Проблема изменения климата на сегодня — одна из самых актуальных в мире. При этом в последние годы внимание мирового и научного сообщества сосредоточилось на проблеме глобального потепления. Между тем, климатические изменения им не ограничиваются. Что управляет климатом на Земле, какова степень ответственности за него человека и можно ли бороться с его изменениями, ЯСИА рассказал ученый-палеонтолог, доктор биологических наук Альберт Протопопов.
Так ли опасны изменения климата?
Руководитель отдела изучения мамонтовой фауны Академии наук РС(Я) Альберт Протопопов много лет изучает экологию и морфологию вымерших представителей плейстоценовой мегафауны, а, изучая причины исчезновения мамонтов, невозможно не коснуться проблемы климатических изменений. Он считает, что ее нужно рассматривать максимально широко, выявляя все возможные риски и варианты минимизации негативных последствий. Сложность заключается в том, что на сегодня практически нет никаких точных способов спрогнозировать возможные изменения и их результаты. А они могут быть самыми серьезными. Пример тому — вымирание мамонтов и других представителей плейстоценовой фауны, случившееся на рубеже Ледникового и голоценового периодов.
В Северном полушарии в последние 50 тысяч лет климат несколько раз довольно сильно менялся. Каждый раз эти изменения оказывали сильнейшее воздействие на животный и растительный мир. Например, примерно 10-11 тысяч лет назад начали исчезать мамонты и еще несколько видов животных, таких как шерстистый носорог и пещерный лев.
Бизоны, сайгаки резко сократили свой ареал, изменились ландшафты на огромных пространствах. Растаяли ледники, на месте мерзлотных саванн выросли леса. Человечество начало свое триумфальное расселение по всему земному шару. Все это связано с резким потеплением климата», — говорит он.
По мнению ученого, в короткой перспективе наиболее очевидная опасность климатических изменений – это природные и техногенные катастрофы. К первым относятся наводнения, природные пожары, эпидемии, оказывающие прямое негативное воздействие на людей. Ко вторым можно отнести, например, риск разрушения инженерных сооружений, жилых и производственных зданий из-за таяния вечной мерзлоты.
В более глобальном масштабе из-за повышения уровня Мирового океана существует опасность затопления прибрежных районов по всему миру, включая Россию. Тот же Санкт-Петербург, многомиллионный индустриальный город, находится в зоне риска.
При строительстве промышленных предприятий, новых жилых микрорайонов, неплохо бы учитывать и эту, пока гипотетическую опасность, которая может внезапно стать реальной с абсолютно катастрофическими последствиями. При этом речь идет не только о потеплении, но и похолодании. Необходимы модели, учитывающие различные сценарии климатических изменений», – говорит Протопопов, добавляя, что указанные риски лишь небольшая часть возможных последствий.
Существует более пролонгированная и очень серьезная опасность — смещение природно-климатических поясов. Когда на месте пшеничных полей могут распространиться пустыни, либо наоборот – болота. На продуктивность сельскохозяйственных культур могут повлиять совсем минимальные колебания температуры, смещение сроков заморозков, тепло- и влагообеспеченности, десятки и сотни различных, часто трудно прогнозируемых факторов.
Смещение природно-зональных поясов мы наблюдаем в настоящее время. Например, в Якутии ареал благородного оленя за последние десятилетия наблюдений сместился севернее на тысячу километров.
В Центральной Якутии в последние годы появились энцефалитные клещи, сделавшие «прыжок» на север на много сотен километров, это к вопросу о распространении болезней. С каждым годом увеличивается видовое разнообразие птиц. Ареалы многих видов смещаются севернее. Двадцать лет назад в Якутске появились скворцы и синицы, ранее, в начале 80-х – чибисы. Природа — это живая система, требующая постоянного изучения за протекающими процессами. Это нужно предугадывать и принимать превентивные меры по предотвращению катастрофического сценария. Здесь главное постоянный мониторинг за климатом и состоянием вечной мерзлоты», — подчеркивает он.
