Глеб Голубьов
Неразгаданите тайни (4)

И Шерлок Холмс би им завидял

— Може и така да е, но кой знае със сигурност! — ще каже недоверчивият читател. — Колко милиони години са се изминали! Иди, че проверявай дали тогава е било топло или студено.

А учените са проверили. Те могат сега да кажат с точност през кой от периодите от историята на нашата планета е било по-топло или по-студено. Изследователите имат особени „термометри“. С някои от тях ние сме вече запознати. Древните коралови рифове и вкаменелите останки от плодове и листа на дървета в каменовъглените пластове са безспорни признаци за топлите периоди. Валуните по полетата отбелязват границите на древните заледенявания. Възможно е да се установи не само че климатът е бил топъл, но и какъв именно — сух или влажен. По време на сухите периоди в отдавна изчезналите морета усилено се е отлагала сол. Като признаци за влажните периоди служат залежите от каменни въглища и торф, каолин и езерна руда.

Понякога на палеоклиматолозите, така се наричат учените, които се занимават с историята на климата, се налага да стават истински следотърсачи. Пред тях стоят тайни, каквито не можете да срещнете нито в един детективски роман.

„… Холмс тичаше насам-натам, като ту губеше следата, ту я намираше отново, докато се озовахме до самата гора, в сянката на много голяма, стара бреза… Чу се радостен вик. Холмс стоя дълго време неподвижен, обръщаше падналите листа и сухи клонки, сложи в един плик нещо подобно на прах и разгледа през лупа земята, а така също и, докъдето можа да достигне, кората на дървото. Сред мъха имаше камък с неравни краища; той го вдигна и разгледа…

— Под него е имало трева. Той е лежал тук само няколко дни. Никъде наоколо няма място, отдето той да е бил взет. Това има пряка връзка с убийството. Никакви следи от друго оръжие няма.

— А убиецът?

— Той е висок, сакат човек, куца с десния крак, носи ловджийски ботуши с дебели подметки и сиво палто, пуши индийски цигари с цигаре, в джоба си има тъп сгъваем нож. Има още няколко подробности, но и това е достатъчно, за да ни помогне в нашите търсения…“

Учениците четат разказите на Конан Дойл и се възхищават: колко проницателен е бил „великият детектив“! А опитайте се да зададете на Шерлок Холмс въпроса:

— Кажете, моля, в каква посока е духал вятърът над Европа през пролетта, през май, преди четиристотин милиона години?

Или:

— Не знаете ли вие, драги Шерлок Холмс, каква е била температурата на водата в древното море Тетис?

Тук дори Шерлок Холмс навярно ще се смути и съкрушен ще свие рамене: опитайте се да измерите температурата, щом като самото море Тетис е престанало да съществува още преди милиони години.

А палеоклиматолозите не се плашат. Те умеят да отговарят и на такива трудни въпроси.

— В средата на третичния период в Германия, във всеки случай в онзи район, където сега се намира град Енинген, пролетно време често са бушували силни бури и урагани — разказва палеоклиматологът с такава увереност, като че ли той сам е живял преди милиони години и е видял всичко това със собствените си очи. — През май времето също е било ветровито. А през лятото е било топло и тихо…

Не са ли приказки това? Не, немският учен Освалд Геер, който изучавал древния климат на Германия, съвсем не бил склонен към празни фантазии. По-скоро обратното: той като акуратен счетоводител броял семената и листенцата на вкаменените растения, запазили се в земните пластове. В глинените слоеве, които са се отлагали пролетно време, Геер намерил заедно с отпечатъците от листата и цветовете на клена и леската много вкаменели изпочупени клонки. Откъде са дошли? Те са били изпочупени и съборени на земята от силния вятър, който е духал в гората преди милиони години. През май също често са бушували ветрове. За това на учения са разказали опадалите плодове на тополата, върбата, бряста, които са се отпечатали в земята на цели купчинки. А после е станало топло, вятърът е притихнал. Мравки и комари започнали да се роят. Техните вкаменели рояци са се запазили в почвата, за да може след милиони години да се озоват върху масата на учения и да му разкажат за отдавна, отдавна миналите топли безветрени дни.

