Глобальное потепление – правда или миф?
«И это называется глобальное потепление? – недоумевали жители Западной Европы ещё две недели назад, ёжась от холода и мрачно поглядывая на хмурое небо, с которого обильно сыпался снег пополам с дождём, – обычно в марте уже листочки распускаются, люди сидят на улице и пиво потягивают, а тут вон весь Лазурный берег в сугробах!»
Действительно, зима в этом году выдалась непривычно холодной, весна пришла с изрядным опозданием. Однако это обстоятельство, конечно, не может служить опровержением тезиса о глобальном потеплении климата – так же, как необычно жаркое лето 2003-го года не могло служить его подтверждением.
С тем, что проблема глобального потепления климата реально существует, согласны практически все учёные. Несомненно и то, что на этот процесс оказывают влияние и антропогенные факторы, то есть факторы, вызванные хозяйственной деятельностью человека. Зато в вопросе о том, сколь значительно это влияние, единства среди учёных не наблюдается. Видные специалисты порой придерживаются диаметрально противоположных мнений. Для выяснения истины и построения моделей, которые позволили бы дать более или менее надёжный прогноз изменения климата хотя бы на сотню-другую лет вперёд, необходимо знать, как менялся климат в прошлом. Именно поэтому столь значительный интерес вызывают исследования палеоклиматологов. Одним из наиболее масштабных исследований такого рода является проект «EPICA» (European Project for Ice Coring in Antarctica), в котором участвуют учёные и инженеры 10-ти европейских стран – Германии, Франции, Италии, Дании, Швеции, Нидерландов, Великобритании, Бельгии, Швейцарии и Норвегии. В своих попытках реконструировать климатическую историю нашей планеты палеоклиматологи идут самыми разными путями: изучают следы, оставшиеся в горных породах, донных отложениях, спилах деревьев и так далее. Совершенно уникальным «архивом», сохранившим климатическую летопись за миллионы лет, являются полярные ледниковые покровы. Проект «EPICA» как раз и сводится к бурению двух глубоких скважин сквозь ледяной щит Антарктиды. Инициатор и руководитель проекта – профессор Генрих Миллер (Heinrich Miller), геофизик Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Бремерхафене, – поясняет:
Во льду бурят скважину и извлекают из неё керн – колонку льда диаметром 10 сантиметров. Пробурив антарктический ледник насквозь, до самого ложа, мы получим колонку суммарной длиной более 3-х километров.
Один проход бурового снаряда даёт колонку длиной в 3 метра. Если всё складывается удачно, за неделю удаётся извлечь столб льда общей длиной 200 метров.
В нём в виде тонких слоёв как бы законсервированы годовые осадки. А между кристалликами льда – или, если хотите, бывшими снежинками – заключён воздух прошлого в форме мельчайших пузырьков.
Именно эти пузырьки и позволяют судить о том, какие температуры имели место на Земле в предыдущие тысячелетия, сколь сильно была загрязнена древняя атмосфера и каков был её состав, включая содержание парниковых газов и частиц пыли. Профессор Миллер рассказывает:
Проходка одной скважины осуществляется в индийско-тихоокеанском секторе Антарктиды. Мы начали бурить её в 1997-м году. На сегодняшний день работы здесь завершены: мы достигли глубины в 3270 метров, что соответствует временному уровню в 900 тысяч лет. Это выдающийся успех: впервые получены данные, отражающие изменения климата на протяжении столь значительного периода времени.
Бурить здесь дальше, по словам Миллера, смысла нет, поскольку на большей глубине температура начинает расти за счёт тепловой энергии земного ядра, и лёд плавится. Зато продолжаются работы на второй скважине. Года через два проходчики намерены там добраться до пластов, сформировавшихся примерно 300 тысяч лет назад. Пока исследователи не могут похвастаться рекордными цифрами – они углубились лишь на полтора с небольшим километра. Зато эта вторая скважина, расположенная на атлантическом побережье Антарктиды, позволяет сравнить добытые из неё керны с пробами льда, полученными ранее из глубоких скважин в ледниках Гренландии. Исследователи надеются, что такой сравнительный анализ позволит им решить сразу две задачи: во-первых, выяснить, насколько климатические условия в северном и южном полярных регионах влияли друг на друга, а во-вторых, просчитать, как это сложное взаимодействие сказывалось на глобальном климате планеты. Уже первые результаты изучения кернов выявили интересные закономерности, – говорит профессор Миллер:
Обнаружилось, в частности, что под конец последнего периода оледенения, когда потепление было уже в самом разгаре и вдруг, неожиданно и довольно резко, вновь наступило похолодание, достигшее почти ледникового уровня, этот внезапный поворот в северном полушарии произошёл лет на 50-100 позднее, чем в южном. Но если мы в южном полушарии наблюдаем некие изменения, которые в северном полушарии проявляются некоторое время спустя, то резонно предположить, что речь тут идёт о каком-то процессе, берущем начало на юге и постепенно охватывающем всю планету.