Кто в ответе за парниковый эффект?
Один из ключевых вопросов, о которых спорит современная наука — как влияет на климат деятельность человека и можно ли как-то снизить негативные последствия этих изменений?
Сегодня, в дискуссиях об изменении климата превалирует тема глобального потепления, которая не теряет актуальности уже несколько десятков лет. Одной из основных его причин сторонники теории называют увеличение выбросов в атмосферу парниковых газов, прежде всего, СО2, вследствие интенсивной деятельности человека. Впервые активно об этом заговорили еще в начале прошлого века, и на текущий момент это одна из самых влиятельных теорий.
В 2007 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата, куда входят ведущие специалисты-климатологи из разных стран, была удостоена Нобелевской премии мира «за усилия по накоплению и распространению более широких знаний о антропогенном изменении климата и созданию основ для мер, необходимых для противодействия такому изменению», а снижение выбросов в атмосферу с целью уменьшить негативное влияние глобального потепления стало глобальным политическим трендом.
Он получил отражение в действующем с 2015 года Парижском соглашении и является сегодня официальной позицией многих государств, в том числе – России. Излишне говорить, что, как и принятый ранее Киотский протокол, Парижское соглашение основано на выводах МГЭИК.
Альберт Протопопов, однако, отмечает, что однозначного ответа на вопрос о влиянии деятельности человека на климатические изменения пока нет. Безусловно, население Земли значительно выросло по сравнению с прошлыми эпохами, значительно возросло антропогенное давление, но насколько оно критично для глобальных изменений – никто точно сказать не может. Сам он считает, что не критично, и изменения климата, по большому счету, от людей не зависят, и именно в этом видит основания для тревоги.
Главная опасность изменений климата в их непредсказуемости. Они уже приводят к катастрофическим последствиям во многих регионах Земли. Поэтому столько усилий прилагается в области прогноза, и моделирования возможных последствий.
Это, например, засуха, и, как следствие, массовый голод в странах Африки. Такие сценарии несут в себе и политическую опасность, включая войны и эпидемии, рост преступности и преступлений против человечности», — говорит он.
При этом наш собеседник подчеркивает, что принятие и Парижского соглашения, и Киотского протокола — это политические решения, хоть и основанные на выводах ученых. Каждое государство самостоятельно принимает решение о своем участии в них. Если же подходить к вопросу с позиции науки, то это лишь одна из многих точек зрения.
«С точки зрения науки комментировать эти соглашения, особого смысла нет. Они приняты, многие доверяют выводам экспертов и политиков. Выводы эти основаны на одной из теорий воздействия на климатические колебания – выбросе парниковых газов. Насколько они состоятельны, сейчас оценить трудно. Ясно то, что концентрация парниковых газов в атмосфере действительно влияет на климат Земли в сторону потепления. Ясно и то, что деятельность человека способствует увеличению выбросов в атмосферу. Но задача науки — оценивать степень важности и других причин климатических изменений. Необходимо максимально их понять, просчитать риски и предложить способы решения проблем», — говорит наш собеседник.
А теплеет ли климат: о чем рассказывают мамонты?
Несмотря на популярность теории глобального потепления, среди ученых немало и тех, кто считает это всего лишь короткий (в геохронологическом масштабе) цикл, за которым снова последует похолодание. Слабым местом теории остается относительно короткий период наблюдений, на основе которых делаются выводы – это 70-60 лет. За это время средняя температура на поверхности Земли действительно выросла на несколько градусов, но современная наука точно не знает, насколько быстро она росла в другие теплые периоды.
Теплые и холодные периоды сменяли друг друга на протяжении сотен тысяч лет истории Земли. Были периоды, когда, например, в Якутии было гораздо холоднее, чем сейчас, были намного более теплые времена. Например, 40-20 тысяч лет назад конце Ледникового периода (т.н. каргинский период, прим.ред.) в Якутии было теплее, чем сейчас.
