Ранний плейстоцен, Колумбов обмен, промышленная революция или 1950 год?

В статье «Определение антропоцена» (Defining the Anthropocene) Саймон Л. Льюис и Марк Э. Мэслин, британские специалисты по социальной географии, тщательно анализируют предложения и критерии, намечающиеся в дискуссиях об определении антропоцена²⁰⁹. Остановимся на этом разборе подробнее.

Сторонники первой гипотезы – гипотезы раннего антропоцена – относят его начало к эпохе раннего плейстоцена, когда распространилось использование огня. Однако добыча и освоение огня носили, по мнению обоих исследователей, локальный характер, будучи сильно разнесены во времени и пространстве. Поэтому их нельзя рассматривать как универсальный критерий начала новой геологической эпохи.

Согласно другой версии, антропоцен начался в период, охватывающий время от пятидесяти до десяти тысяч лет назад. Именно тогда происходило вымирание мегафауны, в ходе которого Евразия утратила 36 процентов видов крупных млекопитающих, Северная Америка – 72 процента, Южная Америка – 83 процента, Австралия – 88 процентов, а Африка – 18 процентов. Данные о распределении 177 видов крупных (весом более 10 килограммов) млекопитающих на разных континентах свидетельствуют об их вымирании, связанном с расселением на этих территориях человека (именно поэтому вымирание в меньшей степени затронуло Африку, откуда родом homo sapiens)²¹⁰. Но вымирание происходило на разных материках и не в одно и то же время. Поэтому и его нельзя считать процессом, протекавшим синхронно во всем мире, а значит, и удовлетворительным критерием.

Еще один предлагаемый критерий – возникновение и распространение сельского хозяйства, которое произошло в период, охватывающий время от одиннадцати до четырех тысяч лет назад (в зависимости от континента). Геологические исследования этого периода показывают, что тогда выросло количество окаменелой пыльцы растений. Но, как полагают Льюис и Мэслин, окаменелости растений, одомашненных человеком, представляют собой доказательства локального масштаба и не отвечают условию синхронности.

В период от восьми до шести тысяч лет назад сельскохозяйственные практики, такие как сжигание древесины, выжигание полей и саванн, возделывание пастбищ и выпас скота, наряду с более интенсивным выращиванием злаков могли повлиять на увеличение количества CO₂ в атмосфере, возможно, даже отсрочив начало нового ледникового периода. В таком случае у нас было бы основание говорить об изменениях планетарного масштаба. Вот почему некоторые палеоклиматологи отстаивают гипотезу о раннем начале антропоцена. Наиболее известный из них – Уильям Руддиман из Виргинского университета. Руддиман подчеркивает, что в период от восьми до пяти тысяч лет назад, когда происходило выжигание лесов, а также одомашнивание и распространение различных культур (особенно риса), объем выбросов в атмосферу углекислого газа и метана существенно увеличился²¹¹.

Тем не менее теория раннего антропоцена считается весьма противоречивой²¹². Среди членов Рабочей группы по антропоцену ее разделял, да и то лишь в течение некоторого времени, Эрл Эллис, специалист по ландшафтной экологии²¹³. Высказывалось мнение, что предполагаемое увеличение количества CO₂ в период среднего голоцена не подтверждается в достаточной мере эмпирическими данными, а также что оно не могло быть вызвано деятельностью человека²¹⁴. Кроме того, упомянутые изменения никак нельзя назвать важными с точки зрения функционирования различных систем нашей планеты²¹⁵.

Еще одна возможная точка отсчета, фигурирующая в дискуссиях о начале антропоцена, – трансконтинентальный процесс, известный как «Колумбов обмен». Речь идет о покорении Нового Света в эпоху Великих географических открытий, следствием которых стала сначала циркуляция фауны и флоры между всеми континентами, за исключением Антарктиды, а затем и их гомогенизация. Колумбов обмен описан в литературе по истории окружающей среды, в частности в работах Альфреда Кросби²¹⁶. Это яркий пример антропогенных изменений в масштабах планеты. Транспортный и торговый обмен, начавшийся в мире после открытия Колумба, привел к появлению агрессивных видов флоры и фауны во многих частях земного шара. Из истории окружающей среды мы знаем о ряде экологических катастроф, обусловленных изменениями отношений внутри некоторых экосистем.

