Discovery - Читать Статьи

Климат диктует условия

Рассказать друзьям

Об изменении климата на планете и о возможных последствиях высказываются представители практически всех областей науки и деятельности. Климат - чрезвычайно сложная система с многочисленными петлями обратной связи, динамика которой не очевидна. Она складывается в результате сложного взаимодействия атмосферы, литосферы, гидросферы, криосферы и биосферы. Все они получают энергию от Солнца - неотъемлемой составляющей, формирующей комфортные условия проживания на Земле, но далеко не единственной.

Татьяна УСТЬЯНЦЕВА

От климата зависит ландшафт, флора и фауна - то, что всегда сопровождало человека по дороге эволюции, позволяло вести оседлую жизнь, занимаясь сельским хозяйством, развивая ремесла, или заставляло кочевать, следуя за стадами диких или домашних животных. Именно природа и климат подсказывают людям, какие навыки им понадобятся в жизни, какие нормы морали, поведения и культуры следует прививать детям.
Особенный интерес к климату проявляли историки и культурологи. Они считали, что на успешное развитие общества влияют климат, наличие или отсутствие на территории его проживания полезных ископаемых, рек и выхода к морю, пища, почва и другие факторы географической среды. Британский историк и культуролог, автор 12-томного труда «Исследование истории» Арнольд Тойнби был уверен, что развитие общества чаще всего происходит вопреки трудным географическим условиям. Слишком же благоприятный климат, наоборот, способствует тяге к первобытному или аграрному образу жизнедеятельности. Французский писатель и философ Шарль Монтескьё рассуждал о том, что в холодном климате чувствительность человека к наслаждениям должна быть мала, в умеренных поясах - более значительна, а в жарких - чрезвычайно сильна.

Одним из первопроходцев науки о климате был английский физик и математик Роберт Гук, который еще в 1686 г. высказался на тему того, что погодные условия меняются в зависимости от наклона земной оси.

Палеоклиматологи проводят реконструкцию климата древнейших времен по косвенным признакам - составу осадочных горных пород, ископаемым организмам. Согласно астрофизической модели, сформулированной в 1972 г., 4 млрд лет назад Солнце излучало на 30 % меньше энергии, чем сейчас. При таких условиях Земля должна была быть похожа на огромный ледяной шар, тем не менее исследования архейских осадочных пород показывают, что в ту эру на нашей планете царил влажный и теплый климат. Это противоречие называется парадоксом слабого молодого Солнца, и ему есть вполне правдоподобное объяснение. Во времена архея концентрация азота в атмосфере Земли была в два раза выше, чем сейчас. Компьютерные расчеты показали, что при таком содержании азота температура на планете была бы на 12-15 °С выше.
Уже на заре становления палеоклиматологии, в конце XIX в., ученые стали находить все новые объяснения изменений окружающей среды. В частности, Владимир Кеппен и Альфред Вегенер писали о перемещении полюсов и дрейфе материков. К какому-то согласию по поводу того, какие процессы являются причиной изменения климата, а какие - следствием, и все ли связи в природе известны наверняка, ученые пока не пришли. Однако все единодушны во мнении, что влияние человека на окружающую среду значительно, причем оно усиливается.