В земните пластове добре се запазва цветният прашец. Анализът на този прашец позволява да се узнае как се е изменяла растителността. А това свидетелствува и за промени в климата. Наистина тук палеоклиматолозите трябва да признаят, че прашецът е лек, много лек. Вятърът може да го отнесе далече от местата, където растат самите дървета. Липовия прашец например вятърът отнася понякога до ледниците на Гренландия или върху палубите на корабите, пресичащи Атлантическия океан. Така че необходимо е всичко да се проверява и да не се бърза с изводите.

Палеоклиматологът се интересува, дори от формата на листата, които са отпечатани в земните пластове. В страните с влажен климат, където често валят дъждове, на листата на някои растения се образуват остри връхчета — капчуци, които помагат дъждовната вода да се стече по-бързо. А ако се намерят отпечатъци от такива вкаменени листа в Германия, в слоя, който се отнася към миоцена, значи по това време там са падали много валежи.

Вие искате да узнаете в каква посока е духал вятърът, да речем, в някой от дните през палеозойската ера, преди четиристотин милиона години? Моля. Палеоклиматологът се навежда над микроскопа.

Микроскопът е малко странен — с две зрителни тръби. Поради това се нарича бинокулярен. Следователите впрочем честичко използуват такива микроскопи: като сложат под микроскопа едновременно два предмета, те могат да ги сравняват помежду им, като се опитват да намерят уликите за престъплението.

А ученият, гледайки в бинокулярния микроскоп, търси следите на вятъра. Това изглежда безмислено, нали ненапразно за някого се казва: „гони вятъра в полето“. А тук става дума дори не за обикновения вятър, а за онзи, който е духал преди четиристотин милиона години.

Под микроскопа лежи на стъклото тънък слой от вкаменял пясък, добит от земните недра. През обектива по него ясно се виждат някакви вдлъбнатинки. Те не са кръгли, а леко овални, хлътнали под неголям ъгъл. Кой е оставил тези странни следи в пясъка?

Под втората зрителна тръба на своя микроскоп ученият е поставил друг слой от почвата. Той е взет днес направо от двора на лабораторията. Сутринта е валял кратък летен дъждец. Дъждовните капки са падали рядко и са се отпечатали на чистия пясък, също като удари от сачми. Вие гледате през микроскопа и се убеждавате — пълно, абсолютно сходство. Съмнение не може да има: и тогава, преди четиристотин милиона години, също така е валял дъжд. Следите от него са се отпечатали върху пясъка и са застинали, вкаменели завинаги.

Трапчинките са направени под ъгъл. Значи капките не са падали отвесно. Те са били отклонявани от вятъра. Откъсвайки се от микроскопа, палеоклиматологът уверено казва:

— Вятърът е бил североизточен, силен. И това е станало толкова отдавна, че е трудно дори да си го представим. Помислете си само — четири милиона века!

Не ви ли се струва като чудо? Но учените все по същите дребни гънки върху древния пясък правят и други изводи:

— Въпреки че е валяло дъжд, очевидно климатът тогава е бил сух: капките са редки и са падали върху червеникав пясъчник. А той е характерен именно за сухите места. Плътността на атмосферата през онази епоха е била същата като сега. По размери капките на „вкаменелия дъжд“ съвсем не са по-големи от съвременните: среден диаметър — пет милиметра. А при друга плътност на атмосферата големината на дъждовните капки би била друга…

Ето колко много може да разкаже на опитното око следата от дъжд върху пясъка. И колко е далече прославеният Шерлок Холмс от палеоклиматолозите!

Случва се понякога вятърът да остави и своя „личен подпис“. В пластовете на изкопаните пясъчници често се срещат следи от гънки, образувани при вятър. По височината на гребена си те се различават от гънката, оставена от водата върху крайбрежния пясък. А по големината на песъчинките учените са се изхитрили да определят дори и силата на вятъра. Така те успели да установят, че вятърът, който е образувал дюните в Северна Германия, по времето, когато ледникът се е оттеглял, е достигал пет бала.

