Гренландия, которую ее жители называют Kalaallit Nunaat, может показаться страной на краю пустоты. Поговаривают, что инуиты, живущие на крайнем северо-западе Гренландии, когда-то считали себя единственным народом в мире[504]. На крупнейшем острове планеты проживают всего 56 тыс. человек. Они расселились по нескольким городам и небольшим поселениям (их 60–70), расположенным на узкой полосе пригодной для жизни земли вокруг береговой линии, изрезанной фьордами. Здесь ценят море еще со времен первых поселенцев – они пришли 4,5 тыс. лет назад. Ведь море для Гренландии – это и путь, и мифы, и экономика. По Атлантическому океану сюда прибыли первые викинги (это было около 984 года), потом – китобойные суда, затем – датские колонисты. Здесь, как и в самой засушливой пустыне, вода – это жизнь.
Однако в сердце суши Гренландии – не вода, а лед. Посреди острова – Гренландский ледяной щит площадью 1,7 млн квадратных километра, по масштабам уступающий только Антарктиде. Там ни растений, ни животных, ни людей. Согласно инуитской легенде, в этом месте обитают erqigdlit – чудовищные существа с собачьими головами и человеческими телами, которых изгнали вглубь острова. Теперь они якобы жестоко расправляются со всеми, кто заглянет на их территорию. Скорее всего, этим пугали детей, чтобы они не уходили далеко от дома [505]. Гости на ледяном щите не задерживаются: туда либо забредают белые медведи, либо попадают любители сноукайтинга. А еще там находятся несколько научно-исследовательских лагерей – настолько изолированных, что они вполне могли бы быть космическими станциями.
В этой главе мы в основном будем говорить про Гренландский ледяной щит. Я хочу вас убедить, что внутри него – вся история человечества и даже больше. Благодаря пыли во льдах мы начинаем понимать, как менялся климат в прошлом и как снова может это сделать в будущем. Но пыль – не просто критерий, а еще и фактор. Научные исследования показывают, что пыль во льдах будет формировать нашу планету в ближайшие столетия, поскольку она ускоряет таяние ледников и, как следствие, приближает наводнение.
Благодаря своему крошечному послу современный мир проникает повсюду.
Самолеты из Лондона в Сан-Франциско или Сиэтл пролетают над Гренландией. Если небо чистое (а обычно облачно), можно увидеть ее в иллюминаторе. Первый признак земли впереди – фрагменты прибрежного морского льда. По темно-синему морю рассыпаются фрактальные и завораживающие узоры. Потом вы пролетите над прибрежными горами, где ледники очерчивают плавные изгибы суши, а ледяные потоки стекают во фьорды и море. Затем – непосредственно над ледяным щитом.
Этот первозданный, бесплодный и недружелюбный пейзаж может показаться ослепительно белым, но на самом деле это не так. Присмотритесь и увидите другие цвета. Прежде всего – глубокий кобальт. Возможно, это ледниковые озера, которые растапливают верхний слой снега. А может, это обнажились древние льды из-за питерака – ветра, сметающего снег с поверхности со скоростью свыше сотни миль в час[506]. (В переводе с гренландского языка piteraq означает «то, что тебя атакует».)
Снег может быть и розовым. В 1818 году британская экспедиция в главе с капитаном Джоном Россом, искавшая Северо-Западный проход в Тихий океан, видела «малиновый снег» возле мыса Йорк в Баффиновом заливе. Сообщалось, что он покрывал лед прожилками разных оттенков или таял в ямах – они были «настолько темными, что [по цвету] напоминали красный портвейн»[507]. Экипаж вернулся в Англию с образцами. Их там сперва идентифицировали как окисленное железо от обломков метеорита. Но последующие исследования с помощью микроскопа показали, что виной всему водоросли Chlamydomonas nivalis. Насыщенный красный каротиноидный пигмент защищает их от солнечных ожогов. Иногда этот розовый снег называют «арбузным», поскольку он по идее должен сладковато пахнуть. А вот на вкус его лучше не пробовать: водоросли дают слабительный эффект.
Ледяной щит может быть бурым или даже черным от пыли. Кстати, водоросли сюда тоже приносит именно ветер – об этом я подробнее расскажу в следующей главе. Но еще Гренландия – часть глобального круговорота полезных ископаемых. Здесь собирается пыль со всей планеты: это и песок из пустынь Такла-Макан и Гоби, и лёсс из Центральной и Восточной Европы. Небольшой процент составляет тефра – фрагменты горных пород и осколки стекла, выброшенные в результате вулканической активности в сейсмических зонах Тихоокеанского региона.
Часть пыли, оседающей на льду, известна как криоконит (в переводе с греческого – «холодная пыль»). Первым жителем Запада, который ее изучил и придумал ей название, был исследователь Арктики Нильс А. Э. Норденшельд. Это было еще в 1870 году. Нильс описывал «цилиндрические ледяные трубы» глубиной один-два фута[508] и диаметром в несколько дюймов, на дне которых находился «примечательный порошок»[509]. Поскольку гранулы темные, они поглощают больше солнечного тепла и вплавляются в лед. Так образуются отверстия, с которыми столкнулся Норденшельд. И был от этой встречи не в восторге, поскольку они осложнили пересечение ледяного щита: из-за дыр поверхность стала слишком ухабистой. Норденшельд изучал состав гранул криоконита и «грязной, сероватой или даже коричневатой» пыли на поверхности между лунками. Позже, в XIX веке, этим занимался другой скандинавский исследователь и ученый – Фритьоф Нансен. Они обнаружили как минеральные компоненты (кварц, полевой шпат и авгит), так и биологические элементы (бактерии и водоросли)[510].
Спустя еще век гренландские ученые сделали поразительное открытие: криоконит – это не только земные осадки. В одном килограмме в среднем содержится около 200 частиц межпланетной пыли и 800 «космических сферул» – микрометеороидов, которые расплавились при входе в земную атмосферу. Таким образом, пишут ученые, «массивные залежи криоконита в Гренландском ледяном щите – это пока что самые богатые и самые качественные залежи космической пыли на планете»[511]. В основном эта космическая пыль образовалась при столкновениях комет и астероидов в нашей Солнечной системе. Ее можно увидеть при «зодиакальном свете», который еще называют ложным закатом. Но некоторые частички прилетают совсем издалека. Это межзвездная пыль. Ее тоже можно найти в расщелинах и желобах ледяного щита – но это не единственный космический урок, который преподносит криоконит. Японские ученые разморозили тихоходок (их обожают в Интернете), спавших в антарктических льдах 30 лет. В химическом составе расплавленных частиц космической пыли содержатся данные о земной атмосфере, сквозь которую они когда-то падали. И экстремофилы вроде тихоходок указывают: похоже, есть существа, которые могли бы выжить не только в суровых земных условиях, но и на других планетах, которые сильно отличаются от нашей [512]. И тут мы понимаем: то, что изначально воспринималось безжизненной пустотой, на самом деле микрокосм. Лед живой – и грязный. Причем заметно грязный.
Западный край Гренландского ледяного щита называют «Темной зоной». В 2013–2014 годах гляциологи Джонни Райан и Джейсон Бокс собрали средства, провели научную экспедицию Dark Snow Project и потом показали пугающие аэрофотоснимки этой области [513]. На фотографиях лед был коричневым и выглядел как перепаханное во всех направлениях поле. На некоторых снимках он расколот на пластины, словно высохшая глина на дне озера. Грязная часть ледника простирается и тянется к морю. От фотографий становится не по себе, потому что подсознательно понимаешь: тут что-то не так. Ну не должен лед быть таким темным.
