По холодным следам
Шрифт:
Значит, оледенения непосредственно не связаны с вулканической активностью. Единственным исключением может быть оледенение, происходившее в конце карбона и начале перми.
Изменения химического состава атмосферы тоже могут заметно влиять на климат.
Особую роль в атмосфере играет углекислый газ. Он задерживает часть солнечных лучей и способствует «оттеплению» поверхности Земли. По некоторым подсчетам, уменьшение содержания углекислоты в атмосфере в два раза должно понизить среднегодовые температуры в средних широтах на четыре-пять градусов. А увеличение содержания углекислоты в два-три раза подняло бы температуру приполярных областей на восемь-девять
Много углекислого газа поступает в атмосферу через жерла вулканов. Усиление вулканической деятельности поэтому должно охлаждать атмосферу (обилие пыли) и оттеплять ее (обилие углекислоты).
Возможно, последствия этих двух явлений взаимно уничтожаются.
Но и тут, пожалуй, дело обстоит сложней.
Во-первых, нельзя забывать, что при увеличении содержания углекислого газа в атмосфере он будет усиленно поглощаться водами океанов (до установления газового равновесия в воздухе и воде). Во-вторых, углекислый газ является пищей для растений и некоторых простейших и беспозвоночных животных. Они тоже будут стремиться «выесть» излишки атмосферной углекислоты. Отмирая, эти организмы будут захоронять соединения, содержащие углерод и кислород.
Если атмосфера обогатится углекислым газом, за этим последует расцвет растений и животных, питающихся им. Позже, когда будут «съедены» запасы этого соединения, атмосфера заметно им обеднеет. Недостаток углекислоты нарушит тепловое равновесие в атмосфере в сторону общего похолодания.
В таком виде гипотеза выглядит довольно внушительно. Перед эпохами оледенений действительно наблюдалось некоторое усиление активности вулканов и расцвет растений или животных, поглощающих углекислоту. Так было в силуре (перед нижнедевонским оледенением), в карбоне, в плиоцене (незадолго до современной ледниковой эпохи). Правда, неясным остается вопрос с оледенением в кембрийское время. Но вполне возможно, что прежде него находились в расцвете микробы, питавшиеся углекислотой и не оставившие после себя явных остатков, как это случалось позже с многими скелетными животными и растениями.
Но и тут не совсем ясно: если были неоднократные наступления четвертичных ледников, то как связать это с колебаниями химического состава атмосферы? Почему могли происходить такие колебания? Непонятно…
И наконец, некоторые ученые связывают изменение климата с жизнью Мирового океана.
Известно, как сильно влияют морские теплые и холодные течения на климат прилегающих участков суши (благодаря Гольфстриму климат Скандинавии значительно мягче, чем на тех же широтах в Сибири). Направление морских течений может периодически меняться при опусканиях или поднятиях значительных территорий по берегам морей, или при переменах течения атмосферного воздуха, или при образовании новых архипелагов и т. д. Тогда изменяются климатические условия на значительных территориях. И, скажем, отсутствие Гольфстрима настолько охладит Скандинавию, что здесь вырастут ледники.
Имеются гипотезы, связывающие похолодание климата с изменением солености Мирового океана, гидросферы. В простейшем случае, если некогда общая соленость океанических вод была ниже, чем теперь, они должны были бы замерзать при температурах чуть ниже нуля. Это могло бы объяснить существование древнейших оледенений. Однако и ныне, при значительной солености океана, продолжается ледниковая эпоха.
Конечно, влияние океанических течений на климат суши велико. Но вряд ли оно может играть главную роль. Ведь оледенения охватывали огромные территории континентов, порой удаленные на тысячи
Все гипотезы о земных причинах оледенения имеют один общий недостаток. Они не объясняют, почему же произошли на Земле те или другие изменения. Почему вдруг стали особенно часто и мощно извергаться вулканы? Почему перемещаются материки? Почему вздымается суша или опускаются океанические впадины? Почему образуются горные цепи?
Издавна ищут геологи ответы на такие вопросы. И до сих пор окончательных ответов не найдено. Неясно даже, какие силы в основном направляют развитие земной поверхности: внутренние или внешние.
Из внутренних сил обычно предполагаются две: энергия радиоактивного распада и течения вещества мантии Земли.
Энергия распада радиоактивных элементов, содержащихся главным образом в земной коре, действительно велика. Но достаточно ли ее, чтобы расплавлять горные породы, вспучивать возвышенности, создавать вулканы?
Поток тепла из недр, как показали многочисленные измерения, примерно одинаков на континентах и в океанах. Континентальная земная кора содержит значительно больше радиоактивных элементов, чем океаническая. Значит, тепло земных недр вряд ли существенно связано с имеющимися там радиоактивными элементами.
Известны богатые урановые месторождения, где содержание радиоактивных элементов в тысячи раз выше среднего для земной коры. А ведь горные породы на этих месторождениях не расплавлены.
Возможно, в далеком прошлом, когда многие радиоактивные элементы еще не успели распасться, общее содержание их в земной коре значительно превышало нынешнее. Энергия их распада заметно сказывалась на жизни поверхности Земли. Но на последние полмиллиарда лет, во всяком случае, радиоактивная энергия недр вряд ли играла большую роль в геологических процессах.
О потоках вещества мантии Земли нам и вовсе ничего не известно. Возможно, они существуют. Возможно, их и вовсе нет. Возможно, они вызывают поднятия гор и опускание дна морей. А возможно, именно колебания поверхности Земли влияют на мантию и заставляют ее течь…
Можно исходить из некоторых более общих соображений.
В физике существует второе начало термодинамики. Для нашего случая суть его можно выразить просто: внутренние силы Земли должны со временем ослабевать. Если бы только они вызывали движения земной поверхности, то движения эти становились бы все слабее и слабее. Уменьшалось бы количество накопленных осадков. И вообще бы жизнь земной коры постепенно затухала.
Однако этого нет. Напротив, геологические процессы, пожалуй, увеличивают со временем свою активность. Во всяком случае, о затухании их не может быть и речи.
Значит, Земля «питается» энергией, поступающей от каких-то внешних источников.
Каким же, образом происходит это питание? Для ответа следует обратиться к астрономам.
На Землю воздействуют силы притяжения Луны и Солнца. Приливы возникают не только в морях и океанах, но и в каменной массе планеты. Временами приливы достигают особой силы. Однако и тогда они остаются сравнительно слабыми и кратковременными для того, чтобы вызвать значительные изменения рельефа Земли или даже морских течений.