Предположение о Колумбовом обмене как начале антропоцена представляется интересной гипотезой. Именно с этого времени, как пишет Макнил, человек начинает целенаправленно воздействовать на биосферу²¹⁷. Ученый в красках описывает примеры инвазии – вторжения на новые территории разных видов насекомых, млекопитающих, грибов и рыб, которые впоследствии послужили причиной серьезной дестабилизации «осажденных» ими экосистем. Один из самых известных примеров – инвазия нильского окуня, попавшего в озеро Виктория в 1950‐х годах, или европейского кролика, завезенного в Австралию на рубеже XIX–ХХ веков²¹⁸. Среди биологических инвазий, особенно болезненных для экономики, следует назвать появление в Великих озерах в США морской миноги, которая истребила популяцию форели, или завоз в ту же страну мидии – двустворчатого моллюска. Этот вид привел в негодность электростанции, фабрики и системы очищения воды в городах, образуя густонаселенные колонии и забиваясь в различные механизмы. Одной из главных причин миграции морских видов стал морской транспортный обмен, в особенности практика нагружения нефтяных танкеров, плавающих на большие расстояния, водяным балластом²¹⁹. Проблема усиливающейся биологической инвазии, характерной для эпохи антропоцена, побудила современных биологов ввести понятие Неопангеи – символического мирового суперконтинента. Его образованию способствовала глобализация биосферы, вызванная деятельностью человека²²⁰.

Геологические свидетельства эпохи Великих географических открытий доступны нам в форме пыльцы в донных отложениях морей и озер, а также окаменелостей животных. При этом распространение видов растений и животных по всему миру после открытия Колумбом Америки – беспрецедентный процесс²²¹. Одновременно колоссальные потери понесло население Америки. По оценкам ученых, число коренных жителей обеих Америк сократилось – главным образом из‐за многочисленных эпидемий, голода и войн – с пятидесяти четырех до шести миллионов человек. В результате прекратилось сжигание древесины и использование огня, многие экосистемы, в том числе леса, спонтанно восстановились, что способствовало поглощению значительного количества CO₂. Льюис и Мэслин полагают, что заметное снижение количества углекислого газа в атмосфере около 1610 года можно расценивать как однозначное указание на начало антропоцена. Немаловажно и то, что без открытия обеих Америк с их ресурсами в Европе вряд ли произошла бы промышленная революция.

Однако Макнил возражает против гипотезы о 1610 годе как символической дате начала антропоцена. По мнению ученого, количество диоксида углерода в атмосфере снизилось несущественно. Чтобы утверждать обратное, следовало бы сравнить этот процесс с изменениями количества CO₂ в атмосфере в других частях света, на других континентах. Но мы не располагаем необходимыми эмпирическими данными. О населении Америки до 1492 года нам известно мало. Не исключено, что новые виды домашнего скота, завезенные европейцами, – коровы, лошади, овцы, козы – в значительной мере способствовали уничтожению растительности.

Клайв Хэмилтон, австралийский экономист и эколог, тоже не согласен с выводами Льюиса и Мэслина. По его словам, они ошибочно понимают проблему начала антропоцена и саму суть этой эпохи, поскольку подходят к исследованиям с точки зрения социальной географии, а не науки о Земле как системе. В 1610 году мы не наблюдали систематических нарушений в функционировании атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы, поэтому нет оснований считать указанную дату началом новой геологической эпохи²²².

Наибольшую известность получила гипотеза, еще в начале дискуссии выдвинутая Крутценом и Стормером, которые приурочили начало антропоцена к периоду промышленной революции, то есть 1760–1880 годам. Хотя мы наблюдаем гораздо более ранние геологические признаки загрязнений в результате внедрения техник, необходимых для производства таких металлов, как медь и ртуть, именно промышленная революция стала несомненной причиной резкого скачка уровня CO₂ в атмосфере. На это указывают донные отложения озер и морей. Однако промышленная революция складывалась из множества медленных изменений, которые носили диахронический характер и последствия которых стали очевидны лишь в XIX веке. А значит, у нас нет однозначного геологического маркера, свидетельствующего о том, что антропоцен начался именно в этот период.

Таким маркером можно было бы считать радиоактивные осадки²²³. Тогда началом антропоцена оказался бы период, начавшийся после Второй мировой войны и получивший название «великого ускорения». В этот период эксплуатация природных ресурсов достигла огромного, невиданного доселе темпа и размаха. 16 июля 1945 года в пустыне в Нью-Мексико была сброшена первая атомная бомба. Следы радиоактивных веществ, оставшихся после ядерных испытаний 1950‐х и 1960‐х годов, можно с уверенностью назвать антропогенным фактором, вызвавшим глобальные изменения в стратиграфических слоях – озерных донных отложениях и почве²²⁴. В 1945–1989 годах было проведено около двух тысяч ядерных испытаний²²⁵. Углерод-14, радиоактивный изотоп углерода, можно обнаружить непосредственно при оценке состава воздуха, а также в слоях льда и стволах деревьев. Максимальные показатели количества углерода-14 зафиксированы в 1964 году. Это объективный геологический маркер синхронического порядка и глобального масштаба. Однако недостаток данного критерия заключается в том, что использование радиации не вызвало на планете таких изменений, как сельское хозяйство или индустриализация.

«Великое ускорение» как начало антропоцена: формирование науки о Земле как системе

Однозначно ответить на вопрос о начале антропоцена мы сможем лишь тогда, когда учтем положения новой научной дисциплины – науки о Земле как системе. Изучение Земли как целостной планетарной системы и ее биогеохимических циклов стало возможным по большому счету лишь в 80‐е годы ХХ века – благодаря новой научной аппаратуре, спутниковым сетям и совершенствованию компьютеров. Мы получаем все более полную картину своего рода метаболизма Земли за счет начатого еще в 1990‐е годы бурения все более глубоких скважин на исследовательских станциях в Антарктиде и Гренландии. Благодаря им мы сейчас располагаем данными, позволяющими заглянуть на целых 800 тысяч лет назад.

В 2001 году под эгидой Программы ООН по окружающей среде был учрежден проект «Оценка экосистем на пороге тысячелетия» (ОЭ). Его цель состояла в том, чтобы оценить влияние человека на мировые экосистемы. В частности, ОЭ выявила тревожный процесс утраты биологического разнообразия, серьезные изменения, касающиеся круговорота азота и фосфора в природе, и резкий рост объемов расхода питьевой воды²²⁶.

Еще раньше, в 1986 году, была основана Международная геосферно-биосферная программа (МГБП) со штаб-квартирой в Стокгольме. В рамках этой программы около пятисот исследователей провели анализ различных систем Земли. Результатом стал опубликованный в 2004 году и получивший широкий резонанс отчет «Глобальные изменения и Земля как система. Планета под давлением» (Global Change and the Earth System. A Planet Under Pressure)²²⁷. В нем было отмечено, что человек уже изменил облик более чем пятидесяти процентов суши. Говорилось, что человек напрямую или опосредованно использует более пятидесяти процентов питьевой воды, имеющейся на планете. 22 процента известных нам районов рыболовного промысла уничтожено или истощено, а еще 44 процента находятся на грани опустошения. Выяснилось, что человек искусственным образом производит больше азота для сельскохозяйственных нужд, чем вырабатывают все экосистемы Земли²²⁸.

