Хенрик Свенсмарк - Леденящие звезды. Новая теория глобальных изменений климата
Другая цепочка взаимодействий осталась пока нераскрытой. Эту главу мы начали с рассказа о скорости звездообразования в Галактике и о переменах в работе нашего Солнца. Эти чисто физические факторы влияют на приток космических лучей, и таким образом, похоже, именно они управляют климатом Земли, а следовательно, определяют условия жизни на планете. Тут есть некоторая тонкость: сейчас представляется, что более холодные условия сильнее раскачивают продуктивность биосферы. Когда Свенсмарк рассказывал о том, что обнаружил связь между углеродом-13 и космическими лучами, он был в полном восторге: «Если связь подтвердится, то окажется, что развитие жизни на Земле жестко сопряжено с эволюцией Млечного Пути»[84].
Результаты этого анализа должны дать биологам пищу для размышлений. Собственно, анализу подверглись перемены, происходившие на протяжении сотен миллионов лет, а это все равно что усреднить трилобитов и саблезубых тигров. Но если вы повнимательнее рассмотрите космические лучи, климат и эволюцию на протяжении всего нескольких миллионов лет — перед вашими глазами вспыхнет экран, на котором начнется четкий, яркий фильм, рассказывающий о том, как звезды влияли на климат и к каким драматическим последствиям это привело. Словом, давайте увеличим масштаб.
7. Мы — дети сверхновой?
Изменения климата и происхождение человека идут рука об руку.
Они совпали с наступлением нынешней ледниковой эры.
В то время по меньшей мере одна звезда взорвалась по соседству с Землей.
«Космические зимы» толкают эволюцию вперед.
Астрономы ищут сверхновую, напавшую на Землю.
Светилась ли она близко к Южному Кресту, так чтобы яркий космический фонарь висел низко над горизонтом, как нам это видится из тропической Африки? Или она горела высоко в северном небе, перещеголяв своих товарок среди Семи Сестер? Астрономы будут спорить об этом, пока не появится твердое доказательство какого-либо одного варианта. Но эти двое — самые подходящие кандидаты на роль той звезды, у которой более 2 миллионов лет назад закончилось топливо, и она взорвалась неподалеку от Земли. В то время Земля все еще была планетой обезьян.
Сверхновая, должно быть, озадачила приматов и сильно беспокоила их по ночам. Она была достаточно близко, чтобы светить ярче, чем полная луна, и сияла целые недели напролет. Не было ни шума, ни удара, ни какой-либо разрушающей жизнь лучевой болезни, чего вполне можно было ожидать, если бы взрыв был ближе. Однако в течение тысяч лет остатки сверхновой опыляли Землю колоссальными количествами заряженных частиц.
Эта же звезда одарила нашу планету большим количеством редких изотопов, полученных в результате ядерных реакций во время звездного взрыва. Они смогли достичь Земли только потому, что сверхновая оказалась от нас на расстоянии не больше ста световых лет, и это делает ее самой близкой из всех сверхновых, о которых мы знаем. Именно редкие изотопы позволили немецким астрономам узнать о произошедшем событии. И их открытие повлекло за собой дискуссию о том, какую роль, возможно, сыграли космические лучи, когда приматы делали первые шаги в развитии от обезьян к людям.
Геологи, палеонтологи и генетики уже нашли четкую связь между резким похолоданием, случившимся 2,75 миллиона лет назад, и изменением окружающей среды, которое привело к появлению первых орудий труда и отчетливо человеческих генов. Это ключевой момент для каждого, кто стремится осознать свое существование как мыслящего создания в хаотичной Вселенной. И если кому-то удастся найти надежное объяснение — оно станет жемчужиной в короне науки о климате, да и настоящим подарком для исследователей околоземного космоса.
До недавнего времени ученые, выстраивая различные гипотезы о причинах того похолодания, не отводили звездам никакой роли. В геологической ретроспективе оно было всего лишь очередным шагом вниз по лестнице все более усиливающегося холода, начавшего свое наступление 50 миллионов лет назад. 14 миллионов лет назад большая часть Антарктики была покрыта снегом, и вскоре (по геологическим меркам) Гренландия стала также оледеневать. Менялся и облик нашей планеты.
