В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики

Ергин Дэниел

Роджер Ревелл, который возглавлял океанографическое направление в рамках Международного геофизического года, хотел, по его словам, обеспечить «надлежащее документирование влияния углекислого газа». С учетом этого Ревелл встретился с тремя другими учеными в Вудсхоулском океанографическом институте, штат Массачусетс, чтобы выработать программу исследований. Они решили, что одной из целей Международного геофизического года должно быть количественное определение того, что более полувека назад пытался рассчитать Аррениус, – влияния углекислого газа на атмосферу¹².

Но можно ли получить достоверные данные по углекислому газу? Один из участников встречи поведал, что он слышал о «перспективном молодом человеке», исследователе

Калифорнийского технологического института, который работает над задачей количественного определения влияния углекислого газа.

Килинг и его кривая

Предметом, который Чарльз Дэвид Килинг решительно не хотел изучать, была экономика. Его отец был экономистом, он вырос в доме, где об экономике говорили постоянно, а потому он всеми правдами и неправдами старался избежать изучения экономики. В Иллинойсском университете он отказался от химии как профилирующей дисциплины, потому что она предполагала изучение экономики, выбрав в качестве профилирующей дисциплины гуманитарные науки. Тем не менее ему удалось поступить в аспирантуру по специальности «химия» в Северо-Западном университете. Во время учебы в аспирантуре ему на глаза попалась книга «Геология ледников и плейстоцен», которая оказала на него огромное влияние. «Я представлял себя восходящим на горы и определяющим физические свойства ледников», – вспоминал он. Как и в случае с Джоном Тиндалем, ледники очаровали Килинга, и он целое лето провел в «изобилующих ледниками» Каскадных горах в штате Вашингтон¹³.

Для своей докторской диссертации Килинг хотел найти возможность объединить обожаемые им химию и геологию. И такая возможность представилась в виде программы исследований в области геохимии Калифорнийского технологического института. Он сосредоточился на углекислом газе. При помощи прибора собственной разработки Килинг, располагаясь на крыше одного из корпусов института, измерял содержание углекислого газа в воздухе. Но локальное загрязнение приводило к крайне нестабильным показаниям. В поисках более чистого воздуха Килинг отправился в малонаселенный, омываемый океаном район Биг-Сур в северной части Калифорнии¹⁴.

Но и Биг-Сур ему не очень помог – уровень углекислого газа в лесу циклически менялся в течение суток. Чтобы получить истинное значение содержания углекислого газа, измерения необходимо было проводить в условиях «стабильного атмосферного фона». Для этого требовалось финансирование.

Примерно тогда к Килингу и обратился Ревелл, предложив ему место в Институте океанографии Скриппса, а также средства на исследования. Ревелл осознавал, что идет на определенный риск, но его подкупала одержимость Килинга. «Он хотел измерять уровень углекислого газа, измерять его всеми возможными способами и постичь все, что касается углекислого газа, – позднее говорил Ревелл. – Это все, что ему было нужно. Его не интересовало ничто другое».

Килинг приступил к работе, полностью отдавая свою исследовательскую энергию, как он выразился, «изучению молекулы углекислого газа во всех ее проявлениях». В то время это была чистая наука. «Тогда я не чувствовал чего-то угрожающего, – вспоминал Килинг. – Только живой интерес к знаниям»¹⁵.

Бюро погоды США предоставило Килингу подходящее место для проведения измерений – новую метеорологическую обсерваторию на Гавайях, на высоте 3394 м, неподалеку от вершины действующего вулкана Мауна-Лоа. Воздух там был чистым, не было ни городских загрязнений, ни суточных лесных циклов – в общем, Килинг получил нужный ему «стабильный атмосферный фон». Второй его прибор был отправлен на антарктическую станцию Литл-Америка.

Результаты измерений на метеостанции на Мауна-Лоа оказались поразительными. В 1938 г. к докладу Гая Каллендара на заседании Королевского метеорологического общества профессиональные метеорологи отнеслись с насмешкой. Но данные Килинга подтвердили

его правоту. Эффект Каллендара действительно существовал. Исследование Килинга, проводившееся в течение нескольких десятков лет, указывало на очевидную тенденцию: содержание углекислого газа в атмосфере неуклонно возрастает. В 1959 г. его средняя концентрация составляла 316 частей на миллион. К 1970 г. она выросла до 325 частей на миллион, а к 1990 г. достигла 354 частей на миллион. Графическое представление этих данных назвали «кривой Килинга». Анализ кривой показывал, что содержание углекислого газа в атмосфере удвоится в середине XXI в. Но как рост концентрации углекислого газа повлияет на климат?

Ответ на этот вопрос, пусть и косвенно, дал Международный геофизический год. Ранее о планете Венера писали в основном в таких научно-популярных журналах, как Astounding Science Fiction. Теперь же ученые на примере Венеры получили представление о том, что может означать парниковый эффект в его крайней форме. Поскольку концентрация парниковых газов в атмосфере Венеры была гораздо более высокой, ее поверхность очень сильно нагревалась – почти до 500 °С. Венера стала классическим образцом неуправляемого изменения климата¹⁶.

Год за годом Килинг проводил измерения, упорно работая, повышая точность результатов, ведя базу данных о содержании углекислого газа в атмосфере. В Институте океанографии Скриппса все знали, что Килинг одержим своим предметом. Когда химик Густаф Аррениус, внук Сванте Аррениуса, вез в больницу свою беременную жену, у которой уже начались схватки, Килинг остановил его машину и стал рассказывать о какой-то проблеме, с которой он столкнулся при измерении содержания углекислого газа. Аррениус терпеливо слушал его, но, когда жена дала ему понять, что для нее сейчас дорога каждая минута, все же его перебил. «Извини, – сказал он, – но у нас скоро должен родиться ребенок». И добавил: «Через несколько минут». Только тогда Килинг понял, что происходит, и не стал их задерживать¹⁷.

Работа Килинга стала важной вехой в развитии науки о климате. Концентрацию углекислого газа в атмосфере измеряли уже не для того, чтобы разрешить загадки ледникового периода и ледников. Это делали для того, чтобы спрогнозировать развитие ситуации. В 1969 г. Килинг уже имел все основания предостерегать об опасности, которую несло увеличение концентрации углекислого газа. Через 30 лет, заявил он, «угроза для человечества будет куда более серьезной, нежели сегодня».

В результате исследований Чарльза Килинга на смену малоизвестному эффекту Каллендара пришла весьма значимая для общественного мнения кривая Килинга. Его работа стала основой для современных дискуссий об изменении климата и для нынешних попыток преобразовать энергетику. Кривая Килинга стала «главным символом парникового эффекта» – она высечена на стене здания Национальной академии наук в Вашингтоне¹⁸.

Глобальное похолодание: следующий ледниковый период?

Все эти годы обеспокоенность в связи с изменением климата росла, но по разным причинам. Некоторые рассматривали изменение климата как стратегическую угрозу: они опасались изменения климата Советским Союзом, либо намеренного, с целью получения военного превосходства, либо случайного, вследствие поворота рек или таких «гениальных» идей, как строительство плотины через Берингов пролив¹⁹.

Результатами работы Килинга стали интересоваться и в политическом сообществе. Так, отчет Консультативного комитета по науке при президенте Линдоне Джонсоне о «загрязнении окружающей среды» 1965 г. включал 22-страничное приложение, написанное среди прочих Ревеллом и Килингом. В нем подчеркивалось, что «сжигая ископаемое топливо, человечество, само того не осознавая, проводит масштабный геофизический эксперимент», который почти наверняка приведет к росту температуры у поверхности Земли.