А что, если?..

Рэндалл Манро, 2014

Новое, исправленное издание мирового супербестселлера, основанного на материалах одного из самых знаменитых научно-популярных сайтов всех времен. Рэндалл Манро – инженер НАСА, ученый, художник и создатель невероятно популярного интернеткомикса xkcd.com – пытается найти серьезные ответы на самые невероятные вопросы, которые присылают ему посетители его сайта. Оказывается, о самых серьезных научных проблемах можно говорить легко, а самые сложные вещи объяснять понятно. Если вы любите науку, комиксы и интернет – эта книга для вас.

Машина времени по-нью-йоркски

ВОПРОС: Когда путешествуешь во времени, всегда оказываешься в одной и той же точке пространства. Во всяком случае, в фильме «Назад в будущее» дело обстоит именно так. А что, если, стоя на Таймс-сквер, отправиться на 1000 лет назад? А на 100 000? А на миллиард лет? А что, если отправиться на миллион лет вперед?

— Марк Деттлинг

Тысячу лет назад

Манхэттен постоянно населен последние 2000 лет, а первые люди появились здесь приблизительно 9000 лет назад.

В XVII веке, когда прибыли европейцы, в этих краях жили индейцы ленапе.^[5]

Тысячу лет назад это место, вероятно, тоже населяла некая группа племен, но они жили за пять сотен лет до контакта с европейцами и были так же далеки от ленапе XVII века, как индеец XVII века — от современного американца.

Чтобы увидеть, как выглядела Таймс-сквер до того, как появился город, стоит обратиться к замечательному проекту под названием Welikia, выросшему из маленького проекта Mannahatta. Разработчики создали подробную экологическую карту нью-йоркского ландшафта времен прибытия первых европейцев.

Интерактивная карта, доступная на сайте welikia.org, представляет собой воображаемый спутниковый снимок «другого» Нью-Йорка. В 1609 году остров Манхэттен был покрыт холмами, болотами и рощами, озерами и реками.

Район Таймс-сквер тысячелетней давности выглядел, вероятно, примерно так, как это показывает Welikia. Если не вдаваться в подробности, местный пейзаж, скорее всего, напоминал девственные леса, которые все еще можно увидеть на северо-востоке США. Однако были бы и серьезные отличия.

Тысячу лет назад на Манхэттене водились довольно крупные животные. В тех разрозненных остатках девственных лесов, что мы видим сегодня, практически нет крупных хищников, разве что несколько медведей да немного волков и койотов, а вот пумы практически отсутствуют (зато популяции оленей, напротив, разрослись, благодаря в том числе и исчезновению крупных хищников).

В лесах Манхэттена тысячелетней давности в изобилии росли каштаны. До эпидемии паразитического гриба в начале XX века леса на востоке США на 25 % состояли из каштанов, от которых сегодня остались только пни.

Эти пни все еще можно увидеть в лесах Новой Англии. Периодически они дают новые побеги, которые, однако, быстро увядают под действием гриба. Однажды (и это будет довольно скоро) исчезнут последние из этих пней.

А в лесах тысячелетней давности вам встретятся волки, особенно когда вы будете продвигаться вглубь материка. Еще вы увидите пум^[6] и странствующих голубей.^[7]

А вот чего вы точно не увидите, так это дождевых червей. Их не было в Новой Англии до появления европейских колонистов. Чтобы узнать почему, давайте отправимся еще глубже в прошлое.

10 000 лет назад

Земля 10 000 лет назад только-только выбралась из очень холодного периода. Ледники, покрывавшие Новую Англию, уже исчезли. 22 000 лет назад южная граница льда проходила у Статен-Айленда^[8], но уже через четыре тысячи лет назад отступила на север за Йонкерс^[9]. К моменту нашего прибытия (еще спустя восемь тысяч лет) ледник по большей части отодвинулся к северу за пределы современной канадской границы.

Ледники сгладили ландшафт, обнажив скальные породы. В течение 10 000 лет жизнь медленно возвращалась вслед за ледником обратно на север. Некоторые виды перемещаются быстрее, чем другие, и, когда европейцы пришли в Новую Англию, дождевые черви еще не успели вернуться сюда.

Ледник отступал, но гигантские ледяные горы откалывались от него и начинали медленно таять.

На месте этих ледяных гор остались заполненные водой впадины, которые называют ледниковыми озерами. Озеро Окленд-лейк в нью-йоркском округе Квинс — одно из таких озер. А еще ледники тащили с собой валуны, и некоторые из этих ледниковых (эрратических) валунов можно и сегодня увидеть в Центральном парке.

Подо льдом, под большим давлением, текли реки талой воды, принося с собой песок и гравий. Эти отложения в виде земляных валов (так называемые эскеры) исчерчивают леса вокруг моего дома в Бостоне. На их счету немало странных образований в ландшафте, включая русла рек, имеющие в сечении форму буквы U.

100 000 лет назад

Пейзаж 100 000 лет назад выглядел, вероятно, во многом так же, как сегодня^[10]. Мы живем в эпоху коротких, быстро сменяющих друг друга похолоданий и потеплений, но в течение последних 10 000 лет наш климат был стабильным и теплым.^[11]

Сто тысяч лет назад Земля приближалась к концу аналогичного периода климатической стабильности. Уже закончилось так называемое Эемское межледниковье, и, скорее всего, в этот период флора и фауна региона показались бы нам весьма знакомыми.

А вот топография прибрежной зоны была бы совершенно иной: острова Статен-Айленд, Лонг-Айленд, Нантакет и Мартас-Винъярд в то время были полуостровами, которые окончательно отделит от материка лишь более поздний ледник, который пройдет по этому краю, словно бульдозер. Сотню тысяч лет назад прибрежные воды были испещрены совсем другими островами.

В лесах того времени водились многие современные животные, например птицы, белки, олени, волки, черные медведи, но встречались и удивительные исключения. Чтобы узнать о них, обратимся к тайне вилорога.

Современный вилорог — это загадка природы. Он быстро бегает, гораздо быстрее, чем необходимо. Он разгоняется до 88 км/час и способен несколько минут бежать с этой скоростью, покрыв за это время 5–6 километров. Однако его основные враги, волки и койоты, едва достигают скорости в 56 км/ч. Для чего же вилорог такой быстрый?

Ответ заключается в том, что мир, в котором вилорог эволюционировал, был куда опаснее современного. Сотню тысяч лет назад североамериканские леса были ареалом обитания так называемого волка ужасного (Canis dirus), малого короткомордого медведя (Arctodus pristinus) и смилодона (Smilodon fatalis). Все эти звери были, по всей видимости, быстрее и опаснее современных хищников. Все они исчезли во время плейстоцен-голоценового вымирания, которое произошло вскоре после того, как на континенте появились первые люди.^[12]

Если же мы углубимся еще дальше в прошлое, то встретим еще одного устрашающего хищника.

1 000 000 лет назад

Миллион лет назад, до наступления последнего крупного ледника, в мире было довольно тепло. Прошла половина четвертичного периода, великие современные ледниковые эпохи начались за несколько миллионов лет до того, но наступление и отступление ледников в этот момент замедлилось, а климат был довольно стабильным.

Хищникам, которых мы встретили ранее, быстроногим созданиям, способным охотиться на вилорога, составлял компанию еще один безжалостный убийца — длинноногая гиена, напоминавшая современного волка. Гиены в основном водились в Азии и Африке, но во время снижения уровня моря один вид гиен пересек Берингов пролив и попал в Северную Америку. За это достижение этот вид гиены назвали Chasmaporthetes, что значит «тот, кто видел каньон».

А затем вопрос Марка отправляет нас в еще более далекое прошлое.

1 000 000 000 лет назад

Миллиард лет назад континентальные плиты были собраны в один огромный суперконтинент. Это была не хорошо известная Пангея, но ее предшественник Родиния. Геологические данные не отличаются особой точностью, но мы предполагаем, что выглядела она примерно вот так:

Во времена Родинии скальные породы, подстилающие Манхэттен, еще не сформировались, но часть континента, из которой впоследствии образовалась Северная Америка, уже была древней. Сегодняшний Манхэттен, вероятно, входил в состав большого куска суши, из других частей которого образовались территории Анголы и Южно-Африканской Республики.

В этом первобытном мире не было ни растений, ни животных. Жизнь наполняла океаны, но это была простая, одноклеточная жизнь: на поверхности воды плавали ковры из сине-зеленых водорослей. Эти скромные существа — самые смертоносные убийцы за всю историю жизни на Земле.

Сине-зеленые водоросли, или цианобактерии, были первыми фотосинтезирующими организмами. Они вдыхали углекислый газ и выдыхали кислород. Кислород — весьма активное вещество, он заставляет железо ржаветь (окисление), дерево гореть (активное окисление). Когда цианобактерии только появились, кислород, который они выдыхали, был токсичен почти для всех остальных форм жизни. Вымирание видов, произошедшее в результате появления цианобактерий, называют кислородной катастрофой.