Понякога геолозите намират в древните пясъчници странни образувания, прилични на стъклени чудновати клони. Случва се те да достигат до един метър дължина. Отначало са мислели, че това са кости на вкаменели животни. Обаче по-късно се е оказало, че това са следи от мълнии, паднали някога в пясъка. От удара и високата температура песъчинките са се споили. Следата от мълнията — наречена фулгурит — е останала за вечни времена. И палеоклиматологът казва:

— Преди двеста милиона години на това място е бушувала буря.

Учените могат да проследят промените във времето по години и месеци. Ние вече видяхме как направи това Освалд Геер. Може да се използуват и други признаци: броят на годишните кръгове при разрез на вкаменели дървета, редуването на утайките по дъното на старите морета и езера.

Геолозите, които дълбаят земята за нефт, обърнали внимание на това, че раковините на едно и също вкаменяло мекотело от рода на фораминиферите имат неизвестно защо различен отпечатък. Оказало се, че това зависи от температурата на водата. В топла вода раковината се завива отляво надясно, а в студена — обратно. Така палеоклиматолозите се сдобили с още един „термометър“ за изучаване климата на миналото.

С развитието на науката и техниката палеоклиматолозите намират нови възможности за проникване далече назад във вековете. Много допринесе за това например атомната физика. Климатолозите получиха от нея точни „часовници“ за определяне възрастта на различните изкопаеми. По-рано се налагаше да се ограничават само с приблизително, понякога с точност до милиони години измерване на времето. Даже възрастта на нашата планета определяха съвсем „приблизително“ — от 100 милиона до седем милиарда години!

Сега и геолозите, и археолозите, и палеоклиматолозите използуват широко метода на радиоактивния анализ. Този метод непрекъснато се усъвършенствува. Възрастта на най-старите рудни изкопаеми се познава по съдържащото се в тях олово, което се образува при разпадането на атомите на урана и тория. А скоростта на това разпадане е точно известна. За да може в сто грама уранова руда да се образува един грам олово са необходими седемдесет и девет милиона години.

Така успяха да определят възрастта на нашата планета. Тя възлиза на не по-малко от пет и половина милиарда години. За по-близките до нас епохи измерват радиоактивността на други елементи, чийто период на разпадане е по-кратък.

За йония, един от изотопите на тория, например периодът на разпадане продължава около осемдесет хиляди години. По съдържанието на йоний във водата на Карско мюре съветските изследователи установиха, че силният приток на топли води от Голфщрома към Арктика е започнал преди десет-дванадесет хилядолетия. По-рано нещо им е пречело да проникнат на север. Климатът на Арктика тогава е бил много по-суров, отколкото сега.

По разпадането на радия измерват „възрастта“ с точност до петнадесет хиляди години. А изотопът на въглерода С¹⁴ позволява да се определи времето още по-точно, защото периодът на неговото разпадане е сравнително малък: пет хиляди и седемстотин години. Въглеродът попада в живите организми от атмосферата. Когато те загинат, тази обмяна се прекратява и съдържанието на радиоактивните изотопи започва да намалява. По това може да се установи моментът на загиването на растението и животното. Така направиха и съветските изследователи, които откриха неотдавна в Сибир трупа на мамонт. Въглеродният анализ показа, че този гигант е загинал преди около дванадесет хилядолетия.

Радиоактивните изотопи позволяват на палеоклиматолозите да определят не само възрастта, но и по-„тънки“ неща. Преди сто милиона години в края на мезозойската ера на мястото на сегашна Англия е имало море. От него са останали дълбоко в земята вкаменели раковини от мекотели — белемнити. Някога те подсказали на Роберт Хук, че климатът се е изменял. А сега по същите тези раковини ние можем да узнаем много повече неща.

Древното море отдавна е отшумяло. А белемнитите са останали. И като ги изучи в своята лаборатория, палеоклиматологът казва:

— Температурата на водата в това море значително се колебаела. През зимата тя варирала от четиринадесет до седемнадесет градуса над нулата. През лятото се повишавала до двадесет и четири градуса.

Ученият може да докаже, че е било точно така. Той има свидетели — изотопите на кислорода в скелета на древния белемнит.

Изотопите — това са разновидности на едни и същи атоми, също като близнаци. Те почти не се различават по химически свойства, но имат различно атомно тегло. Кислородът например има изотопи с атомни тегла 16 и 18. И количеството на тези изотопи в молекулите на кислорода бива различно. То се изменя от топлината. На всяка температура отговаря строго определено съотношение между тези два изотопа.

