Вопрос звучит почти как шутка: а вдруг задолго до людей на Земле уже была цивилизация с заводами, городами и парниковым эффектом? Двое учёных — климатолог из NASA Гэвин Шмидт и астрофизик Адам Франк — отнеслись к нему вполне серьёзно. В 2018 году они опубликовали в International Journal of Astrobiology статью, где сформулировали так называемую Силурийскую гипотезу. Название отсылает к силурийцам — древней расе разумных рептилий из сериала «Доктор Кто». Сами авторы сразу оговариваются: они вовсе не утверждают, что разумные ящеры действительно существовали в силурийском периоде, и уж точно не верят, что их можно разбудить из спячки экспериментами в ядерной физике.

Но сама идея — не праздная фантастика. Она построена на реальной геологии, астробиологии и климатологии. Суть проста: если индустриальная цивилизация возникла миллионы лет назад — скажем, в девоне или палеоцене, — сможем ли мы сегодня найти её следы? Ответ, который дают Шмидт и Франк, обескураживает: почти наверняка нет.

Почему от целой цивилизации могло ничего не остаться

Геологическая летопись Земли — штука крайне неполная. Океаническая кора постоянно уходит обратно в мантию в зонах субдукции, поэтому пород старше 170 миллионов лет на дне океана почти не осталось. На суше эрозия, захоронение осадков и тектонические процессы стирают древние поверхности ещё быстрее. Авторы подсчитали: современная площадь урбанизации составляет меньше одного процента поверхности Земли. Через миллионы лет лишь крошечная доля этих мест сохранится в горных породах, которые геологи вообще смогут найти и изучить.

Даже человеческие окаменелости возрастом в несколько сотен тысяч лет находить невероятно трудно. Что уж говорить о civilisation, существовавшей 10 или 100 миллионов лет назад: шанс откопать её ископаемые кости или руины города практически нулевой.

Но есть и другой путь — не искать артефакты, а искать планетарный след.

Призраки в осадках: как цивилизация оставляет геохимический след

Если у цивилизации есть промышленность, она сжигает энергию, меняет ландшафт и состав атмосферы. Эти изменения могут оставить в породах и осадках едва заметные маркеры — учёные называют их «геохимическими отпечатками пальцев».

Наша собственная цивилизация, какой бы короткой она ни была, уже оставила такой след. Уровень углекислого газа резко вырос, океаны потеплели и закислились, частицы пластика падают в морские осадки. Стойкие синтетические химикаты вроде ПХБ и радиоактивные изотопы от ядерных испытаний могут сохраняться миллионы лет.

Здесь возникает любопытный парадокс, на который указывают авторы. Чем дольше существует человеческая цивилизация, тем более заметным становится её сигнал в геологической летописи. Но более устойчивое общество — например, перешедшее на солнечную энергию — оставит куда меньший след. Короткая цивилизация, сжигающая ископаемый углерод, оставит характерный изотопный всплеск — как раз то, что мы наблюдаем сейчас.

Похожие события в прошлом Земли

Изучая геологическую историю, Шмидт и Франк наткнулись на события, которые подозрительно напоминают наш антропоцен. Главный кандидат — палеоцен-эоценовый термический максимум (ПЭТМ), случившийся 56 миллионов лет назад. Тогда глобальная температура подскочила на 5–7 градусов, кислотность океана выросла, в глубоководье прокатилась волна массовых вымираний. Концентрация некоторых металлов повысилась, эрозия усилилась — всё это те же признаки, что мы видим сегодня.

Есть и другие примеры: океанические аноксические события в меловом и юрском периодах, оставившие после себя чёрные сланцы и странные химические сигнатуры. В ряде случаев они совпадали с крупными аномалиями изотопов углерода.

Но авторы честно признают: эти древние эпизоды обычно связывают с вулканической активностью или тектоническими процессами. Чтобы приписать их исчезнувшей цивилизации, потребовались бы исключительные доказательства. Сами Шмидт и Франк не верят, что до людей на Земле существовала индустриальная цивилизация. «Мы осознаём, что возможность предыдущей индустриальной цивилизации может привести к довольно необузданным спекуляциям, — пишут они. — Нужно быть осторожными и не постулировать такую причину, пока нет реальных положительных доказательств».

