Шмитд — директор Института космических исследований НАСА имени Годдарда (который еще называют ГИСС (GISS)), научного учреждения климатологических исследований мирового класса. Однажды в прошлом году я пришел в ГИСС с необычным предложением. Будучи астрофизиком, я начал изучать глобальное потепление с «астробиологической точки зрения».
То есть, я пытался выяснить, не провоцирует ли любая цивилизация, появляющаяся на любой планете, своей деятельностью собственный вариант климатических изменений. Я приехал в ГИСС в тот день в надежде получить какие знания по климатологии и, возможно, найти компаньонов для этой работы.
Когда я с энтузиазмом рассказывал о своем плане исследований, Гэвин меня прервал.
«Подожди секундочку, — сказал он, — А откуда ты знаешь, что мы единственная цивилизация, которая когда-либо существовала на нашей планете?»
Мне потребовалось несколько секунд на то, чтобы поднять с пола отвалившуюся челюсть. Конечно, я шел в офис Гэвина готовый закатывать глаза при упоминании «экзо-цивилизаций». Но цивилизации, о которых он спрашивал, могли существовать много миллионов лет назад. Сидя здесь и глядя внутренним взором в огромный эволюционный телескоп на прошлое Земли, я почувствовал что-то вроде временного головокружения. «Да, — пробормотал я, — А возможно ли, что так давно в прошлом у нас здесь уже существовала индустриальная цивилизация?»
Мы больше не возвращались к вопросу иных цивилизаций. Но с этого первого разговора началось новое исследование, которое мы недавно опубликовали в «Международном журнале астробиологии» (International Journal of Astrobiology). И хотя никто из нас не понимал этого в тот момент, но глубокий вопрос Гэвина приоткрыл окно не только в прошлое Земли, но и в наше собственное будущее.
Мы привыкли представлять вымершие цивилизации в виде затонувших статуй и подземных руин. Такого рода артефакты, оставшиеся от прошлых человеческих обществ хороши, если вас интересуют временные рамки лишь в несколько тысяч лет. Но как только вы отмотаете время назад на сотни миллионов лет, все становится гораздо сложнее.
Когда дело доходит до прямых доказательств существования индустриальных цивилизаций — таких как города, заводы и дороги — геологические следы прослеживаются не далее чем до так называемого четвертичного периода, начавшегося 2,6 миллионов лет назад. Например, самый старый участок древней земной поверхности находится в пустыне Негев. Ей «всего лишь» 1,8 миллиона лет. Участки более древней поверхности земли обычно можно обнаружить в разрезе, например, где есть что-то вроде обрыва горной породы или где породу разрабатывают. Если вы захотите углубиться намного дальше, чем четверичный период, то обнаружите, что там все превратилось в прах и перемешалось.
И если мы пойдем настолько далеко, речи о человеческих цивилизациях уже не будет. Человек разумный появился на планете не ранее, чем 300 тысяч лет назад или вроде того. Это значит, что наша проблема касается других видов, поэтому Гэвин назвал ее «силурийская гипотеза», в честь одного из эпизодов старого сериала «Доктор Кто», где были разумные рептилии.
Итак, могут ли исследователи найти четкие свидетельства того, что какой-то древний вид создал просуществовавшую относительно недолго индустриальную цивилизацию задолго до нашей? Например, возможно, какое-то раннее млекопитающее за эпоху палеоцена (примерно 60 миллионов лет) назад быстро развилось и образовало цивилизацию. Конечно, окаменелости есть. Но ископаемых остатков жизни всегда мало, и они очень варьируются в зависимости от времени и места обитания живых существ. Поэтому пропустить индустриальную цивилизацию, существовавшую всего 100 тысяч лет, может быть очень просто, а между тем, это в 500 раз дольше, чем к настоящему моменту просуществовала наша собственная цивилизация.
Учитывая, что все прямые доказательства через много миллионов лет канут в лету, какие же свидетельства все-таки можно найти и сейчас? Лучше всего будет отвечать на этот вопрос, разобравшись, а что оставим после себя мы, если человеческая цивилизация разрушится на данном этапе развития.
