Что случилось с климатом
Шрифт:
Рис. 2. Алжирская почтовая марка. Таинственный объект в правой части рисунка, по-видимому, пресноводная медуза (Dumont, 2017). Из коллекции автора
Теперь известно, что с периодичностью в 22 тыс. лет, подчиняясь циклам прецессии земной оси [5] , в Сахаре устанавливается влажный климат. Около 10 тыс. лет назад летняя инсоляция Северной Африки была выше примерно на 7 %. Это приводило к большему контрасту температур между сушей и океаном и усиливало летний муссон.
5
Подробнее об этом см. главу 3.
Периоды «зеленой Сахары» сыграли важную роль в истории человечества. Биологический вид Homo sapiens
6
В этой книге часто будет идти речь о временных рамках тех или иных событий. Как указывать промежутки времени и что брать за начало отсчета временной шкалы? Вопрос не столь очевидный, как кажется. В нашей повседневной жизни мы привыкли использовать отсчет времени от Рождества Христова. Впрочем, дата эта была вычислена в VI в. монахом Дионисием Малым, по-видимому, с ошибкой в несколько лет. По мнению многих современных историков, Иисус Христос родился в 5 г. до Р. Х., как бы странно это ни звучало. В научной литературе чаще используют религиозно нейтральный синоним «наша эра». Но такой отсчет времени удобен лишь для относительно недавних событий, произошедших не более нескольких тысячелетий назад. Летоисчисление от Р. Х. используют историки и археологи, но палеонтологам, геологам и палеоклиматологам оно неудобно. Они чаще говорят о том, что то или иное событие произошло столько-то лет назад. В англоязычной литературе этому соответствует обозначение BP – before present, то есть до настоящего времени. Когда мы указываем промежуток времени, не важно, идет ли речь о летоисчислении от Р. Х. или до настоящего времени, мы указываем даты слева направо, то есть от начала промежутка к концу, например 200–150 тыс. лет назад, или 356–323 гг. до н. э., или 1799–1837 от Р. Х.
Рис. 3. Расселение Homo Sapiens по планете (De Menocal, Stringer, 2016)
Исход из Африки – лишь один из примеров того, как климат задавал темп и направление развития цивилизации. Из сравнительно недавних примеров можно упомянуть становление испанской и португальской колониальных империй. Их успех во многом был предопределен удачным расположением, наличием удобных промежуточных баз – архипелагов в Северной Атлантике (Азоры, Канары, Кабо-Верде). Но главной составляющей успеха были пассаты, приводившие в движение корабли. Путешествия испанцев и португальцев начинались в субтропиках, ближе к пассатной зоне, где ветра дуют от берегов Европы к Америке. Напротив, в умеренных широтах господствует западный перенос, то есть ветра дуют преимущественно от Америки к Европе, что препятствовало плаваниям англичан и голландцев (Bankoff, 2017).
Длительность существования нашей цивилизации ничтожна в сравнении с возрастом Земли. Оно полностью укладывается в голоцен – последнее межледниковье, начавшееся 11,7 тыс. лет назад. По счастью, голоцен отличается относительной стабильностью условий, однако региональные изменения температуры и влажности были порой достаточно сильными, чтобы сыграть решающую роль в подъеме и упадке древних сообществ. Так, возможной причиной упадка цивилизации майя стала затяжная засуха в IX–XI вв. (Douglas et al., 2016а; Luzzadder-Beach et al., 2016). Другой хрестоматийный пример воздействия климатических факторов на ход истории – коллапс некогда процветавших поселений викингов в Гренландии (Barlow et al., 1997; Arneborg et al., 1999; Lynnerup, N?rby 2004; Dugmore et al., 2012), связанный с наступлением малого ледникового периода. В иных случаях причиной кризиса становились разного рода природные катастрофы. Извержения вулканов, землетрясения и цунами порой приводили к гибели городов и смене царствующих династий. Считается, что извержение вулкана Санторин около 1600 г. до н. э. (Friedrich, 2006) и последовавшее за ним цунами (Bruins et al., 2008) стали причиной упадка минойской цивилизации. Сильнейшее извержение вулкана Уайнапутина в Перу 19 февраля 1600 г. привело к уменьшению притока солнечной радиации к земной поверхности, так как ее задерживал вулканический аэрозоль. В результате заметно похолодало (De Silva, Zielinski, 1998; Verosub, Lippman, 2008; Fei et al., 2016). С этим
Итак, история человечества неразрывно переплетена с историей климата. Чтобы заглянуть в будущее, нам необходимо понять механизмы, управляющие климатом. Это сделать невозможно, оставаясь в рамках современности, не разобравшись с историей развития нашей планеты. Чем глубже мы погружаемся в прошлое, тем меньше мы о нем знаем. В этой книге мы в основном ограничимся рамками нашей геологической эры – кайнозоя. Как правило, этого достаточно, чтобы кратко обрисовать основные факторы, воздействующие на климат. Некоторым из них – орбитальному влиянию, тектонике плит, солнечной активности, катастрофическим столкновениям с космическими телами – в книге посвящены отдельные главы.