ТРЕТИЙ ФАКТОР
Климат связан с солнечной активностью и течениями в океане. Однако не стоит недооценивать и другие процессы, идущие как внутри, так и вне Земли. Прежде всего, вулканизм. Давно доказано, что мощные извержения, при которых в атмосферу выбрасываются сотни тонн вулканического пепла, самым непосредственным образом влияют на изменение климата. Попав в высшие слои атмосферы, микроскопические частицы отражают солнечный свет, в результате чего температура приземного воздуха понижается. Порой это явление затрагивает целые континенты и даже весь мир.
Есть множество записей, свидетельствующих, что вулканы приносили колоссальные беды, порождая серьезные климатические изменения. Сейчас интерес к вулканам в значительной степени повышен в связи с извержением Эйяфьядлайокудля в Исландии, а ведь оно было далеко не самым сильным - достаточно вспомнить проделки Эль-Чичон в Мексике в 1983 г. или Пинатубо на Филиппинах в 1991 г.
В 1783 г. проснулся вулкан Лаки в Исландии. Этот исполин, как и Эйяфьядлайокудль, принадлежит к так называемым щитовым вулканам - излияние лавы и выброс вулканической породы происходят из протяженной трещины. У Лаки она составляет 25 км. Объем выброшенного пепла был колоссален. Попавшие в атмосферу двуокись серы и соединения фтора при химической реакции с водой образовали соляную и плавиковую кислоту. Европу заливали кислотные дожди, накрывали сухие туманы. Их наблюдал бывший тогда послом США в Париже Бенджамин Франклин (подробнее о выдающемся деятеле читайте на стр. 120). В своей научной работе он вполне справедливо предположил, что подобное явление может быть вызвано вулканическим выбросом. Франклин не мог знать об извержении Лаки, правда, об активности Геклы, еще одного исландского вулкана, было известно. На следующий год среднегодовая температура по всей Земле упала примерно на градус, вызвав неурожаи и голод. Есть сведения, что погибло 3/4 населения Исландии, до 60 тыс. человек умерло на Британских островах.

Досье DISCOVERY
Сухой туман - атмосферное явление, по внешним признакам напоминающее туман, но вместо взвеси водных капель содержащее мелкодисперсную пыль, копоть или сажу. Наиболее частой причиной сухих туманов являются обширные по площади пожары, выбросы промышленных предприятий и автомобилей, пыльные или песчаные бури. Благодаря этому явлению, вызванному массовой растопкой печей в Лондоне в XVIII-XIX вв., новеллисты называли Великобританию Туманным Альбионом.

Есть предположение, что именно неурожаи, ставшие следствием активности Лаки, во многом спровоцировали Великую французскую революцию, началом которой послужило взятие Бастилии 14 июля 1789 г. Продовольственный кризис и недовольство властью всколыхнули во Франции настоящую волну ненависти к королю.

1816 г. для многих стран Северного полушария, вследствие извержения Тамборы, вошел в историю как год без лета. Высота эруптивной колонны достигала 44 км, пепел разлетелся по стратосфере вокруг всего земного шара, среднегодовая температура понизилась на 1-1,5 °С. Казалось бы, ничего страшного, однако в некоторых регионах на протяжении нескольких месяцев температура была ниже нормы на 10-15 °С! Так, в Пенсильвании реки и озера замерзли в конце июля. Крестьянам не удалось вырастить урожай, цены на продовольствие выросли в десять раз и начался голод. Как результат -недовольство властью, народные волнения.
Проанализировав исторические хроники, можно найти косвенные свидетельства о подобных извержениях и в других эпохах. К примеру, в 1453 г., когда Константинополь был захвачен турками, из-за чего и пала Византийская империя. Документы того времени полны дурных предзнаменований. В частности, лунное затмение было настолько сильным, что спутник Земли полностью исчез из виду. Через несколько дней ударил сильный град, сопровождаемый плотным туманом, а зима 1453-1454 гг. была необычайно суровой. Из китайских записей известно, что море между Китаем и Кореей замерзло, тысячи людей погибли от холода. Где произошло извержение со столь губительными последствиями, мы не знаем, хотя кандидаты есть. Главный подозреваемый - подводный вулкан Куваэ, расположенный на малой глубине в юго-западной части Тихого океана.
Существуют еще так называемые супервулканы. Один из древнейших и наиболее известных - Йеллоустонская кальдера в США. Последнее извержение супервулкана Тоба на Суматре произошло примерно 74 тыс. лет назад, когда человечество уже существовало как вид, но, конечно, ни о какой цивилизации речи не было, а потому никаких документальных свидетельств разразившейся катастрофы нет. По оценкам, объем выброшенного в атмосферу пепла составил 3000 км3 (для сравнения: при извержении Тамборы - 50 км3). Среднегодовая температура на Земле после извержения упала на 10 °С, что привело к исчезновению множества организмов.