«Я был в шоке», – признавался Джейсон Бокс журналу Slate в 2014 году [514]. Лед был темнее, чем когда-либо. Анализ спутниковых данных показал, что в том году были самые мощные лесные пожары на высоких широтах за всю историю. Бореальные леса выгорали с беспрецедентной скоростью. Джейсон решил, что лед темнеет как раз потому, что ветер переносит в Гренландию пепел и сажу от пожаров в Сибири и на северо-западных территориях Канады. Гляциологи задались целью выяснить пропорцию: сколько грязи на ледяном покрове образовалось в результате этих пожаров, а сколько возникло из других источников (примеры – минеральная пыль или заводские выбросы).
Проблема грязи на снегу в том, что она влияет на альбедо. Это показатель отражательной способности. Он оценивается по шкале: 0 % – свет полностью поглощается, 100 % – полностью отражается. У свежего снега очень высокое альбедо, до 90 %. Именно поэтому он выглядит ярко-белым: от него сильно отражается свет. В мемуарах о работе на Гренландском ледяном щите ученый-климатолог Марко Тедеско писал, что «почти нет разницы между тем, чтобы глядеть прямо на солнце и смотреть на снег в солнечный день»[515]. (Для исследования ледяного щита просто необходимы сверхтемные солнцезащитные очки.)
Поскольку отражательная способность снега настолько велика, от него отскакивают солнечные лучи. Снег остается холодным и может накапливаться. Это «добродетельный круг», то есть петля положительной обратной связи. Выпадает свежий снег – отражается больше света – температура снижается – выпадает больше снега – сохраняется низкая температура… И так далее. Проблема в том, что есть и порочный круг. Более темный снег или грязный лед поглощают больше солнечной энергии и тают. Свежий снег тоже тает, а не оседает. Оголяется земля – тоже темная. Следовательно, нагревается и она.
По сути альбедо – простой принцип. Вот только на практике одна петля обратной связи наслаивается на другую, образуя сложные взаимосвязи. Беда в том, что это ускоряет потепление и таяние, из-за чего ледяные щиты и связанные с ними системы приближаются к экологическим точкам невозврата.
Давайте рассмотрим схемы таяния льда. Без вмешательства пыли тут, разумеется, не обошлось.
Начнем с самых крошечных масштабов. Арктическое лето удлиняется, а снег становится старее и теплее – из-за этого кристаллы льда с каждым годом увеличиваются. Они становятся более зазубренными и визуально грубыми, поэтому они похуже отражают свет, чем свежий снег. То есть они немного темнее. Более темный снег поглощает больше солнечного света и, как следствие, нагревается. Это первая петля обратной связи.
По мере таяния зимнего снега обнажается более темный и более твердый многолетний лед. Его альбедо значительно ниже: 30–60 %. Это значит, что он тоже поглощает больше солнечной энергии и нагревается [516]. Это вторая петля обратной связи.
Кроме того, ледники на протяжении тысячелетий стирали скалы, образуя большое количество мелкого осадка, который ученые называют «ледниковой мукой»[517]. Сильные ветры подхватывают эти частицы и уносят. Этот осадок соединяется с песком из пустынь Африки и Азии, а потом они вместе оседают на ледяной поверхности. К ним добавляются пепел и тефра от исландских вулканов, а также сажа от дизельных двигателей, дровяных печей и лесных пожаров – то есть чистый черный углерод, который активнее всего поглощает тепло и свет. Вся эта грязь еще сильнее снижает альбедо – вплоть до 20 %. В итоге лед поглощает в четыре раза больше света, чем отражает[518].
У этой пыли тоже есть свои петли обратной связи. «Теперь сезонный снежный покров сходит раньше, чем прежде. Следовательно, и почва, которую может раздувать ветром, весной оголяется раньше, чем прежде», – говорит Мари Дюмон из Французского национального центра метеорологических исследований [519]. Пыль раньше попадает на ледяной покров и быстрее запускает процесс таяния. Кроме того, из-за изменений климата земля становится теплее, оголившиеся скалы – суше, а ветры – сильнее. Таким образом, на лед летит еще больше пыли [520]. На основе данных спутникового дистанционного зондирования Дюмон и ее команда создали имитационную модель всей поверхности ледяной шапки Гренландии. Они обнаружили, что снижение альбедо свежего снега всего на 1 % приведет к потере еще 27 кубометров льда в год. Темпы таяния льда и обнажения земли удвоятся[521]. Это четвертая петля обратной связи.
Идем дальше. Чем выше температура, тем больше воды находится в жидком состоянии. Появляется более благотворная среда для роста водорослей. А чем больше пыли, тем больше питательных веществ они получают. «То есть весьма вероятно, что с увеличением количества пыли возрастет и число микроорганизмов», – говорит Дюмон. Недавние исследования показали, что микроорганизмы питаются фосфором, который выделяют местные скалы. Вот еще одна петля: пыль от оголенных скал стимулирует рост водорослей, а те затемняют ледниковый покров; это ускоряет таяние – обнажается еще больше скал. Водоросли вроде бы микроскопические, но мощны, когда скапливаются: до 13 % потерь ледяной поверхности в этом регионе – их вина[522]. Ледяной щит, который поначалу казался огромной белой пустотой, на деле – живая, дышащая, биологически динамичная среда с сотнями миллионов клеток на квадратный метр. В одной из самых суровых сред мира жизнь находит свой путь. А поддерживается эта жизнь формой материи, которая казалась самой скучной и инертной, но оказывается по-своему жизненно важной.
Картина могла бы быть прекрасной, если бы не разрушительность последствий. В целом-то она и сейчас прекрасная, ведь лед окрашен в темно-красный, оранжевый и зеленый цвета. Другое название Chlamydomonas nivalis – «кровавый снег». Но давайте вернемся к порочным кругам. Они никуда не делись.
С 10 по 11 июля 2012 года на Гренландском ледяном щите происходило беспрецедентное (и до сих пор не имеющее аналогов) событие: таяло 97 % поверхности![523] Лед таял на 80 градусах северной широты, то есть всего в нескольких сотнях миль от Северного полюса. Он таял даже на самой высокой точке (3,2 тыс. метров над уровнем моря). Ледяной щит должен быть замороженным – это его фундаментальная характеристика. Но те два дня он таким не был. В верхних слоях атмосферы образовался гребень высокого давления – и на остров хлынул более теплый атлантический воздух. А затем нагрев усугубился из-за сажи, прилетевшей с пожаров в Сибири и Северной Америке.
Каждый год по западному побережью США мы видим, что повышение температуры приводит ко все более мощным лесным пожарам. Ёсукэ Сато и его коллеги по Нагойскому университету предупреждают, что в современных атмосферных моделях более чем в четыре раза «недооценивается загрязненность арктического воздуха». Это оказывает «глубокое влияние» на глобальное потепление[524]. Другие ученые согласны, что сажа – повод для беспокойства: Кейтлин М. Киган обнаружила, что из-за черного углерода льды Гренландии широкомасштабно таяли не только в 2012 году, но и в 1889-м [525]. Ее команда также выявила еще один порочный круг: повторно замерзая, талая вода образует более темный слой льда в снежном покрове – из-за этого «снижается альбедо, а поверхность становится еще более восприимчивой к дальнейшему таянию».