Но после того как цианобактерии наполнили атмосферу Земли и ее воду токсичным кислородом, развились создания, которые воспользовались активной природой этого газа, чтобы запустить новые биологические процессы. Мы наследники тех первых существ, которые научились дышать кислородом.

Многие подробности этой истории остаются неясными — непросто реконструировать мир, каким он был миллиард лет назад. Но сейчас вопрос Марка отправит нас в еще более неясное время — в будущее.

Миллион лет спустя

Когда-нибудь человечество вымрет. Никто не знает, когда именно^[13], но ничто не живет вечно. Быть может, мы улетим к звездам и проживем миллиарды лет. А может быть, наша цивилизация рухнет, а мы все погибнем от болезней и голода, и последних из нас съедят бездомные кошки. Или нас всех убьют нанороботы, захватившие планету спустя всего несколько десятков лет после того, как вы прочли это предложение. Точно сказать нельзя.

Миллион лет — это много. Это в несколько раз дольше, чем существует Homo sapiens, и более чем в сто раз дольше, чем существует письменность. Разумно предположить, что, как бы ни разворачивалась история человечества, через миллион лет ее нынешняя фаза закончится.

Но геологические силы Земли продолжат свою работу и без нас. Ветра, дожди и песчаные бури уничтожат и похоронят артефакты нашей цивилизации. Изменения климата, вызванные человеческой деятельностью, возможно, отсрочат начало нового ледникового периода, но сам цикл этих периодов мы не прервали, и однажды ледники придут снова. Мало что останется от человечества спустя миллион лет.

Скорее всего, самой живучей реликвией нашего времени будет слой пластика, которым мы покрыли всю планету. Добывая нефть, превращая ее в прочные, надолго сохраняющиеся полимеры и разбрасывая их по поверхности Земли, мы оставили след, который может пережить все прочие наши достижения.

Пластик раскрошится, будет захоронен в почве, и, возможно, какие-нибудь микробы научатся его перерабатывать, но весьма вероятно, что и спустя миллион лет толстый слой обработанных углеводородов — фрагменты наших бутылок из-под шампуня и пластиковых пакетов — будет служить химическим памятником цивилизации.

Еще более отдаленное будущее

Солнце становится все ярче. В течение трех миллиардов лет сложная система обратных связей поддерживала температуру Земли относительно стабильной, пока Солнце понемногу теплело.

Но через миллиард лет эта система даст сбой. Наши океаны, которые вскармливали и охлаждали жизнь, превратятся в ее злейшего врага. Они закипят на горячем солнце, окружат планету толстым слоем водяного пара и усилят парниковый эффект. Через миллиард лет Земля станет второй Венерой.

Нагреваясь еще больше, планета может полностью лишиться воды, и ее атмосфера наполнится каменным паром, поскольку начнет кипеть и испаряться и поверхность суши. Спустя еще несколько миллиардов лет растущее Солнце в конце концов поглотит Землю.

Земля исчезнет, и множество молекул, из которых состояла площадь Таймс-сквер, разлетятся прочь от умирающего Солнца. Эти пылевые облака будут плыть через космос, возможно, рождая по пути новые звезды или планеты.

Если люди к тому времени выберутся за пределы Солнечной системы и переживут Солнце, не исключено, что наши потомки будут жить на одной из этих планет. Атомы Таймс-сквер, пройдя сквозь горнило Солнца, сформируют наши новые тела.

И в один прекрасный день мы все либо вымрем, либо станем ньюйоркцами до мозга костей.

Примечания

5

Также известные как делавары или ленни-ленапе.

6

Также известных как горные львы, они же кугуары, они же горные кошки.

7

Хотя вы вряд ли увидите зрелище, которое представилось европейским поселенцам: миллиарды птиц, закрывающих небо. В своей книге «1491» историк Чарльз Манн предполагает, что эти гигантские стаи могли возникнуть именно в результате колонизации и связанного с ней хаоса в экосистеме, потревоженной появлением оспы, мятлика и медоносных пчел.

8

Остров в устье р. Гудзон, самый южный округ города Нью-Йорк. — Примеч. ред.

9

Город на Гудзоне к северу от Нью-Йорка. — Примеч. ред.

10

Разве что рекламных щитов было поменьше.

11

Был. Но уже скоро мы с этим покончим.

12

Если что, это случайное совпадение.

13

Если вы знаете, напишите мне, пожалуйста.