Планета Земля

Человечество создаёт горные породы за десятилетия В прибрежной зоне Западной Камбрии (Великобритания) учёные обнаружили, что промышленные отходы, такие как шлак от чугунолитейных заводов, превращаются в настоящие горные породы всего за несколько десятилетий. Это открытие переворачивает традиционные представления о геологии. Добро пожаловать в эпоху «антропокластического цикла». Шлак, который стал камнем В XIX и XX веках Западная Камбрия была сердцем британской металлургии. Заводы в районе Дервент-Хау выплавляли чугун и сталь, оставляя горы шлака — побочного продукта производства. Этот шлак сбрасывали на побережье, создавая огромные отвалы. Казалось бы, что такого – просто мусор. Но природа и время так не думали. Шлак эродировал, переносился волнами и течениями, оседал на берегу и… превратился в прочную породу, напоминающую серо-голубой конгломерат с гладкой, почти стекловидной текстурой. И это уже не просто куча мусора. Порода сцементирована минералами: кальцит, гётит и брусит «склеили» между собой обломки шлака. И у них на это ушло менее 150 лет, а в некоторых случаях — всего 35 лет. В этот шедевр природа прихватила и другие ингредиенты, кроме шлака. В одной из таких пород нашли алюминиевую бирку от банки, датируемую не ранее 1989 года, и монету Георга V 1934 года, буквально вплавленную в камень. Антропокластический цикл Геологи привыкли думать, что обломочные породы (осадочные горные породы, состоящие из разрозненных кусков)— результат тысячелетних процессов эрозии, транспортировки и литификации. Но оказалось, бывает и по-другому, антропогенные породы формируются гораздо быстрее. Всё дело в химическом составе отходов. Шлак, богатый кальцием и другими активными соединениями, ускоряет образование цементирующих минералов. Волны, ветер и морская вода делают остальное, перерабатывая отходы в твёрдую породу. Это открытие заставляет пересмотреть модели формирования прибрежных ландшафтов. Антропогенные породы – не какая-то особенность Камбрии. Только в Великобритании насчитывается около 120 км побережья, покрытого шлаковыми отложениями. А, вероятно, подобные процессы, идут и в других промышленных регионах мира — от старых сталелитейных заводов США до угольных отвалов в Китае. Эти новые породы могут менять динамику прибрежной эрозии и даже влиять на морские экосистемы, создавая необычные «антропогенные рифы». Открытие антропокластического цикла — это не просто геологический курьёз, а показатель того, как глубоко деятельность человека переплетается с природными процессами. Мы уже не просто потребители ресурсов — мы буквально формируем новые горные породы и ландшафты, причём невероятно быстро.

Как вулканы заморозили Землю Более 700 миллионов лет назад Земля пережила глобальное оледенение, известное как «Земля-снежок». Льды покрыли планету от полюсов до тропиков, заморозив океаны и озёра. Новое исследование объясняет, как это случилось. Тогда, около 720 млн. лет назад, на территории современной Аляски, Канады и Гренландии произошли мощные извержения, известные как события Франклина. Они выбросили колоссальные объёмы свежей горной породы. В отличие от других крупных извержений в истории Земли, эти совпали с уже холодным климатом. К тому же в то время на планете ещё не было растений — они появятся гораздо позже. Без растительного покрова свежие породы подвергались интенсивному выветриванию. Химические реакции между ними, водой и воздухом активно поглощали углекислый газ (CO₂) — газ, который удерживает тепло в атмосфере. Меньше CO₂ — холоднее климат. Учёные смоделировали этот процесс и выяснили, что массовая эрозия на такой огромной территории реально могла снизить уровень CO₂ в атмосфере до критического минимума. Без достаточного количества углекислого газа Земля потеряла способность удерживать тепло, что привело к стремительному оледенению. Температура упала настолько, что даже тропические регионы покрылись льдом. Интересно, что извержения такого масштаба в другие эпохи не вызывали таких последствий. Почему? Всё дело в сочетании факторов – как говорится, все звёзды сошлись. Во-первых, масштабы извержений Франклина были исключительными, создав огромные площади подверженной эрозии породы. Во-вторых, отсутствие растений ускорило выветривание, тогда как в более поздние эпохи растительность замедляла этот процесс, сохраняя CO₂ в атмосфере. Да и климат уже был холодным, что усилило эффект. В более же тёплых климатических условиях, при высокой концентрации углекислого газа в атмосфере или при наличии растительного покрова аналогичные извержения не приводили к глобальному замерзанию.