Так что мы насчитали уже шесть взаимосвязанных петель обратной связи. Пересечений между минеральной пылью, углеродом, микробами и потемнением поверхности снега множество – возможно, бесчисленное. У нас просто не хватит на них времени. Талые пруды на ледяном щите растут с каждым днем, приобретая ослепляющий и устрашающий синий цвет, пока вода не вытечет и не устремится вниз рекой, а не ручьем, в мулены – огромные водосточные колодцы ледников. По пути она выплавляет извилистые желоба на ледяной бесконечности. Эта жила жидкой воды предательски ползет на дно ледяного щита, чтобы растопить его снизу. От этого великие ледники ускоряются и быстрее движутся к морю.
Сколько льда потеряют Гренландия и Антарктика – один из величайших открытых вопросов века. А ответ на него сильно зависит от пыли.
Гренландский ледяной щит – на грани переломного момента, предупреждает недавнее исследование специалистов по моделированию системы Земли Никласа Бурса и Мартина Рипдала. Из-за таяния льда поверхность подвергается воздействию более теплого воздуха, а от этого таяние только ускоряется. Но это не значит, что все пропало, подчеркивают ученые. Да, повышение уровня моря на пару метров из-за таяния льда, скорее всего, неизбежно, но процесс займет сотни лет (Гренландский ледяной щит будет таять и вовсе тысячу). Ожидаемое повышение уровня моря к 2100 году – от 30 сантиметров до 1,1 метра, причем ледяные щиты будут в ответе максимум за 42 сантиметра [526]. Главным виновником станет не талая вода, а тепловое расширение: чем теплее вода, тем больше кинетической энергии у ее атомов – следовательно, они занимают больше места. Будущее дальше 2100 года не прогнозируется, но еще точно не все потеряно. Судьба ледяных щитов еще не решена. Чем быстрее предприятия, государства и крупные потребители во всем мире откажутся от ископаемого топлива и потребления углерода, вредного для климата, тем больше льда удастся сохранить. Возможно, состояние какого-нибудь небольшого щита стабилизируется, говорят Бурс и Рипдал, вот только никто из нас до этого не доживет.
Самый благоприятный прогноз – не такой уж радужный. При повышении уровня моря на пару метров неминуемо изменятся все береговые линии, а вместе с ними – контуры нашей цивилизации. Нижний Манхэттен и Майами затопит. Жителям островных государств в Тихом Океане вроде Кирибати придется либо массово переселиться в другую страну (например, Новую Зеландию), либо раствориться в глобальном многомиллионном потоке климатических беженцев. Между тем, огромные потоки пресной воды, высвободившиеся из-за таяния льда, потенциально могут нарушить циркуляцию теплых океанских течений, таких как Гольфстрим[527]. Морская вода на высоких широтах должна быть соленой. Как следствие, она плотная и опускается на глубину. Это приводит в действие так называемую «термохалинную циркуляцию», которая заставляет более теплые поверхностные течения течь из тропиков к атлантическому побережью Европы. Однако в эту систему ежегодно попадает 268 млрд тонн тающего льда. В 2019 году вообще было вдвое больше – это антирекорд [528].
Океанографы называют это явление «аномалией течения пресной воды в Гренландии» и измеряют его в кубических километрах. Передовые исследования направлены на то, чтобы понять, куда движется эта пресная вода и приведет ли она к фазовому сдвигу в атлантической циркуляции, который может положить конец 10-тысячелетней стабильности климата после Ледникового периода и стать предвестником странного и нестабильного мира. Сейчас Гольфстрим поддерживает умеренный климат на Британских островах, позволяя пальмам расти в Корнуолле, а фуксиям – цвести в Западном Корке. Все это может кануть в лету. Эта трансформация полярных регионов планеты не пройдет плавно. Нас ждут внезапные фазовые сдвиги. Создается впечатление, что результаты арктических исследований с каждым годом все хуже: быстрее движутся ледники, тает больше льда. Но вместе с тем все проще предсказывать изменения. В декабре 2021 года, когда я писала эту главу, Антарктида попала в заголовки мировых СМИ. Гляциолог Эрин Петтит предупреждала, что Восточный шельфовый ледник Туэйтса может окончательно рухнуть всего через пять лет. Шельфовый ледник служит плотиной, которая замедляет поток льда с суши. Проблема в том, что по нему, словно по лобовому стеклу автомобиля, расползаются трещины. Обрушившись, ледник Туэйтса, который уже добавил 4 % к росту глобального уровня моря, станет таять еще быстрее.
Позже в этой главе мы увидим, что пыль в глубинах ледяного щита может рассказать нам о позднем дриасе – эпохе, когда средняя температура в гренландской Арктике сдвинулась на целых 5 °C всего за 13 лет. Порочные круги набирают обороты, так что Гренландия – не какой-то далекий остров, который ни на что не влияет. Она способна оказать мощное воздействие на экологические системы Земли. Пыль – тоже, хоть ее и легко упустить из виду. Уже возникают огромные последствия. Это похоже на эффект бабочки[529]. Сложные системы и петли обратной связи приводят к нелинейному поведению. Они делают мир более опасным и непредсказуемым.
Пока что гренландский лед на месте. И он все еще гигантский. Но вот будущее у него тревожное, а потому жутко наблюдать за ним в настоящем.
Я мечтала попасть в Гренландию с 18 лет. По той же причине, что и в субарктическую Сибирь: она необъятная. Меня поражало, как люди могут жить в климате, который, казалось мне, проверяет границы человеческих возможностей. И вот наконец, в 2016 году, мне удалось там побывать – а компанию мне снова составил вечный искатель приключений Уэйн Чемблисс.
Пока я готовилась к поездке, в Гренландии происходили тревожные изменения. Месяц за месяцем фиксировались рекордные минимумы площади арктического льда. Весной поверхность ледяного щита начала таять на два месяца раньше обычного из-за аномально высоких температур. Одиннадцатого апреля температура в столице Нууке составила 16,6 °C – на 20 градусов выше среднего. И тогда я поняла, что нужно поскорее посетить Гренландию, пока еще вообще сохраняется такая возможность.
После трех дней перелетов, где каждый самолет был меньше предыдущего, мы с Уэйном прибыли в Илуллисат – второй по величине город Гренландии, где живут 4,5 тыс. человек и 4 тыс. ездовых собак. Был конец мая, температура воздуха держалась чуть выше нуля, а дни не кончались: на 69-й параллели северной широты, где мы находились, стояло арктическое лето. На следующий день мы направились к местному фьорду Илулиссат-Исфьорд.
Он находился примерно в миле[530] от города. Фьорд включен в Список объектов всемирного наследия ЮНЕСКО – правда, тогда на это указывал разве что дощатый настил над большим болотом. По нему можно было спуститься к берегу, где цветными точками на граните обозначалась своего рода пешеходная тропа. (А теперь там располагается элегантный, изогнутый минималистичный павильон, спроектированный датской архитектурной студией Dorte Mandrup, которая специализируется на «сложных объектах».) Мы миновали древнее поселение Сермермиут, а потом просто стояли на мысе и глядели.
