воляя ей превратиться в неконтролируемый «парник» или неконтролируемый «ледник».
Угольное проклятье
К сожалению, та же добыча угля, которая запустила промышленную революцию, теперь может сделать нашу планету необитаемой. С начала XVIII в. мы сожгли миллионы тонн угля и тем самым выпустили в воздух многие миллионы тонн углекислого газа, некогда запертого в земной коре. Весь этот углекислый газ, в уникальных условиях каменноугольного периода пойманный и заблокированный, теперь создает планетарный «суперпарник» быстрее, чем когда-либо в геологическом прошлом. Те первопроходцы, которые стали добывать уголь для своих паровых двигателей, невольно нарушили хрупкий баланс углерода в атмосфере нашей планеты, океанах и земной коре.
Помимо того, что уголь – один из худших производителей парниковых газов среди всех видов ископаемого топлива, он несет и другие угрозы. Добыча в шахтах, необходимая для получения доступа к глубоким угольным пластам, всегда была опасна для здоровья и жизни рабочих; кроме того, после нее остаются переработки, рудничные отвалы пустой породы и бассейны токсичного шлама, а также разбитые жизни. Еще более разрушительна добыча открытым способом, когда удаляют огромное количество почвы и вскрыши (породы, покрывающей залежь), чтобы добраться до слоя угля под поверхностью. В процессе этой деятельности изменяются обширные территории и наносится большой ущерб окружающей среде. Когда-то при открытых разработках предприятия просто оставляли на земле колоссальные кучи отвалов и затопленные карьеры, превращавшие ландшафт в изуродованную пустошь. Сейчас, в связи с установлением экологических норм, горнодобывающие компании должны после извлечения угля возвращать пустую породу на прежнее место, а затем проводить рекультивацию – воссоздавать сельскохозяйственные угодья или восстанавливать первоначальное состояние конкретной территории, каким оно было до вмешательства человека. Во многих случаях это обессмысливает добычу открытым способом, потому что уголь не приносит достаточного количества денег, чтобы компенсировать огромные затраты на его получение и рекультивацию. В последнее время используется метод «удаления вершины холма», когда горнодобытчики снимают всю верхнюю часть возвышенности, чтобы добраться до угольного пласта, а затем сбрасывают пустую породу в долину и полностью меняют природный рельеф.
Еще одна беда, которую несет добыча угля окружающей среде, – кислотные дожди. Если в угле много серы, при его сжигании на электростанции образуется серная кислота, которая затем разносится ветром и убивает все, куда попадает вместе с дождями. Кислотные дожди чуть не уничтожили Шварцвальд на юге Германии и серьезно повредили леса на северо-востоке США. Закон о чистом воздухе[24] 1970 г. установил экологические нормативы, поэтому стоимость добычи угля с высоким содержанием серы увеличилась, а многие шахты в Аппалачах и Иллинойсе закрылись из-за нерентабельности. Гораздо выгоднее стало добывать уголь с низким содержанием серы из бассейна реки Паудер в Вайоминге. Сейчас создана система ограничений выбросов и торговли эмиссионными квотами, которая препятствует сжиганию высокосернистого угля, так что экологический ущерб от него резко сократился.
По изложенным причинам из всех видов ископаемого топлива именно уголь считается одним из самых разрушительных для окружающей среды и одним из наиболее опасных для шахтеров и для людей вообще. Введенные нормы уменьшили воздействие кислотных дождей, ограничили разрушение ландшафта и снизили риски в работе горняков, однако по-прежнему уголь остается серьезным источником парниковых газов. Многие экологи долгое время боролись за то, чтобы найти способы постепенно полностью отказаться от него и заменить более чистыми источниками энергии.
По иронии судьбы эту задачу в значительной степени выполнила не система регулирующих мер, а «невидимая рука» свободного рынка, о которой писал Адам Смит. Прорывы в гелиотехнологиях, дешевое солнечное электричество, энергия ветра, падение цен на нефть в период с 2014 по 2017 г. и особенно избыток природного газа привели к удешевлению электроэнергии – до такого уровня, что в большинстве регионов мира уголь уже не конкурентоспособен. В 2016 г. о банкротстве объявила Peabody Energy, крупнейшая угольная компания Северной Америки, а добыча угля на востоке США практически прекратилась. Те же самые силы почти полностью остановили разработку угля в Соединенном Королевстве, и все, что осталось от некогда обширных британских и валлийских угольных месторождений, – это закрытые шахты и обезображенный ландшафт. Единственная страна, которая по-прежнему добывает и сжигает много ископаемого угля, – Китай, ныне крупнейший в мире его производитель. Однако Китай тоже пытается постепенно отказаться от добычи угля и от угольных электростанций из-за загрязнения воздуха ядовитыми газами и уже предпринял серьезные шаги в этом направлении.