В работе «Антропоцен как разрыв» (The Anthropocene as Rupture) Хэмилтон утверждает, что лишь в свете новой дисциплины, какой является развивающаяся с 1990‐х годов междисциплинарная наука о Земле как системе, можно увидеть огромное значение идеи антропоцена²²⁹. Я склонна с ним согласиться. Зарождение такой дисциплины – революция, возвещающая формирование новой парадигмы в нашем осмыслении окружающей среды. Это холистическая метанаука о планете как сложной системе, которая эволюционирует по нелинейному сценарию. Она объединяет науки о живых организмах и науки о Земле, учитывая и промышленный метаболизм человечества. Только исследования различных систем Земли позволили выявить глобальное, систематическое влияние человека на планету, рассматриваемую как единое целое. Оказалось, что происходящие в современную эпоху изменения беспрецедентны по своим темпам, глубине и размаху²³⁰.

Наука о Земле как системе указывает на произошедший недавно в истории Земли серьезный перелом, причиной которого стало все более интенсивное вмешательство человека в экологию в масштабах всей планеты. Земля при этом понимается не как набор разрозненных, обособленных друг от друга экосистем, а как динамичное целое отношений и влияний, в которых участвуют также Солнце и Луна. В настоящее время мы располагаем свидетельствами, подтверждающими коэволюцию гидросферы, атмосферы и литосферы. В этом плане наука о Земле как системе вытесняет экологию, изучающую экосистемы, то есть региональные и локальные явления. Даже категорию окружающей среды уже нельзя считать вполне удовлетворительной, потому что спектр ее значений намного беднее, чем понятие Земли как системы²³¹.

Важным толчком к созданию науки о Земле как системе послужили доклады Римского клуба, а также работы британского биолога и эколога Джеймса Лавлока и американского биолога Линн Маргулис²³². Начиная с 1970‐х годов эти авторы последовательно развивали идею процессов саморегуляции на планете, понимаемой как органическое целое. Их концепции эволюционировали с распространением новых моделей биосферы в 1980‐х годах и публикацией ряда научных работ о климатических изменениях²³³. Гипотеза Геи, выдвинутая Лавлоком и Маргулис, изначально гласила, что благодаря многочисленным внутренним взаимосвязям биосфера активно создает и поддерживает уникальные геофизиологические условия, делающие возможной жизнь на Земле. Эта жизнь рассматривалась как свойство планеты, а не отдельных организмов. Такой взгляд принято называть сильной версией гипотезы или «оптимизирующей Геей».

Но в настоящее время наука уже отвергла ранние теории Лавлока, согласно которым планета активно стремится к равновесию благодаря эффективно функционирующим в любых условиях механизмам стабилизации²³⁴. Скорее речь идет о глубинной взаимозависимости, которая является результатом коэволюции органической жизни и геологических, атмосферных, гидрологических условий. Растянутый во времени процесс коэволюции привел к тому, что температура, химический состав воды в Мировом океане и атмосферы «подстроились» под живые организмы – и наоборот. Такую концепцию – слабую версию гипотезы, известную как «коэволюция Геи», – науки о Земле как системе принимают.

Парадигма коэволюции Геи допускает возможность планетарных переломов или сдвигов (англ. planetary shifts), которые могут означать серьезное нарушение равновесия в системах планеты. Сегодня Лавлок и другие исследователи подчеркивают, что такого типа процессы, обладающие мощным потенциалом дестабилизации, действительно имеют место. Не исключено, что жизнь на нашей планете в привычной для нас форме не выдержит дальнейшего разрушения вод и почвы, опустынивания и обезлесения. Мы утратили уже половину площади тропических лесов и лесов в умеренных широтах. Мы наблюдаем закисление Мирового океана, образование так называемых мертвых зон в прибрежных водах, нарушение значимых процессов в стратосфере и массовое вымирание видов²³⁵. Перед нами не проблемы отдельных экосистем, а сбои, касающиеся функционирования планеты как целого.

