Примерно полмиллиарда лет тому назад, то есть с началом Фанерозоя, произошла вторая из самих крупных в истории Земли экологических катастроф. Первой была «кислородная катастрофа», вызванная появлением фотосинтезирующих. Она началась 3.7 миллиардов лет тому назад и привела к насыщению атмосферы этим газом, в высокой концентрации смертельно опасным для всего живого. Да и неживого тоже, поскольку свободный кислород окисляет вообще всё, даже металлы, опаснее него разве что фтор.
Своего максимума кислородное загрязнение атмосферы достигло 300 млн. лет тому назад, тогда в атмосфере Земли было 35% этого газа (сейчас около 21%). В ту эпоху над планетой летали гигантские стрекозы, а леса из хвощей и плаунов в такой опасной среде регулярно горели. Этот период получил название каменноугольного, именно тогда образовались огромные залежи этого полезного ископаемого. Впрочем, с избытком кислорода природа постепенно справилась. В последующие эпохи его содержание снижалось до 12%, потом снова росло, пока не стабилизировалось на современном уровне. Всё бы ничего, если бы не другие атмосферные газы.
После так называемого «Кембрийского взрыва» (так палеонтологи прозвали массовое видообразование в Кембрийскую эпоху, 540 млн. лет тому назад) биосфера как целое вошла в самоубийственный режим. Нижеприведённый график весьма схематичен, но он даёт представление о том, во что жизнь превратила атмосферу своей планеты. Как можно видеть, начиная с Кембрия живые организмы практически «съели» атмосферный метан и углекислый газ.
Катастрофическое падение уровня этих двух газов не имело бы особого значения, ведь часть живых существ их воспроизводит, если бы не два фактора, один из которых не слишком важен, зато второй в буквальном смысле смертелен. Первый фактор связан с продуктивностью живых ландшафтов. Метан необходим для жизнедеятельности бактерий-метанотрофов, лежащих в основе как почвенного, так и водных биоценозов. Меньше метана — почвы и морские просторы становятся беднее. «Бактериальную биомассу, полученную «на метане», по аминокислотному составу и содержанию витаминов можно приравнять к рыбной и соевой муке и сухому молоку», считают микробиологи. Когда этой биомассы не хватает — и океан, и болото, и лес, образно говоря, садятся на голодный паёк.
Второй фактор связан с ролью метана и углекислого газа как парниковых факторов. 3 миллиарда лет тому назад светимость Солнца была ниже современной на 20%. Изначально Землю грели её горячие недра, но постепенно они остывали и тогда роль обогревателя нашей планеты взяли на себя парниковые газы. Благодаря бактериям-метаногенам (сейчас они живут в том числе в микрофлоре кишечника, вырабатывая метан, поступающий оттуда в атмосферу) место углекислоты, содержание которой уменьшилось из-за падения вулканической активности, в атмосфере земли занял метан. А потом появился фотосинтез и произошла глобальная кислородная катастрофа.
Однако к резкому изменению состава атмосферы жизнь в целом кое-как приспособилась и даже стала процветать. Но это был пир во время чумы. Начиная с Кембрия жизнь на Земле пилила сук, на котором сидела. Поступления метана из геологических (вулканические газы) и биологических (болота и кишечник травоядных животных) источников не компенсировали поглощение этого газа метанотрофами. Буйная зелёная растительность столь же интенсивно поглощала из атмосферы углекислоту. И тогда вступил в действие второй фактор, потенциально убийственный для биосферы. Земля начала мёрзнуть.
Катастрофические оледенения происходили и раньше (одно из них палеонтологи связывают с кислородной катастрофой), но с Кембрия ситуация изменилась кардинально. Содержание парниковых газов в атмосфере падало, причём без всяких перспектив на восстановление. Условно говоря, «двигатель жизни» пошёл в разнос и сам остановиться уже не мог. Если бы не появился некий разумный вид, который однажды начал усиленно сжигать что попало и разводить в больших количествах метановыделяющих травоядных, уже сейчас вполне мог начаться очередной ледниковый период.
Без участия человека, произошёл бы типичный для биосферы Земли прошлых эпох акт жёсткой саморегуляции. Супер-оледенение если и не превратило бы всю поверхность планеты в белую пустыню, то во всяком случае резко сократило бы ареалы обитания зелёных растений и метанотрофов. Постепенно, за миллионы, а может и десятки миллионов лет, в атмосфере бы накопились углекислота и метан. Это был бы очень медленный процесс, ведь главным источником их поступления, в отсутствие жизнедеятельности человека, стали бы вулканы, а они в наше время выделяют в год всего около одного процента от выбросов человеческой цивилизации…
Процесс бы замедлился из-за «великой суши». Ледниковые периоды характерны весьма небольшим (в сравнении с современностью) содержанием влаги в атмосфере, ведь чтобы попасть в атмосферу, вода должна откуда-то испариться, но водные просторы скрыты подо льдом… Водяной пар тоже является парниковым газом и уменьшение его содержания в верхних слоях атмосферы позволяет ледниковой эпохе продлиться намного дольше.
К счастью, благодаря активной хозяйственной деятельности человечества, по крайней мере на ближайшие пару веков об этих ужасах можно забыть. Благодаря некоторому (хоть и весьма небольшому, в сравнении с эпохой динозавров, например) повышению содержания в атмосфере метана и углекислоты, растения сейчас продуктивнее, чем в случае отсутствия антропогенного фактора: «С 1971 по 1990 г., на фоне роста концентрации СО2 на 9%, отмечалось увеличение содержания биомассы в лесах Европы на 25-30%». Насколько повысилась продуктивность морской биоты — вычислить намного сложнее, но и она, поскольку в её основе лежат метанотрофные бактерии, поглощаемые затем прочими морскими организмами, живёт намного лучше, чем в случае, если бы люди не завели огромные поголовья коров, овец, и т.д. А самое главное — нашей планете в ближайшие годы не грозит превратиться в гигантский «снежок».