Расселившись по планете, человечество вскоре перестало быть пассивной частью биосферы. Воздействие человека на природу началось еще с неолита – с переходом от кочевого образа жизни к оседлому. С тех пор человек активно преобразует планету, выжигая и вырубая леса, распахивая землю, все активнее потребляя водные и минеральные ресурсы, вмешиваясь в геохимические циклы. Не исключено, что наибольшую и при этом наименее осознаваемую угрозу несет именно антропогенное воздействие на климат, связанное с изменением состава атмосферы. Антропогенному влиянию на климат посвящена последняя глава книги. Куда нас оно приведет – сказать трудно, ибо воздействие человека на природную среду определяется не законами термодинамики или небесной механики, а развитием технологий, политических систем и общественного сознания.
Глава 1
Климат сегодня
Освежив горячее тело
Благовонной ночною тьмой,
Вновь берется земля за дело
Непонятное ей самой.
Земля получает энергию от Солнца. Климат формируется в результате взаимодействия атмосферы, океана, суши, льдов и живой природы. Он непрерывно меняется под влиянием множества факторов, действующих в разных масштабах времени – от десятилетий до миллиардов лет. Об изменениях климата мы можем судить по прямым наблюдениям, исследованиям исторических документов и природных объектов.
1.1. Климат и погода. Изменения климата
Разговоры о погоде станут интересными при первых признаках конца света.
В слово «погода» каждый из нас вкладывает свой смысл. Для городского жителя это в первую очередь температура воздуха и осадки. Его интерес к погоде сводится к вопросу, надеть ли шапку и брать ли зонтик. Прочные стены домов, городской транспорт, связь, надежное снабжение электричеством и водой – все это резко ослабляет нашу зависимость от природных факторов. Для человека, путешествующего пешком, для крестьянина или жителя гор погода – фактор, во многом определяющий его повседневность. А для рыбака из Пури в индийском штате Орисса или парапланериста в болгарском Сопоте погода – вопрос жизни и смерти. И пилота будут волновать такие ее особенности, как сила и направление ветра на разных высотах, форма облаков, высота слоя инверсии и нулевой изотермы. От этого зависит, ждать ли в воздухе сильной турбулентности и стоит ли опасаться грозы.
Однако для всех нас погода – нечто сиюминутное. Когда мы говорим о погоде, речь обычно идет о часах или об одном, максимум о нескольких днях. К тому же погода – понятие локальное, ограниченное в пространстве несколькими километрами вокруг наблюдателя.
Погоду мы воспринимаем эмоционально, она бывает «хорошая», «отличная», «славная», «превосходная», «ужасная», «скверная», «дурная», «злая» – таковы результаты поиска в Национальном корпусе русского языка.
Когда мы говорим о климате какой-либо местности, мы имеем в виду средние значения основных погодных параметров, таких как температура и давление воздуха, влажность, сила и направление ветра. В конкретный год параметры могут существенно отличаться от средних. Жители Москвы хорошо помнят аномально жаркое лето 2010 г., когда воздух стал непрозрачным от лесных пожаров, или морозную зиму 2005/06 г. Кому-то запомнилось холодное лето 2019-го или почти бесснежная зима 2019/2020 г. Но такие вариации еще не свидетельствуют об изменениях климата. Для того чтобы выявить какую-либо закономерность, нужно задать время, за которое проводится усреднение погодных данных. Всемирная метеорологическая организация рекомендует период в 30 лет.
Пока речь идет о локальном климате, более или менее понятно, что мы имеем в виду. Когда мы рассматриваем планету в целом, эта ясность исчезает. Тут волей-неволей приходится жертвовать деталями и оперировать абстрактными, не измеряемыми непосредственно величинами, такими как средняя по планете среднегодовая температура приземного воздуха или средняя температура поверхности или глубинных вод океана.
Согласно независимым наблюдениям целого ряда вполне уважаемых организаций средняя температура [7] нашей планеты выросла за последние сто лет примерно на 1 °C. Если эти цифры не убеждают или оставляют сомнения в том, как они получены, можно посмотреть на фотографии ледников, сделанные в разных частях Земли с одного и того же ракурса в начале XX в. и сейчас, – их легко в изобилии найти в Интернете. Глобальное потепление – реальность, в которой мы живем, по крайней мере, с конца 1970-х годов (рис. 1.1).
7
В дальнейшем не будем каждый раз повторять «усредненная по планете среднегодовая температура поверхностного слоя воздуха над сушей и океаном».