Пыль. История современного мира в триллионе пылинок - Джей Оуэнс

момент. Томас объяснила: «Проще всего подходить к этому так: все, что есть в атмосфере, потенциально может отложиться на ледяном щите». Газы, аэрозоли и органические загрязнители химически «высасываются» из атмосферы и становятся частью падающего снега. Тем временем «пыль или нечто более крупное переносится на ледяной щит ветрами, а потом покрывается снегом – и вы получаете капсулу времени со всей информацией об атмосфере в тот момент».

Гляциолог и климатолог Ричард Б. Элли называет ледяные керны «двухмильными[548] машинами времени»[549]. Например, в них спустя сотни тысяч лет сохраняется неизменным реальный воздух – это делает ледяные щиты единственным источником прямой информации о палеоклимате. Плавят сегменты ледяного керна очень осторожно, в стерильной холодной лаборатории при температуре – 20 °C на химически инертной позолоченной пластине. Потенциально загрязненную воду сливают до тех пор, пока не откроется внутренняя часть, которая никогда не контактировала с современной окружающей средой. Из нее извлекают пузырьки древнего воздуха, а потом проводят десятки исследований. Сколько углекислого газа было в той атмосфере? Сколько кислорода? Сколько метана? Сравнение частот редких, тяжелых версий кислорода (кислорода-18) и водорода (водорода-2 или дейтерия) с «обычной» водой дает представление о температурах прошлого. Тяжелым изотопам требуется больше энергии, чтобы оставаться в воздухе, и поэтому они меньше испаряются и быстрее выпадают с осадками в виде дождя или снега – следовательно, в холодных условиях, например, во время ледникового периода, меньшее их количество достигает центра ледяного щита. Космическое излучение производит радиоактивный бериллий-10, который позволяет судить о прошлых уровнях солнечной активности и о том, какая часть солнечного тепла достигла Земли.

Часть расплавленного керна направляют на анализ минеральной пыли. Лазерный сенсор Abakus подсчитывает количество и размер частиц, а масс-спектрометр помогает определить, из каких элементов они состоят. Таким образом, пыль не только выполняет первоначальную задачу по общей датировке, но и впоследствии предоставляет доказательства существования древних «палеоклиматов» в тот или иной момент.

Оказывается, мир ледникового периода был очень пыльным: в атмосфере было в 2–25 раз больше пыли, чем сегодня [550]. В последнюю ледниковую эпоху климат был суровее: естественно, холоднее, но еще и засушливее, с мощными ветрами и частыми штормами. Огромное количество воды было заперто в ледяных щитах, охватывающих континенты, поэтому уровень моря был на 125 метров ниже, чем сегодня. Целые участки континентального шельфа превратились в сушу, то есть открылось больше земли под ветровую эрозию. Ветер поднимал в атмосферу много песка и почвы. Поскольку дожди шли реже, пыль дольше оставалась в воздухе и пролетала тысячи миль, а потом опускалась на льды Антарктиды и Гренландии.

По размеру пыли можно сделать выводы о скорости ветра, отмечает Эрик Вольфф: «Когда ветрено, легче переносятся крупные частицы». А по их химическому составу можно идентифицировать местоположения источников, поскольку в геологии любого места наблюдается особое соотношение изотопов стронция и неодима. Благодаря этому ученые могут определить, как именно ветровые потоки пересекали планету и переносили пыль на ледяной щит.

Уровень соли во льду в свою очередь дает понять, насколько далеко от моря находилось это место, когда откладывался каждый слой снега, и, следовательно, как менялся морской лед. Невидимые осколки стекла показывают, насколько активными были вулканы в каждый момент времени; уровни черной углеродной сажи указывают на лесные пожары. Пыльцевые зерна кое-что рассказывают о растительной жизни соседних регионов с более умеренным климатом. Иногда результаты анализа могут быть неоднозначными. Уровень пыли поднялся, потому что регионы-источники стали более пустынными? Или же потому, что пыль не оседает из-за сильных ветров или недостатка дождя? «В нашем сообществе до сих пор ведутся споры о том, что из этого превалирует», – говорит Эрик Вольфф. А специалисты по моделированию климата тем временем добавляют в компьютерные симуляции новые данные, полученные изо льда.

Впрочем, иногда свидетельства могут быть поразительно конкретными. В 2018 году международная группа гидрологов, исследователей ледяных кернов, историков античности и археологов объявила, что уровни загрязнения свинцом, обнаруженные в ледяном керне в рамках проекта «Ледяные керны Северной Гренландии» (NorthGRIP), исключительно тесно связаны с историческими событиями, «включая империальную экспансию, войны и главные эпидемии». Как так? В Древнем Риме, Карфагене и Финикии в основном использовались серебряные монеты. Серебро выплавляли из руды, содержащей свинец. Таким образом, уровни свинцового загрязнения дают понять, сколько денег чеканилось в любой момент времени, и годятся в качестве показателя экономической активности. Выброс свинца снизился с началом первой Пунической войны в 264 году до н. э., когда горняков призвали в армию, но затем вырос, поскольку Карфагену пришлось чеканить дополнительные деньги для выплат наемникам[551]. Усилия Юлия Цезаря по восстановлению порядка и стабильности в Римской империи привели к увеличению выбросов свинца, поскольку экономика процветала, но позже были нивелированы гражданскими войнами, которые он же развязал.

«Можно посмотреть на загрязнители и органические соединения и проследить их происхождение до конкретной электростанции или биологического источника», – объясняет Лиз Томас. Один из ее текущих проектов посвящен изучению крошечных одноклеточных водорослей, называемых морскими диатомовыми водорослями, а также анализу уровня морской соли. Ученые-климатологи получают информацию о силе и скорости ветра, которая позволяет им моделировать былую атмосферную циркуляцию. Концентрация некоторых сигнальных примесей во льдах крайне мала: всего лишь несколько частей на миллиард, будто бы весь ледяной щит – чистое помещение. Отсюда до любой почвы – сотни километров, до любого измеримого действия человека – тысячи лет в прошлое.

«Методы обнаружения должны быть очень чувствительными: способными выявлять концентрации, подобные щепотке соли в 50-метровом плавательном бассейне с чистой водой», – сообщает Центр льда и климата в Институте Нильса Бора[552].

Это фактически детективная работа – тяжелая, многолетняя, да еще и в самых холодных и отдаленных местах Земли. В этих условиях ученые ищут микроскопические улики, которые позволят сделать выводы том, какой была планета задолго до появления Homo sapiens.

Доктор Питер Нефф – гляциолог в Университете Миннесоты, защитивший диссертацию о пыли и о том, как она попадает на Антарктический ледяной щит. А еще он – популярный тиктокер, известный как @icy_pete. Я обратилась к нему, чтобы чуть больше узнать о том, каково на самом деле работать в такой удивительной среде.

«Мы усердно готовимся, обычно лет десять, прежде чем начнутся какие-либо полевые работы в рамках крупного проекта по бурению льда до коренных пород, – говорит он. – Так что когда все удается, когда достигаешь дна и видишь зеленый лед и грязь на глубине 760 метров или глубже (как было в сезоне 2012/13 на острове Рузвельт в Антарктиде. – Прим. авт.), чувствуешь облегчение и волнение. Облегчение, потому что