Каким образом некое событие на Южном полюсе вызвало 12 тысяч лет назад похолодание на Северном полюсе, учёные сказать пока не могут. Однако они обнаружили ещё один феномен. Метеорологические наблюдения показали, что картина распределения зон высокого и низкого давления в южном полярном регионе довольно точно повторяется каждые 4 года. Но если до сих пор эта периодичность была зарегистрирована лишь на протяжении последних 20-ти лет, то Миллеру и его коллегам удалось обнаружить ту же закономерность и в более ранние периоды времени.
Опираясь на данные анализа наших кернов, мы смогли показать, что этот феномен имеет место уже на протяжении, по меньшей мере, последних 2-х тысяч лет. В моём представлении это означает, что мы имеем дело со стабильным явлением, и этот фактор нельзя не учитывать.
Некоторые учёные высказывают предположение, что этот феномен тесно связан с регулярно возникающим в Восточной части Тихого океана мощным течением Эль-Ниньо, вызывающим катастрофические наводнения в Южной Америке и не менее катастрофические засухи в Юго-Восточной Азии. И всё же главное внимание исследователей приковано к более глобальным закономерностям, связанным с циклическими изменениями климата Земли. Профессор Миллер говорит:
Эти циклы, смены оледенения и межледниковья, происходили с периодичностью примерно в 100 тысяч лет. При этом следует отметить, что за последние 400 тысяч лет тёплые периоды были всегда относительно короткими. То есть на протяжении 90 процентов времени на Земле было холоднее, чем сегодня. Но керны, добытые из скважины в Антарктиде, свидетельствуют и о том, что в более ранние периоды истории Земли, то есть более чем 420 тысяч лет назад, эта закономерность не соблюдалась.
Если для последних четырёх циклов смены тёплого и холодного климатических периодов характерны весьма значительные и резкие, почти что скачкообразные отклонения от средних температур, то в более ранние периоды климатические условия были более стабильными, а соотношение между тёплым и холодным периодами – более сбалансированным, то есть периоды межледниковья длились дольше. Правда, следует отметить, что среднегодовые температуры в эти тёплые периоды редко поднимались до уровня, который сегодня представляется вполне обычным. А на рубеже эпох более стабильного и менее стабильного климата, то есть примерно 410 тысяч лет назад, начался период межледниковья, который вызывает особый интерес учёных, – говорит профессор Миллер:
Мы видим, что в промежутке между 410 и 440 тысячами лет назад на Земле имел место довольно долгий тёплый период. Если попытаться нащупать те механизмы, которые могли бы управлять продолжительностью этих циклов, то напрашивается предположение, что она зависела, например, от изменения параметров орбиты Земли. И оказывается, что в те времена угол наклона земной оси и степень вытянутости траектории обращения Земли вокруг Солнца практически идентичны тем, что имеют место сегодня. А ведь тот период потепления – в отличие от всех остальных – длился очень долго.
Этот период, именуемый кислородно-изотопной стадией 11, хорошо знаком учёным по анализу морских донных отложений. Анализ ледяных кернов позволил теперь выявить целый ряд особенностей этого периода и провести интересные параллели:
Он довольно быстро пришёл на смену предшествующему периоду оледенения, и если мы сравним начало нашего сегодняшнего тёплого периода с той же стадией тогдашнего периода, то нельзя не заметить, что хотя мелкие отличия, конечно, имеются, но в целом обе кривые обнаруживают поразительное сходство.
Кислородно-изотопной стадии 11 был присущ чуть более холодный, чем сегодня, но примерно столь же стабильный климат, а содержание углекислого газа и метана в атмосфере отвечало уровню, имевшему место всего 200 лет назад – до начала индустриальной эпохи в развитии человечества. То же самое можно сказать и о концентрации и составе пыли в воздухе. Даже уровень солнечного излучения практически не отличался от сегодняшнего. Иными словами, между климатическими условиями тогда и теперь наблюдается значительное сходство.
Если, опираясь на это сходство двух кривых, мы экстраполируем имеющиеся данные на будущее, то придём к выводу, что – даже без учёта антропогенных факторов – нынешнее потепление продлится ещё не менее 5-ти тысяч лет. При этом среднегодовая температура повысится, как минимум, на полградуса, а возможно, и на целый градус.