Устье фьорда шириной около 7 километров. Оно было забито гигантскими айсбергами – настолько большими, что у них есть собственные пруды, пещеры и арки. Видны и крупные обломки айсбергов (до 5 метров в высоту), и мелкие – гроулеры (ниже метра). Море усыпано снегом и осколками льда, будто обломками от взрыва. Участки чистой воды – не больше метра.
Ежегодно по этому фьорду стекает 38 гигатонн льда – это втрое больше расхода воды всей Великобритании. Якобсхавн истощает 6,5 % Гренландского ледяного щита. Это самый быстродвижущийся ледник в мире: летом его скорость достигает 40 метров в день. (И она увеличивается[531].)Отколовшимся айсбергам требуется около полутора лет, чтобы пройти 70 километров вниз по фьорду до открытого моря. Крупнейшие айсберги размером около километра (большая их часть конечно же находится под водой), цепляются за подводный хребет в конце фьорда – образуется впечатляющая пробка. Потом они распадаются и уплывают в море Баффина и Северную Атлантику. Вероятно, именно от этого ледника откололся айсберг, который осенью 1911 года потопил «Титаник». Катастрофа – неотъемлемая часть географии этого места.
Пока мы пытались все это осмыслить, прямо на наших глазах 70-метровый айсберг лопнул под вертикальным пластовым давлением. Уэйн спустился к берегу и выудил кусок чистого твердого льда. Я попробовала лед на вкус – он показался мне старым. Возраст льда на дне Гренландского ледяного щита – около 130 тыс. лет. Это даже раньше последней ледниковой эпохи. На поверхность вынырнул фрагмент древнего геологического времени.
Ландшафт здесь никогда не был статичным. Лед динамичен. Он все время стекает; летом подтаивает, а зимой восстанавливается за счет снегопада. Фьорд существует примерно столько же, сколько и ледяной щит. Сам по себе он – не симптом болезни. Но разум уклоняется от попыток осмыслить ледниковый покров в перспективе всех систем (гидрологических циклов, глобального потепления, ответственности человека) – и совершенно не понимает, что все это может означать.
Созерцать эти айсберги было проще, чем сам ледяной щит. Он, ослепительно-белое забвение, казался слишком огромным. Даже в мыслях не умещался, но в то же время требовал нашего непрерывного внимания. В такие моменты трудно сосредоточиться: вы замечаете, что разум пытается ускользнуть от столкновения с тяжеловесной экзистенциальной массой, которая находится прямо перед вами. Хочется думать о чем-то поменьше.
Это романтическая проблема. Рёскин говорил, что «возвышенность – всего лишь еще одно слово для обозначения воздействия величия на чувства; это может быть величие материи, пространства, силы, добродетели или же красоты»[532]. В Гренландии был полный набор.
Уэйн упоминал экотеоретика Тимоти Мортона и его концепцию «гиперобъектов»[533]. К этому ландшафту она подходила. Большую часть времени в Гренландии я пыталась каким-то образом постичь эту необъятность, эту тишину, эти ледники и то, как они вплетены в еще более обширные глобальные гидрологические системы. А еще – постичь последствия. Не уверена, что в этом хоть сколько-нибудь продвинулась. Я до сих пор не знаю, что вообще представляет собой это осознание. Мортон сказал бы, что смысл такого гиперобъекта, как ледяной щит, в том, что мы вообще не можем его как следует воспринимать. Пыль может помочь уменьшить необъятное до человеческих масштабов, но я не могу гарантировать, что это всегда будет работать.
Первый научно-исследовательский лагерь на Гренландском ледяном щите назывался «Айсмитте» (Eismitte) – «Середина льда». Его в июле 1930 года разбил немецкий ученый Альфред Вегенер с командой из тринадцати гренландцев и еще троих европейцев. Их экспедиция была посвящена сейсмическому измерению толщины ледяной шапки и проведению первых измерений зимнего климата.
Вегенер – интересная фигура. Его экспедиция 1930–1931 годов стала «переломным событием», пишет биограф Мотт Т. Грин. В ней объединилось «старое» (парусные корабли, пони, собаки, исследование неизведанной территории) и «новое» (моторные лодки, моторизованные сани, радиосвязь)[534]. Страдания и голод характеризуют его путешествия как «последний импульс великой эпохи героических исследований». Хотя мотивация его была несколько иной: не военный романтизм полярных исследователей, а заметно более современное стремление к научным исследованиям и знаниям. (За восемь лет до этого путешествия Вегенер разработал теорию дрейфа материков.) В экспедициях Альфред, как и Кнуд Расмуссен поколением ранее, сотрудничал с местными и откровенно полагался на их знания, одежду и технологии выживания. В отличие от британца Роберта Скотта, который использовал шерсть и парусину, Вегенер с головы до пят укутывался в мех подобно инуитам – это лучший вариант для таких условий.
Несмотря на большой опыт Вегенера в исследовании Гренландии, его экспедиция 1930 года (уже четвертая по счету) вдруг пошла не по плану [535]. Команда почти на шесть недель застряла в первом лагере (в 30 милях[536] к северу от Уманака и на полпути к западному побережью Гренландии) из-за поздней весенней оттепели. С двумя дюжинами исландских пони, которые несли 100 тонн припасов на 400 километров в глубь острова, они достигли заветного участка на 70,5 градусов северной широты 30 сентября – то есть намного позже, чем планировалось. В Гренландии особо нет межсезонья. Современные полевые лагеря сворачиваются уже в середине августа после всего лишь шести недель буровых работ. А конец сентября – это уже, считай, зима.
Ресурсов, чтобы пережить несколько месяцев арктической ночи, не хватало. Команде пришлось вернуться и пополнить запасы – а это 800 километров пути вместе с обратной дорогой. Насколько нам известно, Вегенер, метеоролог Фриц Лёве и четырнадцать гренландцев вернулись в западный лагерь без серьезных происшествий. А вот на обратном пути на восток, то есть глубоко в центр ледяного щита, куда уже пришла зима, все гренландцы, кроме одного, решили вернуться в базовый лагерь. Вегенер, Лёве и 23-летний инуит Расмус Виллумсен пошли дальше и прибыли в «Айсмитте» 30 октября 1930 года. Во время путешествия температура упала до – 60 °C. Лёве отморозил пальцы на ногах – пришлось ампутировать их перочинным ножиком. Фриц остался зимовать в «Айсмитте» с двумя товарищами – Эрнстом Зорге и Йоханнесом Георги. Еды не хватало, поэтому Вегенер и Виллумсен снова пошли до западного лагеря (а это 400 километров).
Отправились налегке, всего на двух нартах, не взяв никакой еды для собак – только немного для себя. Собак они убивали, одну за другой, и скармливали остальным в упряжке. Вегенер так выжил во второй экспедиции в 1913 году. Тогда перед спасением у него оставалась последняя собака.
Однако на этот раз лед взял верх над волей. Весной другая экспедиция по пути в «Айсмитте» увидела в снегу пару лыж. Между ними лежала сломанная лыжная палка. В снегу нашли тело Вегенера: Виллумсен похоронил его, положив на оленью шкуру и зашив в два чехла от спальных мешков. Люди, которые его нашли, сказали, что он выглядел «расслабленным и умиротворенным», «почти улыбался»[537]. Виллумсен забрал только табак Вегенера и его дневник – официальный отчет экспедиции. Видимо, рассчитывал все-таки добраться до западного лагеря. После этого его тело так и не нашли.
