Помоги проекту - поделись книгой:
И вот тут начинаются проблемы. Так, за последние сто лет общая площадь болот на Земле сократилась почти в два раза и продолжает сокращаться в результате их осушения. Соответственно уменьшается количество извлекаемого из атмосферы СО2. Восстановить исчезнувший биоценоз не представляется возможным. Осушенные земли давно введены в сельскохозяйственный оборот.
В последние десятилетия серьезно пострадал и биоценоз тропических морей. Причина кроется в регулярном загрязнении морей гербицидами и пестицидами. При общем потеплении климата повышается и температура воды, что уменьшает растворимость углекислого газа. Излишек его будет поступать в атмосферу. А ведь в Мировом океане содержится примерно в 60 раз больше СО2, чем в современной атмосфере.
На дне Мирового океана содержится не менее 10 тысяч гигатонн углерода в виде океанических гидратов метана, что более чем в 10 раз превышает количество атмосферного углерода, но эти гидраты устойчивы только при низких температурах. Глобальное потепление будет сопровождаться таянием "метанового льда".
Как подчеркивает А. В. Карнаухов, "анализ процессов в неживой природе не обнаружил там механизмов поддержания устойчивости химического состава атмосферы Земли... Зато оказалось, что в неживой природе существует немало процессов, реализующих положительную обратную связь "концентрация СО2 — среднепланетарная температура". Из-за этого может начаться лавинообразный рост концентрации СО2 в атмосфере, даже если мы полностью откажемся от сжигания ископаемого топлива (уголь, нефть, газ). В условиях разрушения природных биосистем это может вызвать необратимое изменение химического состава атмосферы, а значит, и климата Земли.
В модели, предложенной российским ученым, результатом этого станет необратимое изменение климата Земли и повышение среднепланетарной температуры до 100-150 градусов и выше, причем в относительно недалеком будущем, через 200-300 лет. Это сделает невозможным существование жизни на нашей планете (по крайней мере, в ее нынешней форме).
"У нас не так много шансов дожить до конца III тысячелетия, и виной тому — парниковый эффект, — это мрачный прогноз британского астрофизика Стивена Хоукинга. — Через несколько сотен лет, если процесс не замедлится, Земля может превратиться в подобие Венеры, совершенно не пригодной для жизни".
Как отмечает А. В. Карнаухов, "учитывая крайнюю степень опасности происходящих изменений климата Земли, человечество и, прежде всего, промышленно развитые страны должны в самое ближайшее время договориться о проведении согласованной политики в данной области и о выделении необходимых средств, как для проведения полномасштабных исследований, так и для осуществления комплекса мер по стабилизации климата Земли".
Чтобы избежать катастрофы, необходимо:
— сохранить климатообразующие биоценозы (болота и тропические моря);
— ограничить, а со временем и полностью отказаться от добычи и сжигания угля, нефти и газа; перейти к использованию гидро-, ветро- и солнечной энергии;
— увеличить площадь и биомассу лесов;
— искусственно изъять углекислый газ из атмосферы, например, путем захоронения углеродсодержащих отходов и бытового мусора;
— оборудовать в космосе экраны, задерживающие часть солнечного излучения, чтобы можно было регулировать количество тепла, получаемого Землей.
...Сообщения новостных лент минувшего лета: "В Италии температура повысилась до +40°С в тени... В Пакистане — +50°С... Ухудшение ситуации в ближайшие дни... Уже ясно, что последствия этого лета будут тяжелыми". Нужны ли комментарии? Куда мы движемся здесь, на Земле?
(При подготовке статьи использовались материалы конференции "Бифуркации, катастрофы и фазовые переходы в истории человечества", организованной летом 2005 года в Москве Комитетом международного интеллектуального сотрудничества.)
Апександр Грудинкин
Арктика без белых пятен
Если бы 55 миллионов лет назад на Земле жили наши братья по роду людскому, то лучшего места для отдыха, чем Арктика, трудно было бы придумать. Свежий воздух, просторные пляжи, теплое море. Ни льдины на горизонте, ни снежного холмика в низине.
Теплый, уютный край — такой предстала Арктика участникам "Программы океанического бурения", изучавшим летом 2004 года слои седиментов в районе хребта Ломоносова — всего в 250 километрах от Северного полюса. В образцах осадочных отложений, поднятых со дна океана, обнаружены остатки микроскопических водорослей, которые встречаются лишь в субтропиках. Когда-то благословенным, как на далеком юге, был арктический климат. Но как часто за последние 80 миллионов лет он менял свое обличье.