Ако направим напречен разрез на раковината на белемнита, то ще видим ясно, че тя също като стеблото на дърво се състои от кръгове с различна дебелина. И при мекотелото, както при дърветата, всеки кръг съответствува на една година живот.

„Термометърът“ показва точно. Така палеоклиматолозите узнаха каква е била температурата на водата в онова незапомнено време, когато се е родил белемнитът.

Често на учените се налага да работят като съдебни следователи, за да могат по нищожните частици да възстановят климатите на отдавна минали епохи. Те сравняват различни данни, търсят все нови и нови факти, устройват между немите свидетели истински „очни ставки“. А свидетелите са необикновени: пясък, вкаменело мекотело, следа от мълния, прилична на клонче. Опитай се да ги разбереш!

— Не ще и съмнение, съдебният следовател би обявил подобен род свидетелски показания за съвсем недостатъчни при изясняване на едно толкова объркано дело — пошегувал се един от учените.

Сега на палеоклиматолозите помагат най-различни отрасли на науката — от статистиката и теорията на вероятността до ядрената физика. Получените от тях сведения са неопровержими: климатът на Земята не е бил винаги такъв, какъвто е днес. Той силно и нееднократно се е изменял. Толкова много факти са се натрупали, че е възможно да се проследят тези промени по геологически епохи.

Хайде да направим така. Ще използуваме изводите на много изследователи като напълно реална „машина на времето“.

… На сметалото на нашата „машина на времето“ стои цифра с опашка от девет нули. Ние сме в най-старата геологическа епоха, която учените наричат архайска ера. Земният свят току-що се ражда. Планетата е млада и пуста. Огромното червено слънце изгрява над мъртви континенти, които по очертанията си съвсем не приличат на днешните. Тяхната повърхност още не е покрита със зеленина. Нито тревичка, нито храстче, нито дръвче.

Но животът вече започва. Засега той се крие още в океаните — тънки нишки на водорасли, най-прости живи организми.

Какъв климат е царувал през тази неимоверно отдалечена от нас епоха?

— Почти същият, както и сега — неочаквано отговарят учените. — Дори, ако искате, малко по-студен. Северната част на континента, който впоследствие се разделя на Европа и Америка, е била покрита с лед. Ледници са сковавали и южната част на съвременна Африка. Там са намерени особени скали — тилити, които имат явно ледников произход. Повече от това за съжаление не можем да кажем, защото в архайската ера е имало още твърде малко живи същества, по чиито останки да можем да узнаем при какъв климат са живели…

Продължавайки пътешествието през вековете, да се пренесем сега в палеозойската ера. Тя е започнала приблизително преди петстотин милиона години и е продължила около триста милиона години. За това време животът на Земята е вече успял да се измъкне от океаните на сушата. Растенията първи започнали да завладяват материците: гигантските папрати, хвощовете, първите дървета. От техните вкаменели останки са се образували въглищата, които сега стоплят нашите домове, осветяват улиците на съвременните градове и привеждат в движение парните машини.

През палеозоя в блатистите гори се заселват нови обитатели. Те са страшни на вид: водни кончета с огромни крила, гигантски скорпиони. После природата прави следващата стъпка — появяват се чудовищни влечуги, чиито имена дори звучат заплашително: парейазавър, иностранцевия, диметродонт.

Тяхната поява говори за затопляне на климата. Влечугите имат студена кръв, те са могли да живеят само в оранжерийната, влажна топлина на каменовъглените гори. И действително климатът силно се изменил през палеозойската ера.

Отначало е станало голямо заледяване на Земята. Следи от него се намират и в Европа, и в Америка, и в Азия, и в Австралия, и в Африка. Нямало ледове само в Южна Америка и в… Антарктида^[1]. След това ледниците се разтопили и по цялото земно кълбо се разпространил приблизително еднакъв климат — топъл и влажен. Засушливи райони имало само на север от Сибир. На бреговете на Шпицберген шумели гори, а в Антарктида цъфтели магнолии.

