Глобальное потепление, парниковый эффект – вот явления, стараниями экологов ставшие самыми настоящими страшилками для людей, неравнодушных к будущему нашей планеты. Однако все это – отнюдь не самая гибельная климатическая катастрофа. И даже не самая вероятная. Сегодня все больше ученых предрекают совершенно противоположное. По их мнению, в ближайшее время человечество ждет наступление эры холода.
Оказывается, наше климатическое благополучие – чрезвычайно хрупкая вещь. К примеру, понижение температуры «всего лишь» на 10 градусов станет настоящей катастрофой. Современный человек с трудом переносит несколько дней мороза в 30 градусов. Что же будет, если столбик термометра выйдет на новую зимнюю норму в –40 градусов?
Малый ледниковый период
Для того чтобы почувствовать на себе наступление ледникового периода вовсе не нужно быть мамонтом. Совсем недавно, по историческим меркам, на Земле прошел самый настоящий ледниковый период. Причем речь не идет о голливудских ледниках, в одночасье покрывших очаги цивилизации. На протяжении 5 столетий наши предки были свидетелями неспешного ухудшения климата, вылившегося в XIV–XIX веках в малый ледниковый период.
Начало XIV века н.э. не предвещало беды. Первые 10 лет стабильных урожаев не давали повода волноваться о завтрашнем дне. Но нагретый воздух с океанских просторов вдруг перестал поступать в Европу в прежних объемах. Группа теплых течений под названием Гольфстрим замедлилась или дала сбой. 1312 год принес с собой неожиданно суровую зиму. Весенние заморозки никак не спешили отступать, а лето оказалось хмурым и дождливым. Урожай пропал, и наступившую зиму люди еле пережили на сохранившихся запасах. Но следующие годы были не легче. Даже обласканную солнцем Италию стали терзать морозы, не говоря уже о странах севернее Альп. Фруктовые деревья погибли, виноделие в северных районах пришло в упадок, неурожай породил страшный голод. Непогода продолжалась до конца XIV века. К началу XV столетия климат немного выровнялся, хотя температура так и не достигла уровня начала предшествующего века. К середине XV столетия снежная зима и дождливое лето стали обычным явлением в Центральной Европе.
Особенно трудно становилось обитателям Гренландии. С каждым годом ледники здесь набирали мощь и неумолимо надвигались на обжитые скандинавами территории. Не видя будущего среди льдов и холода, люди стали покидать остров. К началу XVI века некогда зеленую страну сковал лед.
В начале XVI столетия климат улучшился, среднегодовая температура немного подросла. Вероятно, солнечная активность проходила свою пиковую стадию и частично компенсировала дефицит теплого воздуха. Сама природа дала людям последнюю передышку перед наступлением кульминационной фазы. Во второй половине XVI века температура вновь стала падать. Наступил очередной период снижения солнечной активности, что вкупе с ослабленным Гольфстримом предопределило ухудшение климата.
А в феврале 1600 года в перуанских горах извергся вулкан Уайнапутина. Огромное количество вулканического пепла, взлетевшего в атмосферу, и последующий дрейф пылевого облака обусловили изменение температуры по всему миру. Три независимых компонента сложились в ужасающую картину. С XVII века среднегодовая температура в Европе еще понизилась. Холод свирепствовал на огромных территориях от Северного до Адриатического морей. Множество раз пролив Босфор оказывался скован льдом. В зиму 1664 года птицы насмерть замерзали на лету и падали на землю (явление, отмеченное во Франции, Германии, России). Вьюги и обильные снегопады накрывали материк от южной Падуи до северного Петербурга. Такие нетипично суровые условия сохранялись вплоть до начала XIX века. Сам А.С. Пушкин отмечал необычайно суровую русскую зиму в Петербурге. Лишь к середине XIX века закончился малый ледниковый период и обозначились устойчивые тенденции к улучшению климата.
Нужно ли говорить о страшных бедствиях, болезнях, голоде и непрекращающихся смертях среди населения? И все это притом, что средняя температура по планете понизилась «всего» на 1,5 – 2 градуса!