Сейчас, когда наша индустриальная цивилизация стала по-настоящему глобальной, коллективная деятельность человечества оставляет после себя различные следы, которые ученые смогут обнаружить в будущем, через 100 миллионов лет. Активное использование удобрений, например, позволяет кормить семь миллиардов человек, но также это означает, что азотные запасы планеты перенаправляются на производство продуктов питания. Будущие исследователи должны увидеть это по характеристикам азота, отлагающегося в осадочных породах нашей эпохи. То же самое касается и нашей неутолимой жадности до редкоземельных элементов, используемых в электронных гаджетах. Сейчас намного больше их атомов находятся на поверхности земли, чем это было бы без нас. Их тоже можно будет найти в будущих отложениях. Еще мы настолько активно производим и используем синтетические стероиды, что и их можно будет обнаружить в геологических слоях через 10 миллионов лет.
Затем весь этот пластик. Исследования показали, что все большее количество пластикового и полиэтиленового «морского мусора» откладывается на морском дне повсюду от прибрежных районов до глубоководных впадин и даже в Арктике. Ветер, солнце и волны размалывают крупные предметы из этого материала, и заполняют моря микроскопическими пластиковыми частицами, которые могут осесть на морское дно, образовав устойчивый геологический слой.
Большой вопрос, однако, как долго все эти следы существования нашей цивилизации сохранятся. В ходе нашего исследования мы обнаружили, что у каждого из них есть шанс сформировать будущие отложения. По иронии судьбы, однако, самым перспективным маркером существования человечества как продвинутой цивилизации могут быть продукты той его деятельности, которая больше всего ему же и угрожает.
Когда мы сжигаем ископаемое топливо, мы выпускаем углерод, который когда-то был частью живых тканей, обратно в атмосферу. Один из трех видов этого древнего углерода, один из изотопов этого элемента, исчерпывается. Чем больше ископаемого топлива мы сжигаем, чем больше сдвигается баланс этих изотопов. Ученые, занимающиеся атмосферой, называют это эффектом Суссе, и изменение изотопного соотношения углерода из-за сжигания ископаемого топлива легко проследить в течение последнего столетия. Повышение температуры также оставляет изотопные сигналы. Эти изменения будут очевидны для любого ученого будущего, кто станет анализировать обнажившиеся слои горной породы нашей эпохи. Наряду с этим индикаторами, геологические слои антропоцена могут также отражать короткие скачки концентрации азота, содержать наночастицы пластика и даже синтетические стероиды. Так если все эти следы нашей цивилизации останутся в будущем, может быть, такие же «сигналы» в горной породе сейчас тоже только и ждут, чтобы рассказать нам о давно ушедшей цивилизации?
56 миллионов лет назад Земля пережила палеоцен-эоценовый термический максимум (PETM). Во время PETM средняя температура на планете поднялась до отметки на 15 градусов по Фаренгейту выше, чем та, при которой мы живем сегодня. Это был мир практически безо льда, а обычная летняя температура на полюсах достигала почти 70 градусов по Фаренгейту (21 градус по Цельсию – ЭР). Глядя на изотопические данные периода PETM, ученые видят, что и углерод, и кислород ведут себя ровно так, как, согласно нашим ожиданиям, они будут вести себя в геологических слоях антропоцена. Есть и другие события в истории Земли, подобные PETM, которые несут в себе следы, похожие на те, что останутся от нашего антропоцена. Сюда входит событие, произошедшее через несколько миллионов лет после PETM, образовавшее эоценовые отложения загадочного происхождения, и масштабные события в меловом периоде, в результате которых океан остался без кислорода на многие тысячелетия (или даже дольше).
