Пыль. История современного мира в триллионе пылинок - Джей Оуэнс

служит от 2,5 до 15 % поверхности Земли – серьезное разногласие. Только одна модель расценивает источники пыли в Южной Азии как значимые, хотя они постоянно негативно влияют на жизнь в Дели и других индийских городах. Кроме того, есть расхождения относительно того, как долго пыль держится в атмосфере: от 1,8 до 6,8 дней – почти четырехкратная разница. Плюс «в разных моделях [выдвигаются] очень разные предположения о размерах пыли».

Более того, Чжао обнаружил: «Чем сложнее становятся модели, тем меньше определенности касательно пылевых процессов». Поскольку пыль связана со многими другими компонентами системы Земли, то, по его словам, разумно предположить, что в моделях, которые полностью учитывают эти связи, проявится еще больше неопределенности и недостатков. Чем больше ученые узнают о пыли, тем больше мы понимаем, как же мало о ней знаем.

* * *

Научное понимание мировых потоков пыли само по себе постоянно меняется. Пыль, основная зона неопределенности при моделировании климата, становится одной из самых актуальных и популярных областей исследования на планете. Когда я писала эту главу, я вдруг с изумлением осознала: все, что я знала о перемещениях пыли из Сахары, теперь… ну если не совсем неверно, то уж точно вызывает гораздо больше сомнений, чем несколько лет назад.

Амазония – гигантская экосистема, находящаяся в хрупком равновесии. Там пышный лес, однако почва неглубока и содержит мало питательных веществ, поскольку обильные осадки вымывают из земли растворимые минералы. Один из этих минералов стал загадкой для ученых. Это фосфор, который позволяет растениям преобразовывать энергию солнца для питания клеток. Если он все утекает и утекает в грунтовые воды и реки, то как же тропический лес сохраняет баланс? Оказалось, что все дело в пыли. До 40 мегатонн пыли каждый год летит через Атлантический океан [605]. Удивительно, но суровая, сухая и вроде как бесплодная Сахара поддерживает жизнь одного из самых зеленых мест на планете. Все переплетено. Причем пыль не только участвовала в круговороте фосфора, но еще и модулировала углеродный цикл, помогая лесам расти. «Мы считаем, что зависимость одной крупной экосистемы от другой, отделенной от нее океаном и связанной с ней атмосферой, фундаментально важна для понимания, как функционирует глобальная система», – писал в 1992 году Роберт Своп с коллегами[606].

Считалось, что пыль прилетела из впадины Боделе – низменности в Южной Сахаре. Как и многие источники пыли, описанные в этой книге, когда-то это место находилось под водой. Оно было частью древнего озера Мега-Чад, населенного диатомовыми водорослями, чьи крошечные панцири становились богатым источником фосфора. Два горных хребта закручивают и ускоряют ветер над этой рассыпчатой землей. Из-за этой причудливой топографии в воздух взмывает огромное количество пыли – до 700 тыс. тонн в день. Боделе занимает всего 0,2 % Сахары, но при этом, как считалось, производит 40 % ее атмосферной пыли[607]. Получается, что дно древнего озера питало легкие планеты. «Мир тесен, мы все связаны», – говорил научный сотрудник НАСА Хунбин Ю в интервью газете Independent в 2015 году [608].

Впрочем, исследования за последние пару лет значительно подвергли сомнению эту идею. «Если мы действительно хотим понять, что на самом деле удобряет бассейн Амазонки, мы должны отследить это до источника», – сказала мне исследователь аэрозолей из Лаборатории реактивного движения НАСА Ольга Калашникова. Ее коллега Ян Ю с помощью спутниковых снимков с разных ракурсов проанализировал, как распространяются шлейфы пыли, и выяснил: хоть Боделе и производит много пыли, бóльшая ее часть не достигает Южной Америки. До Амазонии долетает только 400 тыс. тонн. Для сравнения: из низменности Эль-Джуф в Мавритании и Мали, еще одного крупного источника пыли, долетает в девять раз больше[609]. Другое исследование показало, что за последние 7,5 тыс. лет минеральная пыль прилетала в Амазонку из самых разных мест, включая Анды и Южную Африку, а Сахара, кажется, уже перестала быть долгосрочным доминирующим источником [610]. Но одно бесспорно: система Земли динамична.

А что если удобрения, попадающие в Амазонку, на самом деле не являются минеральной пылью? Исследователь атмосферы Энн Баркли недавно обнаружила, что половина фосфора, летящего в Амазонию, принимает форму черного углерода[611]. В тропических регионах, в саваннах Африки и Южной Америки, а также в густых лесах Амазонии и Юго-Восточной Азии люди сжигают растительность, чтобы расчистить землю для сельского хозяйства и избавиться от прошлогоднего урожая перед новым посевом. Кроме того, во многих развивающихся странах для отопления и приготовления пищи используют древесину, сельскохозяйственные отходы и сушеный навоз, поскольку это либо бесплатные, либо легкодоступные источники топлива. На севере России, в Канаде и Америке горят бореальные леса. Все вместе это производит около 60 % всей черной углеродной сажи в атмосфере. Последствия охватывают целые континенты[612]. Черный углерод вносит основной вклад в глобальное потепление, поскольку он очень эффективно поглощает солнечную энергию. Но в то же время содержащийся в нем фосфор растворяется гораздо лучше фосфора из минеральной пыли, а потому он – основной источник удобрений для Амазонии и соседних океанов.

Ситуация еще сильнее осложняется тем, что в воздухе минеральная пыль, сажа и другие аэрозоли часто слипаются, образуя гибридные частицы. Это одна из причин, по которой пыль вносит такую огромную неопределенность в процесс моделирования климата.

Те или иные частицы пыли, путешествующие вокруг планеты, по-прежнему питают Амазонию. В мире все еще полно сложных взаимозависимостей, и нам еще очень много нужно узнать об этой ключевой части системы Земли.

* * *

Решить вопрос происхождения пыли призвано новое исследование. В декабре 2021 года я общалась с доктором Робертом Грином из НАСА – главным исследователем программы EMIT, изучающей источники минеральной пыли на поверхности Земли. Проект направлен на создание новой минеральной карты регионов Земли, производящих пыль, путем измерения того, из чего на самом деле состоят основные источники пыли по всему миру.

«Модели – наилучший способ понять, как пыль взаимодействует со всей системой Земли», – сказал мне доктор Грин. Он объяснил, как они с коллегами используют оценки минералов из почвенной карты ФАО ООН. «Люди в разных местах взяли пригоршню почвы и описали ее текстуру и цвет – получилась эта почвенная карта. Там есть данные о составе почвы в любом месте планеты, но это не значит, что люди исходили всю Африку, чтобы их получить, – подчеркивает он. – Многое просто заполняется [на основе существующей информации]. Зафиксировано менее 5 тыс. случаев, когда почву реально доставляли в лабораторию и определяли минералы. То есть, по сути, нынешние модели системы Земли основаны на менее чем 5 тыс. измерений». Этого вообще недостаточно