Таким образом, оба мужчины находятся на ледяном щите – или, вернее, в нем. Тела их покоятся под сотнями метров снега, а их своеобразный мавзолей очень медленно смещается на запад по мере дрейфа Североамериканской плиты.
Той зимой 1930 года Эрнст Зорге вручную выкопал яму глубиной 15 метров рядом с ледяной пещерой, в которой жил с Йоханнесом. В этой замерзшей дыре он провел семь месяцев. Два из них – в полной полярной темноте. Там он анализировал пласты, которые образуются каждый год: снег сжимается и кристаллизуется сначала в неве, потом – в фирн, затем – в лед. Его исследования показали, что годовые циклы накопления снега возможно измерять. Именно этим гляциологи все более тщательно занимаются в Гренландии и Антарктиде последние 70 лет.
Любой ледяной щит – динамичная, пластичная среда. По обе стороны от центрального раздела лед медленно откалывается и стекает в море, в результате чего на краю ледника образуется неровная, испещренная трещинами местность, по которой невозможно пройти. Однако в центре слои годового цикла снегопадов сохраняются. Лежат один на другом. Похоже на кольца дерева. Сверлить вертикально вниз значит возвращаться в прошлое.
Еще с 1840-х годов люди сверлили отверстия в ледниках, чтобы взять образцы и измерить температуру, но только с 1950-х годов стали пытаться извлечь ледяные керны – цилиндрические трубки льда, обычно около 10 сантиметров в диаметре. Это непрерывные фрагменты вертикального сечения ледяного щита[538]. Бурение было сложным и утомительным: час мог уйти только на то, чтобы опустить бурильную колонну в скважину и завинтить каждую секцию – при этом само бурение продолжалось лишь несколько минут. Потом ученые тратили еще час с лишним на извлечение бура из скважины и на ходу все откручивали, чтобы извлечь новые фрагменты керна – метр за метром. После этого исследователи, открыв бур, порой обнаруживали, что он захватил не только лед. Первые керны, вопреки надеждам, не вышли непрерывными – там была куча пробелов и дефектов. Однако прогресс был быстрым, и уже к концу 1950-х годов команды в Гренландии и Антарктиде бурили глубже 300 метров и извлекали керны, которые соответствовали ожиданиям примерно наполовину – а это значительное улучшение.
Тогда присутствие США на высокогорном северо-западе Гренландии объяснялось не только невинными научными исследованиями. После Второй мировой войны США построили авиабазу Туле на высоте 1,2 тыс. километров над Полярным кругом в качестве основного пункта для разведывательных полетов над СССР, систем раннего предупреждения о ракетном нападении и размещения атомолетов. На базу прибыли 10 тыс. американцев. (Она, кстати, существует до сих пор – и, казалось бы, странное заявление президента Трампа в 2019 году о «покупке Гренландии» отчасти как раз было отсылкой к этому квазиколониальному присутствию). Инуитов из местной деревни Питуффик – 130 человек – насильно переселили. Их потомки до сих пор добиваются репараций.
А в 1959 году американцы задумали открыть ядерный полигон подо льдом в 240 километрах восточнее авиабазы Туле. База Camp Century была частью сверхсекретного проекта «Ледяной червь». США собирались разместить баллистическое оружие средней дальности на расстоянии удара от СССР тайком от Гренландии и Дании. Подо льдом выкопали две мили[539] траншей и построили целый город с больницей на десять коек, магазином, кинотеатром и часовней. Все это снабжалось энергией от передвижного ядерного реактора. Однако лед в этом месте оказался куда подвижнее, чем ожидалось. Всего за три-четыре года траншеи деформировались и сжались – локация стала непригодной для использования. Проект «Ледяной червь» свернули, а заброшенная база через несколько лет была разрушена смещением ледника. У проекта – неоднозначное наследие. С одной стороны, на ледяном щите бросили 200 тыс. литров дизельного топлива, полихлорированных бифенилов и радиоактивных отходов. С другой, летом 1966 года был добыт первый в мире по-настоящему глубокий керн: рекордные 1387 метров![540] Возраст льда в нижней части превышал 100 тыс. лет. Керн дал беспрецедентное представление о климате Северной Америки на протяжении всей последней ледниковой эпохи.
С каждым десятилетием отверстия становились все глубже. В 1985 году, после шести сезонов бурения, на советской скважине «Восток-3» достигли глубины 2202 метра и достали лед возрастом свыше 150 тыс. лет – а это еще позапрошлая ледниковая эпоха. В Гренландии отметка в 3 тыс. метров в 1990-е годы покорилась командам из Европы и США, причем они не состязались, а работали бок о бок и сверяли находки. В 2004 году в рамках проекта EPICA на так называемом Куполе Цирцеи в Антарктиде извлекли керн, который охватывал период длиной 800 тыс. лет – это восемь ледниковых циклов [541]. Сам по себе керн был не особенно длиннее своих гренландских собратьев: 3270 метров. Но, как объяснила доктор Лиз Томас, палеоклиматолог и глава группы BAS Ice Cores, «центр Антарктиды на самом деле классифицируется как пустыня: там выпадает менее миллиметра снега в год». (В центре Гренландии хотя бы около 70 сантиметров[542].) То есть керны содержат намного больше истории при той же длине, добавляет она.
А в 2016 году в кернах, извлеченных из Аллановых холмов в Антарктиде, обнаружили лед возрастом 2,7 млн лет. Он старше всего человечества! Выбор места казался нелогичным, но на самом деле ученые из Принстона действовали умно: бурили не вертикально вниз через стабильный центр ледяного щита, а горизонтально сквозь более мелкую область, где нижележащий скалистый гребень опрокинул ледяной поток на бок и изменил стратиграфию. Кроме того, сильные ветры на этом участке сняли слои свежего снега и более молодого льда, поэтому была вероятность, что кое-где очень древний лед может находиться ближе к поверхности. И ученым повезло: они извлекли цилиндр с замороженной водой, которая хранила данные о самом начале цикла ледниковых периодов на планете.
«Вообще-то мы пока лишь царапаем поверхность», – сказал геохимик Эд Брук журналу Science. Исследователи считают, что дальше получится достать лед возрастом 5 млн лет. Это времена, когда уровень углекислого газа был сопоставим с сегодняшним: 400 ppm (частей на миллион)[543]. В ту эпоху, известную как плиоцен, температура была на 2–3 °C выше, чем сегодня, а глобальный уровень моря – на 25 метров выше. Гренландия была покрыта лесами, а ледяной покров Арктического региона был нестабильным и небольшим по объему.
Звучит все это пугающе знакомо, именно поэтому геологи прилагают такие усилия, чтобы пробурить ледяные щиты. Измерить древний климат Земли – значит нарисовать возможную карту будущего. Как все устроено на более горячей планете, где в атмосфере больше углекислого газа? Сколько там осадков? Куда дуют ветры? И что они переносят: пустынный песок или саванную пыльцу? Геолог Ричард Б. Элли говорит, что это можно сравнить с расшифровкой «руководства по эксплуатации» Земли. «Земля и вода, воздух и лед, почва и растения – если мы сможем выяснить, как они связаны и друг от друга зависят, то, возможно, сумеем принимать мудрые решения по глобальным вопросам», – отмечает он[544]. Земля и вода, воздух и лед, почва и растения – а еще пыль. Она – активная часть системы Земли и вовсе не инертна.