ВЕЛИКОЕ ВЫМИРАНИЕ

Глобальные вымирания - массовые исчезновения видов живых организмов - случались в истории Земли неоднократно. Наиболее известны два из них: на границе мелового и палеогенового периодов (примерно 65 млн лет назад), и на границе пермского и триасового периодов (ок. 250 млн лет назад). Великое пермское вымирание считается самым масштабным: популяция живых существ на планете сократилась на 90-96 %. Палеобиолог Джонатан Пэйн уверен, что, несмотря на существование различных объяснений причин пермского вымирания, все сводится к увеличению количества парниковых газов (в первую очередь углекислого), к снижению концентрации кислорода в воздухе и воде и резкому изменению климата. Многие ученые уверены: катастрофа произошла в результате грандиозного вулканического извержения.
И подтверждений тому все больше. Недавно ученые Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН провели масштабное исследование совместно с учеными из Австрии. Группа под руководством доктора геолого-минералогических наук Андрея Грачева детально изучила разрезы, соответствующие массовому вымиранию на границе мелового и палеогенового периодов. Тогда вместе с динозаврами вымерли морские рептилии, многие моллюски и мелкие водоросли. Таких разрезов существует немного и один находится в Австрии, в Гамсе, в специальном заповеднике. Наши специалисты провели потрясающую работу. Всю породу нарезали на кубики 10х10 мм и при помощи микроскопа и химического анализа исследовали каждый миллиметр. Выяснилось, что образцы хранят два пика появления иридия очень разного свойства, один - вулканического, а второй - космического, причем на очень небольшом промежутке времени. Ученые пришли к выводу: основной причиной массового мелового вымирания была именно вулканическая деятельность. Падение астероида действительно состоялось и, возможно, усугубило процесс. Кстати, в Индии тогда шло образование Деканских траппов, и это было по-настоящему выдающееся явление природы.

Досье DISCOVERY
Трапповые излияния - масштабное излияние на поверхность земли базальтовых пород. Объемы траппов исчислялись миллионами км3, процесс мог продолжаться до полумиллиона лет. Извержения траппов часто предшествовали другим крупным геологическим событиям: расколу континентов, массовому вымиранию видов, изменению магнитного поля Земли. Великое пермское вымирание соответствует по временному промежутку с трапповыми излияниями в Сибири - крупнейшими на Земле.

ЗЕЛЕНЫЕ УБИЙЦЫ
Под влиянием климатических трансформаций облик Земли многократно менялся. Помимо пермского и мел-палеогенового вымираний история насчитывает по меньшей мере еще три случая, когда вымирало от 50 до 70 % всех населяющих планету живых существ. Случаи же локального внезапного исчезновения видов и вовсе не поддаются подсчету. Есть версия, что Земля время от времени сама «стряхивает с себя шелуху», меняя климат так, что планета становится непригодна для органической формы жизни.

Один из приверженцев этой версии - биолог, палеонтолог, геолог Питер Уорд. «Представление о Земле как о неком сверхорганизме, отвечающем за жизнь на планете, ошибочно, - говорит он. - Из всех массовых вымираний, происходивших на Земле, только одно, то самое, в ходе которого исчезли динозавры, с наибольшей вероятностью было вызвано внешней причиной - падением астероида. И то - не факт. Дважды как минимум на Земле устанавливалось оледенение. Причем вызывало их бурное размножение растений! Они насыщали атмосферу кислородом, удаляя из нее углекислый газ, что приводило к понижению температуры».

Первые леса зазеленели на планете примерно 400 млн лет назад. Когда углекислый газ стал буквально «утекать» из атмосферы, планета покрылась льдом на последующие 90 млн лет.

По мнению Уорда, сама жизнь приводит к таким переменам в планетарном балансе сил, что подрывает основы своего существования и уничтожает себя. Ученый сравнивает Землю с мифической Медеей. Эта своенравная дама известна не только тем, что помогла Ясону добыть золотое руно, но и тем, что убила своих сыновей, после чего вернулась к отцу на родину, где впоследствии правила без угрызений совести.
В перспективе человечеству не найдется места на Голубой планете, если какие-то виды и смогут приспособиться к жизни на Земле, то это, скорее всего, будут микробы.

Ключевых слов нет...

Рассказать друзьям