Изменение климата будит спящие вулканы Ледники могут скрывать множество неожиданных секретов, в том числе и дремлющую мощь вулканов. Новое исследование, представленное на Гольдшмидтовской конференции в Праге, показывает, что их таяние может стать спусковым крючком для мощных вулканических извержений. Учёные изучили шесть вулканов в чилийских Андах, включая спящий гигант Мочо-Чошуэнко, и обнаружили, что ледники реально влияют на вулканическую активность. Они давят своей тяжестью на земную кору и, как пробка на бутылке шампанского, не дают вулкану взорваться. Во время последнего ледникового периода (26 000–18 000 лет назад), огромные ледяные щиты в Патагонии буквально запирали магму на глубине 10-15 км под землёй. Она, богатая кремнием, копилась в подземных резервуарах, не находя выхода. Но вот лёд начал таять, давление ослабло, и магма, насыщенная газами, получила свободу. Газы расширялись, и это приводило к взрывным извержениям, которые оставили следы в кристаллах, найденных учёными. Исследователи из Висконсинского университета и их коллеги использовали аргоновое датирование и кристаллографический анализ, чтобы восстановить эту древнюю историю. И, похоже, она повторяется прямо сейчас, везде, где исчезают ледники. Особенно актуально такое явление для Исландии и Антарктиды. Да и вообще, современное таяние может пробудить сотни спящих вулканов по всему миру: на Аляске, в Новой Зеландии, в России. Вулканы — не просто красивое «огненное шоу». Их извержения выбрасывают в атмосферу пепел и газы, влияя на климат. Парадокс в том, что изменение климата, вызывая таяние ледников, может запустить цепную реакцию: больше извержений — больше пепла и газов — ещё больше изменений в климате. В краткосрочной перспективе вулканические извержения выбрасывают аэрозоль и временно охлаждают планету. Однако при частых извержениях эффект становится противоположным. Такая связь настораживает учёных, ведь общей картины ещё нет, они только начинают разбираться, как связаны эти процессы.

Порядок жизни: как природа распределяет виды Жизнь на Земле удивительно разнообразна, но за этим, казалось бы, хаосом скрывается порядок. Международная группа учёных, изучившая более 30 000 видов животных и растений, обнаружила универсальную закономерность, управляющую распределением биоразнообразия. От тропических лесов до коралловых рифов — везде природа следует единому принципу. Ядро и переходные зоны. Учёные предложили концепцию «ядро-переходная зона». В каждом биогеографическом регионе есть центральная область — ядро, где сосредоточено большинство видов (до 90%). Это место с идеальными условиями: много ресурсов, стабильный климат. Здесь процветают уникальные, эндемичные виды, которые редко встречаются где-либо ещё. Из ядра виды постепенно распространяются в окружающие территории — переходные зоны. Но туда добираются не все. В этих зонах условия сложнее, и выживают лишь те, кто умеет адаптироваться. Получается, что ядра — это «фабрики» биоразнообразия, а переходные зоны — их более суровые окраины. Глобальная мозаика. Чтобы найти эту закономерность, учёные проанализировали данные по амфибиям, птицам, млекопитающим, рептилиям, стрекозам, деревьям и скатам. Они выделили 48 000 географических ячеек и изучили четыре аспекта: - Видовое богатство — сколько видов живёт в ячейке, - Эндемизм — насколько уникальны эти виды, - Размер ареала — как далеко простирается их территория, - Перекрытие биоты — встречаются ли виды из соседних регионов. С помощью алгоритмов кластеризации, таких как Infomap и k-средних, учёные выделили семь типов биогеографических секторов. Эти секторы образуют упорядоченный градиент: от ядер с богатым разнообразием до переходных зон с меньшим числом видов. Удивительно, но этот шаблон повторяется повсюду — в морях, на суше, в жарких тропиках и холодных пустынях. Ключ к закономерности — экологические фильтры.   Переходы между зонами не случайны: каждый сектор граничит с определённым типом соседней области, создавая чёткую последовательность распределения биоразнообразия. И огромную роль в формировании этих зон играют температура, осадки и непрерывность среды обитания. Так что, жизнь на Земле всё же предсказуема. И это помогает не только понять, как виды развивались, а и предсказать, как экосистемы отреагируют на изменения климата или разрушение среды обитания. Зная, где находятся ядра биоразнообразия, легче защищать самые уязвимые и богатые видами регионы.