Солнцезависимость климата
Для того чтобы предвидеть риски, необходимо определить причины ухудшения климата. Малый ледниковый период, как уже отмечалось выше, наступил из-за соединения трех природных компонентов. И первый из них – солнце, основной обогреватель нашей планеты.
Количество тепла, которое дарит Земле светило, – самый значительный фактор для климата планеты. Прямым свидетельством активности солнца является изменение количества солнечных пятен – видимых потемнений на поверхности звезды. Они возникают по причине того, что магнитное поле в этом месте подавляет перенос тепла в солнечной плазме. Из-за этого в области солнечных пятен наблюдается понижение температуры до 2000 градусов по отношению к остальной поверхности. Казалось бы, вместе с увеличением количества таких зон должна становиться холоднее и сама звезда. Однако данные орбитальных обсерваторий показали, что при этом яркость солнца возрастает. Это происходит за счет создания сверхъярких интенсивных областей свечения вокруг самих пятен. Напротив, уменьшение количества пятен означает спад солнечной активности и ее более «ровное», но значительно меньшее по интенсивности свечение.
Одной из основных причин резкого и долговременного понижения температуры во время малого ледникового периода стал так называемый минимум Маундера. Английский астроном Эдвард Уолтер Маундер изучал архивы наблюдений за солнцем и пришел к выводу, что в период с 1645 по 1715 год количество солнечных пятен сократилось с 40 000 до 50 (то есть почти в тысячу раз!). Подъем и спад солнечной активности – циклически повторяющийся процесс. Многие климатические пессимумы так или иначе совпадают по времени с понижением активности светила. Но в случае с малым ледниковым периодом имело место не просто снижение солнечной активности, а ее абсолютный минимум за целую тысячу лет!
Этот удар сам по себе оказался серьезным для теплолюбивой Земли. Но к нему присоединились и другие факторы, усугубив общее негативное влияние на климат.
Холодный Гольфстрим
Мягкий и приятный климат Северной Атлантики во многом обусловлен теплым течением Гольфстрим. Оно рождается в Карибском море из-за избытка нагнетаемой пассатами воды. Из этого прогретого бассейна под огромным напором (25 млн. куб. м в секунду!) в Атлантику выплескивается мощный поток нагретой водной массы. Возле Багамских островов к нему присоединяется Антильское течение. Два мощных потока сливаются в один и текут вдоль Североамериканского побережья. В районе 35° северной широты Гольфстрим берет курс в открытый океан и покидает американские пляжи. Расход течения потока на этом участке составляет порядка 80 млн. кубических метров в секунду!
Через всю Атлантику поток стремится к Европе и успевает донести до нее так необходимое тепло. В районе Лабрадора Гольфстрим начинает разветвляться. На юг уходит Канарская ветвь, далее к северу его продолжают течение Ирмингема и Западно-Гренландский поток. Совсем уже на севере все еще теплый поток продолжается Норвежским течением и затухает в Баренцевом море. В районе Канады и Гренландии Гольфстрим пересекает поток холодной воды противоположного направления. Из-за разной плотности Лабрадорское течение не перекрывает Гольфстрим и может нести охлажденные воды на теплый юг, чтобы цикл мог повторяться снова и снова. Все это – часть сложной мировой системы течений, в значительной степени определяющих климат на нашей планете.
Влияние Гольфстрима на формирование европейского климата огромно. В качестве наглядного примера можно привести следующие сопоставительные данные. Лондон и Воронеж объединяет то, что они оба находятся на одной и той же широте – 51°. Но при этом британскую столицу греет теплое океаническое течение, и среднегодовая температура там составляет 11 градусов. А у Воронежа такой тепловой подпитки нет, поэтому его температура существенно ниже – 6,9 °С. Якутск и Хельсинки разделяют всего 2°. Но при этом, в финской столице средняя температура составляет 6,8 °С, а в столице республики Саха – 8,8 °С ниже нуля. А вот Москву и Рейкьявик разделяют целых 9°. При этом в исландской столице, расположенной у Полярного круга, среднегодовая температура составляет примерно столько же, сколько и в более южной Москве: 5,1 и 5,8 °С соответственно. Причем в Рейкьявике нет таких широких диапазонов изменения температуры, которые отмечаются в Москве.