Последние 10 тысяч лет не нашлось области неуютнее, чем Крайний Север. Климат здесь был неизменно суров. Редко кто отваживался поселиться на берегу Ледовитого океана. Его побережье исследовали лишь в последние три века, да и изучив, долго не решались потревожить это белое безмолвие. Освоение Арктики началось недавно. Размах хозяйственной деятельности человека все-таки захватил и полярную даль. И вдруг она пробудилась, стала оживать, с каждым десятилетием согреваясь все сильнее. Например, всего за два десятилетия, с 1981 по 2001 годы, средняя летняя температура здесь повысилась на 2,4 градуса. По словам экологов из "Гринписа", "в Арктике мы имеем дело с самыми драматичными последствиями парникового эффекта".
В прогнозах, составленных на XXI век, предполагается, что средние температуры в Арктике возрастут к концу столетия на 4 -7 градусов, а это значит регион прогреется сильнее, чем другие области планеты. Солнечные лучи всколыхнут сонную даль Заполярья куда энергичнее, чем машины и корабли, посылаемые сюда людьми.
Уже сейчас, за последние тридцать лет, площадь ледяного покрова Арктики сократилась примерно на 15-20 процентов. Возможно, лет через сто акватория Северного океана лишь зимой будет затягиваться ледком, а в летние месяцы корабли будут совершать плавания к полюсу по открытой воде. На обширной площади растают и ледники Гренландии. Уровень воды в море, по некоторым расчетам, в ближайшие десятилетия повысится на 90 сантиметров за счет притока талой воды.
Таковы последствия глобального потепления для Арктики, как явствует из доклада, обнародованного весной 2005 года составителями "Arctic Climat Impact Assessments" (ACIA), "Реестра влияний на арктический климат". В подготовке доклада приняли участие около трехсот ученых. В течение нескольких лет они исследовали положение дел в полярных областях северного полушария и по результатам проделанной работы представили свои выводы странам-участницам Арктического Совета, в который входят Россия, США, Канада, Дания, Швеция, Норвегия, Финляндия и Исландия.
В общей сложности на долю перечисленных стран приходится свыше 30 процентов всей мировой эмиссии углекислого газа, а этот газ, в чем убеждены авторы доклада, является "доминантным фактором", обусловливающим потепление в Арктике. Эксперты едины во мнении: "В климатических изменениях, происходящих в Арктике, отчасти повинен человек". Содержание СО2 в атмосфере, очевидно, продолжит расти, и в таком случае получат развитие уже наметившиеся тенденции.
Впрочем, авторы прибегают к достаточно осторожным и дипломатичным формулировкам. Все желающие возразить им могут предварительно заглянуть в раздел "Потенциальные неожиданности", чтобы прочитать все... что они (оппоненты) сами думают. "Ввиду чрезвычайной сложности экосистемы нашей планеты климат может измениться совершенно в противоположную сторону", например, если внезапно, скачком, поменяется система морских течений. Тогда в Арктике не потеплеет, а похолодает. Кстати, в отдельных районах Гренландии в минувшие десятилетия, вопреки общей тенденции, стало холоднее обычного.
В популярных статьях часто встречаешь оборот "климатическая машина". Подобная машина, если ее вообразить, чудовищно капризна. Повинуясь тем или иным "кнопочкам-факторам", она совершает порой непредсказуемые движения, разворачивается туда, куда вы и не мечтали ее повернуть.
Вот намеченный "путь": ледники Гренландии тают; из-под льдов показывается земля; она эффективнее, чем снег, поглощает солнечный свет и потому быстро прогревается. Однако "машина" — пока лишь в компьютерной модели — вдруг дает задний ход, и мы не понимаем, в чем дело, пока не переводим взгляд за тысячи верст от Гренландского моря к берегам моря Лаптевых: потепление в Сибири; тайга разрастается; тундра отступает; леса поглотают все больше углекислого газа, связывая его; парниковый эффект ослабевает, и наступает новый ледниковый период? Учащаются лесные пожары; в атмосферу попадает большое количество углерода; на обширной территории Сибири ведется вырубка лесов, вывозимых из нашей страны на продажу, в полном равнодушии к завтрашнему дню и потомкам ("после нас хоть пустыня" — наша национальная идея в XXI веке?); растительность связывает все меньше углекислого газа, и...
