Склоны вулкана на Гавайях приютили самую старую в мире станцию, занимающуюся измерением уровня С02 в воздухе. В Мауна-Лоа в 1958 году Чарлз Килинг установил анализирующие воздух приборы. Почти идеальное место — здесь достаточно высоко (3396 м над уровнем моря), чтобы колебания концентрации углекислого газа из-за фотосинтеза растений или океана не влияли на среднестатистические результаты.
График Килинга показывает, насколько концентрация С02 изменилась с 1958 года. Килинг оставил нам также сеть приборов, продолжающих измерения. Сейчас в Мауна-Лоа работает его сын, Ральф Килинг. По этому графику видна общая тенденция к повышению концентрации С02.
Каждый год уровень то повышается, то понижается. Колебания вызваны сменой сезонов — сказывается влияние Северного полушария, где содержится больше наземных растений, чем в Южном.
Одной из подсказок нам служат окаменелые листья. В них имеются крошечные отверстия — устьица, которые впускают углекислый газ (для фотосинтеза) и выпускают воду. Способность растений к адаптации позволяет им изменять количество и размер устьиц, реагируя на разные атмосферные условия. Измеряя диаметр и количество устьиц : в окаменелых листьях, палеоботаники могут вычислить, с каким количеством углекислого газа дереву приходилось иметь дело, пока оно еще было живым. В этих вычислениях ученым помогают сравнения окаменелых листьев с листьями, растущими в контролируемых условиях в теплицах.
Океан обеспечивает другие подсказки. Химические процессы в океане записаны в крошечных ископаемых и ракушках, находящихся на дне. Как и ледяные керны, образцы отложений могут показать, какая пыльца сыпалась с растений, когда эти останки откладывались, что, в свою очередь, подсказывает, какой была в то время температура. Тщательный анализ химического состава окаменевших ракушек позволяет добыть информацию об уровне кислотности океана в то время, когда эти моллюски росли.
Если свести вместе все эти данные, становится ясно, как теплая, влажная атмосфера плиоцена превращалась в ту самую, богатую углекислым газом — с концентрацией по меньшей мере 300 частей на миллион, а возможно, временами свыше 400 частей на миллион. Не вполне понятно, почему во время плиоцена концентрация углекислого газа была такой высокой, но один источник можно отбросить сразу: соплеменники Люси тут, конечно, ни при чем. «Причиной были не люди», — утверждает Дэн Лант (Dan Lunt), специалист по моделированию климата из Бристольского университета (Великобритания). Согласно одной из теорий, вулканы тогда были активнее и выбрасывали больше С02. В то же время выветривание, возможно, шло меньшими темпами, а это естественный процесс, удаляющий двуокись углерода из атмосферы. Другая теория ссылается на изменение циркуляции воды в океанах как на причину увеличения концентрации углекислого газа. Но достоверно мы этого, увы, пока не знаем.
И даже если бы мы знали, выяснение того, как всё было в плиоцене, не поможет предсказать, что ждет человечество в ближайшие
100 лет. Если бы Земля вдруг вернулась к условиям плиоцена, одно только повышение уровня моря уничтожило бы многие большие города, опасно расположенные на побережьях. «Это был бы Армагеддон», — замечает Лант. Но такая резкая перемена климата нам вряд ли грозит — изменения на Земле идут куда медленнее. Скорее, изучение условий в плиоцене позволяет представить, как будет выглядеть Земля, когда концентрация С02 остановится на отметке 400 частей на миллион. Процессы, приведшие к потеплению в эпоху плиоцена, протекали на протяжении многих тысяч, а то и миллионов лет. А люди столь же масштабно изменили климат за несколько столетий — это беспрецедентный сдвиг. «На всем протяжении истории мира, его геологии нигде не происходили такие быстрые изменения, какие мы производим сейчас», — огорчается Лант.
В равной мере скорость изменений во времена плиоцена делает бессмысленными попытки предсказать последствия увеличения кислотности океанов в наши дни. Весь углекислый газ, который мы выдаем в атмосферу, растворяется и образует на поверхности океанов угольную кислоту. Как объясняет Норрис, в эпоху плиоцена уровень двуокиси углерода менялся медленнее, поэтому у океанов было время отреагировать на него, избегая увеличения кислотности: «Если медленно добавлять двуокись углерода в океан, то она смешивается с водой, и тогда поверхность не окисляется».