Влиянием Гольфстрима обусловлена и чрезвычайная эффективность земледелия в Западной и Центральной Европе. Теплый климат не уничтожает посевы агрессивными перепадами температур, и сельское хозяйство не знает сбоев из-за погодных условий. В отсутствие сильных морозов экономится масса ресурсов на обогреве и утеплении. Между прочим, привычка к мягким зимам и играет с европейцами злую шутку – они оказываются неприспособленными к внезапным понижениям температуры даже на пару дней.
Однако активность Гольфстрима подвержена природным колебаниям. Его интенсивность зависит от целого ряда причин. Неоднократно теплый поток замедлялся – и в результате европейский климат в считанные месяцы суровел. Последствия этих колебаний уже описаны выше – холод, голод, эпидемии.
А теперь представьте, что Гольфстрим может вовсе перестать существовать в том виде, в котором он так помогает всему Северному полушарию. Нет, полностью остановить океанское течение планетарного масштаба вряд ли кому по силам. Но вот перенаправить или «закольцевать» океанский поток представляется вполне возможным. И ключевую роль здесь сыграет то самое Лабрадорское течение, которое переносит холодные массы воды из Северной Атлантики в Южную. Это течение проходит под Гольфстримом и не смешивается с ним из-за разной плотности вод. Но эта разница составляет всего лишь 0,1 %! Если плотность вод Лабрадорского течения сравняется с плотностью Гольфстрима, течения смешаются. И скорее всего, Гольфстрим повернет к югу и замкнется сам на себе, отобрав у Европы от 8 до 10 градусов тепла. К материку – и без того остывающему – потянутся холодные северные течения, которые только усугубят критическое состояние Западной и Центральной Европы. В этом случае выиграют территории, расположенные в глубине континентов, так как на прибрежные районы стремительно надвинется холод.
Вулканическая зима
Значительный вклад в понижение мирового температурного уровня вносят разнообразные примеси в атмосфере. Атмосфера нашей планеты – это своеобразный фильтр для солнечной (да и вообще – космической) энергии. Из всей массы солнечных лучей поверхности планеты достигает лишь 40%. Остальная часть естественным образом задерживается или отражается обратно в космос. Такое уникальное устройство газовой оболочки Земли обусловило развитие флоры и фауны на планете.
Если же в атмосфере увеличится количество непрозрачных посторонних примесей, то этот самый фильтр станет смертельно опасным куполом над любовно взращенным царством зверей и растений. При уменьшении количества солнечного света и, как следствие, тепла поверхность планеты неизбежно начнет остывать. Это приведет к разрастанию ледников. Затяжные зимы, летние заморозки, продвижение огромных масс льда в освоенные территории заставит человечество серьезно поработать над своим выживанием.
Однако откуда же взяться тем самым плотным частицам, которые гипотетически способны затруднить доступ солнечных лучей к поверхности планеты? Ответ достаточно прост: механизм катаклизма заложен в самих природных процессах. Опасность загрязнения атмосферы хранят в своих утробах спящие и действующие вулканы.
Извержение вулкана – это многоплановая катастрофа. Помимо подземных толчков, волн цунами, выплеска раскаленной лавы, в окружающее пространство взмывает столб пепла, пыли и других мелких частиц. Попадая в атмосферу, такое облако растягивается на десятки и сотни километров. Там, высоко над землей, оно может свободно дрейфовать на протяжении нескольких лет, оседая и рассеиваясь над поверхностью земли. Чем крупнее вулкан – тем существеннее выброс пепла в атмосферу. И тем большее влияние он оказывает на колебания температуры.
