Предсказания катастроф
Шрифт:
Американские исследователи сделали вывод о том, что факторов, которые определяют цикличность оледенения, существует три, да и сами они также носят циклический характер. «Эти факторы, - писали ученые, - таковы: наклон оси Земли к плоскости ее орбиты, ориентация оси в пространстве и, наконец, конфигурация самой орбиты.
Все это определяет количество солнечного света, которое достигает Земли на каждой широте и в определенное время года. Орбитальные циклы служат чем-то вроде метронома, отсчитывающего периодичность эпох оледенения…»
Основы этой теории сформулировал еще в начале XX века сербский математик и астроном М. Миланко-вич, утверждавший, что наступление нового ледникового периода определяется количеством солнечного тепла, которое получает Земля. Если его поступает немного, возникают обширные территории, на которых даже летом не тает ледяной покров, что вызывает цепную реакцию. В результате льда накапливается все больше и наступает всеобщее оледенение.
Американские ученые развили теорию М. Миланковича и сделали вывод о том, что оледенение начинается тогда, когда совпадают все три орбитальных параметра, которые перечислялись выше. В этом случае Северное полушарие Земли испытывает недостаток тепла, и неизбежно наступает оледенение.
В межледниковые периоды, в один из которых мы живем, тепла хватает на то, чтобы ледники растаяли, а ледяной покров остался лишь в тех местах, где ему и полагается быть: на полюсах и в высокогорных районах.
Благодаря появлению приведенных выше доводов ученым удалось не только установить причину того, почему около 14 тысяч лет назад на территории Европы и Северной Америки исчезли признаки оледенения, но и подтвердить дату предпоследнего ледникового периода - 128 тысяч лет тому назад. Эта дата была установлена в результате изучения глубоководных отложений, извлеченных с морского дна.
Еще одна группа исследователей, возглавляемая сотрудником Геологического управления США А. Виноградом, решила опровергнуть теорию М. Миланковича и выдвинула свою точку зрения по поводу рассматриваемой проблемы. Занимаясь исследованием оазиса, расположенного в пустыне штата Невада и получившего название «Дыры дьявола», ученые обнаружили расхождение данных в предыдущих двух теориях, которое и поставило под сомнение их истинность.
Что же представляет собой «Дыра дьявола» и откуда взялось такое странное название? «Дыра дьявола» - это открывающееся в глубины Земли «окно», которое образовалось вместе разлома земнойкоры, гдедветектонические плиты разошлись на некоторое расстояние друг от друга. Его размеры составляют 9 x 12 метров, а глубина - до уровня грунтовых вод - 120 метров. На самом дне «Дыры дьявола» находится озеро, которое и стало объектом исследования ученых Геологического управления, точнее говоря, отложения грунтовых вод невадской пустыни, взятые с его дна. Их изучение продолжалось в течение 30 лет.
Основной составляющей этих отложений является кальцит. Его свойства таковы, что при испарении он выделяется из воды и образует сталактиты и сталагмиты. Этот минерал также входит в состав известняка и морских раковин. В своих исследованиях ученые опирались на тот факт, что химический состав кальцита определяется климатическими условиями того периода, в который происходило его образование. Исходя из этого, ученые попытались получить сведения о наступлении и отступлении льдов.
Однако осуществить это на практике оказалось не так-то просто. Прежде всего необходимо было найти раковины, которые раньше постоянно пребывали в воде. В невадской пустыне ученым удалось обнаружить множество кальцитовых жил, но все они оказались высохшими уже более миллиона лет назад. Только отложения этого минерала в «Дыре дьявола» до сих пор омываются грунтовыми водами, а значит, именно они могли зарегистрировать движение ледовых масс.
Первые образцы кальцита были взяты из разлома в 1982 году, когда один из сотрудников А. Винограда спустился в «дыру» с геологическим молотком. Минерал исследовали на содержание тяжелого кислорода. Такому же анализу подвергались и отложения, взятые с морского дна группой американских ученых.
Молекулы воды, содержащие тяжелый кислород, сами становятся тяжелее, поэтому такая вода медленнее испаряется с морской поверхности. Те же молекулы с тяжелым кислородом, которые все-таки испарились, чаще выпадают из облаков в виде осадков. Как известно, более частое образование облаков происходит над теплым тропическим океаном. Лишь через некоторое время они относятся ветром в высокие широты. Это и приводит к тому, что осадки, содержащие тяжелый кислород, обычно успевают выпасть над океаном.
Следует учитывать то обстоятельство, что дождь начинается только тогда, когда водяные пары, находящиеся в облаках, конденсируются и превращаются в капли. Этот процесс более всего возможен над ледниками. Значит, в периоды оледенения облака, достигавшие района «Дыры дьявола», по дороге теряли основную часть своей влаги и, прежде всего, тяжелые молекулы.
Таким образом, становится очевидным, что в ледниковые эпохи осадки содержали намного меньше тяжелого кислорода, чем в теплые периоды. Говоря иными словами, грунтовые воды в Неваде становились необычайно легкими, а следовательно, и кальцит, откладывавшийся на стенках провала, изменял свои свойства.
Опираясь на подобные рассуждения, группа ученых под руководством А. Винограда подвергла анализу 100 образцов кальцита. С каждого они последовательно снимали отдельные слои, как бы путешествуя назад во времени, и определяли содержание в них тяжелого кислорода. Результаты, полученные в процессе исследований, вполне оправдали ожидания ученых. Когда их нанесли на график, он приобрел пилообразную форму. Аналогичные графики получались и при изучении кальцита из морских отложений.
Такая форма графиков отражает чередование на Земле ледниковых эпох и периодов с теплым климатом. Во время каждого оледенения, продолжительность которого составляет около 100 тысяч лет, на материках постепенно накапливается лед. Затем наступает короткий период возврата к теплому климату, и все повторяется снова.
Сравнение результатов исследований кальцита, взятого из «Дыры дьявола» и с морского дна, выявило их существенное различие. Анализы образцов кальцита, выпаренного из донных отложений морей северной части Атлантического и Индийского океанов, а также проб льда от Гренландии до Антарктиды дали приблизительно одинаковые результаты, а слои кальцита из «Дыры дьявола» оказались как бы сдвинутыми во времени. Так, исследование морских отложений показало, что, например, второе великое оледенение произошло 128 тысяч лет назад. Согласно же анализу кальцита из «Дыры дьявола», его возраст исчисляется 147 тысячами лет. Казалось бы, разницу в 20 тысяч лет при столь больших временных промежутках можно было бы и не учитывать.
Однако расчеты, связанные с орбитальными параметрами Земли, показали, что 128 тысяч лет назад высокие широты северного полушария получали очень большое количество тепла, в связи с чем началось таяние ледников. А 147 тысяч лет назад отступления ледников произойти не могло, поскольку климатические условия были абсолютно иными.
Таким образом, значительное расхождение в датах заставило задуматься американских ученых и поставило перед ними новые задачи. Так, участник первой группы исследователей В. Имбри считает, что в подсчете результатов анализов, проведенных группой А. Винограда, допущена какая-то ошибка. «Я на 99 процентов убежден, - говорит он, - что в конце концов они получат новые данные о системе грунтовых вод в пустыне штата Невада, которые позволят как-то иначе объяснить изменения кальцита из „Дыры».