И такими капризами, в которых придется разбираться post factum, нас наверняка еще удивит не компьютерный фантом, а явь арктической дали.
Вот еще одна модель, составленная британскими учеными и увидевшая свет на страницах журнала "Nature": "Гренландия — Зеленая страна". К началу IV тысячелетия крупнейший остров планеты освободится ото льдов и покроется растительностью. В то же время уровень моря поднимется примерно на семь метров по сравнению с нынешним.
В основе модели лежат 35 расчетов, авторы которых оперировали разными показателями содержания углекислого газа в атмосфере. Однако все, кроме одного, пришли к одному и тому же результату, уже через три с половиной века состав атмосферы изменится настолько, что полное таяние льдов Гренландии станет — рано или поздно — неизбежным фактом. Имя будет, наконец, адекватно стране.
Из расчетов явствует, что достаточно повышения средней температуры на планете всего на три градуса, чтобы ледники Гренландии когда-нибудь растаяли (или, обратимся к другим показателям, достаточно роста содержания СО2 в атмосфере на 21 процент по сравнению с нынешним уровнем). Затем начнется цепная реакция. Все тает, показывается земля — тасуя судьбы Арктики, мы уже заглядывали в этот сценарий. По некоторым расчетам, в ближайшие столетия Гренландия прогреется в среднем на 8 градусов.
"Даже если содержание парниковых газов в атмосфере когда-нибудь вернется к показателям доиндустриальной эпохи, ледниковый шит Гренландии все равно не восстановится", — подчеркивает британский исследователь Джонатан Грегори. Ввиду грозящей опасности остается лишь перебирать возможные планы действий. Киотский протокол? Да, он подписан, хотя, скорее, напоминает лукавый "пакт о ненападении", заключенный в разгар мировой войны с Природой. Захоронение парниковых газов в подземных хранилищах? Такие опыты ведутся, несмотря на возражения скептиков (см. "Знание-сила", 2/2005). А, может быть, уповать на то, что леса Сибири и Амазонии поглотят излишки СО2? Но "согласна" ли тайга с Киотским протоколом? Есть и совсем экзотические эксперименты.
Сотрудники немецкого Института имени Альфреда Вегенера попробовали удобрять воды южной части Тихого океана сульфатом железа, чтобы ускорить рост водорослей, которые поглощают углекислый газ. Всего в воды Океана было сброшено 7 тысяч тонн сульфата. Однако, экстраполируя полученные данные, ученые убедились, что даже если всю эту часть Океана засыпать "удобрениями", то образовавшийся ковер из водорослей поглотит лишь 10 процентов из 6 миллиардов тонн углекислого газа, ежегодно поступающих в атмосферу планеты.
Исследователи из Ливерморской лаборатории осенью 2005 года обнародовали еще более шокирующий сценарий будущего Арктики. По их расчетам, уже в 2300 году содержание углекислого газа в атмосфере превысит нынешний показатель примерно в 4 раза. К такому выводу они пришли, предположив, что темпы прироста СО2 — 0,45 процента в год — останутся неизменными в ближайшие столетия (честно говоря, сейчас эти темпы чуть выше — 0,5 процента в год).
Через три века в полярных областях Арктики и Антарктики не останется и следа от паковых льдов. Такая ландшафтно-географическая зона, как тундра, почти полностью исчезнет. Арктические острова покроются густыми лесами. Уровень моря повысится на 7 метров. Обширные районы суши, в том числе Нидерланды и Северная Германия, скроются под водой. Среднегодовая температура в Арктике повысится на 20 градусов.
Особенно драматичные события будут происходить в XXII веке. Льды в Северном Ледовитом океане растают к 2150 году. Вода в океане станет менее щелочной, что приведет к массовой гибели кораллов и раковинных беспозвоночных. Возможно, эти виды животных вымрут.
По словам руководителя проекта Бала Говиндасами, уже через два-три десятилетия мы начнем явственно замечать предвестия скорой климатической катастрофы, причем "действительность может превзойти наши худшие ожидания".
Но отдохнем от имитаций и прогнозов и обратимся к практике. Какими богатствами прирастут для нас талые дали Заполярья? Или какими убытками? И тут же на каждой пяди пространства разверзаются рытвины — тает вечная мерзлота, корежа дороги и трубопроводы, разрушая заводы и грозя превратить в руины целые города.