Является ли все это свидетельством существования предыдущей негуманоидной индустриальной цивилизации? Почти наверняка нет. Хотя есть свидетельства того, что PETM был вызван массивным выбросом в воздух ископаемого углерода, здесь важны временные рамки, за которые все это происходило. Изотопные всплески во время PETM случались на протяжении нескольких сотен тысяч лет. Антропоцен в истории Земли делает таким особенным та скорость, с которой мы выбрасываем ископаемый углерод в атмосферу. Существовали геологические периоды, когда концентрация CO2 на Земле была такой же высокой или даже выше, чем сегодня. Но никогда еще за много миллиардов лет истории нашей планеты так много ископаемого углерода не было выброшено в атмосферу настолько быстро. Поэтому изотопные всплески, которые мы видим в геологических профилях, возможно, недостаточно резкие, чтобы подтвердить силурийскую гипотезу.
Но здесь есть одна сложность. Если промышленная деятельность более раннего вида была кратковременной, возможно, нам будет нелегко ее увидеть. Всплески в PETM главным образом показывают нам те временные периоды, когда Земля реагировала на «раздражители», а вовсе не обязательно на временной период, когда, собственно, сам этот раздражитель действовал. Таким образом, для выявления по-настоящему краткосрочного события по древним отложениям, могут потребоваться особые инновационные методы обнаружения. Иными словами, если вы конкретно не будете его искать, вы можете его и не увидеть. Понимание этого, возможно, стало самым конкретным выводом нашего исследования.
Нечасто пишешь статью, где излагаешь теорию, которую не поддерживаешь. Гэвин и я не верим, что на Земле когда-то в палеоцене жила цивилизация возрастом в 50 миллионов лет. Задаваясь вопросом, можем ли мы «увидеть» следы существования древней индустриальной цивилизации, мы были вынуждены поднять и вопрос родовых воздействий любой цивилизации на планету. Именно это и есть астробиологическая перспектива климатических изменений. Построение цивилизации подразумевает, что вы собираете энергию планеты и заставляете ее выполнять работу (работу по построению цивилизации). В тот момент, когда цивилизация действительно достигает планетарного масштаба, она сама начинает влиять на планетарную систему, которая дала ей жизнь (воздух, воду, горные породы). Это в особенности справедливо для молодых цивилизаций вроде нашей, которые все еще карабкаются по лестнице технологических возможностей. Другими словами, за все надо платить. И хотя некоторые источники энергии будут иметь меньшее воздействие — например, энергия солнца по сравнению с ископаемым горючим — все равно невозможно вырастить глобальную цивилизацию, совсем не оказав влияния на планету.
Когда вы осознаете, увидев климатические изменения, что нужно искать какие-то менее агрессивные способы добычи энергии, то начинаете оказывать меньше влияния на планету. Так что, чем более экологически сознательной становится ваша цивилизация, тем меньше следов вы оставите для будущих поколений.
Вдобавок ко всему, наша работа приоткрыла потенциальную возможность того, что на некоторых планетах, возможно, существуют циклы цивилизаций, основанные на использовании ископаемого топлива, которые создаются и разрушаются. Если цивилизация использует ископаемое топливо, климатические изменения могут привести к тому, что уровень кислорода в океане сильно упадет. Такие низкие уровни кислорода в океане, называемые «океанической аноксией», способствуют созданию условий, при которых образовывается разное ископаемое топливо, в первую очередь нефть и уголь. Таким образом, одна цивилизация, пришедшая к гибели, может подготовить почву для существования новой цивилизации в будущем.
Задаваясь вопросом о цивилизациях, затерянных во времени, мы также интересуемся, не могут ли существовать некие универсальные правила, которым подчиняется развитие всех биосфер во всем их разнообразном потенциале, включая возникновение цивилизаций. Даже и без гоняющих на пикапах жителей палеоцена мы только начинаем понимать, как богат, возможно, этот потенциал.
Adam Frank
Адам Франк (Adam Frank) профессор астрофизики в Рочерстерском университете. Его работы публиковались в «Сайентифик Американ» (Scientific American), «Нью-Йорк Таймз» (The New York Times) и НПР (NPR). Написал книгу «Свет звезд: Чужие миры и судьба Земли» (Light of the Stars: Alien Worlds and the Fate of the Earth).
