Метеорология

Климат земли: проблемы сохраняются

Интерес людей к колебаниям климата на нашей планете по-прежнему не затухает*. Тем более, что он подогревается сенсационными сообщениями то о глобальном потеплении, то о неминуемом похолодании. К тому же чередуются трескучие морозы и заснеженные зимы, бурные половодья и засухи. Что же на самом деле происходит с погодой на Земле? Вопросы в газете "Московская среда" обсуждали корреспондент Владимир Потресов и начальник методического отдела Государственного океанографического института, кандидат физико-математических наук Владимир Соколов.

В ходе беседы ученый прежде всего подчеркнул, что климат Земли главным образом зависит от температуры и течений Мирового океана, который является основным накопителем солнечной энергии и трансформирует ее в нижние слои атмосферы планеты. Как известно, европейская территория России и прежде переживала периоды и резкого похолодания, и потепления. Один из них породил структуру нефтеносных пластов на севере страны и в Западной Сибири. Имея толщину всего несколько метров, они перемежаются твердыми породами, глубиной в десятки и сотни раз превышающие ее. И если признать верной теорию о происхождении нефти как результата определенной "обработки" биопродукта*, то ответ напрашивается сам собой: бурная растительность, некогда покрывавшая восточную часть Европы и Западную Сибирь, внезапно оказалась погребенной под толстым слоем воды. Возникли осадочные породы. Затем под большим давлением, без доступа воздуха за долгие годы произошла переработка органической массы в нефть.

Предполагается, что в тот период, когда растения весьма плотно покрывали Восточную Европу и Западную Сибирь, климат здесь сформировался достаточно мягкий. Конечно, растительность не была столь густой, как, скажем, на Ближнем Востоке, где толщина нефтяных слоев достигает десятков и даже сотен метров.

Сегодня мало кто из ученых отрицает факт глобального потепления. Однако и в этой фазе могут существовать колебания, причем с достаточно значительными отклонениями в отрицательную сторону. Так, из ряда источников известно: по историческим меркам не так давно (в XVII в.) Черное море вместе с Дарданеллами замерзало полностью. Или возьмем Среднюю Азию. В одних и тех же местностях - о чем свидетельствуют слои земли** - для людей наступали то периоды расцвета, связанные с комфортными климатическими условиями, то, наоборот, засухи - пески начинали двигаться и погребали биомассу и все живое.

Установлено, что продолжительность глобальных циклов составляла около 1700 лет, а период относительного похолодания - примерно 300 лет. Согласно исследованиям на протяжении этого цикла амплитуда смещения траектории атлантических циклонов составляет 500 - 700 км соответственно на юг или на север. В теплую и влажную погоду пески оживают, через десятилетия появляется обильная растительность, люди обживают бывшую пустыню, активно размножаются и начинают интересоваться землями соседей. Последний такой всплеск наблюдался около 1100 г. - на его исходе кочевые племена и завоевали территорию Руси.

В более высоких широтах в то время происходило похолодание, связанное с тем, что циклоны "подсасывали" арктический воздух, снижая биологическую активность. Если принять данную концепцию, то сейчас мы находимся в середине фазы потепления.

Интересен и другой вопрос: откуда берется энергия для таких потеплений? Она - следствие естественных процессов, к которым относится, например, вулканическая деятельность, а также круговорот биомассы, особенно в верхних слоях океана. Последняя провоцирует появление углекислого газа, "отвечающего" за образование в атмосфере парникового эффекта. Дальнейшее повышение средней температуры на Земле увеличивает количество биомассы, и возникает положительная обратная связь. А вот когда средняя физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия системы, возрастает до некоторой критической величины, в океане появляется такое морское животное, как рачок. Активно размножаясь, он поглощает углекислый газ опережающими темпами, в какой-то период вызывая общее резкое похолодание. При этом увеличивается альбедо Земли, обусловленное выпадением осадков. Атмосфера становится прозрачнее, поверхность планеты покрывают снег и лед. Солнечный свет не нагревает ее, а уходит обратно в космос.

К сожалению, предотвратить размножение этого морского животного нельзя. Кроме того, есть опасность, что вторжение человека в цикличность, существующую на нашей планете, может иметь серьезные последствия. За "мягкий" период она накопит достаточно тепла. Но важно, чтобы шапка снега, возникающая в период низкой температуры, не достигла сверхкритического размера, иначе похолодание займет не 300, а, скажем, 500 - 1000 лет. То есть стоит создать искусственные условия потепления, и "спусковой крючок" сработает раньше, чем Земля накопит достаточное количество тепла. Однако оно конденсируется в океане, где его запас огромный. И если сегодня Солнце вдруг погаснет, то энергии в этом гигантском природном аквариуме хватит для поддержания жизни на нашей планете еще на десятилетия.