Но, может быть, не все так плохо? Что если суровая Арктика станет, наконец, одной из житниц человечества? Оптимисты мечтают о полях пшеницы, колышущихся под веянье северного ветра, о таежных лесах, которые подступят к берегу океана, о туристах, готовых, скинув сапоги, помыть ноги в море Бофорта или окунуть свои незагорелые тела в Белое море.
Так вытягивается другая колонка будущих фактов, превращая баланс — хотя бы зрительно, кто там подсчитает все плюсы и минусы? — из отрицательного в положительный.
Вот уже циферки разрастаются до размеров рыболовецкой флотилии, которая отправляется бороздить не территориальные воды Норвегии, а просторы Восточно-Сибирского моря.
Кстати, Арктика и сейчас не выглядит пустыней. Так, в 2005 году экспедиция российских, американских и китайских ученых, проводившая исследования в море Бофорта к северу от Аляски, в районе арктического грабена глубиной 3600 метров, открыла десятки не известных прежде видов животных — ракообразных, червей и книдарий; впервые в северных широтах обнаружена каракатица. Похоже, фауна арктических морей гораздо богаче, чем принято считать, и, может быть, полагают некоторые, так же разнообразна, как фауна тропических вод. В то же время изменения климата не могут не сказаться на животном мире Арктики. Так, популяции белых медведей грозит вымирание; сейчас их осталось лишь около 22 тысяч.
Колонка продолжается уже не циферками, а значками — символами полезных ископаемых, которыми так богата полярная земля. Мы уже знаем
— стало почти поэтическим тропом,
— что "пески сыпучие", "леса дремучие", "никель норильский", а там, на севере, есть еще и нефть, газ, медь и многое другое.
К концу века растают и льды, сковавшие Северный морской путь, по которому корабли будут по пять месяцев в году плыть из Европы в Азию и обратно вдоль наших российских берегов, заходя в великие северные порты — Анадырь и Игарку, Певек и Тикси. Морской путь из стран Северной Европы в Японию, Корею и Северный Китай сократится на 40 процентов по сравнению с традиционным маршрутом через Суэцкий канал. Этот путь станет одной из самых оживленных морских трасс мира. Можно лишь прогнозировать доход от транзитной торговли — хотя раньше времени барыши не считают.
Вообще-то доклад, составленный участниками проекта ACIA, — не "расписание", принятое к исполнению, не "распорядок" веков и весей, не обязательство "бога гроз и ветров" помогать нашему процветанию. Картина климата очень сложна, и многие составляющие ее факторы плохо — а в Арктике очень плохо! — изучены. Так, данные, получаемые с помощью спутников, не всегда точны. Было бы хорошо, считают специалисты, регулярно контролировать толщину льда в Арктике с вертолетов, но это дорого. Число метеостанций на Крайнем Севере сократилось за последние годы не только у нас, но и в благополучной Канаде.
А если вспомнить, что любой прогноз — это зеркало, в котором собранные факты вглядываются в свое прошлое, то в слепящем безмолвии Арктики и смотреться особенно не во что. Наблюдения за климатом здесь стали вести гораздо позже, чем во многих других районах планеты. К тому же в нашей стране часть сведений о географии Заполярья засекречена по соображениям государственной безопасности, и этот регион остается недоступным для независимых исследователей. Если в воздухе Арктики все дышит оттепелью, то в политике продолжается "ледниковый период". Белое безмолвие Арктики состоит из множества "белых пятен", и пока они есть, будущее чревато "потенциальными неожиданностями".
Александр Голяндин
Мерзлота уступает позиции?
В последние годы проблема потепления перестала быть умозрительной. Жаркое, засушливое лето сменяется мягкой, теплой зимой (нынешний год - исключение). Вспомним хотя бы прошлый год: почти весь январь в Москве длилась оттепель, за городом показалась даже зеленая трава; конец лета и осень выдались аномально сухими; ноябрь был теплым и практически бесснежным. В такую погоду с особым вниманием прислушиваешься к словам о "глобальном потеплении", которые все чаще звучат в выпусках новостей и встречаются в комментариях газет.
Анализ данных, собранных за долгие годы наблюдений, и впрямь показывает, что температура, например, в континентальных районах Евразии постепенно растет (прежде всего потому, что мягчают зимы). Так, средняя температура воздуха в Якутске за полтора века, с 1830 по 1995 годы, увеличилась на 2,4 градуса. Особенно быстро менялся климат в последние десятилетия. Так, в 1965-1995 годах среднегодовая температура воздуха на севере России возросла на 0,4-1,8 градуса. Скорость повышения температуры составила, например, в Якутии 0,01-0,08 градуса в год, а на севере Западной Сибири — 0,03-0,07 градуса в год.