Но пока все же давайте сфокусируемся на ледяных кернах – этих хрупких хрониках, где содержатся ужасающие сведения о нашем прошлом и, как следствие, будущем (соответственно, и о наших неотложных обязательствах в настоящем). Они прекрасны, труднодоступны, ведь их добывают в самых экстремальных местах планеты, и чрезвычайно редки. На момент написания книги удалось извлечь всего лишь 22 керна полной длины – от поверхности до коренной породы[545]. Керны невообразимо ценны, ведь они – объектив высокого разрешения, который показывает системы Земли из прошлого. От этого зависит моделирование климата. Без этих точных ежегодных данных было бы невозможно делать прогнозы.
Извлечь 10-сантиметровый керн из трехкилометровой скважины не так уж просто. Эрик Вольфф руководит программой ледяных кернов в Британской антарктической службе (БАС) уже 30 с лишним лет. Он – ветеран экспедиций: провел два исследовательских сезона в Гренландии и шесть – в Антарктиде. По словам Эрика, у большинства ледяных кернов есть так называемая хрупкая зона, которая «норовит лопнуть», поскольку пузырьки воздуха расширяются при резком изменении давления[546]. Но из-за других участков Вольфф тоже переживает: боится, что керн уронят. Он знает, что это иррациональный страх, ведь кристаллы под давлением так спрессовались за тысячи лет, что «можно спокойно встать на любой конец трехметрового фрагмента – и ничего». Просто этот лед настолько драгоценный, что кажется хрупким.
Сразу после извлечения из скважины каждый фрагмент доставляется в полевую лабораторию, построенную прямо на ледяном щите. Бригады полевых логистов с помощью снегоочистителей роют траншеи и снежные пещеры глубиной до 6 метров. Это своего рода перерабатывающие предприятия, где керн хранится при комфортной температуре – 20 °C и защищен от солнечных лучей. Работа идет круглосуточно, люди трудятся посменно. Технологическая линия из десятка ученых осматривает, фотографирует, режет и измеряет каждый кусок льда. Одни фрагменты плавят для определения химического состава, у других измеряют электропроводность для анализа примесей. И без того узкий керн распиливают вдоль на несколько секций (5–12), чтобы можно было провести различные исследования и разослать образцы ученым по всему миру. Но хотя бы одну секцию оставляют в хранилище в Антарктиде – на всякий случай. «Вдруг на ледоколе сломаются все холодильники».
В лаборатории, будь то штаб-квартира Британской антарктической службы в Кембридже, Национальная лаборатория ледяных кернов США в Денвере или Институт Нильса Бора в Копенгагене, делают первый шаг в анализе керна. Это построение временной шкалы. Датирование верхних, более молодых частей может оказаться таким же простым занятием, как подсчет колец на пеньке. На Гренландский ледяной щит снег падает круглый год, но летом он нагревается под солнцем и сублимируется (то есть превращается изо льда сразу в водяной пар), оставляя после себя крупные воздушные кристаллы инея [547].
Таяние на центральном ледоразделе, где бурят скважины, событие довольно редкое. Раньше оно происходило раз в несколько веков. А вот за последнее десятилетие случилось трижды. В частности, из-за этого 14 августа 2021 года выпал беспрецедентный дождь. Он замерз и образовал характерный твердый ледяной слой. Чтобы визуально зафиксировать эту стратиграфию, срез ледяного керна гладко отполировали, а затем запечатлели полосы с помощью линейного сканера. Более бледные полосы свидетельствовали о присутствии минеральной пыли, занесенной на Гренландский ледяной щит в последнюю ледниковую эпоху. Твердый, плотный лед выглядит темнее. В глубине, по мере того как снег прессуется в ледниковый лед, его слои все труднее различить невооруженным глазом. Анализ продолжился. Ученые проверяли электропроводность растопленного керна, чтобы измерить примеси и найти слои зимней пыли, или искали перекись водорода, которая образуется только в результате реакций, вызванных летним солнечным светом. Между тем, математические модели потока помогали оценить взаимосвязь между ледниковым периодом и глубиной.
Пыль играет решающую роль в определении хронологии ледяных кернов. После извержений вулканов на льду могут оставаться желтоватые пятна или осколки тефры. На ледяном керне WAIS из Антарктиды есть заметная коричневато-черная линия около сантиметра шириной. Это след огромного извержения, которое произошло больше 20 тыс. лет назад и после которого лед, по всей видимости, полностью покрылся толстым слоем пепла.
«Извержения вулканов невероятно полезны при датировании, поскольку можно связать их с уже точно датированными ледяными кернами», – говорит Лиз Томас. Таким образом, можно увидеть, какой участок льда вписывается в имеющиеся данные. «В последнее время получается находить и исторические связи, – продолжает Томас. – Например, мы знаем, когда извергался вулкан Тамбора [1815] или Кракатау [1883]. А еще у нас есть данные о том, насколько сильным и продолжительным было извержение, – и мы можем связать их с тем, что видим на ледяном керне». Особенно полезным вулканический мусор оказывается в Антарктиде, поскольку там выпадает гораздо меньше снега, чем в Гренландии, то есть годовые слои льда там тоньше и могут быть менее отчетливыми.
Крупное извержение вулкана выбрасывает в стратосферу кубические километры измельченной породы. Она облетает планету в воздушных потоках высокого уровня и приземляется на каждый ледяной щит, что позволяет ученым сопоставить ледяные керны с противоположных концов Земли. Благодаря двум конкретным слоям пыли (один слой – тефра, другой – пепел), появившимся после извержений исландских вулканов Саксунарватн и Ведде 10–12 тыс. лет назад, установилась связь между ледяными кернами Гренландии и находками осадочных пород по всей Северной Атлантике. После 1945 года взрывы атомных бомб выполняют похожую функцию, поскольку их радиоактивные изотопы имеют характерные особенности. Таким образом, пыль прочерчивает геологам общие «горизонты», связывает объекты через огромные расстояния – как в пространстве, так и во времени. Можно сказать, это своего рода палеокоммуникация, которая позволяет геологическим архивам общаться между собой.
Как только ледяной керн превращается в тщательно размеченную временную шкалу, можно выяснять, что он может рассказать нам о климате и экологических системах в тот или иной 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 завершилась утомительная работа по бурению и добыче керна, а волнение – потому что видишь такой уникальный материал. После этого все наконец-то могут расслабиться и вместе выпить по бокалу виски, припасенного как раз на такой вечер»[553].
Должно быть, это так странно – видеть материал настолько знакомый, но в то же время настолько ценный; бурить скважину и извлекать эти первозданные стержни окаменелого времени. Я спросила у Лиз Томас, каково это.
«В 2004 году мы бурили на острове Беркнер. Мы полагаем, что лед на дне той скважины был старше последнего межледниковья – где-то 140 тыс. лет. Я состояла в проектной группе и добывала последний керн. Мы извлекли его и увидели песок с мелкими камешками. Стало ясно, что мы почти добрались до коренных пород. Длина керна составила 948 метров. Наверное, это был древнейший лед, который я сама добывала и обрабатывала, – говорит она. – Должна признаться, что это вообще довольно сюрреалистический опыт: ты где-то далеко в крошечном полевом лагере, то есть в малюсенькой точке на этом гигантском континенте, – и тут вдруг ты достаешь лед, который лежал нетронутым 140 тыс. лет. Странное ощущение».
Странное – будто бы ты подсознательно понимаешь, что имеешь дело с объектом, значение и влияние которого значительно обширнее, чем кажется на первый взгляд.