Существуют и другие, более частые циклы "потепления-похолодания", возникающие в результате колебаний солнечной активности***. Ведь глобальные ледниковые периоды, которых в истории Земли насчитывается несколько, связаны, как предполагают исследователи, не с упоминавшимися выше циклами, а с космическими катастрофами. Видимо, наша планета сталкивалась с крупными объектами во Вселенной. В итоге происходили мощнейшие взрывы, атмосфера затемнялась, солнечный свет не достигал поверхности Земли, она покрывалась снегом и за счет резкого увеличения альбедо долго не прогревалась. Скорость похолодания оказывалась столь велика, что мамонты, например, которые передвигались очень быстро, не успевали перемещаться в более теплые края и погибали.

Как же будут развиваться грядущие события? Некоторые специалисты предрекают локальную климатическую катастрофу, связанную с резким потеплением и таянием гренландских ледников****. Их аргументы: талая масса воды "всплывет" и перекроет Гольфстрим, несущий тепло в район Скандинавии. В результате север Европы превратится в Магадан.

Арктика. Здесь формируется погода на планете.

Безусловно, такие мысли, отметил физик-океанолог Владимир Соколов, можно воспринимать лишь с большим скепсисом: очень непросто перемешать пресную и соленую воду. Даже северные реки, вливаясь в арктические моря, не могут сделать этого. Они растекаются по океанской поверхности, образуя на ней верхний распресненный слой. В результате температура и соленость массы последнего минимальны.

Что же касается Гренландии, то там действительно тают ледники и попутно увеличивается количество осадков из-за конденсации влаги из атмосферы. Но вокруг данного острова имеется барьер, не позволяющий распространиться холодным талым потокам. Если по каким-то причинам баланс нарушится, легкие холодные пресные воды хлынут на юг, и тогда они окажут влияние на движение Гольфстрима. Норвегия ведет мониторинг этого процесса. Однако человеческие знания для построения достоверного прогноза развития событий пока ограничены.

В конце беседы Владимир Соколов высказал свое мнение о погоде на Земле в обозримом будущем*****. Если даже Гольфстрим, подчеркнул он, изменит траекторию, то в России усилится континентальный климат, а в Западной Европе похолодает. Для нас, конечно, жизнь усложнится, но западным европейцам придется еще хуже, ибо у них нет достаточных собственных источников энергоснабжения.

И еще. С увеличением средних температур поверхности океана и атмосферы количество аномальных явлений возрастет******. Следует ожидать обострения локальных катаклизмов: смерчей, тайфунов, чрезвычайно холодных и теплых зим, жарких летних дней, засух и наводнений - всего, что наблюдается сегодня в Западной Европе. До нас это доходит не так явно, поскольку мы удалены от Атлантического океана.

Но гораздо более сложные проблемы, по сравнению с климатическими, наступят тогда, когда человечество столкнется с истощением мировых запасов пресной воды. При развитии сценария, о котором шла речь выше, в России возрастет количество осадков, а в других широтах эти резервы значительно уменьшатся. В итоге наша страна станет ведущим обладателем самого ценного богатства на Земле - пресной воды.

* См.: Р. К. Баландин. Перестройка биосферы и климат Земли. - Наука в России, 2005, N 3; С. В. Наугольных. Семь шагов в палеозое. - Наука в России, 2005, N 5.

** См.: Б. С. Соколов. Проникая в глубины прошлого. - Наука в России, 2005, N 1.

*** См.: Б. И. Кужевский. Объект исследований - Солнце. - Наука в России, 2002, N 4.

**** См.: Ю. А. Израэль. Грозит ли нам климатическая катастрофа? - Наука в России, 2004, N 4.

***** См.: Климатические изменения и наше будущее. - Наука в России, 2005, N 6.

****** См.: В. О. Осипов. Угрозы земных стихий. - Наука в России, 2005, N 2; Конец света не предвидится. - Наука в России, 2005, N 4.

Ярослав РЕНЬКАС, Владимир Потресов и начальник методического отдела Государственного океанографического института, кандидат физико-математических наук Владимир Соколов