Тема глобального изменения климата давно перестала интересовать только ученых: теперь свое мнение по поводу этой проблемы считают нужным высказать шведская школьница и рок-музыканты, кинозвезды и политики. Ситуация усугубляется тем, что климатическая тематика стала элементом идеологического противостояния: отношение к антропогенным климатическим изменениям все чаще становится маркером политических пристрастий. О том, что антропогенные климатические изменения вполне реальны, но апокалиптические сценарии вряд ли адекватны, рассказывает климатолог Евгения Кандиано в этой статье.

Идеология идеологией, но у большинства мало ясности в этом вопросе. Проблема в том, что бурный поток информации по теме климатических изменений и прогнозов способен сбить с толку любого неподготовленного читателя или зрителя. В результате многие выбирают те данные, которые им больше по вкусу, игнорируя всё остальное. А журналисты готовы распространить новые, непроверенные гипотезы. Эти гипотезы могут уточняться, изменяться или вовсе опровергаться, но в этих уточнениях и опровержениях не так интересно разбираться, и пресса о них пишет меньше, а то и вовсе игнорирует. В результате у тех, кто далёк от климатических исследований, не складывается полной картины. И что же мы имеем в результате? Одни пугаются: все мы завтра умрём. Другие кричат: не умрём, всё это блеф, вас просто обманывают. А третьи устало опускают руки и отказываются что-либо понимать. Учёные, которые занимаются климатом профессионально, видят примерные контуры возможных решений климатической головоломки. Увы, видят не полную картину, а только контуры. Откуда же эти контуры взялись? А взялись они из исследований климата прошедших эпох.

Короткая оттепель

Ученые ещё во второй половине ХХ века установили, что за последние 600 тысяч лет истории Земли чаще всего было, по нашим нынешним меркам, очень холодно. Обсуждать более ранние периоды нет смысла, так как совокупность природных условий в те сверхдалёкие эпохи слишком сильно отличалась от сегодняшних. А в последний период преобладающей климатической фазой являются ледниковья. Это очень холодные периоды, когда температура в средних широтах была на 8–10°C ниже современной, а весь север Канады и Европы покрывали ледники, толщина которых доходила до нескольких километров.

Межледниковья – лишь короткие промежутки продолжительностью около 10 тысяч лет. Мы живем в межледниковую эпоху, именуемую голоценом. Таких эпох за последние 600 тысяч лет было всего лишь семь, то есть один теплый период на 100 тысяч лет оледенения. С геологической точки зрения это лишь короткая оттепель в царстве снега и льда. Нынешний теплый период, голоцен, уже длится те самые десять тысяч лет, которые обычно отводятся природой на межледниковье. Развитие человеческого общества, со всеми его цивилизациями и плановой хозяйственной деятельностью, укладывается в эти 10 тысяч лет. А до этого, в периоды оледенения, все силы людей древних уходили на выживание. Мы хорошо приспособились к теплым условиям и именно их считаем нормой.

Углекислый газ и компания

Что же дальше, будет теплее или холоднее? И какую роль в изменениях климата играет человеческая деятельность? Какие именно факторы на климат влияют и как именно?

Начну с самого обсуждаемого – парниковых газов. Их объединяет то, что все они состоят из крупных молекул. Тепловая энергия образует длинную волну, которая, наталкиваясь на крупные молекулы газов, отражается обратно к поверхности Земли. Парниковые газы являются естественным компонентом земной атмосферы, их можно сравнить с теплым одеялом планеты. Если бы этого одеяла не существовало, то температура на поверхности земли составляла бы 15–16° ниже нуля. При такой температуре жизнь в современных формах была бы совершенно невозможной, ведь биологические клетки включают в себя воду, а вода при отрицательной температуре превращается в кристаллы льда, так что можно сказать: парниковый эффект не только вреден, но и полезен. Парниковые газы являются благом для живых существ, однако важно, чтобы их содержание находилось в балансе с современными температурами.

Во время ледниковых эпох содержание таких газов составляет примерно 180 частей на миллион, а во время межледниковых около 300. Основных парниковых газов четыре, но человеческая деятельность может существенно повлиять и влияет на содержание только двух из них – углекислого газа (СО2) и метана (СН4). Причём влияет непосредственно, увеличивая их абсолютное содержание в атмосфере. Пока что большее внимание уделяется углекислому газу, потому что его содержание в атмосфере значительно превышает содержание метана.

Есть ещё три важных фактора: освещенность Земли, глобальная циркуляция океана, изменение солнечной активности. На первые два фактора человечество не может повлиять никак, на третий не может повлиять непосредственно, поэтому в яростных спорах между сторонниками и противниками концепции изменения климата они почти не упоминаются. Лишь кратко охарактеризую их:

Изменение освещенности Земли определяется изменениями орбиты Земли вокруг Солнца. Происходят эти изменения потому, что все объекты вселенной, Земля в том числе, взаимодействуя друг с другом, находятся в беспрерывном и очень медленном, по отношению к продолжительности нашей жизни, танце. Благодаря этому фактору изменяется количество энергии, которое Земля получает от Солнца. В результате мы имеем смену летних и зимних периодов. Именно изменение освещенности даёт толчок смене ледниковых и межледниковых периодов. Происходит вот что: земная орбита постепенно меняется от круга до эллипса и обратно. Когда орбита имеет форму круга, а это происходит раз в сто тысяч лет, Земля получает больше солнечной энергии. А когда орбита в определенные моменты сильно удаляется от Солнца, то и солнечного тепла Земля получает меньше.

Интенсивность ядерных процессов нашей звезды меняется, и, соответственно, меняется количество солнечной энергии, получаемое Землей. Тут всё не очень хорошо изучено и не очень предсказуемо. Циклы солнечной активности действительно существуют, но они нестрогие и их несколько.

Глобальная циркуляция океана, то есть распределение течений. Его основной мотор находится в Норвежско-Гренландском бассейне. Сюда поступают теплая и соленая воды Северо-Атлантического течения. Здесь вода сильно охлаждается, её плотность, соответственно, увеличивается, течение уходит на глубину. На глубине этот поток разворачивается и течёт в обратном направлении, на юг. Так этот мотор работает во время межледниковий, обогревая при этом Европу, которая выдвинута далеко на север (Москва и Копенгаген находятся на широте южной Аляски, а Крым расположен севернее Бостона). Но когда на планете становится холоднее, то это теплое течение охлаждается на средних широтах. И там происходит то же самое, но, во-первых, менее интенсивно, а во-вторых, поскольку теплый поток не доходит до Северной Европы, на европейском континенте становится ещё холоднее.

Это только основные факторы. Существует огромное множество других, которые взаимодействуют, усиливая или ослабляя друг друга. Такие взаимодействия называются механизмами обратной связи.

Мы это проходили

Является ли современное повышение температуры чем-то совершенно экстраординарным, таким, чего до сих пор не случалось? И да, и нет. С одной стороны, в относительно недавнем геологическом прошлом имели место два межледниковья, более теплых по сравнению с нашим, сегодняшним. Первое из них длилось дольше обычных 10 тысяч лет и закончилось приблизительно 400 тысяч лет назад. На Чукотке было тогда на 4–5°C теплее, чем сейчас. А второе еле-еле вписалось в свои 10 тысяч и закончилось приблизительно 110 тысяч лет назад. Именно эти два межледниковья ученые и берут в качестве примерных контуров для сравнения. Наша современная межледниковая эпоха больше похожа не первое потепление, чем на второе, и имеет потенциал продлиться дольше. Почему контуры примерные? Потому что есть сходства, но есть и отличия. Самое главное заключается в беспрецедентно высоком содержании углекислого газа в атмосфере Земли: оно к настоящему моменту достигло почти 415 частей на миллион (притом что нормальное его содержание без вмешательства человека в межледниковые эпохи составляет, напомню, около 300). Такое высокое содержание вызывает подъем глобальной температуры атмосферы и океана, что, в свою очередь, влияет на изменение других климатических аспектов. Что же повлечет за собой глобальное потепление?

Меньше льда, больше воды

Во-первых, будут таять ледники Гренландии и Антарктиды, многочисленные горные ледники, которые есть на каждом континенте, кроме Австралии, и морской лёд в Арктике. Освободившаяся вода пополнит мировой океан, его уровень будет подниматься. Насколько это опасно? По реалистическим оценкам, к концу этого столетия уровень мирового океана поднимется на 30 сантиметров. У человечества есть достаточно времени, чтобы адаптироваться к этим изменениям, например, построить в нужных местах дамбы. К слову сказать, в те прежние межледниковья, которые были теплее, чем сегодня, Гренландский ледниковый щит был значительно меньше, а уровень океана был значительно выше.

Во-вторых, будут чаще повторяться засухи. Рассчитывая на эти засухи, селекционеры уже сейчас выводятся растения, способные занять новые экологические ниши. Отдельные представители животного и растительного мира вымрут из-за смены условий, разрушатся установившиеся цепи питания. Этот процесс идёт уже сейчас. В первую очередь, это касается рыбы в Арктике и птиц, которые этой рыбой питаются. Но процесс эволюции идёт непрерывно: меняются условия – часть видов вымирает, возникают новые.

В-третьих, нам придется столкнуться со всё более сильными и частыми ураганами. Это то, что мы уже ощущаем на себе. Что же до оледенения, то оно не наступает в одночасье. Исследования прошлых эпох показывали, что океаническая циркуляция во время межледниковий является сравнительно консервативным механизмом. На плавный переход от межледниковья к ледниковью, обусловленный изменениями земной орбиты, требуется несколько тысяч лет. Кроме того, оледенение сдерживает высокая концентрация углекислого газа. Иными словами, те, кто представляют себе ближайшее будущее как вариант сюжета кинофильма "Послезавтра", могут вздохнуть с облегчением.

Что глобальное потепление означает для России?

Из хороших новостей – таяние льдов в Арктике открывает новые промышленные перспективы. Продлится судоходный сезон, станет возможной ловля рыбы, может, со временем и добыча нефти.

Из плохих новостей – будет таять вечная мерзлота, а она покрывает весь северо-восток России, местами доходя до границы с Китаем. И, соответственно, будет выделятся много метана, который сейчас законсервирован в вечной мерзлоте.

Почему такая паника?

Самое шокирующее открытие было сделано в 1990-е годы, и касалось оно Северо-Атлантического тёплого течения. Ученые обнаружили, что когда в северный сегмент Атлантического океана сбрасывается большое количество талой воды, океаническая циркуляция замедляется, так что тёплая вода не доходит до Норвежско-Гренландского бассейна. Это приводит к серьёзным последствиям для теплового бюджета Северной Европы. Например, сейчас 30% тепла Европа получает именно от этого течения. Открытие вызвало волну тревоги, а вдруг катастрофа случится прямо сейчас? Но столь драматические, внезапные и очень быстрые похолодания обычно происходят тогда, когда север Америки и Европы покрыт ледниками. В какой-то момент ледники становятся очень обширными, достаточно небольшого климатического толчка для их разрушения. И вот уже весь северный сегмент Атлантического океана покрыт айсбергами, которые стремительно тают, на поверхности океана образуется слой талой воды. Талая вода менее солёная, она легче соленой морской воды, поэтому остается сверху и препятствует нормальной циркуляции.

А вот во время межледниковий, как сейчас, в северном полушарии существует только один ледниковый щит, Гренландский. Он, конечно же, постоянно тает и разрушается, а талая вода и айсберги поступают в океан. Это действительно может помешать океанической циркуляции, но, в отличие от ледниковых периодов, вызванные этим фактором похолодания не бывали столь драматическими, как в ледниковый период, ограничиваясь снижением температуры примерно на 1,5-2°C – тоже заметно, но не катастрофа. Такое понижение температуры произошло, например, во время малого ледникового периода, продолжавшегося с XIV до XIX век; его причиной было снижение солнечной радиации.

Ещё одним поводом для беспокойства являются потенциальные механизмы обратной связи, которые ускоряют потепление. Например, тает вечная мерзлота, и из болот в атмосферу поступают дополнительные порции СО2 и метана, которые прежде были связаны льдом. Механизмы обратной связи действительно ускоряют потепление, часто они не учитываются в моделях. Но все же пока что они количественно не вносят столь уж большого вклада в потепление.

И наконец, самый мощный импульс паническим выступлениям, начиная от американского политика Берни Сандерса и заканчивая юной экактивисткой Гретой Тунберг, придал доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата 2014, в котором наряду с более реальной была опубликована альтернативная модель изменения климата. Эта модель, очень пессимистическая, прогнозирует потепление к концу столетия на 5°C. Однако в ней заложены самые радикальные и не всегда правдоподобные предположения – например, о пятикратном увеличении использования угля по сравнению с настоящим временем. По многим оценкам, таким запасом пригодного для добычи угля наша планета просто не обладает.

Кроме того, пессимистический сценарий не учитывает тех мер, которые уже сейчас предпринимает человечество – например, относительно активный переход промышленности на зелёные источники энергии, ветровую и солнечную. Этот процесс идёт и без международных соглашений по ограничению выбросов углекислого газа, поскольку является экономически выгодным.

Но именно этот самый пессимистический маловероятный сценарий обсуждается чаще всего. Его тиражируют журналисты, опуская при этом нюансы и детали и не упоминая о том, что он гипотетический и не слишком вероятный. Нам предсказывают апокалипсис, если мы не остановим промышленное производство, но ведь технический прогресс остановить нельзя, да и не нужно его останавливать. Потому что именно прогресс и рождает новые технологии, которые призваны решить сегодняшние проблемы. И сейчас ученые просят снизить градус тревоги и обсуждать более реальные климатические сценарии, которые прогнозируют повышение глобальной температуры на 3 градуса без учета соглашений Парижской конференции. А с учетом этих соглашений человечество рассчитывает остановиться на 1.5–2°C.

Свойство человеческой психики – тревожиться и бояться. С конца ХIX века предсказания того или иного сценария конца света стали общим местом. Глобальное изменение климата реально, и его признают 97% учёных. Но это не означает, что уже завтра мир обрушится. Мы должны успеть подготовиться к изменениям, в частности, надо постараться снизить выбросы углекислого газа в атмосферу. В конце концов, если нашим предкам, неандертальцам и кроманьонцам, удалось выжить в суровых условиях ледниковой Европы, то сегодня выживание человечества в условиях грядущего изменения климата не должно стать непосильной задачей.