Это подтверждают исследования найденных остатков вымерших животных и растений, которые являются очень точным индикатором климатических изменений», — говорит Альберт Протопопов.
Если смотреть в более широком временном масштабе, нынешний период – голоцен – сам по себе является теплым, он начался примерно 11 тысяч лет назад, придя на смену плейстоцену, который в обиходе получил название Ледниковый период. Тогда в Европе, Скандинавии и Среднерусской равнине располагались гигантские ледники. Также ледники были на территории современной Канады и северной части США. Переход от плейстоцена к голоцену ознаменовался таянием этих ледников и массовым вымиранием мамонтовой фауны в Северном полушарии. Однако на северо-востоке Азии картина была другая.
«Изучая содержимое желудочно-кишечного тракта мамонтов и их современников, палеоботаники обнаружили десятки видов растений, ареалы которых сейчас располагаются значительно южнее. Например, на одном из островов Новосибирского архипелага нами были обнаружены стволы лиственницы, возраст которых достигал более 40 тысяч лет. Место находки расположено на 500 километров севернее нынешней границы ее ареала. С учетом того, что эта граница совпадает с изотермой июля в плюс 10 градусов по Цельсию, мы можем обоснованно предполагать, что летом в каргинский период позднего плейстоцена температура воздуха в Якутии была гораздо теплее, чем в настоящее время. На острове Котельный (входит в архипелаг Новосибирские острова, прим. ред.), где сейчас даже не тундра, а арктические пустыни, тогда росли лиственничные леса!
А вот в Европе, в тех местах, где сейчас вызревают виноградники, вовсю бегали песцы и были распространены тундры. Поэтому для европейцев период максимального распространения мамонтов был ледниковым, а для нас он был более теплым.
Еще одним подтверждением, что ранее климат в Якутии был теплее, является то, что более 100 тысяч лет назад здесь обитали бобры. «Бобр не может жить в местах, где образуется толстый лед. В таких местах зимой он не выживает. Сейчас в Якутии бобров нет. И насколько я знаю, все попытки его акклиматизации провалились. И, если бобры жили на территории Якутии более ста тысяч лет назад (а их останки найдены в Верхоянском и Абыйском районах), то это значит, что климат, особенно зимой, был существенно теплее современного», — рассказывает Протопопов.
На вопрос, теплеет ли климат, он отвечает однозначно: потепление в данный момент выраженный климатический тренд: «Это особенно видно по состоянию паковых льдов Северного Ледовитого океана. Их площадь сокращается. Время, когда океан на большей части свободен ото льдов, увеличивается, это делает перспективы Севморпути более чем оптимистичными».
Аналогично океанским льдам, тают и горные ледники по всему миру. Многие уже исчезли, другие в разы сократили свои площади, что еще больше ускоряет процессы потепления. По данным многолетних метеонаблюдений заметно увеличение количества теплых дней и сокращение количество холодных. Ещё одним свидетельством потепления является смещение на север ареалов многих животных.
Так что, да, климат теплеет. Несомненно и то, что в последние десятилетия антропогенное воздействие на природу значительно возросло. Другой вопрос, насколько глобально это потепление, насколько велика в нем роль человека, и как долго оно продлится.
Достигнет ли оно скоро какого-то пика и сменится похолоданием, либо затянется на десятилетия, века, а может, и тысячелетия, никто сказать точно не может. Мы можем предполагать и выдвигать разные гипотезы. Но должны быть готовы к разным сценариям», — констатирует Протопопов.
От планет до вулканов: что управляет климатом?
Помимо теории «парникового эффекта» существует множество научных теорий и предположений, объясняющих изменение климата на Земле и охватывающие значительные временные периоды.
