График среднегодовых температур воздуха в Северном полушарии за последние 1000 лет, получивший благодаря своей форме название «Хоккейная клюшка» (Hockey stick graph), впервые был опубликован в статье американского климатолога и геофизика Майкла Манна с соавторами в журнале Geophysical Research Letters Американского геофизического союза (AGU). Именно после этой публикации тема глобального потепления впервые зазвучала на межгосударственном уровне и вскоре стала одной из главных тем климатологии и современной мировой политики.

Современные сейсмические методы изучения внутреннего строения Земли позволяют не только обнаружить границы между глубинными оболочками нашей планеты, но и фиксировать неоднородности внутри них. И если в пределах верхней мантии зоны различной плотности и температуры фиксируются достаточно успешно, то для нижней мантии эта информация до последнего времени была фрагментарной. Построенная международным коллективом геофизиков глобальная модель распространения поперечных сейсмических волн с учетом их поляризации показала, что следы субдуцирующих литосферных плит обнаруживаются в верхней части нижней мантии и что в этих местах наблюдается анизотропия плотности и температуры вещества.

Фиксируемый в последние десятилетия рост средней температуры климатической системы Земли происходит неравномерно. Метеорологические наблюдения указывают, что рост температур в Арктике идет в два раза быстрее, чем на остальной планете. Как это скажется на климате в других регионах? Частично на этот вопрос отвечает выполненное американскими и бельгийскими геологами и климатологами моделирование климатических условий раннего и среднего голоцена, указывающее, что потепление, происходившее 11–8 тыс. лет назад в арктическом регионе, создало предпосылки для засухи в средних широтах.

Геотермальными источниками называют выходящие на поверхность нагретые подземные воды. В большинстве случаев нагрев этих вод происходит на глубине, где находится еще не остывший магматический очаг (что имеет место в районах активного вулканизма), или когда породы на глубине имеют высокую температуру из-за геотермического градиента земной коры. Геотермальные источники Алалобеда (Alalobeda, на всех фото) расположены на северо-востоке Эфиопии, в пределах так называемой Афарской котловины, где имеют место оба этих фактора.

В конце плейстоцена, примерно 12 800 лет назад, начался завершающий этап последнего оледенения — поздний дриас. Это случилось внезапно: после нескольких тысячелетий общего потепления климат Земли вдруг резко (примерно за 100 лет) вернулся в ледниковую фазу, которая, правда, продержалась относительно недолго (1000–1300 лет), снова уступив место устойчивому потеплению. Резкое похолодание на рубеже позднего дриаса вызвало экологический стресс, что привело к вымиранию большинства крупных видов животных в Северном полушарии, включая мастодонтов, мамонтов и саблезубых тигров, а также к резкой деградации археологической культуры Кловис, представители которой были первыми жителями Американского континента. Во многих местах Северного полушария в основании слоя, соответствующего позднему дриасу, находят тонкую прослойку с аномальной концентрацией платины и иридия, наличием металлических сферолитов и включений наноалмазов, а также других минералов и соединений, свидетельствующую о том, что на рубеже позднего дриаса Земля пережила столкновение с небольшим астероидом или кометой. Теперь аналогичные отложения того же возраста нашли и в Южном полушарии.

История климатических изменений Земли за последние 2,6 млн лет — это непрерывное чередование ледниковых периодов и межледниковий. Регулярная смена холодных периодов более теплыми объясняется колебаниями количества солнечного излучения, достигающего Земли, и связана с периодическими изменениями параметров земной орбиты. В промежутке 2,6–1,25 млн лет назад ледниковые циклы длились по 41 тыс. лет. Однако в середине плейстоцена (между 1,25 и 0,7 млн лет назад) произошел какой-то сбой в «климатической машине», после чего ледниковые циклы стали намного длиннее (около 100 тыс. лет). В палеоклиматологии этот феномен получил название «проблема 100 тысяч лет». Исследование международной группы ученых, опубликованное недавно в журнале Science, показало, что смена цикличности оледенений совпадает по времени со сменой режима циркуляции между глубоководными и поверхностными водами в Южном океане, что указывает на определяющую роль антарктического региона в эволюции климата Земли.

С помощью палеогеографических моделей можно реконструировать многие процессы, происходившие в прошлом на нашей планете: становление ландшафта континентов и дна океана, образование определенных видов горных пород и полезных ископаемых, вариации биоразнообразия, массовые вымирания, эволюцию жизни на Земле. Строятся такие модели на основе интеграции данных более специализированных моделей — палеотектонических, геодинамических, палеомагнитных, палеоклиматических, моделей атмосферных и морских циркуляций и т. д. Не менее важна информация об абсолютных отметках высоты рельефа местности в прошлом. Ее помогают получать палеоальтиметрические методы. В последнее время это направление активно развивается, позволяя вносить корректировки в палеогеографические модели. Один из основных методов палеоальтиметрии основан на анализе содержания изотопов кислорода в образцах горных пород. Рассмотрев, как работает этот метод на примере Тибетского нагорья, ученые пришли к выводу, что он нуждаются в корректировке, а подход к палеогеографическим реконструкциям может быть только комплексным.

Белые террасы Памуккале сложены травертином (известковым туфом) — тонкозернистой горной породой, образованной минералами карбоната кальция(в основном кальцитом, в меньшей степени арагонитом). Такие породы образуются при осаждении карбоната кальция из воды минерализованных углекислых источников. 

Примерно 2,45 млрд лет назад, в самом начале протерозоя, произошло событие, коренным образом повлиявшее на всю геологическую и биологическую историю Земли: в атмосфере появился свободный кислород, и общий характер атмосферы изменился с восстановительного на окислительный. Благодаря этому стало возможным бурное развитие жизни на Земле. Начало кислородной эры в истории Земли прекрасно фиксируется по смене состава осадочных пород на рубеже архея и протерозоя. Однако очевидно, что такая резкая перестройка всей глобальной системы не могла произойти одномоментно, поэтому ученые шаг за шагом пытаются восстановить этапы этого процесса. В недавней статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, американские геохимики, проанализировав изотопный состав кернов пород формации Маунт-Макрей, показали, что отдельные зоны архейского океана могли быть насыщены кислородом уже за несколько десятков миллионов лет до «кислородной катастрофы».

Каппадокия — область на востоке Малой Азии на территории современной Турции — знаменита чрезвычайно интересным ландшафтом вулканического происхождения. Перед вами главный элемент этого ландшафта — каменные столбы, которые здесь называют перибаджалары — «волшебные дымоходы» (в английском варианте — fairy chimneys). Они кажутся огромными волшебными грибами, «выросшими» из-под земли.