Почему человечество не в силах остановить климатическую катастрофу

В Париже закончился климатический саммит, на котором сильные мира сего договорятся, что делать с глобальным потеплением.

Почему существующая проблема с изменением климата на планете не имеет полноценного решения, похолодает или потеплеет на Земле в краткосрочной и долгосрочной перспективах и что произойдет с Россией и ее территорией в обозримом будущем — читайте в этом обзоре.

Все плохо

Ничего смешного в общей для западной цивилизации озабоченности углекислым газом нет. Углекислый газ (CO2) действительно задерживает инфракрасное излучение, особенно в диапазоне 13,9 микрометров, и хотя лишь меньшая часть парникового эффекта приходится на этот газ, его присутствие «регулирует» атмосферу в целом.

Присутствие диоксида углерода нагревает планету, а нагрев увеличивает количество водяного пара в газовой оболочке Земли и дополнительно наращивает температуру. Полное сжигание всех известных запасов ископаемого топлива означает повышение уровня моря на 58 метров за тысячу лет, полное таяние льда в Антарктиде, затопление миллионов квадратных километров и рост глобальных температур на несколько градусов.

В таких условиях можно ожидать вымирания белых медведей, пингвинов и кораллов.

Страшно? Большинство россиян ответят на этот вопрос отрицательно. Некоторые возразят с иронией: белые медведи как вид возникли миллион лет назад, то есть заведомо переживали климат много теплее нынешнего; пингвины застали времена, когда льда в Антарктиде не было; кораллы пережили эпоху, когда на побережье Северного Ледовитого океана было теплее, чем нынче на Ялтинской набережной.

Наиболее подкованные рассуждают со знанием дела: десять тысяч лет назад бореальный период покончил с оледенением, подняв температуру на семь градусов Цельсия за 50 лет, а сегодня нас пугают ростом температуры до 2100 года лишь на 2,7 градусов Цельсия. И в чем опасность?

Жадность папоротник сгубила

Человек — не первый из видов, сумевших перевернуть климат родной планеты. Более того, пока его влияние существенно скромнее, чем у предыдущих климатмейкеров. Сейчас Azolla primaeva — это просто сантиметровый плавающий папоротник, который легко спутать с ряской. Но 49 миллионов лет назад он случайно стал причиной мини-апокалипсиса.

Тогда на поверхности Северного Ледовитого океана среднегодовая температура (13 градусов Цельсия) была равна ялтинской, проливы, связывающие его с другим океанами, сузились, из-за чего вода в океане не перемешивалась. Теплые берега орошались дождями, а реки вносили в океан немало питательных элементов с суши.

Водоросли Azolla primaeva на реке Каннинг в Австралии

Вместе с пресной дождевой водой пришла и азолла, а поскольку вода эта легче морской, она образовала на поверхности океана пресный слой в несколько сантиметров толщиной. И тут обнаружилось, что если на азоллу светить больше 20 часов в сутки (полярный день), то она удваивает свою массу каждые 48 часов.

По мере роста растения вытягивали углекислый газ из атмосферы, и за 800 тысяч лет снизили его концентрацию с 3500 частей на миллион до 650 на миллион. Вытянула бы и больше, но средняя температура поверхности Северного Ледовитого океана опустилась на 20 градусов, и азолла замерзла. В итоге планета получила постоянные ледовые шапки на северном и южном полюсах.

Вывод прост: один вид, дорвавшийся до огромных ресурсов и не имеющий естественных врагов, может размножиться так быстро, что отправит экосистему к праотцам, прежде чем сможет остановить собственную жадность. Углекислого газа до вспышки размножения азоллы было в семь раз больше, чем сейчас, однако человек, сегодня также лишенный врагов (как некогда азолла), вполне способен исправить ошибки, сделанные папоротником.

Климатическая многоходовочка

Часто можно услышать мнение, что для России с ее суровым климатом потепление скорее благо. Его сторонники уверены, что хотя часть газопроводов и полярных городов пострадают от таяния вечной мерзлоты, но под воду уйдет совсем небольшая территория, зато средняя полоса наконец приобретет климат, похожий на современный западноевропейский.

