Книга Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты - Элизабет Эрвин-Бланкенхайм

часы солености. Тем не менее Галлею не удалось вычислить настоящий возраст, потому что не было оценки начальной солености океанов. Другие ученые в XIX в., используя уровни солености на основе «химической денудации» континентов посредством рек, оценили возраст Земли в 25 млн лет, но эта оценка не соответствовала другим наблюдениям и данным. Кроме того, исследователи столкнулись с рядом проблем, не позволяющих использовать подобные часы солености. Одна из них заключается в том, что океаны не являются закрытыми системами, преимущественно из-за тектонических движений плит. Большие объемы воды переносятся в мантию в зонах субдукции в океанических желобах. Сдвигающиеся плиты могут отрезать части океана от открытых морей, поэтому изолированная вода испаряется, в результате чего образуются множественные слои соли – эвапоритовые отложения. Таяние ледниковых щитов может понижать соленость, в то время как в результате более высокой скорости испарения около экватора соленость повышается. Исследователи также выяснили, что скорость эрозии, количество атмосферных осадков и поверхностные стоки слишком отличаются со временем, чтобы вычислить возраст Земли. В конце концов ученые поняли, что «солевые часы» не подходят для определения возраста нашей планеты.

В 2011 г. NASA запустило спутник Aquarius для измерения концентрации соли в водах Мирового океана. Известно, что соленость Атлантического океана выше, чем Тихого. Над Тихим океаном выпадает больше осадков, чем над Атлантическим, а пассаты переносят водяной пар и растворенные соли через Центральную Америку к бассейну Атлантического океана, делая его воды более солеными.

Соленость океанов также меняется по мере наступления и отступления ледников. В ледниковых щитах в связанном виде находятся миллионы литров пресной воды. Уровень моря тоже зависит от того, насколько велика площадь льда. В период ледникового максимума в плейстоцене, 20 тыс. лет назад, уровень моря понизился на 120 м, в результате чего обнажилась большая часть континентального шельфа и появились сухопутные мосты, по которым мигрировали животные и люди. В результате таяния Северо-Американских ледниковых щитов 14 000 лет назад образовались Великие озера – место торговли и рекреации, а также источник пресной воды.

Доля пресной воды составляет всего чуть больше 3 % от всей воды на планете, но бо́льшая часть ее запасов находится в ледниках (почти 69 %). В качестве напоминания: 30 % запасов пресной воды представлено подземными водами, и всего лишь немногим более 1 % пресной воды приходится на реки, поверхностные водоемы, болота, почвенную влагу и живые организмы. Подземные воды являются важнейшим источником питьевой воды, поскольку содержат около 30 % всего объема пресной воды на Земле, тогда как поверхностные воды – озера, малые и большие реки – составляют всего 1 % запасов пресной воды.

На круговорот воды в природе влияет самая разнообразная деятельность человека, например создание отводных плотин, использование поверхностных и подземных вод для обеспечения питьевой водой и чрезмерное откачивание подземных вод вдоль побережий, провоцирующее вторжение соленой воды. Ирригация (понижающая уровень грунтовых вод), уничтожение лесов (увеличивающее поверхностный сток и площадь затоплений), осушение болот (влияющее на подземные воды и повышающее ущерб от ураганов) и урбанизация (приводящая к увеличению поверхностного стока) – это лишь часть видов деятельности человека, помимо уже перечисленных, которые оказывают значительное воздействие на круговорот воды[573]. В результате антропогенного использования водных ресурсов объем воды, поступающей назад в океаны, уменьшается, и понижается уровень моря (этот эффект невелик по сравнению с таянием ледников). Запасы пресной воды, используемой для питьевых и других нужд человека, не безграничны. По оценкам ООН, значительная часть населения Земли, почти 2,1 млрд человек, не имеют доступа к этим ресурсам[574].

Речь идет не только о количествах питьевой воды для использования в будущем, но и о ее качестве, на которое влияет человеческая деятельность и даже естественные источники загрязнения[575]. Грунтовые воды особенно чувствительны к загрязнению, потому что скорость их течения гораздо ниже, чем у поверхностных вод[576].

Вода – это самый ценный ресурс на Земле, но ее дефицит вызывает все большее беспокойство[577]. Преимущественно добываются подземные воды, которые являются важным источником пресной воды, но это невозобновляемые ресурсы. Для восполнения запасов подземных вод требуется гораздо больше времени по сравнению с той скоростью, с которой они истощаются[578]. По прогнозам некоторых ученых, проблемы с водой станут главной причиной геополитической борьбы в ближайшие десятилетия и столетия, потому что изменения климата ведут к нестабильности, засухам и вторжению соленых вод. Проблема повышения уровня моря связана не только с абсолютными значениями такого подъема, но и с тем, что около берега соленые воды проникают в водоносные слои и соединяются с подземными водами (рис. 12.5). Соленая вода на 2,5 % плотнее, чем пресная, поэтому она опускается ниже слоя пресной грунтовой воды и около берега создается клин соленой воды, а также происходит ее внедрение в прибрежные реки[579].

Множество участков, на которых выращивается рис – главный продукт во многих культурах, – расположено в дельтах. Дельта – это низменность при впадении реки в океан, где она сбрасывает свой груз осадков, создавая саму структуру дельты – низменные равнинные участки с эстуариями и взаимными проникновениями пресной и соленой воды. Такие территории благоприятны для жизни, и люди не только использовали их для земледелия, но и строили там города, такие как Новый Орлеан и Венеция. Подъем уровня моря угрожает подобным городам, но особенно дельтам рек Янцзы, Нил, Инд, Ганг, Миссисипи, Конго, Нигер и Замбези, которые относятся к самым важным территориям выращивания риса в мире. Соленая вода вторгается в дельты и отравляет урожай. Со временем участки дельты медленно опускаются, поскольку осадки уплотняются, поэтому дельты становятся еще более уязвимыми к повышению уровня моря и прибрежным штормам.

Рис. 12.5. Вторжение соленой воды в прибрежный водоносный слой (Barlow, 2003)

В наши дни таяние ледников происходит значительно быстрее. Многие исследователи фиксировали исчезновение льда, но поразительные фотографии отступающих ледников, выполненные в режиме замедленной съемки американским фотографом и специалистом по геоморфологии Джеймсом Балогом в рамках проекта «Экстремальное исследование льда», зарегистрировали предсмертную агонию некоторых из этих массивных структур. Балог и его команда, начиная с 2007 г., поместили камеры, нацеленные на ледники, в соответствии со схемой, разработанной таким образом, чтобы камеры выдерживали самые суровые условия на Земле. Полученные фотографии зарегистрировали изменения ледниковых щитов и глетчеров в Гренландии, на Аляске, в Канаде, в Скалистых горах, Андах, в Исландии и в Альпах, предоставив наглядные доказательства изменения климата[580]. Балог называет ледники «тревожным звонком», потому что их исчезновение напрямую связано с более высокими температурами и изменениями характера выпадения осадков, которые сопряжены с глобальным потеплением.

Многие (если не большинство) ледники на Земле, находящиеся за пределами Антарктиды, отступают[581]. Скорость исчезновения льдов непостоянна, но