Уголь был тем топливом, которое питало промышленную революцию и строило современный мир. Тем не менее сжигание углерода, некогда сокрытого в коре, поспособствовало тому, что будущие поколения ждет новый парниковый мир. К счастью, эпоха угля подходит к концу; но вопрос, сможем ли мы уменьшить сжигание других видов ископаемого топлива в достаточной степени, чтобы избежать катастрофы, остается открытым.
07. Карта, изменившая мир: Уильям Смит и горные породы БританииМир Юрского периода
Органические окаменелости для натуралиста – то же самое, что монеты для антиквара; это древности планеты, которые совершенно отчетливо показывают ее постепенное закономерное формирование – через различные изменения обитателей водной стихии.
Разрез Земли
Абраам Готтлоб Вернер, Джеймс Хаттон и большинство натуралистов конца XVIII в. концентрировались на масштабном теоретическом понимании Земли. Они исходили из примеров обнажений в Шотландии, Германии и других местах и на основании этих ограниченных данных делали обобщения, распространяя их на всю историю Земли. Одни ошибались (Вернер), другие в целом были правы (Хаттон). Все они были состоятельными джентльменами, которым не требовалось зарабатывать на жизнь, или учеными, занимавшими солидные должности, и вполне могли проводить время по своему желанию. У них были образование, деньги и свободное время – ресурсы, необходимые для занятий геологией, которая была для них всего лишь хобби, а не профессией.
Однако взрывной рост добычи угля в конце XVIII в. породил потребность в более практическом, детальном, локальном понимании Земли. Как мы видели в главе 6, людям, ищущим уголь, требовалось составить карту распределения угольных пластов и предсказать, где их будет больше. Новаторский геологический разрез угольных месторождений Сомерсета, сделанный Джоном Стрейчи в 1719 г. (рис. 6.4), стал первой попыткой изобразить поперечное сечение верхней части коры, визуализировать ее строение на небольшую глубину. Однако большинство естествоиспытателей того времени не интересовались такой кропотливой работой, как составление карт и вычерчивание разрезов; натуралисты предпочитали создавать обобщенные и масштабные умозрительные модели Земли, сидя в своих креслах, а не изучать детально реальные обнажения. Кроме того, для ландшафта Великобритании и большей части Европы характерна густая растительность, поэтому выходы пород на поверхность встречаются очень редко, и в большинстве мест трудно получить представление о той геологической структуре, что находится под вашими ногами.
Уильям Смит (1769–1839) не был богатым британским джентльменом, как большинство основоположников геологии (рис. 7.1). Его отец, кузнец Джон Смит, умер, когда Уильяму было всего 8 лет, и он не располагал преимуществами, которыми пользовался высший класс. Однако мальчик рос очень сообразительным и трудолюбивым. Он не ограничился рамками своего скромного школьного образования, проявив особые способности к математике и рисованию. В 18 лет Смит поступил в ученики к Эдварду Уэббу – геодезисту, работавшему в Глостершире. Юноша быстро стал отличным специалистом, способным справиться практически с любым проектом.
Рис. 7.1 Портрет Уильяма Смита. Источник: Wikimedia Сommons
В 1791 г. его наняли для работы в поместье Саттон-Корт в Сомерсете – именно там более 70 лет назад занимался изысканиями Стрейчи. Смит познакомился с картами и разрезами Стрейчи и во многом основывался на них при выборе маршрутов по той же местности. Вместе с Уэббом они 8 лет работали над планом, обдумывая пути для прокладки каналов в Сомерсете, особенно Сомерсетского угольного канала (рис. 7.2). В то время в Англии существовало множество каналов, поскольку промышленная революция требовала дешевых методов транспортировки в крупные промышленные города угля и других товаров. У Смита появилась необычная возможность увидеть свежие обнажения коренных пород на большей части территории Англии, включая районы, которые обычно покрыты растительностью и с трудом поддаются картированию. Он также обследовал и детально изучил многие угольные шахты в этом регионе и повидал больше разрезов земной коры, чем любой британец до него.
Рис. 7.2 (А) Нынешние остатки Сомерсетского угольного канала, землемерные съемки для которого в 1790-е гг. проводил Уильям Смит. Фото автора. (В) Дом Уильяма Смита в Такинг-Милл – деревне южнее Бата, где он жил во время работы на Сомерсетском угольном канале. Это единственный сохранившийся дом из тех, где жил Смит. Фото автора
Большинство горных пород Оксфордшира и Сомерсетшира – часть знаменитой юрской толщи (рис. 7.3), которая дала множество окаменелостей морских рептилий, аммонитов и других морских обитателей на побережье в Лайм-Риджисе. Стратиграфические элементы этой толщи знамениты не только окаменелостями, но и красочными и причудливыми названиями: Голубой лейас (основной слой с окаменелостями в Лайм-Риджисе), Сланцы с говядиной