На деле реальность потепления намного сложнее. Рост температур ведет не только к деградации вечной мерзлоты, но и к таянию метангидратов — процессу, в результате которого под почвой возникают крупные пустоты, а затем и воронки. По мнению ученых, это может угрожать сибирским городам.

На крайнем юге потепление ведет к росту испарений с водной поверхности, из-за чего на побережье Черного моря стали возможны события, подобные катастрофическому наводнению 2012 года в Крымске.

Но все это мелочи в сравнении с более масштабной угрозой. Сильное потепление ведет к непредсказуемому изменению режима увлажнения. Пару миллионов лет назад в Арктике росли широколиственные леса, а Сахара была зеленой и обитаемой.

Последующее похолодание резко изменило ситуацию: начались процессы опустынивания, которые иногда обращались вспять при следующих потеплениях. Однако иногда похолодание, наоборот, вело к увлажнению Сахары — например, во время последнего оледенения нынешняя пустыня была саванной, обитатели которой рисовали на стенах пещер крокодилов и бегемотов.

К современному состоянию пустыня пришла после потепления, начавшегося в голоцене, и чем дольше длилась эта эпоха, тем суше становилась Сахара: еще пять тысяч лет назад там была разветвленная система рек.

Так что климат слишком сложен, чтобы современные климатологические модели могли предсказать, как именно изменится влажность в той или иной части мира по мере дальнейшего роста глобальной температуры.

Точно известно, что в последние годы в европейской России растет число лесных пожаров, а осадки таковы, что уровень грунтовых вод в Центральном федеральном округе находится существенно ниже средних многолетних значений. Да и на кавказских вершинах снега с каждым годом все меньше, отчего с водными ресурсами в регионе местами не все благополучно.

Иными словами, потепление действительно может привести к тому, что в Воронеже станет теплее, чем Париже. Вот только без осадков это потепление способно принести больше вреда, чем пользы.

Небо в алмазах

Неприятной особенностью всех этих процессов является то, что остановить их либо сложно (попробуйте отказаться от сжигания того же бензина или газа), либо опасно. Недавно группа климатологов предложила распылять наночастицы алмазов в стратосфере, что позволит рассеивать солнечный свет и уменьшить глобальную температуру.

Способ, который они обоснованно называют наиболее безопасным методом охлаждения Земли, плох только одним: это довольно рискованный опыт сразу над семью миллиардами человек.

Дело в том, что климат планеты нашего типа около звезды типа Солнца характеризуется системой положительной обратной связи, не свойственной большинству планет во Вселенной. Ледовые шапки, увеличивающиеся при падении глобальной температуры, отражают в космос еще больше солнечного света, дополнительно охлаждая планету.

Тут включаются и другие обратные связи: чем ниже температура, тем меньше водяных паров в единице объема воздуха, а ведь именно на водяной пар приходится 70 процентов всего парникового эффекта.

Но и это еще не все: по мере охлаждения океанской воды количество углекислого газа, который может быть растворен в ней, существенно растет. Моря буквально высасывают парниковый газ из атмосферы, отчего рискуют еще больше охладиться, затем поглотить еще больше углекислоты.

Нетрудно догадаться, что подобные системы с положительной обратной связью могут превратить даже умеренное поначалу охлаждение в лавину событий, резко меняющих климат.

Выступление Барака Обамы на климатическом саммите в Париже

А самое неприятное — неизвестно, что может случиться после такого искусственного «алмазного» охлаждения. Предполагать, что осадки вернутся туда, где их стало меньше по причине потепления, не стоит. Климатическая история Земли показывает, что Сахара может стать из саванны пустыней как при потеплении, так и в ледниковый период, и никакой закономерности, регулирующей этот процесс, достоверно выявить не удалось.