Кстати, похожую логику недавно разворачивал и гарвардский астрофизик Ави Лёб — правда, в другую сторону. Он предположил, что часть неопознанных аномальных явлений может быть технологиями цивилизации, жившей на Земле задолго до людей, а такие аппараты способны сохраняться на орбите сотни миллионов лет. Об этом мы писали в материале «Ави Лёб: НЛО могут быть технологиями цивилизации, жившей до людей». У Силурийской гипотезы и идей Лёба общая основа: геологическая память планеты устроена так, что следы древней технологической активности почти невозможно отличить от природных процессов.

Зачем это нужно астробиологии и нам самим

Этот мысленный эксперимент имеет вполне практические следствия. Мы почти ничего не знаем о том, как долго могут существовать цивилизации — включая нашу собственную. Если индустриальные общества имеют обыкновение быстро рушиться, их геологическое наследие окажется тонким. Мы можем никогда не найти их следов — точно так же, как бесчисленные человеческие общества с их языками, обычаями и изобретениями были потеряны в истории. Письменная история насчитывает всего около 5500 лет, тогда как наш вид существует минимум 300 тысяч лет.

Гипотеза меняет и подход к поиску внеземного разума. Знаменитое уравнение Дрейка, оценивающее число коммуницирующих цивилизаций в галактике, включает член, описывающий продолжительность жизни таких цивилизаций. Если развитые общества часто самоуничтожаются — или переходят к устойчивым моделям, оставляющим мало следов в геологической летописи, — шансы обнаружить их резко падают.

Шмидт и Франк призывают учёных мыслить творчески — в этом и состоит главный смысл их работы. Они задаются вопросом: существуют ли другие классы соединений, которые оставят уникальные следы в геохимии осадков на масштабах в миллионы лет? Могут ли глубокие бурения на Марсе или Венере выявить похожие отпечатки?

Не про древних ящеров, а про нас

Силурийская гипотеза не пытается доказать, что до нас существовала потерянная цивилизация. Как мы уже видели, по едва заметным геологическим следам это было бы почти невозможно определить. Скорее, она заставляет задуматься: какие знаки цивилизации остаются в породах — и что это говорит о нашей собственной судьбе?

«Хотя мы сильно сомневаемся, что до нашей цивилизации существовала какая-либо предыдущая индустриальная цивилизация, — заключают авторы, — формальная постановка вопроса поднимает свои полезные вопросы, относящиеся как к астробиологии, так и к исследованиям антропоцена».

Идея перекликается с другой гипотезой, которую мы разбирали в материале о космологе Мартине Боджоволде: он рассчитал, что Большой взрыв был не началом, а «отскоком» после коллапса предыдущей вселенной, и часть информации о ней стёрлась, но кое-какие следы могли сохраниться. «Вселенная унаследовала черты предшественницы: гипотеза Боджоволда» — там тоже речь о том, как отличить наследие древней эпохи от естественных процессов, только в космологическом масштабе.

А если копнуть ещё глубже — вопрос о том, что остаётся от сложной жизни, упирается в то, как давно она вообще началась. Недавно учёные выяснили, что жизнь на Земле зародилась 1,9 миллиарда лет назад — ключом к датировке стал общий предок хлоропластов, возникший от слияния амёбы и цианобактерии. Но что происходило в следующие полтора миллиарда лет до появления многоклеточных — остаётся загадкой, о чём мы писали в «Жизнь на Земле началась 1,9 млрд лет назад с амёбы и бактерии». Если сложная жизнь так стара, то и окно возможностей для древних цивилизаций шире, чем кажется.

В конце концов, Силурийская гипотеза — это не про древних рептилий. Это про смирение перед глубиной времени и про то, как мало мы знаем о собственном следе на планете. Через сто миллионов лет от нашей эпохи, возможно, останется лишь тонкий слой аномальных изотопов — и кто-то будет гадать, что это было: вулканы, метеорит или цивилизация, которая так и не научилась жить устойчиво. Или не останется вообще ничего — и тогда мы исчезнем бесследно, как будто нас и не было.