8. Астероид Эрос
9. Хронологическая шкала для первых двух миллиардов лет Земли
10. Ископаемые и современные строматолиты
11. Основные литосферные плиты
12. Полосы разной магнитной полярности на океаническом дне
13. Поперечное сечение зоны субдукции
14. Поперечное сечение, показывающее мантию, кору и литосферу
15. Места землетрясений, которые произошли между 1963 и 1998 годами
16. Разлом Сан-Андреас, Калифорния
17. Балансирующий камень, Калифорния
18. Место Сычуаньского землетрясения 2008 года
19. Карта разлома Рилфут на юго-востоке Соединенных Штатов Америки
20. Карта участков коры архейского возраста
21. Временная шкала протерозойского эона
22. Данные по изотопам кислорода для ледяных кернов из Кэмп Сенчури (Гренландия)
23. Данные ледяного керна со станции «Восток» в Антарктиде за 400 тысяч лет
24. Температуры в Гренландии за последние 50 000 лет
25. Пути в геохимическом цикле углерода
26. Данные керна из осадочных пород для палеоцен-эоценового термического максимума
27. Континенты во времена Карибского океанического плато
28. Окаменелости носорогов в Эшфоллском парке ископаемых животных (Небраска)
29. Сравнение выбросов для нескольких крупных извержений
30. Карта кальдер, образованных Йеллоустонской горячей точкой
31. Временная шкала событий фанерозойского эона
32. Биологическое разнообразие при переходе через ордовикско-силурийскую границу
33. Палеокарты для фанерозойского эона
Предисловие к русскому изданию
Возможно, подзаголовок этой книги «Расшифровка прошлого, предвидение будущего» сейчас даже более уместен, чем при появлении оригинального издания на английском языке. Почему? Потому что работа специалистов, изучающих горные породы, океанические и озерные отложения, керны льда, натёчные образования в пещерах и многое другое ради того, чтобы выяснить, как изменялась среда на поверхности нашей планеты в прошлом, имеет первостепенное значение для понимания самой важной проблемы, с которой человечество сталкивается сегодня: изменение климата. Прошлое не всегда является идеальным аналогом будущего, однако исследования такого рода в сочетании с численным моделированием глобального климата дают нам надежду на прогнозирование потенциальных последствий быстрого роста содержания парниковых газов в атмосфере, который является следствием человеческой деятельности, и на появление способов обратить эту тенденцию вспять.
В этом коротком предисловии я остановлюсь на нескольких недавних достижениях, которые помогли нам узнать больше о прошлом и будущем климата нашей планеты, а также выделю другие успехи, достигнутые науками о Земле за последнее десятилетие. Чтобы в полной мере отдать должное всем новым исследованиям в столь динамично развивающейся области, понадобилась бы целая книга, поэтому мне пришлось проявлять избирательность. По большей части я сосредоточился на исследованиях, тематика которых близка к тому, о чем пойдет речь в основных главах книги.
Начнем с теории тектоники плит, которая с 1960-х годов лежит в основе большей части наших знаний о Земле (см. главу 5). Развитие этой теории привело к осознанию того, что многие явления на поверхности Земли – вулканизм, горообразование, землетрясения и даже состав атмосферы – связаны и между собой, и с процессами, происходящими внутри планеты. В свою очередь, это является основой для понимания Земли как системы, а не как совокупности отдельных, не связанных между собой частей.
Другой вечный вопрос, который кратко рассмотрен в главе 5: когда началась тектоника плит? За последнее десятилетие этой проблеме посвящали множество исследований, и, хотя окончательного ответа по-прежнему нет, диапазон возможных вариантов сузился. Почему так важно знать, когда началась тектоника плит? Потому что понимание этого процесса многое объясняет в том, как Земля функционирует сегодня. Это, в свою очередь, имеет серьезные последствия для понимания того, как наша планета эволюционировала в течение геологического времени. С его помощью мы, вероятно, поймем эволюцию и других планет Солнечной системы. Есть и практические следствия: многие месторождения полезных ископаемых образовались в конкретных тектонических условиях. Знание того, когда начался этот процесс, может помочь нам в их поисках.
Согласно современной теории тектоники плит, несколько относительно жестких участков литосферы планеты (их называют плитами, см. рисунки 11–14) перемещаются относительно друг друга по поверхности планеты. Океанические плиты в геологических масштабах недолговечны: они образуются в результате магматической деятельности, происходящей вдоль океанических хребтов, и возвращаются обратно в мантию в зонах субдукции (рисунки 12 и 13); в то же время более плавучие участки континентальной