Ярчайшим примером похолодания из-за извержения вулкана в обозримом прошлом может служить так называемый «Год без лета» или, по американской версии, «Тысяча восемьсот насмерть замерзший». 1816 год и сейчас остается самым холодным за все время ведения климатических наблюдений. Дело в том, что в апреле 1815-го на одном из индонезийских островов взорвался вулкан Тамбора. Его извержение составило максимальные 7 баллов по Шкале вулканических извержений. От катаклизма пострадали свыше 70 тыс. человек. Население острова Сумбава, на котором разразилась катастрофа, было буквально стерто с лица земли.
В ходе извержения в атмосферу попало более 150 куб. км вулканического пепла. Пыльное облако стало распространяться и к концу 1815 года достигло Северного полушария. Климатические изменения не заставили себя долго ждать – средняя температура упала на 2,5 градуса. Морозы и снег в Америке и Европе держались до мая. Чрезвычайно холодное лето неприятно удивляло обилием дождя, града, а по ночам – даже заморозками. Повсеместные неурожаи привели к росту цен на продукты питания, в первую очередь – на хлеб. Голод, бедствия и аномально низкие температуры продержались в Северном полушарии еще несколько лет – до тех пор, пока пылевое облако не рассеялось.
На исходе XIX века, в 1883 году, в том же неспокойном индонезийском районе проснулся крупный вулкан Кракатау. Извержение было такой силы, что фактически разорвало остров, на котором он находился. Кракатау всегда был неспокойным вулканом – до этого он так же интенсивно извергался в 535 году. Тогда сильнейший взрыв образовал Зондский пролив, который разъединил острова Яву и Суматру. Накопив за 13 столетий достаточно магмы, вулкан вновь вскрылся и начал извержение, которое закончилось фантастическим взрывом. В результате погибло свыше 35 тыс. человек, порядка 300 поселений было уничтожено. Воздушная волна от взрыва обошла земной шар по меньшей мере 7 раз, а вместо одного большого острова с вулканом появились три ошметка суши. Высота выброса вулканического пепла составила 70 км. Плотные частицы устремились прямиком в атмосферу и за последующие несколько лет стабильно уменьшали среднегодовую температуру на 0,5–1 градус.
Сегодня, завтра, послезавтра
Наступление очередного климатического пессимума не несет в себе чего-то катастрофического. А вот возможность повторения малого ледникового периода действительно пугает. И это притом, что факторы для его наступления, судя по всему, вновь берут курс на слияние в одной временной точке.
Современный максимум солнечной активности начался в 1950 и закончился в 2004 году. Ему на смену пришел спад, который и длится до настоящего времени. Причем переход от максимума к минимуму оказался довольно резким – период с 2006 по 2009 год ознаменовался рекордным количеством дней без солнечных пятен. По данным астрономов-гелиофизиков, солнечная активность в грядущие 20–30 лет будет неуклонно идти вниз и может достигнуть такого падения, при котором последующий максимум будет либо сильно ослаблен, либо вовсе пропущен. Так что вместо цепочки спад-подъем-спад мы можем получить одно непрерывное падение активности солнца. А вместе с ним и температуры на поверхности Земли.
Наступление второго десятилетия XXI века ознаменовалось страшной экологической катастрофой. В Мексиканском заливе из-за аварии на нефтедобывающей платформе разлилось огромное количество нефти. За 6 месяцев утечки в воды залива вылилось около 5 млн. баррелей нефти! На связывание и затопление нефтяных пятен потребовалось 3 млн. литров химических веществ! Эта глобальная катастрофа нанесла сокрушительный удар по флоре и фауне Мексиканского залива. Но этим она, увы, не ограничилась. С 2010 года ученые отмечают изменение характера Гольфстрима, в частности – колебания его плотности и направления. Связывают это с затопленными нефтяными линзами в толще вод залива и влиянием химических веществ на воду.
Кроме того, изменением вод Гольфстрима грозит нашумевший парниковый эффект, ускоряющий таяние ледников. Холодная вода, поступая в теплые атлантические течения, будет заметно менять температуру Гольфстрима. Такая важная тепловая артерия охладится и перестанет формировать климат в Америке и Европе (а это одна треть суши!).
К тому же вулканическая активность Земли вышла на новый уровень. По периметру Тихого океана расположено так называемое Огненное кольцо – район активного взаимодействия нескольких литосферных плит, – и сейсмическая активность в нем всегда повышена. Именно в этом месте расположено две трети вулканов Земли. Тихоокеанское огненное кольцо дымится извержениями практически каждый год.
Давным-давно супервулкан под Йеллоустонским парком в США (размер кальдеры 55 на 72 км!) закупорил сам себя, создав над собой Йеллоустонское плато. Теперь накапливающаяся магма грозит прорваться наружу. Извержение такой мощи, помимо непосредственного вреда самой Америке, непременно вызовет планетарные изменения климата.
Средневековый климатический оптимум длился с X по XIII века – то есть всего 3 столетия. После его окончания во всем Северном полушарии начался малый ледниковый период, свирепствовавший 5 сотен лет! Из отведенного нам современного климатического оптимума мы уже выбрали 2 века… Планета выходит на повторение цикла со свойственной ей неумолимостью.
Малый ледниковый период вовсе не был единственным аномальным планетарным понижением температуры. Более того, был ли он аномальным или просто очередной климатический пессимум оказался холоднее других?
Каждый климатический период характеризуется циклическим чередованием теплых и холодных интервалов. Наиболее теплый период времени в самом интервале называют оптимум, наиболее холодный – пессимум.
Сейчас мы живем в Субатлантическом периоде Голоцена. Субатлантик начался около 500 года до н.э. и сразу же ознаменовался приятным климатом, который называют Римским климатическим оптимумом. Этот период длился довольно долго – по времени его начало совпадает с эпохой Античности. В III веке н.э. ему на смену пришел Раннесредневековый климатический пессимум. Среднегодовая температура понизилась и многократно увеличилась влажность. Из-за этого объем ледников в Альпийских горах начал стремительно расти. Зимы стали более суровыми, с поздними заморозками.
Жители северных регионов Европы прекратили заниматься виноделием и возделыванием земли: их усилия не давали результата – неумолимая природа губила виноградники и засыпала градом едва заколосившиеся хлеба. Только в Норвегии количество крестьянских хозяйств сократилось почти наполовину! В Европе начался голод, а вместе с ним – эпидемии. Мало того, в 535 году на весь мир обрушилась кратковременная климатическая аномалия, понизив и без того невысокую температуру. Холодный период наглядно показал человеку, что самое страшное еще может быть впереди. Раннесредневековый климатический пессимум стал причиной значительного сокращения численности людей в Северном полушарии.
К VIII веку природа подарила человечеству долгожданную передышку – Средневековый климатический оптимум. Температура повысилась, зимы постепенно смягчились. Осадков стало немного меньше. В этот период произошел рывок во многих сферах социальной жизни. Началось стремительное развитие сельского хозяйства и виноделия. Даже в Норвегии урожаи хлеба заметно увеличились, в том числе за счет расширения плодородных земель к северу. Климат оказался настолько благоприятным, что позволил викингам заселить Исландию и Гренландию. В то время там зеленела трава. Общий подъем и прогресс во время климатического оптимума затронул все сферы человеческого существования.
Но уже в XIV веке на смену Средневековому климатическому оптимуму медленной, но уверенной поступью начал подходить климатический пессимум. Погода вновь стала капризной, все чаще случались неурожаи. К тому же пришла «черная смерть». Голод и повальные эпидемии вновь унесли половину населения Центральной Европы. Викинги покинули оледеневшую Гренландию. Ледники начали сходить с гор в долины. А с конца XVI века похолодание вошло в самую суровую стадию – малый ледниковый период, который длился вплоть до XIX века.
Затем на Земле наступил современный климатический оптимум. Температура стабильно повышалась, снова начался бурный рост сельского хозяйства и промышленности. Человеческая активность начала напрямую влиять на климат посредством парникового эффекта.
Закономерный выход из малого ледникового периода продолжается до наших дней. Но, похоже, он начинает идти на спад. В обозримом будущем перед нами встает снежный призрак следующего климатического пессимума. Природный цикл неумолим и неизбежен, как смена пор года.
