, он изучает одни из самых странных горных пород Земли под названием офиолиты — это огромные куски земной мантии, которые должны находиться на глубине десятков километров, но каким-то образом оказались на высоте 3000-метровых пиков.

На первый взгляд Питер Келемен кажется беззаботным человеком. У него мягкая борода с проседью. Старому другу или новому знакомому он непринужденно улыбается, пожимая руку, тон его речи успокаивающий и уравновешенный. Он производит впечатление обычного парня, с которым вы хотели бы вместе прогуляться. Но это первое впечатление может оказаться обманчивым.

Проводить геологические исследования в Омане — занятие не для рядового специалиста. Культура Омана до определенной степени гостеприимна, но полевую геологию местные жители могут воспринять как экспансию. Когда иностранцы копают их земли, это уже вызывает недовольство. А Келемен хочет не просто отбить молотком несколько камней из придорожных обнажений. Он желает пробурить глубокие скважины и поднять километровую колонку породы — это уже критический геологический акт проникновения. Поэтому понятно, что возникают задержки и трудности. Разрешения министров по управлению земельными ресурсами, водными ресурсами и горными работами должны быть требуемым образом представлены и одобрены. Нужно пользоваться услугами местных буровых компаний Омана и платить соответствующие налоги. И поскольку никто никогда не пытался бурить в этих офиолитовых массивах, могут применяться новые правила и законы; по-видимому, никто из властей до конца не знает точно, какие.

Задержки означают, что исследования студентов находятся в подвешенном состоянии, экспедиции откладываются, а поездки планируются, однако потом отменяются. Принимая во внимание подобные бюрократические препятствия, многие ученые сдались бы. Но Питер Келемен настойчив, решителен, и у него есть то, что внешнему миру кажется бесконечным запасом терпения и спокойствия. В итоге после нескольких лет отсрочек Проект бурения в Омане[32] был запущен и приносит результаты исторического значения{119}.

Исследование Келемена подтвердило кое-что из того, что мы уже знали. Офиолиты гор Омана представляют собой «неожиданный» блок земной мантии, который выдвинуло на лежащую выше базальтовую океаническую кору силами сходящихся литосферных плит. Этим мантийным породам, богатым магнием и кальцием, но практически лишенным кремния, химически некомфортно находиться в прямом контакте с атмосферой Земли. Особенно быстро они «реагируют» на углекислый газ, образуя изящные взаимопересекающиеся белые жилы карбонатов магния и кальция.

Келемен с коллегами обнаружил поистине необыкновенную скорость образования этих карбонатных минералов. Офиолит буквально высасывает углекислый газ из воздуха, создавая новые карбонаты с поразительной проворностью. Вы можете чуть ли не воочию наблюдать, как образуются и растут кристаллы в поверхностных водоемах, когда насыщенные минеральными компонентами подземные воды просачиваются из обнажений. В отличие от многих минералообразующих процессов, которые протекают быстро только при высоких температурах глубоких недр Земли, эти происходят при комнатной температуре (которая, впрочем, в среднем по Оману намного выше, чем в вашей гостиной). Кроме того, новые минералы занимают значительно больший объем, чем старые. Возможно, расширением толщ можно объяснить, почему горы Омана все еще растут вверх на несколько миллиметров в год, несмотря на то что там почти нет местной сейсмической активности.

Келемен тут же делает вывод: углекислый газ потребляется горными породами в режиме реального времени. А в Омане объемы офиолитов огромны — их достаточно, чтобы поглотить весь углекислый газ, выработанный человечеством за сотни лет. В наши дни правительство Омана не хочет заниматься всякими там схемами связывания углекислого газа. Основа экономики страны — нефть, а не связывание углерода. Но камни никуда не денутся, и эта перспектива решения углеродного кризиса Земли ждет своего часа. Питер Келемен — терпеливый оптимист.

КОДА — Известное, неизвестное и непознаваемое

Из всей гаммы разнообразных проблем в многогранной науке об углероде нет вопроса более насущного для нашего будущего, нежели роль углерода как элемента циклов. Мы в состоянии измерить углерод в атмосфере с точностью, недостижимой для других резервуаров. С той же степенью достоверности нам удается регистрировать колебания содержания шестого элемента и его недавно начавшийся тревожный рост. Ведущие роли углекислого газа и метана как парниковых газов и неизбежное потепление в планетарном масштабе, которое должно последовать за увеличением их содержания, — неоспоримы. Хорошо, если призывы отдельных людей и международные соглашения, направленные на снижение последствий и замедление этих изменений, найдут отклик в каждом гражданине мира. Ощущение срочности уже должно поистине пропитывать нашу жизнь.

И все же, несмотря на постоянно пополняющуюся таблицу угрожающих данных по углероду, несмотря на рост доказательств быстрых изменений и их потенциальных последствий, мы еще многого не знаем{120}. Джесси Аусубел, руководивший созданием и развитием Обсерватории глубинного углерода со стороны фонда Слоуна, подчеркивает предрасположенность ученых погружаться в безопасную науку. «Мы склонны заполнять конференции, журналы и радиоволны тем, что нам известно, — сетует он. — Мы гораздо реже исследуем и расширяем границы наших знаний».

Легко понять, почему научные работники, чья карьера зависит от получения грантов и публикации статей, стремятся исследовать проблемы и проводить эксперименты на безопасных и надежных окраинах известного, а не изучать природу и степень нашего незнания. Но уже от одной только четкой формулировки того, чего мы не знаем, — по ходу прочерчивания границ на карте знаний и планирования экспедиций для изучения этих «великих незнакомцев» — у любого истинного ученого должен участиться пульс.

Каковы границы познания? На какие вопросы легко ответить, на какие — тяжело и почему? Отходя от темы изменения климата и обозревая весь маховик глубинного углеродного цикла Земли за миллиарды лет, Аусубел