«По большому счету климатология находится только на начальной стадии своего развития, поэтому теорий много. Есть так называемые астрономические, связывающие изменение климата с астрономическими внеземными причинами. Например, согласно теории сербского инженера, климатолога, геофизика Милутина Миланковича, примерно раз в сто тысяч лет глобальная температура на Земле сильно повышается, а затем медленно остывает. Эти циклы с периодическими колебаниями происходят внутри более глобального холодного периода и связаны с изменениями солнечной активности и формой орбиты земли», — рассказывает ученый.
В числе других аналогичных теорий он также называет теорию чисел Вольфа. Она связывает изменение климата с числом солнечных пятен. Здесь наблюдаются 11-ти и 22-летние циклы, связанные с потеплениями и похолоданиями.
Внеземное воздействие провоцирует уже земные механизмы формирования климата. Так, согласно теории Мориса Юинга и Уильяма Донна, потепление может вызывать приток теплых вод (ключевую роль тут играет Гольфстрим) из Атлантики в Арктику. Это вызывает таяние ледового покрова Северного Ледовитого океана и мощное увеличение испарения, что в свою очередь усиливает снегопады и рост ледников, который в разы увеличивается из-за роста альбедо (отражения солнечной радиации). Увеличение площади ледников и паковых льдов Северного Ледовитого океана приводит к сокращению испарения, они получают меньше атмосферной подпитки влагой и перестают расти. В этот период процессы таяния ледников начинают преобладать над ростом, происходит сокращение их площадей. Ледники тают, уровень Мирового океана растет, и теплые воды снова прорываются в Северный Ледовитый океан, еще больше увеличивая интенсивность таяния льдов. Происходит автоколебательный процесс смены теплых и холодных периодов: рост испарений в теплый период запускает рост площади льдов, что в свою очередь на самом пике холодного периода запускает процесс потепления из-за возникшего дефицита влаги в атмосфере, связанной льдами.
Еще одной причиной может являться вулканическая деятельность, которая вызывает приток в атмосферу пепла и парниковых газов. Аналогичный эффект имеют и падения гигантских астероидов. Последствия вулканической деятельности могут вызывать не только кратковременные похолодания, но и длительные ледниковые периоды.
Например, 75 тысяч лет назад на Суматре произошло извержение супервулкана Тоба. Огромное количество выбросов привело к образованию в атмосфере экрана, который отражал значительную часть солнечных лучей. Следствием стала вулканическая зима, в это время средняя температура Земли понизилась почти на 10 градусов Цельсия. Кстати, именно по этому аналогу впоследствии была построена модель ядерной зимы.
С другой стороны, выбросы гигантского количества пепла в атмосферу вулканами могут частично, а, может, и значительно, компенсироваться «парниковым эффектом». Вместе с пеплом в атмосферу поступают еще и парниковые газы – водяной пар, углекислый газ и метан, которые препятствуют потоку теряемой с поверхности Земли энергии и вызывают повышение температуры.
Если говорить в масштабе отдельных регионов, то состояние климата может зависеть от циркуляции воздушных масс. Например, в Якутии климат формируется под действием Арктического антициклона — очень высоко влияние атлантических воздушных масс, приносящих основные осадки. А вот воздействие Тихого океана, находящегося значительно ближе, в центральной части Якутии практически не ощущается. Такое перераспределение циклонов и антициклонов зависит от горных хребтов. Становой, Верхоянский и Черского хребты задерживают с востока прорыв тихоокеанских муссонов, и их роль в формировании резкоконтинентального и ультрахолодного климата Якутии трудно переоценить.
«Истина, скорее всего где-то посередине, формирование климата носит комплексный характер. Астрономические факторы могут компенсироваться или дополняться уже земными причинами, например, изменением направления теплых морских течений, типа Гольфстрима, усилением альбедо земной поверхности вследствие расширения площади ледников, а иногда и такими нециклическими катастрофическими явлениями, как извержения супервулканов. Формирование климата — сложный многовекторный процесс. Нельзя сказать однозначно, что причиной потепления или похолодания служит один конкретный фактор», — резюмирует Протопопов.