Огненное кольцо, где за последние несколько миллионов лет Солнце и Земля подверглись мощной атаке космических лучей от взрывающихся звезд, хорошо известно астрономам как Пояс Гулда. Основной «противник» — это массивные короткоживущие звезды, рассеянные по Поясу Гулда в скоплениях, именуемых ОВ-ассоциациями, но возможно, что и Плеяды, расположенные ближе к центру кольца, добавили свои залпы к артобстрелу.В Африке по обеим сторонам Великой рифтовой долины поднялись высокие купола гор, перераспределив доступные осадки и тем самым обделив дождями Восточную Африку. Тем временем Индия втискивалась в южную часть Азии и подталкивала ближе к небу Гималаи и Тибетское плато. Так в субтропиках появился бассейн прохлады. Сближение Австралии с Азией преградило маршруты тропических океанских течений. И около 3 миллионов лет назад Северная и Южная Америки после долгого одиночного плавания соединились Панамским перешейком. Это оборвало существовавшую ранее связь между Атлантикой и Тихим океаном и заставило океанские течения работать по-новому.
Такая смена декораций, без всякого сомнения, помогла подготовить сцену для похолодания, выход которого из-за кулис состоялся 2,75 миллиона лет назад. Но географические изменения происходили постепенно, со скоростью дрейфующих континентов, а это примерно та же скорость, с которой отрастают ваши ногти. Предыдущий период, начавшийся 5 миллионов лет назад, был довольно теплым, уровень моря был на десять или двадцать метров выше сегодняшнего, а температуры — на несколько градусов выше, чем сейчас. Так кто же включил холодильную установку?
Такой импульс вполне могли послать звезды. В предыдущих главах мы постарались обосновать утверждение, что космические лучи — движущая сила изменений климата. Они объясняют разгульное поведение климата нашей планеты на протяжении миллиардов лет и рисуют очень подробную картину того, как он менялся в течение последних тысячелетий и последних десятилетий. Исключительно интересный эпизод смены климата, произошедший 2,75 миллиона лет назад, не соответствует ни той, ни другой временной шкале, однако нет никаких причин, по которым космические лучи следовало бы исключить из этой части нашего рассказа. Наоборот, они наверняка играли очень важную роль.
В своих блужданиях по Млечному Пути — о них говорилось в пятой главе — Солнце и Земля пришли к кромке рукава Ориона. Охлаждение, которому подверглась Земля, было вполне закономерным, так как космические лучи уже прошли свой путь от взорвавшихся родительниц, преодолели магнитное поле Галактики и теперь поджидали нашу планету. Близость сверхновой придала истории особую драматичность и причудливость.
То давнее вхождение Земли в рукав Ориона совпало с небольшим всплеском звездообразования — в космосе возникло взрывное кольцо огня, остатки которого мы видим сегодня как опоясывающую небо нить звезд, называемую Поясом Гулда. Последние несколько миллионов лет Солнечная система была похожа на компанию пожилых леди в маленькой лодчонке, по ошибке попавшей в самый центр Трафальгарского сражения.
Ясности ради в этой главе сначала будет дана хроника климатических и эволюционных событий, пока еще без астрономических пояснений, которых они могут потребовать. Затем мы вернемся к сверхновой, оказавшейся исключительно близко к Земле, о чем говорилось в самом начале книги — во введении, озаглавленном «Вкратце». В течение некоторого времени казалось, что эта сверхновая — самый подходящий кандидат на роль пускового механизма, вызвавшего грандиозное похолодание 2,75 миллиона лет назад, но сегодня это кажется менее вероятным. А закончится глава рассказом о том, как астрономы все еще ищут другие сверхновые, некогда бывшие близкими к Земле.
Когда Сахель стала пыльнойВ 1995 году в Атлантическом океане к западу от Шотландии буровое судно «ДЖОЙДЕС Резолюшн»[85] добыло керн грунта с километровой глубины на плато Роколл. Когда керн был доставлен в Бременский университет, Карл-Хайнц Бауман и Роберт Хубер приступили к исследованиям и в том, как один цвет в отложениях сменял другой, разглядели ясные признаки наступления холодного периода. Время, когда дрейфующие льды достигли широт Роколла и сбросили свой груз, — это начало нынешней фазы в климатической истории Земли. С тех давних пор и по сей день значительная часть северных земель укрыта ледниковым покровом. Довольно часто лед расползался, охватывая большие площади, — мы называем эти периоды ледниковыми.
Чужеродные примеси впервые появились на банке Роколл 2,75 миллиона лет назад. Мы можем точно установить возраст слоев морского дна в этой части керна благодаря инверсии магнитного поля Земли, произошедшей в точно известное время. Предыдущие бурения в этом районе выявили наличие ледников, датируемых тем же периодом, — об этом говорит резкое повышение пропорции тяжелого кислорода в морской воде. 2,7 миллиона лет назад тяжелые ледяные ковры улеглись на Евразию и Северную Америку. Не вызывает сомнений, что климат тогда изменился кардинальным образом и мы до сих пор ощущаем на себе последствия этого изменения.