Опираясь на результаты исследований, специалисты, занимающиеся МГБП и ОЭ, единодушно назвали 1950 год переломным в истории Земли. За происшедшими изменениями закрепился термин «великое ускорение». Как утверждают Уилл Стеффен, Пауль Йозеф Крутцен и Джон Роберт Макнил в работе «Антропоцен. Возобладали ли люди сегодня над мощью природы?» (The Anthropocene. Are Humans Now Overwhelming the Great Forces of Nature?), в развитии антропоцена можно выделить два этапа: 1) индустриализацию (1800–1945) и 2) «великое ускорение» (начиная примерно с 1945 года)²³⁶. Второй этап предполагает ранее не наблюдавшееся усиление воздействия человека на системы планеты, из‐за чего мы рискуем одновременно переступить сразу несколько критических порогов. В первую очередь это касается таяния постоянного ледяного покрова в районе обоих полюсов. Данное обстоятельство существенно ускоряет процесс потепления на планете и ведет к высвобождению метана из вечной мерзлоты на дне Северного Ледовитого океана. Еще один пример критических изменений – нарушен процесс опыления растений, имеющий основополагающее значение для биосферы²³⁷. Раньше, в доиндустриальную эпоху, влияние человека на различные системы планеты носило временный и локальный (региональный, иногда континентальный), но никак не глобальный характер. Однако с 1945 года темп наблюдаемых изменений можно описать с помощью математического понятия экспоненциального роста. В эпоху антропоцена человечество проводит эксперимент планетарного масштаба, тем самым вступая на terra incognita своей планеты²³⁸.

В 2015 году две трети участников Рабочей группы по антропоцену подписали документ, гласивший, что наиболее оптимально было бы считать началом эпохи антропоцена 1950 год²³⁹. Они убеждены, что в функциональном и стратиграфическом аспектах антропоцен отличается от голоцена. По мнению американского климатолога Уилла Стеффена, одного из самых видных исследователей антропоцена, беспрецедентная скорость изменений (рост населения, расхода воды, энергии и других ресурсов, использование искусственных удобрений, урбанизация, рост уровня закисления Мирового океана, уничтожение тропических лесов)²⁴⁰ указывает именно на 1950 год как на начало антропоцена. С этим тезисом согласен и Хэмилтон²⁴¹.

Перемены, сопутствующие «великому ускорению», явно выходили за рамки отклонений, которые мы наблюдали в эпоху голоцена. С началом периода «великого ускорения», после 1950 года, мы столкнулись с изменениями в круговороте азота, равно как и в содержании азота и фосфора в почве (каких не происходило уже 2,5 миллиона лет), с изменениями, касающимися возрастающего количества CO₂ в атмосфере (последний раз подобные изменения на Земле имели место 800 тысяч лет назад), и с резким скачком уровня закисления Мирового океана (такого уровня закисления на Земле не наблюдалось уже 300 миллионов лет)²⁴². Все эти изменения свидетельствуют о ранее невиданном, не присущем ни одной из прежних геологических эпох экологическом давлении со стороны одного вида. Им сопутствуют наблюдаемая во всех экосистемах Земли утрата биологического разнообразия, гомогенизация видов на планете (глобальная транспортная система содействует унификации экосистем на всех континентах).

На дискуссию об антропоцене и «великом ускорении» заметный отпечаток наложили и исследования еще одной научной организации – Стокгольмского центра по вопросам устойчивого развития. Эти исследования были направлены на определение так называемых планетарных границ. В числе прочих в них принимали участие Уилл Стеффен, Пауль Крутцен, Йохан Рокстром и Джеймс Хансен. Цель проекта заключалась в том, чтобы установить параметры, гарантирующие стабильность жизни в эпоху голоцена, а значит, и дальнейшее существование человека на Земле. Первые результаты были опубликованы в 2009 году²⁴³.