В 2012 году буровая установка «Восток» в Антарктиде пробила толщу льда над подледным озером Восток, которое было изолировано от остального мира более 15 млн лет. Ученые предположили, что невиданные ранее формы жизни и геохимические процессы, которые они могут там обнаружить, помогут понять ледяные океаны спутников Юпитера. Ледяные керны подобны кротовым норам в космосе.
А еще они помогают ученым понять масштабы, скорость наступления и угрозу переломных моментов климата, поскольку в них содержатся подробные ежегодные данные о стремительных климатических изменениях в прошлом.
В 1966 году на северо-западе Гренландии на уже знакомой нам базе Camp Century впервые пробурили скважину до коренной породы. Глубокий керн из нее содержал полную информацию о последней ледниковой эпохе, то есть о тысячах лет климатических изменений. В 1950-е годы датский геофизик по имени Вилли Дансгор изучал различные изотопы кислорода в молекулах воды – и впоследствии изобрел метод датирования ледяных кернов, упомянутый в предыдущем разделе. Но для этого ему сперва потребовался ледяной керн. Вилли ждал несколько лет из-за военной тайны и в итоге убедил американцев предоставить ему несколько образцов. Выстроив график изменения соотношения кислорода-18 и нормального кислорода-16, Дансгор с командой показали, как менялись температуры в Гренландии за последние 100 тыс. лет[554]. Они обнаружили мир дикой нестабильности.
Взглянув на последнее тысячелетие, Дансгор с командой обнаружили, что содержание кислорода-18 менялось в цикле продолжительностью около 120 лет. Они объяснили это колебаниями солнечной радиации, из-за которых климат то теплеет, то холодеет. Рассмотрев период с окончания последней ледниковой эпохи (11,7 тыс. лет назад), они увидели еще 11 отчетливых сдвигов в уровнях изотопов кислорода в течение 940 лет – опять-таки связанных с Солнцем. Потом они увеличили выборку и рассмотрели уже всю ледниковую эпоху, которая продолжалась 100 тыс. лет. Там они выявили третий цикл, который составляет примерно 13 тыс. лет и связан уже с «колебанием» оси вращения Земли. Оно тоже влияет на климат, поскольку немного приближает разные места на планете к Солнцу или же чуть отдаляет.
Впоследствии выяснилось, что прочие виды изменений орбиты Земли приводят к еще более длительным переменам климата. Их назвали циклами Миланковича[555]. В частности, установлено, что за 100 тыс. лет орбита Земли немного меняет форму в сторону эллипса. В 1976 году ученые заявили, что эти изменения в геометрии орбиты Земли, вызванные гравитационным притяжением Юпитера и Сатурна, стали главной причиной ледниковых периодов [556].
Сделайте паузу, чтобы все это осознать. Вот наглядная иллюстрация экологической максимы «все со всем связано» – в межпланетных масштабах, на фоне которых мы кажемся крошечными и даже неважными. А это несколько пугает.
Однако важно подчеркнуть, что эти колебания отличаются от нынешнего глобального потепления: это естественные явления. Одно из них вызвало «малый ледниковый период» в Европе между 1300 и 1850 годами (на самом деле это не ледниковый период, а просто холодный), который позволил лондонцам проводить ярмарки на замерзшей Темзе и вынудил викингов покинуть Гренландию. До этого, в средневековый теплый период, мегазасухи на юго-западе Америки, которые продолжались десятки лет, привели к гибели цивилизации Анасази[557]. Историки окружающей среды утверждают, что колебания климата также способствовали падению Кхмерской империи в Камбодже, поскольку колебания Эль-Ниньо, длившиеся несколько десятилетий, ослабили цикл дождей [558].
Но дело не только в том, что наша планета колеблется во времени и пространстве, а количество солнечной радиации то уменьшается, то увеличивается. Лед заодно показал, что климат способен меняться поразительно быстро.
«По мере того как мир вступал в последнюю ледниковую эпоху и из нее выходил, общие тенденции похолодания и потепления прерывались резкими изменениями. Климатические сдвиги, соответствующие половине разницы между ледниковым периодом и нынешними условиями, произошли в Западном полушарии всего за несколько десятилетий, а то и лет», – говорит геолог Ричард Б. Элли [559].
Когда Земля нагревалась после последней ледниковой эпохи, произошел 1200-летний всплеск, во время которого она вернулась в ледниковые условия, причем гораздо более суровые. Этот этап известен как поздний дриас. Когда он завершился (около 11,7 тыс. лет до настоящего времени), климат Гренландии изменился шокирующе быстро[560]. По мнению ученых, переход к более теплому современному голоцену занял около 40 лет – и это было не постепенное устойчивое повышение температуры, а серия внезапных рывков. В Гренландии температура за весь переходный период повысилась примерно на 15 °C, но при этом половина изменения произошла менее чем за 15 лет. Как было дело, рассказывают два глубоких керна в центре Гренландского ледяного щита: GRIP и GISP2. Элли описывает: снегопад в Гренландии усилился вдвое; уровень метана вырос в полтора раза в связи с расширением водно-болотных угодий, а вот количество пыли снизилось в несколько раз, поскольку стихли штормы ледниковой эпохи.
Примерно в это же время, но уже за несколько десятилетий, «произошло падение концентрации пыли на порядок – это отражает уменьшение потока пыли из засушливых регионов или регионов с плохой растительностью к ледяному щиту». Данные настолько подробны, что интервалы между событиями можно датировать с точностью до двух лет. Резкий сдвиг в содержании дейтерия показывает, что температура подскочила в 11 645 году до настоящего времени. А уменьшение размера частиц пыли, попадающих на лед (а также количества морской соли), показывает, что в этом году заодно внезапно снизилась скорость ветра. Климат вдруг стал очень странным. Элли отмечает, что «существует ряд свидетельств повышенной изменчивости, в том числе “мерцающего” поведения, когда климатические переменные колебались между “холодным” и “теплым” уровнями». В целом, по словам ученых, это говорит о том, что «климат в Североатлантическом регионе способен быстро реорганизоваться – возможно, даже в течение нескольких десятилетий», а «недавняя стабильность климата может быть скорее исключением, чем правилом»[561].
Это уроки на будущее. А пока важно подчеркнуть, что поздний дриас не был глобальным похолоданием (или потеплением). Это заключительный этап в цепочке событий, которые называют осцилляциями Дансгора – Эшера (с датским климатологом мы уже знакомы). Температуры в Антарктике колебались, поскольку Северное полушарие нагревалось, а Южное остывало. Течения Атлантического океана удерживали их в своеобразном равновесии, хотя и с небольшой задержкой. То есть эти эпизоды потепления отличаются от современного стремительного потепления, которое, конечно, носит глобальный характер – и от этого еще тревожнее.
«Это предупреждение для нас о том, что систему циркуляции океана нельзя воспринимать как нечто само собой разумеющееся», – сказал мне Эрик Вольфф. В рамках некоторых текущих исследований ледяных кернов ученые пытаются установить, как именно функционировала эта «термохалинная циркуляция» холодных, плотных и соленых океанских потоков во время последнего межледниковья 130 тыс. лет назад. Я спросила, может ли она ослабевать или вовсе прекращаться не только в холодные, но и в теплые периоды. «Возможно, есть порог, за которым случается нечто плохое, – ответил Вольфф. – А поскольку мы точно не знаем, что это за порог, наверное, лучше к нему не приближаться».
