Почему ил со дна канадского озера стал символом влияния человека на планету Земля

Под стратотипом понимается наиболее полный, или эталонный, набор геологических слоев. Сейчас ученые пытаются выделить последний по времени геологический период, который отражает привнесенные людьми изменения — и озеро Кроуфорд для этого идеальный пример.

В донных отложениях водоема зафиксировались осадки, образовавшиеся в результате интенсивного сжигания ископаемого топлива, и даже плутоний, полученный в ходе ядерных испытаний.

Символично, что признаком наступления новой предполагаемой геологической эпохи, антропоцена (пока еще неформального термина, подразумевающего активное влияние человека на планету), можно считать грязь, точнее, грязевые донные отложения озера Кроуфорд.

Геологи хотят подчеркнуть их важность, придав им статус так называемого “золотого гвоздя” в стратиграфии. На научном языке он называется “разрезом и точкой глобального стратотипа границы” (GSSP).

Автор фото BAHUDHARA

Вот как выглядит “золотой гвоздь”. Этот расположен в Южной Австралии

Все важнейшие смены геологических периодов и эпох привязаны к конкретным GSSP. Поскольку они отражают наглядную привязку геологического времени к шкале времени физического, то часто в какую-нибудь скалу, имеющую большое научное значение, просто вбивают медный гвоздь.

Правда, если подобным “золотым гвоздем” будут признаны отложения озера Кроуфорд, то вбивать гвоздь будет некуда, и придется установить медную табличку рядом с замороженным керном (добытой при бурении пробой пород в форме цилиндра). Керн хранится в музее Оттавы.

Автор фото THEANTHROPOCENE.ORG

Керн со дна озера Кроуфорд. Белая полоса, на которую указывает палец, относится к 1945 году

“Кроуфорд идеально подходит на роль “золотого гвоздя”, — объяснил Саймон Тернер из Университетского колледжа Лондона, который координирует исследования Рабочей группы по антропоцену (AWG). Ее целью как раз и является выделение и описание старотипа антропоцена.

“Керн его донных иловых отложений похож на огромный грязный леденец, но в нем есть и красивый слоистый участок. Каждый слой — это годовые отложения, в которых накапливаются все изменения окружающей среды, возникшие в результате сгорания ископаемого топлива, а также плутоний после испытаний ядерного оружия, изменения в геохимии и микроэкологии”, — рассказал он в интервью Би-би-си.

Автор фото USDE

Ядерные испытания, проводившиеся уже после Второй мировой войны, разнесли плутоний по всему миру

Возможно, вы видели знаменитую геохронологическую шкалу, своеобразный календарь истории Земли, оценивающий ее возраст в 4,5-4,6 млрд лет.

Некоторые временные блоки, например, Юрский период, известны даже тем, кто не имеет никакого отношения к геологии. (Для этого достаточно вспомнить знаменитый голливудский блокбастер “Парк Юрского периода”).

Мы с вами живем в голоценовую эру, которая началась с окончанием последнего ледникового периода 11 700 лет назад.

Автор фото F.MCCARTHY/BROCK UNIVERSITY

Бурение на замерзшем озере Кроуфорд, чтобы достать образцы со дна

Все последние десятилетия AWG как раз и работает над тем, чтобы решить, следует ли обновлять геохронологическую шкалу.

На самом деле для самой Рабочей группы вопрос уже решен. Она даже определила формальную дату начала новой эпохи — 1950-е годы.

Это десятилетие знаменует начало так называемого “Великого ускорения”, когда и число живущих на планете людей, и их потребительские запросы скачкообразно пошли вверх. Этот скачок сопровождался повсеместным распространением материалов, появившихся только после внедрения новых технологий, таких как алюминий, бетон и пластик.

В отложениях Кроуфорда ученые могут отслеживать влияние “ускорения” буквально год за годом.

В теплые летние месяцы из-за активности водорослей в озерной воде образуются крошечные кристаллы кальцита (мела), которые опускаются на дно, формируя тонкий белый слой; в холодные зимние месяцы водоросли и другие живущие в озере организмы умирают, а их органические остатки оседают в виде черно-коричневой массы.

В этом чередовании светлых и темных полос отражаются все изменения, которые претерпевает окружающая среда вокруг озера.

Можно сказать, что ученые считывают их, как кассовый аппарат в супермаркете считывает штрих-код.

“Мы видим сфероидальные углеродсодержащие частицы — летучую золу, которая образуются в результате сжигания ископаемого топлива при очень высокой температуре, в первую очередь угля”, — говорит профессор Франсин Маккарти из Университета Брока, расположенного в городе Сент-Катаринс канадской провинции Онтарио.

“Причина роста количества этих частиц заключается в том, что всего в нескольких десятках километров от озера по превалирующему направлению ветра находится крупнейший промышленный город Канады, Гамильтон, где сталелитейные заводы работали на протяжении большей части 20-го века и продолжают работать и по сей день”, — пояснила она.

Еще один ключевой маркер, или даже основной маркер — это плутоний.

Образцы ила со дна озера Кроуфорд были отправлены в начале этого года в Британию, чтобы определить, когда же именно в донных слоях стали появляться следы радиоактивных элементов, и с какой скоростью росла их концентрация.

“Мы видим, что плутоний в отложениях и других озерных пробах появился примерно в 1945 году, что связано с программой испытаний ядерного оружия. Но на самом деле точка, после которой осаждение плутония стало глобальным, наступила после испытаний термоядерных бомб большой мощности, начавшихся в 1952 году, — сказал Би-би-си профессор Эндрю Канди из британского Университета Саутгемптона. — У одного из отслеживаемых нами изотопов плутония период полураспада составляет 24 000 лет, поэтому он будет виден в отложениях еще не менее 100 000 лет”.

AWG хочет выбрать конкретный год, с которого следует отсчитывать эпоху антропоцена. Научная работа, ведущаяся в Университете Саутгемптона, может сыграть важную роль в этом решении.

Представьте себе, что через много тысячелетий геологи далекого будущего будут изучать осадочные отложения сегодняшнего дня, чтобы понять, какие глобальные изменения произвели на планете Земля люди XX и XXI веков.

Но это и есть стратиграфия, представляющая собой изучение слоев отложений, привязанных к физическому времени.

Возьмем, к примеру, болотистую местность Мансли на острове Уайт у южного побережья Англии.

Там, если найти правильное место в насыщенной влагой почве, можно вытащить на поверхность слои грязи, в которых зафиксирована последняя по времени смена геологических эпох — от плейстоцена к голоцену.

По ископаемым следам пыльцы можно проследить исчезновение арктических альпийских растений и появление берез и ив по мере того, как отступали ледники Северной Европы, а температура воздуха постепенно повышалась.

“Теперь мы знаем, что некоторые из этих переходов из одной эпохи в другую могут быть очень быстрыми и происходить всего за 30-40 лет, то есть за жизнь одного поколения”, — пояснила профессор Сабина Вульф из Портсмутского университета.

AWG представит свои рекомендации по признанию наступления новой эпохи широкому геологическому сообществу в конце этого года. После этого Международная комиссия по стратиграфии решит, хочет ли она обновить свою знаменитую шкалу или пока нет.