И отново се появяват ледници. Те покриват равнините на съвременна Индия, оставят дълбоки драскотини по скалите на Южна Африка, образуват валуни в Австралия и Южна Америка.

Изглежда, че всичко се е преобърнало: в Антарктида и Арктика — зной, при екватора — ледници. Защо? Какво се е случило? И самите учени много искат да разберат това. Но загадката не е разрешена досега, макар че за нейното обяснение са възникнали немалко хипотези, понякога даже съвсем фантастични. По-нататък ние ще се запознаем с тях, а сега да продължим нашия полет през вековете.

Палеозойската ера била сменена от мезозойската, която продължила около сто и четиридесет милиона години. Това било царството на влечугите, завладели изцяло сушата и морето. В океаните се гонели земноводни — ихтиозаври и плезиозаври. В горите бродили динозаври, които достигали до 30 метра на дължина или височина, това е трудно да се каже, тъй като те са ходили на двата си задни крака, хранейки се с върховете на дърветата. Тези чудовища започнали да „си присвояват“ и въздуха. Над горите кръжали летящи гущери — птеранодони с крила малко по-малки от тези на самолета „По-2“. Малки тупаи, прилични на бялката, вече скачали от клон на клон, ловейки насекоми. Те и не подозирали, че ще станат предшественици на маймуната.

Но ние искахме да изучим климата на мезозойската ера.

Какъв е бил той? Топъл, но сух. На равнините на съвременна Европа и Северна Америка тогава се ширели степи, а на места даже възникнали пустини. Голяма разлика между климата на областите с голяма географска ширина и тези на тропиците все още не съществувала. В Арктика продължили да растат палми. В техните сенки бродели ихтиозаври. Бреговете на Европа (по-точно на материка, който бил тогава на нейно място) се миели от водите на много топло море с коралови рифове.

Чувствителна разлика в климата на големите ширини и тропиците, такава, каквато ние наблюдаваме, започва да се забелязва едва с настъпването на следващата ера — кайнозой. Това е станало преди около шестдесет милиона години. Кайнозойската ера не е завършила, тя продължава и сега. Прието е да я разделят на два периода: третичен и четвъртичен или антропогенен, както още го наричат в чест на главното събитие, което е станало преди около един милион години: появата на човека на земята.

В продължение на петдесет и пет милиона години, през третичния период, климатът претърпявал промени, въпреки че е бил много по-топъл, отколкото сега. Понякога той е ставал по-сух, а след това отново настъпвали влажни периоди. Постепенно се разграничавали природно климатични зони: пустините и степите по-близо до екватора, горите от умерения пояс — в по-големите географска ширини. В тези гори оставали все по-малко тропически дървета. Но все пак по бреговете на сибирските реки растели кленове, ясени и даже гръцки орех.

В началото на четвъртичния период първобитните ловци все още странствували по тези степи и гори. Но северните ветрове вече донасяли хладното дихание на „големия ледник“. Той се спускал все по-далеко на юг. Леден щит с дебелина няколко километри покрил огромни пространства — по предположение на някои учени, едва ли не половината от цялата суша. Мамонти и северни елени бродели в опустелите, засипани със сняг равнини. Хората се криели в пещерите.

Минали много хилядолетия, докато ледниците започнали да отстъпват. И тогава на Земята настъпил привичният за нас климат, който сега ни се струва вечен и неизменен.

Ала той съвсем не е вечен. Още повече: той не е типичен за нашата планета. Учените даже го наричат „ненормален“. Всъщност през време на нашето мислено пътешествие през геологическите епохи ние видяхме, че климатът в миналото е бил по-топъл от сегашния. Учените направили даже точни изчисления: в продължение на два милиарда години от историята на Земята, които засега са достатъчно добре изучени, на относително хладните периоди в средните географски ширини на нашето северно полукълбо се падат „едва“ 250 милиона години — значи всичко дванадесет процента и половина. А през цялото останало време климатът се задържал там много по-топъл, отколкото сега.

Така че от гледна точка на климатолозите плаването към Северния полюс по освободен от ледовете океан се оказва много по-обикновено и закономерно в сравнение с тежкия многодневен поход на Роберт Пири по дрейфуващите ледени полета.

Но толкова по-интересно е да узнаем защо климатът се изменя.