А ведь положение в северных широтах вызывает особую тревогу, Более 65 процентов территории России занято так называемой вечной мерзлотой (многолетне мерзлы ми породами); она чутко реагирует на изменения климата и потому отнюдь не является вечной. Области многолетнемерзлотных грунтов охватывают север Европейской России, север Урала и Западной Сибири, большую часть Восточной Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока. В отдельных районах земля промерзла на глубину до 1300 - 1500 метров.
Можно сказать, что север России почти сплошь покрыт мерзлотой. На Крайнем Севере мощность мерзлоты максимальна, а температура грунта минимальна. По направлению к югу появляются "вкрапления" незамерзающих участков, и далее к югу их количество растет, пока не остаются лишь острова мерзлых пород мощностью в несколько метров или десятков метров с температурой, близкой к нулю.
Если потепление продолжится, то сперва эти островки, а со временем и обширные районы Сибири и европейского севера России освободятся от мерзлоты. Пока север страны населен крайне скудно и напоминает пустыню. Плотность населения на огромных территориях, занятых тундрой, лесотундрой, тайгой и горными степями, составляет менее одного человека на квадратный километр. В Корякии и на Чукотке этот показатель равен 0,1-0,2, а в Эвенкии и на Таймыре и вовсе 0,03-0,06 человек на квадратный километр.
Однако хозяйственное значение области вечной мерзлоты уже сейчас трудно переоценить. Как подчеркивают российские географы А. В. Павлов и Г. Ф. Гравис, эти области являются "по сути стратегическим тылом экономики России, ее топливно-энергетической базой и валютным цехом". Здесь находится более 30 процентов разведанных запасов всей нефти страны, около 60 процентов природного газа, неисчислимые залежи каменного угля и торфа, большая часть гидроэнергоресурсов, запасов цветных металлов, золота и алмазов, огромные запасы древесины и пресной воды.
Последствия строительства на вечной мерзлоте хорошо просчитываются проектировщиками. Однако климат меняется'на наших глазах, и быстрое оттаивание мерзлых пород может привести к катастрофам.
• Мерзлотные почвы пропитаны льдом. Иногда лед составляет до 90 процентов объема мерзлых пород. Их оттаивание будет сопровождаться просадками земной поверхности. На месте мерзлоты появятся рытвины, заполненные водой, обширные территории превратятся в болота, непроходимые топи образуются прямо посреди лесов. В городах и поселках начнется массовое разрушение зданий и инженерных сооружений, возведенных на мерзлом грунте. •Очевидно, ситуация будет усугубляться с увеличением количества атмосферных осадков на 10 -15 процентов. Обильные осадки усилят оттаивание почвы. Число наводнений возрастет; они станут сопровождаться разрушениями инфраструктуры, созданной людьми по берегам сибирских и северных рек. Мы все чаще будем видеть катастрофы, подобные наводнению, разрушившему город Ленек.
• При наводнениях будут размываться кладбища и скотомогильники. У нас в стране имеется большое количество захоронений животных, ставших жертвами различных инфекций. Неизвестно их число; неизвестны и места расположения некоторых могильников, в том числе тех, где погребены животные, ставшие жертвами сибирской язвы.
• Наконец, при оттаивании почв будет выделяться большое количество парниковых газов (особенно метана), "захороненных" пока в мерзлоте. Еще в 1989 году на страницах нашего журнала (№ 7) член-корреспондент АН СССР Г. Заварзин отмечал, что "на Российскую Федерацию ложится совершенно особая ответственность", поскольку предполагаемые центры мощного образования метана лежат в зонах мерзлоты. Чем сильнее будет прогреваться мерзлотный грунт, тем больше метана попадет в атмосферу. Но при глобальном потеплении именно в северных районах планеты изменения климата будут особенно велики (см. "Знание - сила", 7/02). Не случайно раздаются голоса о "бомбе с часовым механизмом", заложенной в северной глуши, в краю белого безмолвия.
Проблема в том, что ученые пока не могут сказать, каким будет потепление. Мнения расходятся. Географы ищут предвестия будущих проблем в далеком прошлом. Многие события, происходившие на планете, периодически повторяются. "Нет ничего необычного и в наметившемся потеплении", — говорят многие ученые. Климат постоянно претерпевает естественные циклические изменения.
Поделиться книгой: