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

Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму

Представление о реакции окислительного присоединения на палладии было неполным

N+1
Ресторатор Дмитрий Левицкий — Forbes: «Ночной досуг потянется в спальные районы» Ресторатор Дмитрий Левицкий — Forbes: «Ночной досуг потянется в спальные районы»

Ресторатор Дмитрий Левицкий — зачем ресторатору нужна медийность?

Forbes
Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака

Какие биомаркеры сердечно-сосудистых заболеваний могут ускорять развитие рака

N+1
Всего лишь конец света: 5 лучших ролей Гаспара Ульеля Всего лишь конец света: 5 лучших ролей Гаспара Ульеля

Вспоминаем значимые роли Гаспара Ульеля

Esquire
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
6 научно обоснованных способов уменьшить тревогу перед походом в спортзал 6 научно обоснованных способов уменьшить тревогу перед походом в спортзал

Что делать, если перед посещением спортзала вас сковывает страх?

Популярная механика
Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах

Почему профессия IT-архитектора скоро окажется одной самых востребованных

Популярная механика
Где ты был, Адам?Где ты был, Адам? Где ты был, Адам?Где ты был, Адам?

Рок-музыкант Адам Левин и модель Бехати Принслу живут в гармонии с природой

Tatler
Мода, наркотики, йога: как менялась внешность Кейт Мосс за последние 30 лет Мода, наркотики, йога: как менялась внешность Кейт Мосс за последние 30 лет

Как менялась внешность культовой модели Кейт Мосс 1990-х за последние 30 лет

Cosmopolitan
В другом В другом

Для экспериментов в области дизайна 3D-печать — портал в завтрашний день

Robb Report
Коротко о главном Коротко о главном

Сценарист и режиссер Надин Лабаки о ее коротком метре

Harper's Bazaar
Инвестиционный поход: Сергей Шумей — о жилье будущего, русских IT-стартапах и главных правилах инвестора Инвестиционный поход: Сергей Шумей — о жилье будущего, русских IT-стартапах и главных правилах инвестора

Сейчас Сергей Шумей развивает четыре инвестиционных направления

Esquire
Была ли пластика? Как стареют звезды «Секса в большом городе» — разбирает хирург Была ли пластика? Как стареют звезды «Секса в большом городе» — разбирает хирург

Как сильно звезды "Секса в большом городе" изменились за два десятка лет

Cosmopolitan
«Ты сейчас нарушаешь мои границы»: как происходит подмена понятий новой этики «Ты сейчас нарушаешь мои границы»: как происходит подмена понятий новой этики

Глава из книги «Сложные чувства» о новой реальности наших чувств

Forbes
5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться 5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться

Что съесть перед сном, чтобы лучше спалось?

Популярная механика
Трагедия в Хатыни: кто и почему уничтожил белорусскую деревню Трагедия в Хатыни: кто и почему уничтожил белорусскую деревню

Есть события, которые нельзя забывать. Одно из них — трагедия в Хатыни.

Cosmopolitan
«Врачи сказали, что у меня не будет детей»: как Понаровская победила бесплодие «Врачи сказали, что у меня не будет детей»: как Понаровская победила бесплодие

Певица рассказала, как ей удалось стать мамой вопреки диагнозу врачей

Cosmopolitan
Почему после еды хочется чего-нибудь вкусненького Почему после еды хочется чего-нибудь вкусненького

Почему после плотного обеда все равно хочется съесть закуску или десерт?

Популярная механика
Sehnsucht по родине Sehnsucht по родине

Анна Толстова о Константине Васильеве

Weekend
Робот лепит роботят. Угрожают ли человечеству созданные им организмы Робот лепит роботят. Угрожают ли человечеству созданные им организмы

«Живые роботы», способные размножаться — технология будущего или конец света?

СНОБ
Курс на Сахалин Курс на Сахалин

Впервые стартовала чартерная программа по направлению Москва – Южно-Сахалинск

Отдых в России
Осознанная работа с неосознанными действиями: разбираемся, как внедрять в жизнь новые привычки Осознанная работа с неосознанными действиями: разбираемся, как внедрять в жизнь новые привычки

Можно ли осознанно изменить свои привычки?

Популярная механика
«Чувству меры нас научат Маша и три медведя»: беседа с киберпсихологом «Чувству меры нас научат Маша и три медведя»: беседа с киберпсихологом

Успеваем ли мы адаптироваться к цифровой среде? Меняемся или остаемся собой?

Psychologies
Из модели в актрисы, из чайлдфри в матери: история жизни Кэмерон Диаз Из модели в актрисы, из чайлдфри в матери: история жизни Кэмерон Диаз

В 2022 году Кэмерон Диаз исполнится 50 лет

Cosmopolitan
«Иллюзия правды. Почему наш мозг стремится обмануть себя и других?» «Иллюзия правды. Почему наш мозг стремится обмануть себя и других?»

Любовь — не единственное чувство, которое вынуждает восприятие сбиваться с пути

N+1
Физики встроили тихоходку в кубит Физики встроили тихоходку в кубит

Физики поставили рекорд по экстремальности условий выживаемости для тихоходки

N+1
Сати Спивакова: «Я не знаю, уснул ли в муже Отелло» Сати Спивакова: «Я не знаю, уснул ли в муже Отелло»

Сати Спивакова — о муже маэстро Спивакове и семейных традициях

Караван историй
«Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом «Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом

Новый альбом Оксимирона порадовал фанатов и снова спровоцировал волну дискуссий

СНОБ

Многим знакомо это странное чувство – дежавю

Playboy
Психолог из Оксфорда объяснила, как помочь своему мозгу эффективнее справляться со стрессом Психолог из Оксфорда объяснила, как помочь своему мозгу эффективнее справляться со стрессом

Как восстановить контроль над своим «мозгом в режиме угрозы»

Inc.
Открыть в приложении