Новогодняя история о том, как вулканы спасли нашу планету от вечной зимы

N+1Наука

Земля-снежок

Новогодняя история о том, как вулканы спасли нашу планету от вечной зимы

Алексей Екайкин

Зимой в северном полушарии, как правило, не жарко. Мороз, снег, метели, длинные ночи, короткие дни. Жизнь замедляется, где-то и вовсе замирает на несколько месяцев до прихода весны. Мы знаем сегодня, однако, что были времена, когда зима наступила на всей Земле и длилась тысячи тысячелетий. О том, как и почему наша планета попала в плен зиме и откуда миллионы лет спустя пришла, наконец, весна, рассказывает гляциолог Алексей Екайкин.

1.

Одну вещь про климат можно сказать наверняка: он все время меняется. Я нередко повторяю это фразу, начиная разговор о современных климатических изменениях. Настоящий рассказ — прекрасная иллюстрация этого утверждения.

Мы живем в эпоху очень быстрых климатических изменений. Растут средние и экстремальные температуры, меняются количество и интенсивность осадков, повторяемость засух, наводнений и пожаров. Растет уровень моря. Трансформируются экосистемы. Но климат менялся на протяжении всей жизни нашей планеты, еще до того, как люди начали на него влиять. Были эпохи существенно теплее нынешней, когда на Земле вообще не было льда. Были и эпохи заметно холоднее современной.

Давайте рассмотрим период, когда на Земле было холоднее, чем в разгар последнего ледникового периода.

Кстати, в геологических масштабах времени мы живём в относительно прохладную эпоху. На бóльшем протяжении истории Земли климат был существенно теплее.

Температурная аномалия (отклонение от современного значения) на протяжении всего фанерозоя (последние 542 млн лет). Фанерозой — геологический эон, в осадочных породах которого повсеместно находят следы многоклеточной жизни. Обратите внимание, что шкала времени растягивается по мере приближения к современности. За начало отсчета на шкале ΔT принята средняя температура доиндустриального периода (около 1800-1850 гг.). Изменение температуры планеты в 2020 году составило уже +1,1 °С относительно доиндустривальной. Для докембрийской эпохи (> 542 млн л.н.) надежных данных о температуре нет. Источник: Glen Fergus / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Но прежде расскажем о том, почему вообще меняется климат.

Для начала посмотрим на межгодовую изменчивость температуры. На любом температурном графике мы увидим скачки температуры от года к году, которые выглядят как случайные колебания. Это в основном и есть случайные флуктуации, связанные с особенностями атмосферной и океанической циркуляции в конкретный год.

Изменение средней температуры Земли с 1850 по 2020 год. Черная кривая — инструментальные наблюдений, красная и синяя кривые — результаты моделирования, соответственно, с учетом антропогенных факторов и без их учета. Фото: AR6, IPCC

Затем посмотрим на температурную кривую с небольшого отдаления. В масштабах десятков и сотен лет изменения климата относительно невелики и в основном связаны с колебаниями другого рода — солнечной и вулканической активности. Первая определяет количество тепла, которое приходит к Земле от Солнца, вторая отвечает за количество вулканического аэрозоля в атмосфере, который отражает часть солнечного тепла обратно в космос.

Так было в доиндустриальную эпоху, но с приходом человека основным климатическим фактором стало изменение теплового баланса планеты за счет добавления в атмосферу парниковых газов, в первую очередь углекислого газа (CO2) и метана.

Теперь посмотрим на колебания температуры длиной тысячи и сотни тысяч лет. Здесь основной движущей силой климатических изменений становятся плавные изменения параметров орбиты Земли — так называемые циклы Миланковича — с периодами около 20, 40, 90 и 400 тысяч лет. Эти колебания вызывают относительно небольшие изменения притока солнечного тепла летом к высоким широтам северного полушария. Затем эти изначально слабые флуктуации усиливаются сложными механизмами обратных связей, в которых одну из главных ролей опять-таки играют парниковые газы (подробнее о том, как это работает, можно прочитать здесь).

В масштабах миллионов и десятков миллионов лет основные факторы — тектоника, расположение океана и суши, конфигурация морских течений, интенсивность вулканизма, соотношение процессов роста гор и их эрозии (орогенеза и денудации), которое определяет рельеф суши.

И, наконец, на очень длинных промежутках времени, сопоставимых с возрастом планеты (сотни миллионов и миллиарды лет), на первый план выходят такие факторы, как светимость Солнца (которая растет по мере старения нашей звезды), концентрация основных газов атмосферы (в частности, кислорода, которого когда-то не было вовсе), развитие биосферы и так далее (о них и более масштабных проблемах мироздания читайте материал «Это конец»).

2.

Перенесемся на без малого 800 миллионов лет назад. На Земле в самом разгаре неопротерозойская эра. На протяжении предыдущего миллиарда лет климат Земли был довольно теплым и стабильным — этот период истории планеты иногда называют «скучный миллиард лет». Суша собрана в суперконтинент Родинию, которая в основном находится в низких широтах. На Земле уже есть многоклеточная жизнь, но еще весьма примитивная — нитчатые водоросли, микроскопические грибы, простейшие и тому подобное (о том, что где-то в время, возможно, могло уже начинаться «интересное», в смысле многоклеточная жизнь, — в материале «Наша прагубка»).

И вдруг случилась катастрофа. По неким причинам на Земле произошло глобальное похолодание, которое привело к тому, что планета полностью покрылась льдом. В разгар оледенения средняя температура поверхности суши в районе экватора была –25 градусов Цельсия, минимальная температура в районе Западно-Африканского протоконтинента (который тогда находился на 60-м градусе южной широты) опускалась до отметки аж −110 градусов (это, конечно, результаты моделирования, поскольку реконструировать температуру обычными палеогеографическими методами — например, по геохимическому составу осадочных пород, нет возможности). Средняя температура планеты была около −50 градусов — чем-то похоже на современный Марс.

Толщина льда на суше в те годы могла достигать пяти километров. Но не вся она была сплошь покрыта льдом — в таких экстремально холодных условиях воздух слишком сух и не несет достаточного количества влаги для формирования ледников в удаленных от океана районах. Не покрытые льдом участки суши превратились в холодную сухую пустошь. Океан не был проморожен до дна — его придонные слои поддерживались в жидком виде геотермальным теплом подобно тому, как это происходит сейчас с подледниковыми озерами в Антарктиде, но его покрывал километровый щит изо льда. Впрочем, могли быть и участки с относительно тонким льдом, который пропускал к воде небольшое количество света, поддерживая фотосинтезирующие организмы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе

Вспышка холеры в Европе: во всем виновата святая вода из Эфиопии

N+1
Диета Николь Кидман: как помолодеть и похудеть на 10 кг за две недели Диета Николь Кидман: как помолодеть и похудеть на 10 кг за две недели

Вот уже несколько лет Николь Кидман сидит на омолаживающей диете

VOICE
«Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века» «Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века»

Как иезуиты помогли изучению неевропейских языков

N+1
Как раз и навсегда убрать дряблый и выпирающий живот после родов — способ есть! Как раз и навсегда убрать дряблый и выпирающий живот после родов — способ есть!

Способы избавиться от выпирающего животика после родов

Cosmopolitan
Ежи от болезней и средневековый фастфуд: странные пищевые привычки времен Средневековья Ежи от болезней и средневековый фастфуд: странные пищевые привычки времен Средневековья

Страдающие ежи и Средневековье: что ели люди в эпоху рыцарей?

ТехИнсайдер
Торий: спасет ли он планету от энергетического кризиса? Торий: спасет ли он планету от энергетического кризиса?

Элемент, названный в честь скандинавского бога, может спасти человечество

Популярная механика
Какой-то неправильный оргазм: что не так с женским возбуждением в популярных фильмах Какой-то неправильный оргазм: что не так с женским возбуждением в популярных фильмах

Почему в кино показывают не трушный секс

Playboy
Как менялась Рената Литвинова: из угловатой девчонки в утонченную диву Как менялась Рената Литвинова: из угловатой девчонки в утонченную диву

В это трудно поверить, но Ренате Литвиновой уже 55 лет!

Cosmopolitan
О чем не стоит забывать? О чем не стоит забывать?

Одна маска хорошо, а две — теплее

GQ
Китайский токамак в течение 17 минут удерживал температуру в несколько раз горячее Солнца Китайский токамак в течение 17 минут удерживал температуру в несколько раз горячее Солнца

Новый мировой рекорд Китайской академии наук

Популярная механика
Женщина из Штирии оказалась старше Этци примерно на 300 лет Женщина из Штирии оказалась старше Этци примерно на 300 лет

Австрийские ученые повторно исследовали скелет, найденный в 1909 году

N+1
Молекулярно-генетическая экспертиза: как ловят маньяков Молекулярно-генетическая экспертиза: как ловят маньяков

Что такое генетический портрет человека и как он помогает ловить преступников?

Популярная механика
Почему беговые лыжи были всенародно любимы в СССР? Почему беговые лыжи были всенародно любимы в СССР?

Поистине народное увлечение, перед которым все были равны!

Maxim
Главные модные конфузы Меган Маркл: звездный стилист упрекнул герцогиню Главные модные конфузы Меган Маркл: звездный стилист упрекнул герцогиню

Даже Меган Маркл допускает ошибки, которые портят самые блестящие образы

Cosmopolitan
«Аллея кошмаров» — нерасторопный и предсказуемый, но величественный и красивый фильм Гильермо дель Торо. Кажется, это его «Гражданин Кейн»! «Аллея кошмаров» — нерасторопный и предсказуемый, но величественный и красивый фильм Гильермо дель Торо. Кажется, это его «Гражданин Кейн»!

«Аллея кошмаров» — гениальный или провальный фильм Гильермо дель Торо?

Esquire
Чтение выходного дня: муки выбора, неоправданные надежды и долгожданная встреча — в рассказе Ольги Птицевой Чтение выходного дня: муки выбора, неоправданные надежды и долгожданная встреча — в рассказе Ольги Птицевой

Трогательная история влюбленности, проверенная расстоянием и временем

Esquire
Психологи выяснили, сколько секса мужчине надо для счастья Психологи выяснили, сколько секса мужчине надо для счастья

Что важнее для счастья — секс или деньги

Maxim
Год во время чумы Год во время чумы

Самые зрелищные фото самых зрелищных происшествий 2021 года

Maxim
7 фанатских теорий, которые переворачивают фильмы и сериалы с ног на голову 7 фанатских теорий, которые переворачивают фильмы и сериалы с ног на голову

Бран — Король Ночи, агент Смит — Избранный, что? Да!

Maxim
Гарри Поттер, далматинцы и Мэри Поппинс: 12 лучших фильмов для семейного просмотра Гарри Поттер, далматинцы и Мэри Поппинс: 12 лучших фильмов для семейного просмотра

Самые добрые и вдохновляющие фильмы для всей семьи

Forbes
Как изменилась пухлая дочь Габи из «Отчаянных домохозяек» — не поверишь глазам! Как изменилась пухлая дочь Габи из «Отчаянных домохозяек» — не поверишь глазам!

Как сейчас выглядит дочка Габи из «Отчаянных домохозяек»?

Cosmopolitan
Почему важно есть киви: польза, противопоказания, мнения экспертов Почему важно есть киви: польза, противопоказания, мнения экспертов

Киви — внесезонная ягода, в которой есть витамины В, С, К, антиоксиданты

РБК
Виниры, элайнеры, имплантаты – все, что вам надо знать о современной стоматологии Виниры, элайнеры, имплантаты – все, что вам надо знать о современной стоматологии

Разбираемся в секретах ослепительной улыбки вместе со стоматологами

GQ
Пять сигнальных веществ помогли лягушкам отрастить отрезанные лапы Пять сигнальных веществ помогли лягушкам отрастить отрезанные лапы

Американские ученые научились запускать регенерацию у взрослых лягушек

N+1
Темная материя может скрываться в сердце древних черных дыр Темная материя может скрываться в сердце древних черных дыр

Существует ли темная материя и если да, — то что это такое?

Популярная механика
«В «В

Насколько деструктивными бывают действия психологов в сериалах?

РБК
Тотальный офлайн: когда и зачем в разных странах выключают интернет Тотальный офлайн: когда и зачем в разных странах выключают интернет

Примеры отключений «всемирной паутины» местными властями

Playboy
Почему Jeep Wrangler Rubicon — идеальная машина для зимней городской езды Почему Jeep Wrangler Rubicon — идеальная машина для зимней городской езды

Трехдверный Wrangler — фан-кар или настоящий внедорожник?

Maxim
Зачем ученые хотят сбросить на Марс ядерные бомбы Зачем ученые хотят сбросить на Марс ядерные бомбы

Как сделать Красную планету более гостеприимной для человека?

Популярная механика
Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком

История нашей читательницы: как преодолеть стереотипы и начать зарабатывать?

Cosmopolitan
Открыть в приложении