Может быть, в прошлом существовали развитые цивилизации, о которых мы ничего не знаем и чьи следы бесследно исчезли, кроме влияния на температуру Земли. А может быть, по планете бродили огромные стада крупного рогатого скота, бизонов, слонов и деловито выделяли метан. Но большинство ученых считает, что климатические колебания происходят в основном под влиянием пяти факторов: количества тепла, излучаемого Солнцем; орбиты Земли; состава атмосферы; количества пыли, выделяемой вулканами; и уровня суши и воды, зависящего от движения земной коры. Пока мы не можем сложить по-настоящему целостную картину, в которой измерения полностью соответствовали бы теории, как нам хотелось бы, однако ясно одно: климат Земли имеет не единственное, а несколько стабильных состояний. Некоторое время он находится в одном положении, затем быстро переключается на другое, и так далее.
Первоначальная идея заключалась в том, что одно состояние – это теплый климат вроде того, который наблюдается теперь, а другое – холодные ледниковые периоды. В 1998 году Дидье Пайар предложил модель трех состояний: межледниковье (теплый климат), умеренное ледниковье (прохладный климат) и ледниковье (очень холодный климат). Уменьшение количества тепла, получаемого от Солнца, проходит некий критический порог, связанный с соотношением астрономических циклов, что создает регулярные переходы из теплого состояния в прохладное. При накоплении достаточного количества льда он начинает отражать все больше солнечного тепла, и прохладное состояние переключается в очень холодное. Однако, когда интенсивность солнечного тепла достигает определенного критического уровня, опять же благодаря трем астрономическим циклам, климат снова переключается на теплый. Эта модель хорошо согласуется с наблюдениями за количеством кислорода-18 (радиоактивный изотоп кислорода) в геологических отложениях.
И, наконец, немного драмы. Около 800 миллионов лет назад оледенение было настолько сильным, что чуть не стерло с поверхности Земли все живое. Эта «большая заморозка» продолжалась в период от 20 до 10 миллионов лет назад. Льды тогда достигли экватора, даже море, возможно, замерзло на глубину около полумили (1 км), если не больше. Согласно теории «Земля-снежок», предложенной Полом Хоффманом и Дэниэлом Шрагом в 1998 году, лед должен был покрыть Землю целиком. Тем не менее, если бы он действительно захватил всю планету, это нанесло бы куда больший вред, чем можно заключить из найденных окаменелостей.
Проблема не только в этом. Основным доказательством теории глобального оледенения служит слой осадочных пород, который сформировался после таяния льдов. В этом слое соотношение между обычным углеродом-12 и его изотопом, углеродом-13, не в пользу последнего. Фотосинтез, осуществляемый морской флорой, превращает углерод-12 в углерод-13, поэтому избыток углерода-13 и наблюдается в морской воде и донных осадках, из которых формируются осадочные породы. Таким образом, уменьшение количества углерода-13 по отношению к углероду-12 является признаком низкой биологической активности.
Задача ученых состоит в поиске путей опровержения того, что кажется им слишком очевидным. В 2001 году Мартин Кеннеди и Николас Кристи-Блик измерили указанное соотношение для осадочных пород, сформировавшихся во время «большой заморозки». Если мир был покрыт милями льда, соотношение должно было быть низким. Однако в действительности оно оказалось высоким (в Африке, Австралии и Северной Америке). Это доказывало, что глобальная экосистема была довольно развитой.
Компьютерные модели климата показывают, что океаны тоже стойко сопротивлялись замерзанию.
Как и многие заманчивые научные теории, «Земля-снежок» во многом оказалась спорной, и для того, чтобы выяснить, кто прав, потребуются дальнейшие исследования. Может быть, Земля не совсем была похожа на твердый снежок. Или, может быть, как уточняет Шраг, существовали пространства открытой воды, достаточно обширные для того, чтобы изменить углеродную химию океана, поглощавшего атмосферный углекислый газ. А может быть, наклон земной оси изменялся несколько больше, чем готовы признать астрономы, и лед начал таять на полюсах, а на экваторе, напротив, накапливаться. Или континентальный дрейф происходил тогда быстрее, чем теперь представляется, и мы попросту неверно определили границы распространения льда. Как бы там ни было, а тот мир был зверски холодным.