Предлагаются и другие, на первый взгляд более безопасные методы компенсации роста выбросов парниковых газов. Так, группа немецких ученых предложила сажать в той же Сахаре растение ятрофа куркас (Jatrofa curcas). За 20 лет активной жизни один гектар, засаженный им, «вытягивает» из атмосферы 25 тонн CO2 в год.

Чтобы полностью компенсировать все антропогенные выбросы, достаточно засадить ятрофой 13 миллионов км2, что примерно равно площади земных пустынь. Поскольку молочайное растение действительно может успешно размножаться даже в самым засушливых условиях, проект внешне выглядит одновременно и реалистичным, и экологичным.

Увы, отражающая способность поверхности пустыни существенно выше, чем той же пустыни, но засаженной кустарниками и деревьями. Засадив восемь процентов земной суши растениями (вариант, по стоимости сравнимый с распылением алмазов), мы увеличим суммарный нагрев Земли Солнцем на величину чуть ли не до одного процента — а это теоретически может подогреть планету даже сильнее, чем выбросы углекислого газа.

Как мы видим, климат — сложная система, к тому же пока не до конца понятная. В таких условиях попытка починки тонкого механизма кувалдой способна принести больше вреда, чем пользы. Все это делает шансы на одобрение активных стратегий по антропогенному глобальному охлаждению очень рискованными.

Трудно представить себе, как нечто с настолько непредсказуемыми последствиями удастся согласовать на уровне ООН. Так что ждать появления алмазной пыли над головами пока преждевременно.

Война с мельницами

Неясны перспективы и на пути консервативного сценария борьбы с глобальным потеплением. Предлагается максимально сократить выбросы углекислого газа, но поможет ли это?

В недавней книге коллектива признанных ученых-климатологов ставится вопрос: способны ли мы достоверно отличить нынешнее глобальное потепление от эффекта, вызванного обычной изменчивостью земного климата?

Как отмечается в публикации, «важный вывод исследования заключается в том, что естественные изменения климата в масштабе десятилетий и более настолько велики, что не учитывая их влияние можно прийти к ошибочным оценкам чувствительности климата к антропогенному воздействию».

Пингвин Адели в Антарктике

Примеров такого рода неантропогенных потеплений немало. Хорошо известно, что в Гренландии тысячу лет назад росло немало деревьев, в то время как Темзу еще четыреста лет назад регулярно сковывало льдом на всю зиму. Около семи тысяч лет назад случилось естественное потепление, еще более масштабное, чем нынешнее: уровень моря тогда был на три метра выше, и на метр выше того, которым борцы с глобальным потеплением пугают человечество к концу XXI века.

Если спросить климатологов о причинах всех этих событий, то среди разнообразных ответов обязательно будет словосочетание «естественная изменчивость». Иные ученые, не находя причин подобных изменений климата, даже пытаются отрицать сам факт таких потеплений и похолоданий — вот свидетельство того, насколько недостаточны знания человечества о них.

В районе фьорда Аммассалик в Гренландии

К сожалению, точных метеорологических наблюдений в эти эпохи не было, но из косвенных признаков вроде уровня моря очевидно, что земной климат может меняться быстро и сильно безо всяких антропогенных выбросов углекислого газа, причем по причинам, о которых пока можно только догадываться.

Климатология является наукой, в которой масштабный эксперимент поставить очень трудно, не говоря уже о том, что вряд ли оно того стоит. Пока окончательных ответов на эти вопросы нет, а значит — человечество пребывает в состоянии неопределенности.

Глобальное потепление — реальность, и хотя с 2000 года рост температур пока не наблюдается, это не значит, что лето не станет еще более засушливым, а наводнения на Дальнем Востоке и Черноморском побережье — более частыми. Однако ни достоверных путей остановки потепления, ни даже уверенности, что мы вообще в силах это сделать, пока нет.

Все, что в наших силах, — быть готовыми к неприятному развитию событий и не слишком усугублять положение как увеличением выбросов парниковых газов, так и не вполне продуманными шагами по их компенсации.