Со времен Чарльза Лайеля и его трехтомных «Принципов геологии» (1830–1833) научно-популярных книг по геологической тематике написаны целые библиотеки. Среди отечественных популяризаторов геологии, например, можно назвать В. А. Обручева («Занимательная геология») и А. Е. Ферсмана («Занимательная минералогия»). Казалось, бы, мало что можно добавить к трудам великих предшественников.
Однако профессору геологии, доктору Маршии Бьорнеруд (Marcia Bjornerud), завкафедрой по охране природы Университета Лоуренса (Эплтон, Висконсин, США), это определенно удалось. Ее книга (в оригинале — Timefulness: How Thinking Like a Geologist Can Help Save the World) относительно небольшая — 283 страницы, включая приложения, — и прекрасно изданная, за что отдельное спасибо «Альпине нон-фикшн» [1].
Пожалуй, главный успех этого издания заключается в определении геологии как науки, связывающей прошлое, настоящее и будущее Земли. Именно отсутствие или недооценку геологических знаний Бьорнеруд рассматривает как основную причину практически бесконтрольного вмешательства человеческой цивилизации в процессы, которые начались за миллиарды лет до появления человека и развивались без его участия почти всё время существования Земли как планеты.
«Отрицание времени», хронофобия — явление, порожденное, с одной стороны, дремучим невежеством подавляющего большинства людей в области естественных наук и, с другой, — подсознательным человеческим неприятием собственной временности и неизбежной смерти. Своего рода детская защитная реакция на что-то неприятное или угрожающее в окружающем мире: закрыть глаза руками, и проблема решена. «…В результате мы существуем словно бы вне времени и его законов. Как неопытные, но самонадеянные водители, мы мчимся со всей скоростью, вторгаясь в экосистемы и ландшафты без учета их давно устоявшейся организации, структуры и процессов, а потом удивляемся и негодуем, когда планета наказывает нас за нарушение естественных законов» (М. Бьорнеруд).
Интересна мысль автора о том, что горные породы, изучением которых, с точки зрения большинства людей, и занимается в основном геология, — это не только и не столько предметы, физические тела, сколько материальное отражение длительных, многочисленных и разнообразных процессов, происходивших и происходящих в природе: поднятия и разрушения горных систем, накопления, размывания, переноса и переотложения продуктов эрозии, метаморфизации осадочных и магматических пород, извержений вулканов, изменения состава атмосферы и многого другого. Процессы требуют времени; в случае геологических процессов— — времени иногда невообразимо длительного, однако поддающегося измерению.
И чем совершеннее методы и инструменты, которые используют геологи, тем точнее становится геохронологическая шкала — «карта глубокого времени» (англ. Deep time), по выражению шотландского геолога Джеймса Хаттона (James Hutton). Тем удивительнее, по мнению автора, существование при современном уровне развития науки многочисленных креационистских «теорий», особенно так называемого младоземельного креационизма (Young Earth creationism) — последователи этого учения вполне серьезно ограничивают возраст планеты библейскими рамками от 6 до 7,5 тыс. лет.
Столь урезанное представление о прошлом Земли органично дополняется представлениями о скором и неизбежном конце света, и это, как считает доктор Бьорнеруд, еще опаснее. «Тем, кто верит в скорый конец света, нет смысла беспокоиться о таких проблемах, как изменение климата, истощение подземных вод или потеря биоразнообразия. Зачем сохранять планету, если у нее и у нас нет будущего?» (М. Бьорнеруд). Таким образом, людям остается лишь «здесь и сейчас», настоящее без прошлого и будущего, что способствует всё возрастающим темпам потребления. И самое опасное, как считает автор, что эта идеология стала практически официальной стратегией развития общества — уровень потребления не только может, но и должен расти.
Часть ответственности за это доктор Бьорнеруд возлагает и на академическое сообщество. Проблема, как ей представляется, в неравноценном статусе научных дисциплин. Наряду с привилегированными математикой, физикой, химией и, в последнее время, биологией существуют науки-аутсайдеры, к которым принадлежит и геология. Геологам не вручают Нобелевских премий, в школах такой учебной дисциплины нет. Следует вспомнить, кстати, что в СССР геология входила в число школьных предметов до 1941 года. После окончания войны предпринимались попытки ее возвращения, однако этого так и не случилось.
Невысокий статус геологии как науки самым непосредственным образом отражается на ее финансировании, вплоть до того, что некоторым специалистам приходится, например, переквалифицироваться в «планетологов» и «астробиологов», чтобы получить финансирование хотя бы по программам NASA, поскольку вопросы строения и развития собственной планеты законодателей и общественность не интересуют.
Игнорирование событий геологической истории Земли проявляется, в частности, в многочисленных проектах, связанных с решением экологических проблем методами геоинженерии. Например, рассматривается предложение бороться с парниковым эффектом путем искусственного увеличения альбедо Земли. Предлагается распылять в стратосфере сульфатные аэрозоли, чтобы имитировать таким образом последствия извержения крупных вулканов. Есть также проект борьбы с закислением океанических вод посредством растворения в океане миллионов тонн железного порошка; это должно вызвать бурное развитие цианобактерий, которые, в свою очередь, свяжут значительное количество растворенного в воде СО2, после чего осядут на дно в виде железистых пород, сходных с полосчатыми железняками конца архея — начала протерозоя. Технически всё это осуществимо, однако последствия, весьма вероятно, будут для экосистемы Земли катастрофическими.
Особое значение автор придает геохронологии, которую она считает одним из величайших достижений человечества. Созданию и уточнению геохронологической шкалы посвящена глава 2. Читается она как приключенческий роман, главными персонажами которого выступают два великих англичанина — Чарльз Дарвин и Уильям Томпсон, он же корифей термодинамики лорд Кельвин. Не буду лишать читателя удовольствия познакомиться с этой историей самостоятельно, ограничусь цитатой: «В последующие годы Дарвин называл Кельвина „своей самой большой неприятностью“».
Наряду с классическими методами геохронологии, основанными на руководящих формах, подробно описываются современные радиоизотопные и геохимические технологии, а также изучение метеоритных материалов. Рассматриваются вопросы тектоники литосферных плит, особенности строения земной коры океанического и материкового типов, механизм конвекции мантийного вещества. Автор анализирует процессы разрушения горных систем, причем обращает внимание на относительную и абсолютную скорость этих процессов, а также на их масштаб. Приводимые ею цифры впечатляют. Так, общий объем Бенгальского конуса выноса, на который приходится значительная часть транспортированных реками продуктов эрозии Гималаев, составляет 12,5 млн км3, что превышает «сегодняшний» объем этой горной страны, а также всего Тибетского нагорья. При этом отмечается примерное соответствие скорости эрозии поверхности и скорости тектонических процессов, вызывающих поднятие горных систем.
Четыре с половиной миллиарда лет истории Земли читаются геологами как многотомная иллюстрированная книга. Автор нашла отличную метафору, ранее мне не попадавшуюся: горные породы, обнажения, рельеф территории — это палимпсест (курсив М. Бьорнеруд). Так средневековые ученые называли рукописи на использованных ранее пергаментах, с которых был стерт или смыт предыдущий текст, иногда даже не один раз. Полностью уничтожить старые записи, как правило, не удавалось, и современные методы, в частности рентгенография, позволяют эти стертые тексты читать. Толща земной коры представляет собой, таким образом, гигантский многослойный палимпсест, зафиксированную в горных породах историю формирования планеты.
Следуя своему основному принципу — из прошлого через настоящее к будущему, доктор Бьорнеруд подробно рассказывает историю становления геологии как науки, начиная с работ Дж. Хаттона, первым обнаружившего и описавшего так называемое угловое несогласие залегания горных пород (мыс Сиккар-Пойнт, Шотландия) и предложившего принцип униформизма (курсив М. Бьорнеруд).
Этот принцип подразумевает, что современные геологические факторы действуют так же, как и в далеком прошлом Земли. Он же предположил, что процессы поднятия и разрушения поверхности, накопления и сноса продуктов эрозии цикличны и повторяются бесконечное количество раз, уходя, по его же выражению, «в глубокое время». Ритмы, цикличность природных процессов и явлений рассматриваются в главе 3 и представлены в таблице «Г» Приложения II.
Глава 4 посвящена образованию и развитию земных атмосферы, гидросферы и биосферы. Их возраст и изменения состава отражены в горных породах, в том числе и древнейших, архейских. Косвенные сведения о том, какие условия существовали на поверхности планеты 3,8–3,7 млрд лет назад, содержатся в породах формации Исуа на юго-западе Гренландии. Они же дают представление о составе второй, углекислотно-водно-метановой, атмосферы Земли, а также позволяют предполагать, что уже в то время могли существовать первые фотосинтезирующие живые организмы. В качестве доказательства приводятся данные об аномально высоком содержании биогенного углерода 12С в содержащих графит породах формации Исуа. Правда, пока не исключена вероятность загрязнения проб современной органикой, так что древнейшими биогенными образованиями на планете признаются строматолиты формации Дресснер (Австралия), которые моложе примерно на 250 млн лет.
Событиям антропоцена — современной, пока официально не признанной эпохи в истории Земли — посвящена глава 5. Отмечается, что термин предложен не геологом, а химиком — лауреатом Нобелевской премии Паулем Крутценом (Paul Crutzen) — в 2002 году. Новую эпоху предлагается выделить на основании того, что антропогенное воздействие на природу Земли становится сравнимым с воздействием природных факторов. Граница между голоценом и антропоценом пока не определена, однако вопрос этот обсуждается Международной комиссией по стратиграфии.
Здесь же рассматриваются вопросы четвертичных оледенений и их зависимости от множества факторов — циклов изменения параметров земной орбиты, содержания в атмосфере парниковых газов, а также интенсивности вулканической деятельности. Тем не менее главной проблемой эпохи антропоцена автор считает колоссальное ускорение процесса потребления природных ресурсов в сравнении со временем, необходимым для их восстановления. Последствия такого отношения к природе непредсказуемы, и навряд ли они будут способствовать экологической стабильности на Земле.
«Горькая ирония антропоцена заключается в том, что мы вынуждаем Природу снова взять власть в свои руки и обеспечить соблюдение своего свода законов — каким образом, мы пока можем только догадываться… Наши безмятежные голоценовые дни подходят к концу; мы вступаем в эпоху антропоцена. Мы все пребывали в иллюзии, что нам, как маленьким детям, позволено творить в собственном доме все что угодно, а наша заботливая мать Природа всегда приберет за нами и будет встречать с радушным гостеприимством. Но теперь мы должны повзрослеть и осознать, что сами должны позаботиться о нашем доме. Атлас прошлого поможет нам найти потерянное нами Время», — пишет М. Бьорнеруд.
В заключение несколько слов о приложениях. Книга содержит три приложения, и все три весьма интересны.
Приложение I — это упрощенный вариант современной геохронологической шкалы. Помимо обычных датировок начала эонов, эр и периодов, он содержит соответствующие им геологические события. Следует отметить, что в таблице, видимо по недосмотру редактора, весь фанерозой отнесен к докембрию. Во всяком случае, именно так он поименован в графе 1.
Приложение II состоит из четырех таблиц, содержащих, соответственно, сведения о продолжительности существования природных объектов и ограничивающих эту продолжительность процессах (II А); времени пребывания и перемешивания воды, углерода и ионов натрия в различных средах (II Б); скорости и темпах изменений геологического масштаба, средних и в антропоцене (II В); геологически значимых циклах и интервалах их повторения (II Г).
В приложении III представлены в хронологическом порядке происходившие на Земле экологические кризисы, начиная с глобального оледенения на границе мезо- и неопротерозоя до катастрофического, в 100–100 000 раз, увеличения темпов вымирания видов в антропоцене. В таблице приведены также сведения о соответствующих этим кризисам нарушениях абиогенного и биогенного углеродных циклов, изменениях климата, а также их экологических последствиях.
Книга снабжена также вынесенными за основной текст примечаниями и предметно-именным указателем.
Не будучи геологом, не берусь оценить достоинства книги Маршии Бьорнеруд с точки зрения современных геологических представлений. Однако, как учитель географии, могу рекомендовать ее коллегам в качестве отличного источника информации по вопросам геологии, экологии и рационального ресурсопользования, а также в качестве материала для формирования навыков геологического, экологического и социально ответственного мышления.
Леонид Перлов, учитель,
почетный работник общего образования РФ (Москва)
Подробнее о книге см.
alpinabook.ru/catalog/book-osoznanie-vremeni/