Приключения в антропоцене - страница 8

Однако жизнь на Земле также обуславливает атмосферные состояния и типы погоды. Первая атмосфера планеты состояла из водорода и водяного пара, и понадобилось около 2 млрд лет, чтобы газ жизни, кислород, наполнил собой воздух, чему способствовали и фотосинтезирующие организмы. Те древние сине-зеленые водоросли, сохранившиеся до наших дней в виде ничем не примечательных строматолитов, использовали солнечную энергию для получения сахара из углекислого газа и выделяли кислород в качестве отходов.

Непрерывное дыхание всех живых организмов, от крошечных муравьев до огромных деревьев, истощает запасы кислорода в атмосфере и заменяет его углекислым газом и водяным паром. В дневное время, особенно летом, этот газообмен регулируется фотосинтезом, который осуществляют наземные и водяные леса из деревьев и водорослей. В результате взаимодействия биоты с воздухом появилась атмосфера, которая на 78 % состоит из азота, на 21 % из кислорода, а также из смеси инертных газов, углекислого газа и следов некоторых других газов.

Именно в процесс этих сложных взаимоотношений стремительно ворвалось человечество, добавив к атмосферному составу такое количество нагретых газов, которого оказалось достаточно, чтобы нарушить хрупкое равновесие последнего тысячелетия и изменить глобальный климат на грядущие века.

Атмосфера выполняет функцию покрывала, защищающего от невероятно холодных температур космоса, а комфортные условия создает углекислый газ. Углекислый газ невидим, потому что солнечный свет проходит напрямую через его молекулы. Однако он не пропускает инфракрасные лучи, которые проводят тепло, и поэтому, подобно стеклянным панелям парника, он нагревает воздух. Солнечный свет беспрепятственно проникает через атмосферу и достигает поверхности Земли. Если эта поверхность обладает высокой отражательной способностью (как, например, у сверкающего белоснежного покрова ледника), то большая часть лучей отразится от нее в виде света. Однако если поверхность темная, как, например, черная горная порода, земля или океан, то тогда энергия преобразуется в тепло, которое распространится в атмосфере потоком инфракрасных лучей, а они не проходят через углекислый газ. Таким образом, тепло оказывается в ловушке между атмосферой и Землей, нагревая их и поддерживая жизнь.

Из палеонтологических летописей мы знаем, что климат на планете менялся: от тропического изобилия, породившего метровых насекомых, до ледниковых периодов, погубивших многие формы жизни. Эти разрушительные оледенения стали следствием таких грандиозных событий, как падение метеоритов или извержение супервулканов, в результате которых атмосфера наполнилась огромным количеством пыли, и солнечный свет не мог проникать сквозь нее и достигать поверхности Земли, из-за этого вымерли животные, которые производили необходимый углекислый газ. В эти периоды концентрация углекислого газа в атмосфере падала до рекордно низких значений – 160 частей на миллион (чнм).

В последние полмиллиона лет, время эволюционного становления человека, концентрация углекислого газа колебалась между 200 чнм (во время ледниковых периодов) и комфортными для жизни 280 чнм в период голоцена. Исторически основным видом топлива для человека была древесина, выделявшая в ходе горения столько же углекислого газа, сколько она поглотила во время роста. Однако в антропоцене мы получаем большую часть энергии от сжигания ископаемого топлива, возвращая в атмосферу огромные количества углекислого газа от растений и существ, умерших миллионы лет назад. Когда я пишу эти строки, концентрация углекислого газа в атмосфере на 40 % превышает доиндустриальные значения – 400 чнм, что делает атмосферу теплее, подвижнее и насыщает ее водой, приводя к резким погодным изменениям. Ученые считают, что больше не существует такого понятия, как «нормальный климат», которым они называли климатические условия, оптимальные для голоцена.