Доля живых существ, которая сохраняется в ископаемом состоянии, всегда крайне мала и меняется в широких пределах как производная величина от времени, среды обитания и содержания мягких тканей по отношению к твёрдым панцирям и раковинам или костям (Behrensmeyer et al., 2000). Показатель фоссилизации очень низок в тропической лесной среде, но выше в засушливой среде и речных системах. В качестве примера скажем, что от всех динозавров, которые когда-либо жили, у нас есть всего лишь несколько тысяч более-менее полных образцов, что эквивалентно лишь горстке особей этих животных для тысяч таксонов за каждые 100 000 лет. С учётом темпа новых открытий таксонов этого возраста, ясно, что такой недолго (пока ещё) живущий вид, как Homo sapiens, мог бы вообще не быть представленным в существующей на данный момент летописи окаменелостей.
Вероятность сохранения объектов и их обнаружения в равной степени маловероятна. Заласевич (Zalasiewicz, 2009) рассуждает о сохранении объектов или их форм, но текущая площадь урбанизации составляет менее 1 % от всей поверхности Земли (Schneider et al., 2009), а находящиеся на поверхности участки и места бурения дочетвертичных поверхностей — это величины на порядок меньше крохотной части своей исходной площади. Следует отметить, что даже в случае ранних человеческих технологий сложные объекты обнаруживаются очень редко. Например, «Антикитерский механизм» (около 205 г. до н. э.) остаётся уникальным объектом до самой эпохи Возрождения. Несмотря на внушительные достижения современности в умении выявлять более широкомасштабные акты воздействия цивилизации на ландшафты и экосистемы (Kidwell, 2015), мы приходим к выводу о том, что для потенциальных цивилизаций возрастом древнее, чем примерно 4 млн. лет, вероятность обнаружения прямого свидетельства их существования в виде объектов или сохранившихся в ископаемом состоянии образцов их населения очень мала. Однако мы обращаем внимание на то, что можно задать косвенный вопрос, связанный с антецедентами в летописи окаменелостей, указывающими на виды, которые могли бы привести в итоге к эволюции более позднего вида, способного построить цивилизацию. Такие споры за и против «силурийской гипотезы» опиралась бы на свидетельства существования относительно высокоразвитого социального поведения или высоких умственных качеств, отталкиваясь от размеров мозга. Тогда заявление состояло бы в том, что в летописи окаменелостей существуют другие виды, которые могли бы, или же не могли эволюционировать в создателей цивилизации. Однако в данной статье мы уделяем основное внимание физико-химическим следам предшествующих нам промышленно развитых цивилизаций. В этом случае есть возможность расширить фронт поиска, включив в него те следы, которые имеют более широкое распространение, даже если они могут стать объектом более разнообразных интерпретаций.
Рамки данной статьи
Мы ограничим охват тем данной статьи геохимическими ограничениями на существование дочетвертичных промышленно развитых цивилизаций, которые могли бы существовать со времени выхода сложной жизни на сушу. Это выводит из обсуждения те общества, которые могли бы быть высокоорганизованными и потенциально сложными, но не развили промышленность, и, вероятно, все чисто океанические формы жизни. Таким образом, объектом рассмотрения оказывается период между появлением сложной жизни на суше в девонский период (∼400 млн. лет назад) палеозойской эры и средним плиоценом (∼4 млн. лет назад).
Геологический след антропоцена
Хотя официальное объявление антропоцена самостоятельной геологической эрой всё ещё ожидает своего часа (Crutzen, 2002; Zalasiewicz et al., 2017), уже ясно, что наши человеческие усилия окажут воздействие на геологическую летопись, которая формируется в наши дни (Waters et al., 2014). Какие бы то ни было споры относительно конкретной границы, которая определит этот новый период, не относятся к нашим целям, потому что предложенные маркеры (концентрации газов в ледяном покрове, радиоактивность с коротким периодом полураспада, Колумбов обмен) (например. Lewis & Maslin, 2015; Hamilton, 2016) явно не обещают быть геологически устойчивыми или различимыми на отрезках времени, измеряемых миллионами лет. Однако существуют многочисленные изменения, которые уже произошли и сохраняются. Ниже мы обсуждаем некоторые из них.
Анализ антропогенного следа на геологической шкале времени выявляет интересный парадокс. Чем продолжительнее время существования человеческой цивилизации, тем больше тот сигнал, который можно было бы ожидать в геологической летописи. Однако чем больше продолжительность существования цивилизации, тем ближе должны быть её методы хозяйствования к модели устойчивого развития, чтобы она смогла выжить. Чем более устойчивым в развитии будет общество (например, в области выработки энергии, в производстве или земледелии), тем меньшим будет его след на остальной части планеты. Но, чем меньше этот след, тем меньше будет сигнал, заключённый в геологической летописи. Таким образом, след цивилизации мог бы самоограничиваться на относительно коротком отрезке шкалы времени. Чтобы избежать рассуждений о дальнейшей судьбе человечества, мы рассмотрим лишь те виды воздействий, которые уже отчётливо заметны, или которые возможно предсказать по достоверным траекториями для следующего столетия (например. Nazarenko et al., 2015; Köhler, 2016).