Кислородно-изотопная стадия 11 длилась необычно долго – 28 тысяч лет. Похоже, земной климат сбился тогда с ритма и пропустил, «перескочил» один холодный период, соединив два коротких тёплых периода в один длинный.
Если тот тёплый период мы можем считать аналогом ситуации, в которой находимся сейчас, – а многое говорит в пользу такого предположения, – то из этого следует, что нет никаких оснований надеяться на быстрое завершение нынешнего периода потепления. Следующее оледенение наступит в северном полушарии, видимо, не ранее чем через 15 тысяч лет.
Значительно пессимистичнее настроен Андре Берже (André Berger), профессор климатологии Католического университета в бельгийском городе Лувене, более 30-ти лет изучающий зависимость циклических изменений земного климата от параметров орбиты Земли вокруг Солнца:
Согласно нашим моделям, похолодание начнётся лишь через 50 тысяч лет. И понадобится ещё 25 тысяч лет, чтобы мы действительно вступили в период оледенения. А своего пика это похолодание достигнет лишь через 100 тысяч лет. Орбита Земли вокруг Солнца уже сегодня вытянута очень слабо. Вскоре эллипс превратится в почти правильную окружность, как это уже имело место 410 тысяч лет назад. Исходя из этого, я уверен, что нынешний период межледниковья продлится очень долго.
Впрочем, не все исследователи разделяют эту точку зрения. Немецкий геолог Франк Зирокко (Frank Sirocko), профессор университета в Майнце и ведущий сотрудник немецкого Союза палеоклиматологов, говорит:
Климат определяется не только солнечным излучением. Он в не меньшей степени зависит и от таких факторов как морские течения, наземный растительный покров, концентрация пыли и парниковых газов в атмосфере и так далее.
В частности, внеочередное – и весьма быстрое – наступление оледенения может быть вызвано вулканической активностью. Выброс значительных масс пепла в процессе мощного извержения приведёт к снижению прозрачности атмосферы. Количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, сократится, что и вызовет похолодание. Но это – лишь один из возможных альтернативных сценариев.
Повысить точность (или, как выражаются статистики, процент сбываемости) прогнозов учёным если у удастся, то лишь в отношении погоды. Что же касается развития и изменения глобального климата, то тут говорить о точности прогнозов просто неуместно. «Лично я не берусь с чистой совестью предсказывать глобальное потепление климата, – говорит профессор Миллер, – тем более что ни о каком единстве взглядов учёных на сей счёт не может быть и речи. Особенно специалисты в области физики Земли, привыкшие оперировать целыми геологическими эпохами, весьма скептически оценивают сегодняшние прогнозы». «Долгое время исследователи слепо доверяли математикам, занимающимся компьютерным моделированием климата, – сетует Ульрих Бернер (Ulrich Berner), сотрудних Федерального ведомства по геофизике и сырьевым ресурсам в Ганновере, – теперь мы начинаем понимать, что к этим данным следует подходить с большой осторожностью». Действительно, прогнозы, выполненные на основе математических моделей, сплошь и рядом оказываются несостоятельными, как свидетельствуют данные, получаемые с радиозондов и спутников.
Расходятся мнения учёных и по вопросу о роли углекислого газа как регулятора климата. Принято считать, что наблюдаемое сегодня увеличение концентрации двуокиси углерода в атмосфере способствует глобальному потеплению, но ряд исследователей подвергают этот тезис сомнению. Американский учёный Марк Пагани (Mark Pagani), научный сотрудник Йельского университета, считает, что палеоклиматическая история Земли свидетельствуют скорее об обратной взаимосвязи: повышение содержания углекислого газа в атмосфере чаще сопровождалось похолоданием, нежели потеплением. Кроме того, общеизвестно, что природный парниковый эффект по меньшей мере на 60 процентов вызывается обычным водяным паром. Профессор Вольфганг Шталь (Wolfgang Stahl), возглавляющий научные исследования в Федеральном ведомстве по геофизике и сырьевым ресурсам, утверждает, что происходящие сегодня изменения климата очень мало зависят от концентрации двуокиси углерода в атмосфере.
В чём большинство учёных едины, так это в том, что добытых человечеством знаний пока недостаточно для надёжного прогнозирования климата. Плохо изучены механизмы взаимодействия между океанами и атмосферой, не до конца понятна роль облаков, не исследовано влияние тропосферного озона. Много загадок связано и с морскими течениями. «Модели, призванные послужить основой для прогнозирования климата будущего, уж во всяком случае должны уметь убедительно объяснить особенности и изменения климата прошлого, – подчёркивает профессор Шталь, – пока же таких моделей не предложено».