Что касается весьма отдаленного будущего, то судьба нашей планеты ясна. Она будет поглощена опаляющим пламенем Солнца, когда оно расширится и станет звездой типа «красного гиганта». Как и все звезды, Солнце питается за счет ядерных реакций, протекающих в его плотной центральной части, где атомы водорода сдавливаются столь плотно, что сплавляются, образуя более тяжелые элементы и освобождая при этом огромные количества энергии. На основании наблюдения других звезд во Вселенной мы знаем, что, когда в этом процессе будет исчерпан весь водород, внутренняя часть Солнца сожмется в еще более плотное ядро, в то время как его внешняя, «более холодная» (но все еще имеющая температуру в тысячи градусов) оболочка расширится в сторону периферии солнечной системы, далеко за пределы орбиты Земли, поглощая все на своем пути. Но это произойдет в далеком будущем, через столько миллиардов лет от нашего времени, сколько прошло от ее возникновения в прошлом. К тому времени наш вид уже давно исчезнет.

Но есть еще и другие вещи, которые, несомненно, произойдут с Землей в будущем. Количество выделяемого тепла в глубинах Земли, которое движет литосферные плиты, частично порождаемого радиоактивным распадом, а частично сохранившееся от времен образования Земли 4,5 миллиарда лет назад, медленно уменьшается, но так постепенно, что те геологические процессы, которое оно питает, будут, вероятно, продолжаться в их современной форме еще миллиарды лет, может быть до самых последних дней нашей планеты. Океанские бассейны будут возникать и исчезать, континенты — сталкиваться, создавая грандиозные горные хребты, которые затем снова будут снесены процессами химической и физической эрозии в море, и когда настанут подходящие условия, Земля снова попадет в тиски оледенений. А в своем движении в космическом пространстве наша планета почти наверняка столкнется с какими-нибудь обломками из космического мусора, которыми кишит наша Солнечная система. Не будучи крупными в космических масштабах, эти обломки будут достаточно большими, чтобы столкновение с ними глубоко изменило условия жизни на поверхности Земли за очень короткое по геологическим меркам время.

Но в сравнительно ближайшем будущем, на протяжении жизни нескольких поколений, наша планета должна будет пережить другие, более касающиеся нас потрясения. Один из моих коллег любит говорить, что самым важным из действующих агентов геологических изменений в данный конкретный момент геологической истории является человек. Мы являемся первым видом в истории Земли, обладающим способностью модифицировать поверхность планеты, ее атмосферу и климат радикально и в глобальном масштабе. Рисунок 13.1 показывает, как со временем изменялась численность людей, а вслед за ней, нога в ногу, изменялась степень всего лишь одного из видов нашего воздействия на окружающую среду — поступление в атмосферу углекислого газа. В прошлом по естественным причинам в атмосферу выбрасывалось гораздо большее количество углекислого газа; его концентрация изменялась в гораздо большей степени, чем показано на рисунке. Но насколько мы можем судить, эти изменения происходили значительно медленнее; их результаты, хотя и суровые или даже роковые для некоторых растений и животных, не были обрушены на общество, столь сложно организованное, как наше, которое очень тонко приспособлено к среднему климату последних нескольких столетий. Если, как предсказывают многие ученые, возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере вызовет рост среднегодовой температуры на Земле на несколько градусов, последствия этого будут для нас совершенно катастрофическими. Целые продуктивные сельскохозяйственные пояса будут исключены из сферы землепользования или по крайней мере останутся пригодными только для совершенно иных культур, чем те, которые там выращиваются сейчас. (С другой стороны, районы, лежащие в высоких широтах и имеющие сейчас второстепенное значение для сельского хозяйства, особенно в России и Канаде, могут неожиданно оказаться главными источниками пищевых продуктов.) По мере повышения температуры начнется подъем уровня океана — частично в результате таяния ледяных шапок, а частично потому, что сама океанская вода при нагревании расширяется, что приведет к затоплению многих плотно населенных и расположенных низко над уровнем моря областей и увеличению уязвимости других от тропических штормов. Пока люди вынуждены использовать ископаемые виды топлива, сжигание которого является главным источником дополнительно поступающего в атмосферу углекислого газа, нет реальных возможностей задержать рост его содержания в ней, хотя путем совместных международных действий можно было бы несколько замедлить этот рост. За длительный период времени общество, несомненно, приспособится к изменениям, которые должны произойти. Однако поскольку эти изменения будут быстрыми даже по человеческой шкале времени, то вполне вероятно, что они вызовут значительные трудности, нужду и разрушения во многих частях мира.

Рис. 13.1. Графики, показывающие изменения численности населения (слева) и содержания углекислого газа в атмосфере (справа) после приблизительно 1700 года, согласно данным из разных источников. Концентрации углекислого газа выражены в частях на миллион (ррт). К середине 1990-х годов содержание углекислого газа в атмосфере составляло около 360 частей на миллион. Хотя процентные изменения на обоих графиках очень различны, ясно, что скорость роста как народонаселения, так и содержания углекислоты в атмосфере весьма возросли во второй половине двадцатого столетия.  

Есть также возможность, что рост среднегодовой температуры на Земле, который, несомненно, будет сопровождать рост выбросов углекислого газа в атмосферу, будет в то же время противодействовать тенденции к погружению Земли в новую ледниковую эпоху, которая, согласно графику рис. 12.4, охватывающему значительный отрезок времени, может наступить в любой момент. Но все же маловероятно, что эти две противоположные тенденции точно уравновесят друг друга. Большинство ученых, изучавших эту проблему, считают, что обусловленное углекислым газом потепление перевесит и мы находимся в начале «сверхмежледникового периода», который будет продолжаться до тех пор, пока мы не израсходуем все наши ископаемые топливные ресурсы. К тому времени, вероятно через несколько столетий, концентрация углекислого газа в атмосфере будет по крайней мере в три раза выше, чем в предындустриальную эпоху. Постепенно большая часть этого избыточного углекислого газа будет поглощена океанами; при отсутствии нового поступления углекислоты ее концентрация в атмосфере начнет уменьшаться, что позволит Земле снова погрузиться в ее несколько запоздалый ледниковый период. В отдаленной, геологической, перспективе истории Земли изменения, вызванные человеком, такие как, например, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, представляют собой мелкие пертурбации. Как должно быть очевидно из предшествующих глав, в прошлом Земля прошла через гораздо более серьезные нарушения хода эволюции, и тем не менее их следы в каменной летописи в общем довольно незначительны. Если завтра люди исчезнут с лица планеты, то через несколько миллионов лет следы их деятельности будут едва заметны. Но краткость нашей индивидуальной жизни заставляет большинство людей устремлять внимание на проблемы более близкого будущего; для исторических масштабов времени с нашим развитым знанием о работе Земли возможно предсказать, что нас ждет.

 

НАШИ ОГРАНИЧЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

Развитие геологии как науки в большой степени опиралось на поиски сырья для промышленности. До совсем недавнего времени большинство людей, профессионально занимающихся геологией, было устремлено на работу в области добычи нефти или газа. И действительно, количество поступающих на геологические факультеты колледжей и университетов по всей Северной Америке следовало за взлетами и падениями главных нефтедобывающих компаний, которые были основными нанимателями выпускников. Однако после долгого периода низких цен на нефть и со все большим упором на сохранение запасов нефти и окружающей среды в последние годы эта картина меняется. Однако поиск и добыча полезных ископаемых, необходимых в нашем сложном мире, по-прежнему является важным аспектом наук о Земле. И как раз в этой области наши перспективы в будущем вполне определенны.

С древнейших времен искатели полезных ископаемых (за отсутствием более подходящего слова) использовали интуицию, опыт и силу мозгов при поисках геологических материалов, нужных и пользующихся спросом. В наши дни к их древнему арсеналу была добавлена технология, особенно дистанционные (геофизические) методы, что позволило расширить область поисков до самых отдаленных районов, которые раньше не были доступны, а также до океанских глубин и областей континентов, лежащих под земной поверхностью. Почему при поисках полезных ископаемых необходимы такие усилия? Ответ заключается в том, что, хотя малые количества почти всех элементов периодической таблицы Менделеева можно найти в самых обычных материалах, — например, золото, растворенное в воде морей и океанов, медь в почве вашего сада, — они присутствуют там в очень рассеянной форме и их нельзя извлечь так, чтобы это было экономически выгодно. Даже алюминий, третий среди самых распространенных элементов земной коры, нельзя добывать просто в любом месте. Однако на протяжении всей истории Земли геологические процессы вели не только к рассеянию элементов, но и к концентрации их с образованием ценных месторождений. Весь фокус заключался в том, чтобы понять, как работают эти процессы, и использовать это знание, чтобы сузить область поиска до месторождений, которые могут быть отработаны по приемлемой стоимости. Поиски таких месторождений, все более изощренные, продолжаются, но в значительной части земных недр, доступных с земной поверхности, детальные поиски уже проведены и количество вновь открываемых месторождений с каждым годом и десятилетием все меньше и меньше. Новые технологии позволяют извлекать нужные материалы из месторождений, которые когда-то считались нерентабельными, и все же следует признать, что геологические ресурсы не являются неисчерпаемыми. Процесс концентрации полезных ископаемых в месторождения занял несколько миллиардов лет истории Земли; в масштабах человеческой истории эти отработанные запасы невосполнимы. В некоторых случаях мы извлекаем их в течение десятилетий. Может быть, самым поразительным примером постепенного истощения запасов может служить нефть. Ввиду ее чрезвычайной важности для современного общества образование и распределение месторождений нефти изучались очень детально и на поиски и извлечение ее из недр были затрачены миллиарды долларов. Хотя уже тысячи лет назад люди знали о существовании сырой нефти, встречающейся местами в виде «выходов», и использовали ее для целого ряда целей, самая первая буровая скважина нефти была пройдена в Пенсильвании в 1859 году. Известное в то время под названием «Безумие Дрейка», это маленькое предприятие породило в конечном итоге гигантскую всемирную индустрию, которая затронула практически каждый уголок Земли. Но не прошло еще столетия с того дня, когда была пробурена эта первая скважина, а миллионы баррелей нефти выкачиваются из земли каждый день, как уже раздалось несколько осторожных голосов, предсказывающих о возможных крайне неприятных последствиях нашего ничем не ограниченного потребления этого невосполнимого ресурса. Хотя некоторые из самых крайних предсказаний так до сих пор и не осуществились — главным образом в результате более эффективного использования энергии, глобального замедления экономического развития и открытия новых месторождений, — уже нет сомнений в том, что в конце концов мы исчерпаем все доступные месторождения нефти и газа. Единственная оставшаяся неопределенность — это сколько времени до этого нам осталось. Хотя месторождения нефти и газа формировались в течение миллионов и миллионов лет, геологических ресурсов этих источников энергии хватит — при нынешнем щедром уровне их потребления — всего на несколько сотен лет!

Полезное ископаемое, которое мы столь расточительно тратим, топливо, питающее наши автомобили, — это в сущности древняя солнечная энергия, накопленная природой в виде нефти. По своему химическому составу она представляет собой главным образом углерод, соединенный с 15-20 процентами водорода. Она образуется только в совершенно особых геологических условиях, а именно в илистых осадках, накапливающихся в теплом морском мелководье. В таких местах органические остатки планктона — мелких плавающих организмов, живущих в просвечиваемых солнцем поверхностных слоях океана, — быстро накапливались на морском дне и заносились другими осадками. Быстрое погребение защищает органическое вещество от разложения, но процессы, превращающие этот дисперсный, богатый углеродом материал в нефть, очень сложны. Ключевыми факторами этого превращения являются, по-видимому, температура и время. По мере того как погребенные слои органического вещества погружаются на все большую и большую глубину, температура, которая на них воздействует, становится все выше. Представляется, что наиболее благоприятный температурный интервал для образования жидкой нефти лежит между 65 и 150 градусами Цельсия, что, как правило, соответствует глубине в несколько километров. Но даже если исходный органический материал и превратится в нефть, ее нелегко извлечь из тех тонкозернистых осадков, в которых она образуется. Только когда она находится в крупнозернистых осадочных породах с большим количеством пор, как, например, в песчанике, ее можно легко извлечь. К счастью, нефть представляет собой очень легкую жидкость — она плавает на воде, — и с течением времени она всплывает наверх, иногда в прилегающие толщи пород. Поэтому наиболее продуктивные нефтяные залежи находят не в тех породах, в которых образовалась нефть, а в соседних, пористых слоях.

Наличие даже такой рудиментарной информации об образовании нефти в огромной степени упрощает задачу поисков и извлечения нефти. Поскольку для ее образования требуется богатая жизнью морская среда, то породы кембрийского периода, бедного проявлениями жизни, вряд ли могут содержать нефть. То же самое справедливо и для сильно метаморфизованных пород любого возраста, поскольку они претерпели воздействие температур, достаточно высоких, чтобы разрушить всякие следы нефти, которая в них содержалась. Таким образом, главными целями при поисках нефти должны быть мощные толщи фанерозойских осадков, образовавшихся на морских мелководьях вдоль окраин современных или древних континентов, или во внутренних морях, которые периодически затапливали части континентов. Накопленный в результате бурения в таких районах опыт также позволяет предсказывать с приемлемой точностью, сколько нефти или газа еще не открыто. Если эти предсказания совместить с оценками того, насколько быстро будет расти в будущем потребление нефти, то мы придем к вероятному выводу, что в течение столетия от данного момента человечество израсходует большую часть имеющихся в недрах Земли запасов нефти (рис. 13.2). К сожалению, розовые краткосрочные прогнозы добычи нефти, по сравнению с потребностью в ней, заслоняют необходимость предвидеть длительные периоды острой ее нехватки, которые, без сомнения, ждут нас в будущем, и проявить беспокойство. Другие источники энергии — и сырья, которое заменило бы нефть в производстве таких разнообразных продуктов, как синтетические ткани, удобрения и лекарства, — еще ждут своей разработки. Было бы лучше, если бы об этом люди позаботились раньше, чем позже.

Рис. 13.2. Сплошная линия представляет сглаженную кривую мирового производства нефти с момента бурения первой скважины в 1859 году и до 1991 года. Точками на этой линии обозначено фактическое производство нефти, согласно ежегодной «Международной энциклопедии нефти» (PennWell Publishing Company). Штриховая линия показывает «оптимистический» прогноз, сделанный в 1969 году геологом из Геологической службы США М. Кингом Хаббертом на основании его наилучшей оценки количества известных и еще не открытых запасов нефти. Хотя снижение потребления нефти в начале 1980-х годов несколько отодвигает в будущее период изобилия нефти, все же из этого графика очевидно, что мы принадлежим к одному из всего лишь нескольких поколений людей, которые еще будут пользоваться благами из этого источника.  

Хотя нефть и газ являются настораживающими и отрезвляющими примерами, геологические ресурсы многих других полезных ископаемых также потребляются в темпах, вызывающих тревогу. Более того, подобно нефти и газу, распространение этих полезных ископаемых определяется геологическими факторами, а не политическими границами, делая зависимость современных индустриальных обществ от запасов некоторых ископаемых особенно опасной. Хорошим примером может послужить элемент кобальт, критическая составная часть сплавов, используемых для производства постоянных магнитов, турбин и реактивных моторов и других современных машин. Соединенные Штаты, да и другие высокоразвитые страны по существу не имеют своих источников кобальта. В конце 1970-х годов в результате гражданской войны в Заире цены на этот товар подскочили более чем в десять раз. Нехватка кобальта не была длительной, и тем не менее она напомнила о конечности минеральных ресурсов.

Некоторые космические энтузиасты предположили, что Луна или даже астероиды могут в будущем послужить источником сырья для Земли. На Луне действительно имеются все необходимые химические элементы, но их извлечение потребовало бы огромных затрат энергии. В противоположность ситуации на Земле, геологические процессы, протекавшие на Луне, не вели, как правило, к образованию минеральных месторождений, подобным тем, которые известны нам на Земле. Причина этого заключается в том, что удивительно высокая доля механизмов концентрации элементов на нашей планете связана с наличием жидкой воды. Некоторые месторождения отлагаются прямо из моря — например, полосчатые железистые толщи, обсуждавшиеся в главе 4, которые являются источником большей части железной руды. Другие месторождения представляют собой продукты выветривания, происходившего с участием воды: алюминий концентрируется в обстановке, когда сильные и частые дожди при высоких температурах тропических областей растворяют и уносят почти все в местных коренных породах, оставляя только нерастворимый богатый алюминием боксит. Золото и многие другие ценные металлы обычно встречаются в жилах, поскольку они отлагались там из горячих, богатых водой флюидов, протекающих по трещинам в породах земной коры. По причинам, связанным с ее образованием, Луна лишена воды; большая часть процессов, которые на Земле ведут к концентрации минералов, на Луне никогда не имели места. В результате этого экономически ценные элементы присутствуют в породах Луны только в рассеянной форме. По-видимому, хищный аппетит современных обществ будет, по крайней мере в ближайшем будущем, удовлетворяться из земных источников путем разработки методов эффективного извлечения материалов из менее богатых руд, путем сохранения и повторного получения ценных материалов из отходов и разработки заменителей для некоторых самых редких минералов и элементов. По этой причине изменилась роль ученых-специалистов в области наук о Земле (по крайней мере частично) от роли простых эксплуататоров многочисленных и богатых месторождений Земли до хранителей ресурсов, которые сейчас уже считаются ограниченными. У геологов есть необходимые знания для оценки отдаленных последствий потребления критических материалов при современных темпах, а некоторые из них взяли на себя ответственность за предупреждение и оповещение как правительств, так и населения вообще о вероятных результатах такого потребления.

 

ОПАСНОСТЬ СТОЛКНОВЕНИЯ ЗЕМЛИ С НЕБЕСНЫМИ ТЕЛАМИ

Геологическая каменная летопись оставляет мало сомнения относительно возможности столкновения Земли с различными телами в будущем. Современная дискуссия между специалистами фокусируется на том, какова именно эта вероятность крупномасштабного, катастрофического столкновения и есть ли какие-либо средства, которые позволят избежать такой катастрофы.

Доказательства гигантского столкновения Земли с каким-то небесным телом, случившегося 66 миллионов лет назад и создавшего глобальный кризис, который привел к гибели динозавров и многих других животных и растений, обсуждались в главе 10. Космическое тело, вызвавшее катастрофу на границе мела и третичного периода, вероятно, представляло собой астероид, выброшенный в результате какого-то возмущения на орбиту, пересекающую орбиту Земли. Сейчас общепризнано, что очень крупные события, подобные столкновению на границе мел — третичный период, бывают очень редко, даже по геологической временной шкале, но что часто не принимается во внимание, так это то, что имеются сотни, а может быть, даже тысячи астероидов, диаметр которых превышает 100 метров (и поэтому способных принести существенный ущерб, если они столкнутся с нашей планетой), орбита которых как раз в этот момент пересекает орбиту Земли. Каждый из них имеет некоторую потенциальную возможность столкнуться с Землей, а геологическая и историческая летописи показывают, что в прошлом такие столкновения происходили регулярно. Так какова же конкретно вероятность того, что такое столкновение произойдет снова? И какой ущерб оно может причинить? Сейчас предпринимаются значительные усилия, чтобы получить ответы на эти вопросы. Хотя во всех предсказаниях имеется некоторая доля неопределенности, угроза, о которой мы сейчас говорим, настолько реальна, что уже вызвала серьезную дискуссию о возможности раннего обнаружения и, может быть, даже изменения направления орбиты небесного тела, находящегося на пути столкновения с Землей. Один такой анализ, недавно выполненный Кларком Чепмэном из Института планетарных исследований в городе Таскон, штат Аризона, и Дэйвидом Моррисоном из Эймсского исследовательского центра НАСА в Калифорнии, результаты которого опубликованы в научном журнале «Нэйчер» («Nature») в 1994 году, предсказывает, что имеется один шанс на 10 000 в пользу того, что в течение следующего столетия с Землей столкнется астероид, достаточно большой, чтобы разрушить нашу среду обитания и истребить значительную часть населения Земли. Это очень небольшая вероятность, но только в чисто статистическом смысле; в силу очень большого количества вызванных этим столкновением смертей, она обещает, что для среднего американца шанс умереть в результате такого столкновения приблизительно равен шансу погибнуть в авиационной катастрофе. Безопасность полетов на самолетах является вполне законным предметом заботы как правительств, так и граждан, так разве вопрос об отклонении астероида, несущегося к Земле, имеет меньшее значение?

Факты, необходимые для того, чтобы оценить вероятность столкновения, мы находим в разных источниках, включая геологическую каменную летопись. Поскольку атмосфера заслоняет нас от мелких тел, которые сгорают от тепла, выделяемого в результате их трения о воздух, прежде чем достигнут Земли, и поскольку выветривание и тектоника плит постоянно изменяют ландшафт, поверхность нашей планеты не до такой степени изрыта оспинами кратеров, как некоторые из наших планет-соседей. И тем не менее на Земле есть несколько хорошо документированных примеров таких кратеров. Метеоритный кратер в Аризоне уже упоминался выше. Это сравнительно молодая и хорошо изученная структура, образовавшаяся в результате столкновения. Многие земные кратеры довольно велики и первоначально были распознаны по их круглой форме только по наблюдениям с самолетов или со спутников. Древние, сильно разрушенные части земной коры, как, например, докембрийский Канадский щит в Северной Америке, содержат много древних кратеров. К счастью, покрывающие их осадочные породы и почва помогли сохранить их до последнего оледенения в северном полушарии, которое соскребло их защитный покров, снова обнажив кратеры. Тщательное исследование размеров и возраста этих и других кратеров позволило геологам создать базу данных и определить частоту столкновений с Землей тел разного размера. Аналогичные, но более полные данные получены в результате исследования кратеров на Луне (рис. 3.1), которая не имеет защитной атмосферы, уничтожающей мелкие тела, и на которой процессы, разрушающие кратеры на Земле, такие, как выветривание или тектоника плит, не действуют. Таким образом, большие части лунной поверхности послужили в качестве инертных записывающих устройств, фиксирующих все столкновения за миллиарды лет. Все собранные до сих пор данные показывают, что на очень маленьком конечном отрезке спектра размеров тело, обладающее энергией той ядерной бомбы, которая была сброшена на Хиросиму в конце Второй мировой войны, сталкивается с Землей каждый год! Если выразить это через фактические размеры тел, то эти объекты очень невелики. Атмосфера защищает нас от их воздействия, и они сгорают или взрываются вследствие трения о воздух высоко над поверхностью Земли. Не считая того факта, что они записываются разведочными спутниками, мы даже не осознаем их существования. Даже объекты, обладающие в сто раз большей энергией, встречи с которыми можно ожидать один или два раза в столетие, не достигают земной поверхности. Но в окрестностях Земли плавают гораздо больших размеров фрагменты астероидов, и в сравнительно недавнем прошлом происходили хорошо документированные случаи как почти попаданий, так и реальных попаданий их в Землю. Почти попадание произошло в 1989 году, когда какой-то астероид диаметром в несколько сот метров, несущий — по оценкам ученых — энергию, эквивалентную 1000 тонн ТНТ (тринитротолуола), прошел мимо Земли на расстоянии, меньшем, чем удвоенное расстояние от Земли до Луны. Небольшое изменение его орбиты — и он мог бы врезаться в Землю с катастрофическими последствиями. Он, безусловно, достиг бы поверхности Земли, образовав кратер диаметром в несколько километров (или породив гигантские волны в случае, если бы он упал в океан). Этот почти попавший астероид, если бы он действительно столкнулся с Землей, принес бы в сотни раз большие разрушения, чем упомянутый в главе 3 объект, который взорвался в атмосфере над Сибирью в 1908 году. Этот Тунгусский феномен, как его называют, был отмечен в Европе по вызванным им атмосферным ударным волнам, и когда ученые много лет спустя добрались до этого очень удаленного места, они нашли сплошь поваленный лес на площади более 2000 квадратных километров и признаки того, что взрыв вызвал пожары вблизи центра этого пострадавшего района. Никаких обломков упавшего астероида так и не было найдено, но выполненные недавно расчеты показали, что это, вероятно, был каменный объект, который взорвался в атмосфере на высоте около 10 километров. К счастью, местность, где произошел взрыв, была необитаемой; если бы он упал в населенном районе, последствия этого взрыва были бы очень серьезными.

Столкновения с крупными объектами происходят редко, но их воздействие потенциально столь опустошительно, что они составляют совершенно особый тип геологической угрозы, отличный почти от всех других. Столкновения, подобные тому, которое завершило меловой период, выбрасывают в атмосферу столь много тонких обломков, что — не считая света от пожаров, возникших в результате столкновения, — весь мир на некоторое время погрузился бы в сплошную темень. Даже гораздо менее мощные столкновения могли бы все же уменьшить солнечное освещение до такой степени, что все сельское хозяйство было бы подавлено более чем на один летний цикл с катастрофическими последствиями. Все общества Земли подверглись бы воздействию этого взрыва; ни одна страна не уцелела бы, чтобы оказать другим помощь, как это обычно делается в случаях катастрофических наводнений, землетрясений или засухи. К счастью, действительно крупные объекты диаметром в один километр или больше легче всех других обнаруживаются в космосе. Существуют технологические средства, позволяющие обнаружить такие тела и определить их орбиты. К счастью также, чувствительные телескопы и тщательно организованная служба наблюдения могли бы, вероятно, обеспечить достаточно заблаговременное предупреждение (по крайней мере за несколько лет), чтобы можно было разработать и осуществить стратегию защиты, позволяющую избежать столкновения с теми объектами, которые окажутся на пути к столкновению с Землей. Отклонение орбиты астероида было бы очень дорогостоящим предприятием, но все же маловероятно, что будет слишком много жалоб на высокую стоимость защиты Земли от потенциального полного опустошения.

 

ВУЛКАНЫ И ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Гораздо более непосредственную, хотя и более локализованную опасность для общества представляют собой сильные землетрясения и вулканические извержения. Именно о них думает большинство людей, когда хотят представить себе геологические катастрофы. При современном знании о том, как работает Земля, не так уж сложно делать предсказания о вероятности таких событий. Можно сказать почти со стопроцентной уверенностью, что в какой-то момент в течение последующих нескольких сотен лет крупное и очень разрушительное землетрясение поразит Сан-Франциско или Токио или же взорвется гора Святой Елены. Но пока что невозможно предсказать заранее, когда конкретно произойдет подобное событие или, что еще более важно, насколько крупным оно будет. И все же наблюдается определенный прогресс в отношении краткосрочных прогнозов. В большинстве случаев такие прогнозы требуют тщательного слежения, с использованием как приборов, так и простых наблюдений, в регионах, о которых уже известно, что это области высокой степени риска. В нескольких случаях, когда опасность казалась непосредственно угрожающей, проводились массовые эвакуации. Вероятно, наиболее известным примером может послужить эвакуация населения с вулканического острова Гуаделупе в Карибском море в 1975 году, когда зловещие предвестники показали, что извержение неминуемо в любой момент. Однако извержение не произошло. Три месяца спустя жители вернулись в свои дома, никакой катастрофы не было, и разгорелись горячие дебаты о необходимости проведенной эвакуации и, конечно, о точности предсказания. Но природа капризна, и еще не скоро мы разберемся в том, какие виды признаков действительно предвещают извержение или землетрясение. А пока что вполне возможно, что будут еще и другие ложные прогнозы, но в конечном итоге лучше, вероятно, следовать им, чем игнорировать. Иногда природа мстит за неверие в предсказание, как случилось вскоре после событий в Гуаделупе, когда геологи в Колумбии предупредили, что даже незначительное извержение вулкана Невадо дель Руис может расплавить снег и лед на его вершине, вызвав мощные потоки вулканического пепла и грязи, которые могут угрожать городку Амеро, расположенному у основания вулкана. В этом случае жители проигнорировали это предупреждение и предсказанные потоки грязи обрушились на город, только через несколько месяцев, уничтожив 25 000 человек.

Как должно быть ясно из обзора тектоники плит в главе 5, наиболее высока вероятность возникновения как вулканических извержений, так и землетрясений вдоль границ между плитами. Наиболее опасны места, где плиты, сталкиваясь друг с другом, образуют зоны субдукции.

Даже беглый взгляд на рис. 5.2 покажет, что многие из таких областей плотно заселены: это большая часть западного берега Северной, Центральной и Южной Америки, Япония, Индонезия и те части Средиземноморья, которые лежат вблизи зон субдукции. Все эти районы испытали не раз и землетрясения, и извержения вулканов на протяжении писанной истории и снова испытают их в будущем. И все же в большинстве этих регионов катастрофы происходят через довольно большие промежутки времени, часто между ними успевает смениться одно или несколько поколений людей и поэтому они не очень запечатлеваются в общем сознании.

Даже в тех случаях, когда сравнительно близкая во времени геологическая опасность совершенно очевидна, общественная реакция часто бывает в лучшем случае приглушенной. Сан-Франциско, один из самых прекрасных, но также и один из смертельно опасных городов в Соединенных Штатах (с точки зрения опасности землетрясений), все еще продолжает быть одним из самых желанных для проживания мест в стране и имеет соответственно самые непомерные цены на недвижимость. Хотя сам город не лежит в зоне субдукции, разлом Сан-Андрэас проходит прямо над нею, а несколько других больших сбросов находятся в этом же районе. Злосчастная катастрофа 1906 года (вызванная смещением вдоль самого разлома Сан-Андрэас) и последующие пожары, которые совместно разрушили большую часть деловых кварталов города, все еще часто вспоминаются в печати, но большинство жителей города старается не думать о выводах и предпочитает наслаждаться красотой города и идти на риск, веря, что следующий толчок не случится в ближайшем будущем. Подгоняемый движением и напором плит, он все же неизбежно произойдет, и хотя современные правила строительства обеспечивают меньший ущерб, они не гарантируют безопасности. Землетрясение 1989 года было гораздо меньшим по масштабу, чем землетрясение 1906 года, и произошло почти в 100 километрах к югу от города, вблизи города Санта-Крус в Калифорнии; оно повредило дома и мосты в Сан-Франциско и его окрестностях и унесло жизни 65 человек. Многие другие крупные города мира живут в постоянной опасности от проявлений геологических процессов. Их расположение обусловливает практически полную уверенность в возможности катастрофы в предстоящие несколько десятков или несколько сотен лет.

К счастью, разрушения, вызываемые землетрясениями, очень локализованы. И все же, когда они происходят в море, они возбуждают огромные цунами, которые могут перемещаться через целые океанские бассейны и причинять огромный ущерб в очень отдаленных частях земного шара. Хотя эти гигантские волны перемещаются очень быстро, обычно жителей предупреждают о них достаточно заблаговременно, чтобы они могли подготовиться, успеть выехать из низменного района. Очень мощные вулканические извержения также могут проявляться далеко за пределами непосредственно прилегающей к ним местности. В главе 12 уже отмечалось, что извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году вызвало глобальное понижение средней температуры в течение нескольких лет вследствие выброса в атмосферу вулканических аэрозолей, главным образом сернистого газа. Сразу же после первоначальных извержений в атмосфере оказалось так много вулканической пыли, что самолеты коммерческих авиалиний, чьи маршруты пролегали через Тихий океан, вынуждены были, по сообщениям печати, заменять ветровые стекла каждые несколько дней из-за щербин. Та же пыль была причиной великолепных закатов во всем мире, наблюдавшихся более года.

Многие из извержений прошлого оставили после себя легко прослеживаемые в геологическом разрезе слои пепла, имеющие часто мощность в несколько сантиметров и площадь распространения в десятки тысяч квадратных километров. Самое крупное за последние две сотни лет извержение произошло в 1815 году на острове Сумбава в Индонезии, когда крупный вулкан горы Тамбора яростно взорвался. Согласно записям европейских чиновников, живших в этом регионе в то время, взрывы, сопровождавшие извержение, были слышны за 1500 километров. На острове Ява, в сотнях километров к западу от острова Тамбора, день превратился в ночь из-за вулканического пепла, рассеянного в воздухе. Вулканическая пыль, выброшенная в атмосферу, была почти несомненно причиной необычно холодной погоды на всем земном шаре, которая последовала за этим извержением. В своей очаровательной книжице на тему связи между климатом и вулканами Генри и Элизабет Стоммел тщательно описали холодное, ветреное (даже снежное) лето 1816 года в Новой Англии, Европе и других местах, которое последовало за извержением вулкана Тамбора. В своем исследовании они часто сталкивались с ходячим выражением того времени: «тысяча восемьсот и замерз до смерти».

Имеется достаточно данных, относящихся к недавним, тщательно задокументированным землетрясениям, как, например, в Минатубо, чтобы было ясно, что огромное количество пепла и сернистого газа, которое было выброшено вулканом Тамбора, должно было значительно повлиять на количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли, чтобы вызвать существенное похолодание. И действительно, некоторые исследователи отметили, что самые грандиозные вулканические события прошлого, запечатленные в геологической летописи, из которых некоторые во много раз превышали по своей мощности извержение вулкана Тамбора, вполне были способны вызвать «вулканическую зиму», длившуюся, возможно, несколько лет подряд. В сущности, нет сомнений в том, что за такими событиями следовало глобальное похолодание, если оно происходило в такой момент, когда и другие условия благоприятствовали оледенению, давая тот толчок, который был нужен для того, чтобы ввергнуть Землю в ледниковый период.

Очевидно, что геология не уважает межгосударственные границы. Наоборот, ее щедрые подарки в форме минеральных и энергетических ресурсов, добываемых из недр Земли, так же как и ее угрозы, представляют собой современные проявления геологических процессов, идущих уже миллионы, если не миллиарды лет. Эти процессы могут коренным образом изменить лицо Земли и даже повлиять на ход дальнейшей эволюции жизни и общества. Обо всех этих вещах мы знаем на основании изучения геологической летописи — данных, сохранившихся в горных породах. По мере того как эта летопись раскрывается перед нами во всех подробностях, становится возможным предвидеть, что лежит впереди, понять, как действия самого недавнего агента геологических изменений, человека, могут с высокой вероятностью нарушить ныне протекающие природные геологические циклы. И все это позволит нам понять происхождение ландшафтов, отражающих в себе всю геологическую историю и окружающих нас каждый день нашей жизни.