«Ледяное пиратство»: ледник ворует лед у своего соседа. Недавние исследования, основанные на данных европейской миссии Copernicus Sentinel-1, раскрыли неожиданные процессы в Западной Антарктиде. Обнаружилось беспрецедентное воровство: ледник Колер-Ист, один из самых динамичных в регионе, «выкачивает» лед из соседнего, более медленного ледника Колер-Уэст. Это явление получило название «ледяного пиратства». О таком, конечно, знали, но думали, что подобные процессы занимают столетия или даже тысячелетия. Однако, судя по новым данным, чтобы обворовать своего ледяного соседа, достаточно пары десятков лет. Ледники Колер, Поупа и Смита, расположенные в глубине Западной Антарктиды, относятся к числу наиболее быстро меняющихся ледяных потоков региона. Они питают шельфовые ледники Дотсон и Кроссон — массивные плавучие платформы в море Амундсена. Движение этих ледников напрямую влияет на сток льда в океан, что, в свою очередь, сказывается на глобальном уровне моря. Различия в скорости течения и истончения льда создают хрупкий баланс, который, как показывает исследование, может резко нарушаться. С 2005 года средняя скорость ледников в районе Поуп-Смит-Колер выросла на 51%. При этом отдельные потоки, включая Колер-Ист и Смит-Уэст, ускорились на 60–87% - они оказались самыми шустрыми. Такое, в общем-то, не удивительно, учитывая изменения климата. А вот, что удивительно, так то, что ледник Колер-Уэст, напротив, замедлился на 10%. «Ледяное пиратство» возникает, когда более быстрый ледник перенаправляет ледяной поток, «отбирая» материал у медленного соседа. В случае Колер-Ист, его ускорение и истончение приводят к поглощению льда из Колер-Уэст. И спутниковые данные подтверждают, что за неполные два десятилетия Колер-Ист значительно преуспел в перераспределении баланса ледяных масс в регионе. То есть, процесс, ранее считавшийся крайне медленным, оказался неожиданно динамичным. Какова причина «ледяного пиратства»? Вероятно, дело в изменении угла наклона ледяной поверхности в регионе. Неравномерное таяние ледников, возможно, вызванное воздействием более теплых океанских течений, подмывающих основания ледников и шельфовые льды, привело к увеличению уклона в сторону Колер-Ист. Это позволило ускоряющемуся леднику перехватывать ледяную массу, ранее направлявшуюся к Колер-Уэст, фактически перенаправляя ледяной поток. Последствия для уровня моря. Регион Поуп-Смит-Колер демонстрирует одни из самых высоких темпов истончения и отступления линии заземления — границы, где лед с суши переходит в плавучие шельфовые ледники. Отступление этой линии может дестабилизировать ледяной щит, ускоряя его сток в океан. Ускорение ледников, особенно таких, как Колер-Ист, усиливает этот процесс, повышая риск роста уровня моря.

Антарктический ледяной щит наращивает массу. Неожиданно. И это реально удивило ученых. Антарктический ледяной щит (АЛЩ), содержащий более половины мировых запасов пресной воды, после десятилетий стремительного таяния демонстрирует рекордный рост. Новое исследование, опубликованное в Science China Earth Sciences, говорит, что с 2021 по 2023 год масса АЛЩ увеличивалась на 108 гигатонн в год, переломив тенденцию к потерям. Что стоит за этим феноменом, и изменит ли он будущее уровня мирового океана? С 2011 по 2020 год АЛЩ терял 142 гигатонны льда ежегодно, главным образом из-за дестабилизации ледников в Западной Антарктиде и регионе Земля Уилкса — Земля Королевы Мэри в Восточной Антарктиде. Особенно сильно пострадали ледники Тоттен, Московского университета, Денмена и Винсеннес-Бей, где масса сокращалась из-за сброса льда и поверхностного таяния. Это вносило свою лепту в рост уровня мирового океана, который, наряду с таянием Гренландии и тепловым расширением океанов, стал одной из главных климатических угроз. Однако данные миссий GRACE и GRACE-FO (совместная спутниковая миссия NASA и Германского центра авиации и космонавтики), отслеживающих изменения гравитационного поля Земли, показали сенсацию: с 2021 по 2023 год Восточная Антарктида начала восстанавливаться. Те же ледники, ранее терявшие массу, нарастили лед, увеличив общую массу АЛЩ. Это временно замедлило повышение уровня океана на 0,3 мм в год. Вклад скромный, но значимый. Ученые связывают такой неожиданный поворот с аномальным увеличением осадков в регионе. Обильные снегопады привели к накоплению снега и льда, компенсировавшему потери. Событие, конечно, приятное, но исследователи подчеркивают, что рост массы может быть временным, вызванным краткосрочными климатическими колебаниями, а не устойчивым изменением. Без долгосрочных данных сложно предсказать, станет ли это явление устойчивым или останется просто исключением.