Страница 22 из 42
Для недумающих — все очень просто: часто, к примеру и сожалению, приходится читать, что хорошим поглотителем углекислого газа служат рифовые экосистемы. Действительно, в них сосредоточены о!ромные запасы карбоната кальция (прибавляя ежегодно по 900 миллионов тонн). Соблазнительно допустить, как многие и делают, что на образование всех разновидностей этого минерала уходит атмосферная двуокись углерода. Однако элементарная формула процесса обызвествления (кораллов, губок, водорослей, простейших), обеспечивающего рост и расширение рифов (Са2 + 2НСО3 -> СаСО3 + Н2O + СO↑ выявляет как раз обратное. Причем процесс этот отнюдь не равновесный и происходит с явным сдвигом в правую строну, в результате чего рифы подгазовывают атмосферу на 245 миллионов тонн углекислоты в год. Немногим меньше наземных (в смысле неподводных) вулканов (около 65 миллиардов тонн в год, но к этой цифре мы еще вернемся...), не говоря уж о каком-нибудь Северном Габоне. Хорошо, что мудрецам, породившим Киотский протокол, никто ничего про рифы не сказал. А то бы велено было самую разнообразную на Земле экосистему срыть с лица этой самой Земли.
То самое здание в Киото, где создали протокол
Идея о связи содержания в атмосфере Земли углекислого газа с ее температурой и процессами на поверхности родилась чуть более ста лет назад. В 1899 году английский геолог Т. Чамберлин предположил, что этот газ расходуется на выветривание горных пород, главным образом вступая в реакцию с содержащимися в них силикатными минералами. Значит, в период интенсивного горообразования, когда в контакт с атмосферой вступают значительные объемы "свежих" силикатных минералов, может происходить резкое падение уровня атмосферной двуокиси углерода и столь же быстрое похолодание. К этой незамысловатой гипотезе возвращались неоднократно: ведь, действительно, многим периодам похолодания и оледенения в истории Земли предшествовали эпохи горообразования. Но добыть более-менее обоснованные доказательства смогли лишь десять лет назад, когда по изотопной летописи научились привязывать к определенному интервалу столь длительные события, как рост гор и интенсивность этого явления. Одновременное возвышение столь мощных горных систем, как Альпийско-Гималайский пояс и Анды, в кайнозойскую эру, особенно начиная с миоценовой эпохи (около 20 миллионов лет назад), совпало по времени с наступлением последней ледниковой эпохи. Причем по мере усиления горообразовательных процессов возрастала и степень химического выветривания горных силикатных минералов. Казалось бы, загадка великих оледенений наконец решена...
Однако почти тут же последовало "разоблачение": ведь горообразование связано с существенным нагревом пород, ведущим к выделению в атмосферу углекислого газа. Причем в таком количестве, что образование Гималаев должно было бы привести к повышению наземной температуры на полградуса Цельсия, в то время как его поглощение — к понижению на две десятых. В итоге получаем дополнительный прирост в +0,3 °С, что никак не вяжется с обещанным глобальным похолоданием.
Вырубка лесов, их рост и разведение скота - все влияет на уровень парниковых газов
Тем не менее Янцзы, Ганг с Брахмапутрой и Амазонка - реки, берущие свое начало именно в Тибете, Гималаях и Андах, — выносят в океан свыше 20 процентов карбонатных растворов, образовавшихся при химическом выветривании. Значит, поглощение "излишков" углекислого газа в этих регионах все-таки происходит. Но как?
Как можно ускорить химическое выветривание, если площадь обнажившихся горных пород даже во время столь стремительных (в геологическом смысле) процессов, как горообразование, прирастает очень незначительно? Оказалось, что можно, если, конечно, на планете существует жизнь. Биосфера и без человека давно уже вмешивается во все происходящие на Земле события, а по мнению Дж. Лавлока, придумавшего гипотезу "Геи", регулирует климат как по-своему разумное единое целое. Даже не отходя на крайние позиции Дж. Лавлока, нельзя не отметить, что поверхность листьев европейских деревьев и кустарников в четыре раза больше площади самой Европы, а поверхность корней превышает последнюю в 80—400 раз. Причем это не просто площадь, а весьма активный интерфейс, где выделяются сильные органические кислоты, способствующие химическому выветриванию, и куда напрямую подводится углекислый газ, взятый из атмосферы. Гниющий листовой опад и прочие растительные остатки придают этому процессу дополнительное ускорение.
Опять же "здравый смысл", подкрепленный картинами успешной борьбы против эрозии почв с помощью лесопосадок, отказывается воспринимать очевидные цифры. Но почвы — это как раз то, что образуется из коренных пород благодаря корням и химическому выветриванию. И хотя глобальные модели зависимости уровня содержания углекислого газа в атмосфере Земли неплохо согласуются с характером ее растительного покрова в течение последних 450 миллионов лет (приблизительно на этом рубеже началось освоение растениями суши), замерить их реальную взаимосвязь оказалось очень сложно. Сначала данные о химическом выветривании горных пород даже столь медленно растущими организмами, как лишайники, оказались весьма обнадеживающими. Потом выяснилось, что за продукты выветривания приняли осевшую на лишайниках пыль, принесенную ветром. И все же высшие растения, несомненно, способствуют химическому выветриванию, а в речках, стекающих с облесенных базальтовых гористых островов, продуктов выветривания растворено на порядок больше, чем в водных артериях на островах "лысых". Да и о себе растения не забывают: твердые древесные породы, пальмы, травы содержат в своих тканях до 3 процентов кремнезема.
Рост рифов поставляет углекислый газ (слева); справа - следы оледенения, которым 60 млн лет
Вместе с растворенными карбонатами в океан поступают и другие продукты жизнедеятельности наземных растений, в первую очередь железо, нитраты и фосфаты. Скопление этих жизненно важных, по-научному — биогенных, соединений вызывает "цветение" бактериального (синезеленые водоросли) и растительного планктона.* К последнему относятся различные группы свободно плавающих одноклеточных водорослей. Все они нуждаются не только в биогенных веществах, но и в двуокиси углерода, без которой не может идти фотосинтез. Но чтобы оказать заметное воздействие на уровень углекислого газа, водоросли должны получать "подкормку". Опыты по рассеиванию железа в тех районах Тихого океана, где обычно наблюдается дефицит этого элемента, привели к быстрому росту биомассы фитопланктона и одновременному падению содержания СО, в атмосфере. Кстати, именно этот эффект практически нейтрализует поступления в атмосферу углекислого газа от подводного и островного вулканизма: вместе с газами вулканы выбрасывают значительное количество металлических "удобрений", и поспевающий водорослевый урожай потребляет весь углекислый газ.
Конечно, востребованный водорослями и бактериями углекислый газ вскоре возвращается обратно. Растут и размножаются не только они: активизируется зоопланктон, питающийся этими организмами, и далее все звенья пищевой цепочки вплоть до деструкторов (грибов и бактерий), которые разлагают многократно употребленную органику на исходные составляющие. В итоге каждый атом углерода успевает от 10 до 75 раз в году отметиться в составе молекулы СО?, побывать в шкуре (или оболочке) какого-нибудь организма, дожить до стадии детрита, окончательно деградировать и вновь воспарить в небо. Добиться прогрессивного изъятия двуокиси углерода из оборота можно только захоранивая органические вещества, и желательно поглубже (где-нибудь в осадках на океаническом дне).