В 2021 году новый анализ коренных пород со дна скважины в Camp Century выявил нечто шокирующее: в этом месте за последний миллион лет полностью растаял массивный Гренландский ледяной щит. Сам керн полвека пролежал в морозильной камере. «А потом наши датские коллеги нашли коробку, где в стеклянных банках из-под печенья с выцветшими этикетками Camp Century Sub-Ice лежали образцы почвы», – говорят геологи Эндрю Крист и Пол Бирман[562].
Анализ грязи с использованием передовых методов – от подсчета радиоактивных атомов в ускорителе частиц до измерения люминесценции кварцевых песчинок с целью узнать, когда на них в последний раз падали солнечные лучи, – открыл нам уязвимость ледяного щита. В какой-то момент – вероятно, во время теплого межледниковья 400 тыс. лет назад – он таял, причем существенно. Веточки, листья и фрагменты мха, которые ученые увидели под микроскопом, были следами свободной ото льда Северной Гренландии. Исследователи написали, что «арктическая военная база, построенная в ответ на экзистенциальную угрозу ядерной войны, непреднамеренно привела нас к обнаружению другой угрозы», столь же экзистенциальной, а именно «угрозы повышения уровня моря в результате антропогенного изменения климата».
В 2001 году в третьем докладе Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК) было сказано, что возможны «крупномасштабные изменения в системах Земли, которые могут иметь серьезные последствия в региональном или глобальном масштабе». Авторы обозначили три потенциальных переломных момента: прекращение формирования в Северной Атлантике и Антарктике холодных глубоководных течений, которые обеспечивают циркуляцию океана; большие изменения в динамике углерода (в частности, будут тундра и торфяники поглощать или выделять углекислый газ); распад Гренландского и Западно-Антарктического ледяных щитов[563]. МГЭИК признала, что установить вероятность этих событий трудно – но предположила, что они могут произойти лишь в случае превышения доиндустриального температурного уровня на 5 °C, а это самый жесткий сценарий.
Теперь же ситуация изменилась – и от результатов исследований ледяных кернов во многом зависит наше понимание, как именно. Сейчас, как в 2019 году в журнале Nature выразилась группа климатологов, «уже слишком рискованно ставить против» того, что эти переломные моменты наступят. «Появляется все больше свидетельств, что эти события могут оказаться более вероятными, чем предполагалось, <…> и привести мир к долгосрочным необратимым изменениям»[564].
Ранее в этой главе мы увидели, что пыль глубоко вовлечена в процесс таяния Гренландского ледяного щита через механизм альбедо. И через него же она связана со всем остальным на планете. Согласно модели Никласа Бурса и Мартина Рипдала, полное таяние Гренландского ледяного щита приведет к глобальному повышению уровня моря более чем на семь метров. Из-за этого увеличится количество пресной воды в Северной Атлантике, что потенциально разрушит всю систему циркуляции атлантических вод. А это, в свою очередь, может вызвать целый каскад последствий и повлиять на другие экологические системы, находящиеся на пороге переломного момента, такие как дождевые леса Амазонии и тропические муссонные дожди [565].
Катастрофа порождает катастрофу. Позволить ледяному щиту растаять – преступление. Если точнее, то это преступление против человечества, поскольку, согласно подсчетам, 410 млн человек будут вынуждены бросить дома и фермы из-за повышения уровня воды[566]. Первое цунами судебных исков по правам человека и дел о предоставлении убежища уже началось[567]. Но на мой взгляд, есть здесь и другой аспект. В пыльных глубинах ледяных щитов хранится вся человеческая история, а в их пузырях воздуха и клатратах – экологическое наследие, которое копилось миллионы лет. Перспектива их утраты кажется моральным преступлением сродни сожжению Александрийской библиотеки.
Во вторник в обед Уэйн сходил за пивом и вернулся с предложением: «А давай полетим на край ледяного щита». А я в принципе и прилетела в Гренландию с мечтой дойти до ледяной шапки.
Идти нужно 40–45 километров по трудной пересеченной местности, через реки и болота. Но едва обозначенной пунктирной линии было достаточно, чтобы мы с Уэйном решили потратить солидную сумму на перелет и собрать необходимое снаряжение, например, спальные мешки для минусовых температур и аварийный GPS-трекер. Впрочем, по прибытии мы замедлили ход, поскольку осознали: это незнакомая страна, а потому следует побольше узнать о ней, ее погоде и рисках. Даже короткие походы занимали часы, поскольку мы постоянно останавливались, чтобы просто полюбоваться пейзажем, попытаться охватить его целиком. Мы решили не торопиться.
Долгий и упорный подъем к ледяной шапке, от которого мы в итоге отказались, – не единственный способ встретиться вживую с этой необъятностью. Есть и другой. Надо это осуществить – в конце концов, мы уже так далеко забрались. Мы увидели ледяной щит, когда летели из Исландии, но потом он скрылся за белым облаком. Облака закрывали вид при посадке как в Нууке, так и в Илулиссате. Уговаривать меня довести дело до конца не пришлось.
По дороге в аэропорт с ярко-синего неба лился потрясающий солнечный свет. В пять утра мы прибыли в терминал и оглянулись по сторонам: а кого мы, собственно, ждем? Приземлился самолет авиакомпании Air Greenland, оттуда вышли три десятка пассажиров. Все оживленно болтали. Аэропорт практически полностью был в нашем распоряжении. Потом приехал Рикки. Уэйн шепнул, что такой высокий блондин-красавчик может быть только пилотом.
Датчанин Рикки получил летное удостоверение в прошлом году и прибыл в Илулиссат, чтобы управлять восьмиместными винтовыми самолетами. Это, как он надеялся, подготовит его к полетам на самолетах еще меньше в местах еще более далеких. Он радостно поприветствовал нас, затем открыл дверь в углу аэропорта и повел нас к самолету не выше него самого.
Мы пристегнулись и надели гарнитуры, а затем Рикки сообщил наш план полета диспетчерам и выехал на 800-метровую взлетно-посадочную полосу. Самолет поднялся в воздух, повернул на 210 градусов левее и полетел над холмами к фронту ледника. Через 20 минут мы оказались над главным склоном ледника Якобсхавн (по-гренландски называется Sermeq Kujalleq – «Южный ледник»), где откалываются айсберги. Рикки снизился до двухсот метров, чтобы мы получше все рассмотрели.
От сжатия тысячекилометрового ледяного покрова вырастали бесчисленные торосы. В месте соприкосновения с водой лед либо распадался на снежную массу, либо раскалывался на огромные айсберги, некоторые – площадью в несколько квадратных километров. Иногда в ледниковых трещинах можно было заметить скопления талой воды. Ее кобальтовый цвет был настолько изысканным, что казался неестественным.
На веб-форуме Arctic Sea Ice гляциологи и геологи с беспокойством отмечали, что талые пруды проявились на месяц раньше, чем в прошлом году. Они подсчитали, что в 2016 году произойдет рекордное отступление ледников: фронт отёла[568] уйдет вглубь ледяного щита и растопит его. Лед огромен, но не бесконечен.
Чувство благоговейного трепета оказалось во многом похожим на недоумение. Мои фотографии центра ледяного щита получились просто-напросто пересвеченными. Видимо, наш 90-километровый поход был паломничеством.