Можно ли остановить изменения климата?
Покажет ли политика по предотвращению глобального потепления климата, предписываемая Парижским соглашением, свою эффективность, выяснится со временем. Наш собеседник считает, что на сегодняшний день и на сегодняшнем уровне знаний лучше делать хоть что-то, чем ничего. По его мнению, выявление возможных рисков климатических изменений, предупреждение о них жителей регионов Земли и минимизация их негативных последствий должно стать во главе угла научных исследований в самых разных сферах. Для этого нужны консолидированные и комплексные исследования ученых и практиков. Объединить такие исследования и масштабные эксперименты под силу только на государственном уровне.
«Руководство страны это понимает и делает много чего в этом направлении. Конечно, хочется, чтобы делалось больше. Тем более что в истории сохранилось много фактов неправильного реагирования государств на климатические изменения.
Так, во время Вавилонского царства в междуречье Тигра и Евфрата, где, согласно Библии, размещался райский сад Эдем, началась очередная засуха. Призванные египетские инженеры применили ирригационные методы, эффективные в долине Нила. Однако в Месопотамии они вызвали массовое засоление почв и опустынивание. Разразилась экологическая катастрофа, последствия которой ощущаются и сегодня. Это лишь один из многих примеров, когда следствием неправильных ответов на климатические вызовы становилось исчезновение целых цивилизаций.
В качестве примера известных инструментов позитивного воздействия на климат, он приводит регулирование в лесной области, в котором уже накоплен большой опыт. Например, массовые лесопосадки в середине прошлого века на юге России и Украины помогли сгладить суточные и сезонные колебания температуры и улучшить водный баланс. Это, в свою очередь, положительно сказалось на продуктивности сельского хозяйства.
«Давно выяснено, как важен лес для климата. Тем большее беспокойство вызывают массовые вырубки леса в водоохранных зонах и на склонах гор, что ведет не только к засухам и снижению уровня рек, но и вызывает катастрофические наводнения, сели и оползни», — говорит Альберт Протопопов.
При этом он подчеркивает, что несмотря на сложность прогноза изменений климата, нужно стремиться это делать и предупреждать людей о возможных рисках, которые эти изменения несут.
«Человек стал цивилизованным в тот момент, когда начал активно приспосабливаться к климату, а не просто ушел мигрировать в поисках комфортных условий, как делают животные. При этом если животные приспосабливаются чисто физиологически или поведенчески в ходе естественного отбора, то люди это делают осознанно. Они приспособились к жизни в самых разных условиях: от холодной Якутии до тропических джунглей Африки и пустынь Сахары.
Адаптационные возможности человечества огромны, это позволяет смотреть в будущее с оптимизмом. Но к нему нужно готовиться, чтобы минимизировать возможные потери, а лучше их вообще избежать. Опасность климатических колебаний в том, что негативный сценарий может начаться абсолютно внезапно.
Это уже происходило в истории в разное время, в разных регионах Земли и с разным исходом», — резюмирует он.
По данным отчета, опубликованного Всемирной метеорологической ассоциацией в 2020 году, за последние 50 лет более 11 000 бедствий были вызваны погодными, климатическими и связанными с водой опасными явлениями. В их в результате погибли 2 миллиона человек и был нанесен экономический ущерб в размере 3,6 триллиона долларов США. Хотя за этот период среднее число погибших в результате каждого стихийного бедствия сократилось на треть, число зарегистрированных стихийных бедствий увеличилось в пять раз, а экономический ущерб — в семь раз. В докладе подчеркивается необходимость перехода прогноза от сообщений «какой будет погода» к информированию о том, «что погода сделает», чтобы люди и предприятия могли действовать заблаговременно на основе этих предупреждений.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: