100 великих тайн Земли - Александр Волков

Что же касается темпов потепления, то благостная картина обманчива. Если бы не Мировой океан, планета прогрелась бы гораздо сильнее. Океан очень инертен, а потому воздействие парниковых газов пока не вполне отразилось на средней температуре Земли. Зато, даже если эти выбросы прекратятся, потепление продлится еще несколько столетий. И это может привести к необратимым климатическим изменениям.

Уже сейчас содержание углекислого газа увеличилось настолько, что через какое-то время, по оценке российского биофизика Алексея Карнаухова, температура повысится на 10°. Разработанная им модель парниковой катастрофы вызывает в последние годы большой интерес. Вот суть проблемы. На протяжении тысячелетий концентрация углекислого газа в атмосфере была величиной почти постоянной. Вплоть до 1750 года она равнялась 0,028 %, но затем начала расти, достигнув 0,0338 % к 1980 году и 0,0387 % к 2010 году. Сегодняшний показатель выше, чем когда бы то ни было за последние 420 тысяч лет. Прежнее его постоянство объяснялось целым рядом причин.

Часть углекислого газа поглощала растительность. Правда, вопреки распространенному мнению, что «лес – легкие нашей планеты», оказалось, что роль лесов в долговременном связывании СО2 чрезвычайно мала, поскольку практически весь связанный углерод возвращается в атмосферу ввиду процессов дыхания растений, из-за гниения отмирающих листьев и древесины, а также вследствие лесных пожаров. Углекислый газ можно надолго захоронить лишь в биоценозах болот и тропических морей.

В болотах растительность попадает в стоячую воду с крайне низким содержанием кислорода и накапливается там, почти не разлагаясь. Так образуются торфяные пласты и месторождения бурого и каменного угля. В тропических морях углекислый газ используется в качестве «строительного материала» при образовании известковых раковин и чехлов.

И вот тут начинаются проблемы. Так, за последние 100 лет общая площадь болот на Земле сократилась почти в два раза и продолжает уменьшаться по мере их осушения. Соответственно, понижается количество углекислого газа, изымаемого из атмосферы. Восстановить исчезнувший биоценоз не представляется возможным. Осушенные земли давно введены в сельскохозяйственный оборот.

В последние десятилетия серьезно пострадал и биоценоз тропических морей. Причина кроется в регулярном загрязнении морей гербицидами и пестицидами. Это уменьшает растворимость углекислого газа в морской воде. Его излишки будут поступать в атмосферу. А ведь в Мировом океане содержится примерно в 60 раз больше СО2 , чем в воздушной оболочке Земли.

Еще большее количество связанного углерода находится в земной коре в виде известняка, мрамора, мела и т.п. Вследствие глобального потепления, как и в результате воздействия человека на земную кору (подземные испытания ядерного оружия, бурение скважин и т.п.), в атмосферу Земли может поступить огромное количество углекислого газа.

На дне Мирового океана содержится не менее 10 тысяч гигатонн углерода в виде гидратов метана, что более чем в 10 раз превышает количество атмосферного углерода, но эти гидраты устойчивы только при низких температурах. Глобальное потепление будет сопровождаться таянием «метанового льда».

Как подчеркивает Алексей Карнаухов, «анализ процессов в неживой природе не обнаружил там механизмов поддержания устойчивости химического состава атмосферы Земли. Зато оказалось, что в неживой природе существует немало процессов, реализующих положительную обратную связь “концентрация СО2 – среднепланетарная температура”». Из-за этого может начаться лавинообразный рост концентрации углекислого газа в атмосфере, даже если мы полностью откажемся от сжигания ископаемого топлива (уголь, нефть, газ). В условиях разрушения природных биосистем это может вызвать необратимое изменение химического состава атмосферы, а значит, и климата Земли.

В модели, предложенной российским ученым, результатом происходящего станет повышение среднепланетарной температуры до 100 —150 °С и более. Этот процесс уже нельзя будет остановить. Существование жизни на нашей планете (по крайней мере, в ее нынешней форме) станет невозможным. По прогнозу Карнаухова, необратимое изменение климата Земли может наступить в относительно недалеком будущем, через 200—300 лет.

«У нас не так много шансов дожить до конца III тысячелетия, и виной тому – парниковый эффект, – это уже голос британского астрофизика Стивена Хокинга, его мрачный прогноз. – Через несколько сотен лет, если процесс не замедлится, Земля может превратиться в подобие Венеры, совершенно не пригодной для жизни».

Чтобы избежать катастрофы, нужно:

– сохранить климатообразующие биоценозы (болота и тропические моря);

– ограничить, а со временем и полностью отказаться от добычи и сжигания угля, нефти и газа;

– перейти к использованию гидроэнергии, энергии ветра и Солнца;

– увеличить площадь и биомассу лесов;

– искусственно изъять углекислый газ из атмосферы, например, путем захоронения углеродсодержащих отходов и бытового мусора;

– оборудовать в космосе экраны, задерживающие часть солнечного излучения, чтобы можно было регулировать количество тепла, получаемого Землей.

Как отмечает Карнаухов, «учитывая крайнюю степень опасности происходящих изменений климата Земли, человечество, и, прежде всего, промышленно развитые страны, должно в самое ближайшее время договориться о проведении согласованной политики в данной области и о выделении необходимых средств как для проведения полномасштабных исследований, так и для осуществления комплекса мер по стабилизации климата Земли».

Нужны ли комментарии? Куда мы движемся здесь, на Земле?

Можно ли изменить климат вручную?

Борьба с глобальным потеплением – дело очень серьезное и недешевое. Несколько лет назад Международное энергетическое агентство распространило доклад, в котором сообщалось, что для того, чтобы уменьшить наполовину уровень выбросов углекислого газа во всем мире, придется затратить почти 29 триллионов евро. Эти средства пойдут, например, на строительство новых атомных электростанций и ветроэнергетических установок. Альтернатива известна. Если ничего не менять, то уровень эмиссии к 2050 году возрастет на 130 %.

Между тем неординарные проблемы требуют необычного решения. В последние годы ученые и инженеры предлагают все новые идеи, призванные вернуть нам потерянный рай здесь, на Земле. В планах нет недостатка. Мячи для гольфа, сброшенные в пучину тропических вод, метко бьют по солнечным лучам, отражая их ровнехонько в космос. По барханам Сахары пластаются то ли пластиковые пленки, то ли параболические зеркала. Кто говорит: «Рассеивая солнечный свет», кто: «Черпая из него энергию».

Строительство атомных электростанций позволяет снизить количество выбросов углекислоты в атмосферу

Если постараться, то можно собрать целую коллекцию фантастичных проектов, которые в основном вызывают удивление, но ведь есть надежда, что несколько из них ну не то чтобы «спасут Землю»… это слишком высокопарно… а в чем-то облегчат нам жизнь. Вот только как бы не ошибиться в выборе.

В принципе, «геоинженерия» сводится пока к двум концепциям. Либо мы стремимся уменьшить количество энергии, получаемое планетой, отражая солнечные лучи. Либо сокращаем содержание углекислого газа в атмосфере, изымая его, чтобы захоронить в океане или толще земли. Все это, по мысли авторов проектов, должно спасти Землю от перегрева.

Впрочем, сами по себе некоторые эксперименты выглядят достаточно опасными и могут привести к непредсказуемым последствиям. Недаром профессор Массачусетского технологического института Рональд Принн иронично сравнил изыски инженеров, взявшихся спасать климат, с намерением человека, нечаянно проглотившего муху, съесть еще и паука, чтобы тот расправился с насекомым.

Вот несколько парадных примеров этой блистательной эффектами науки.

Еще в середине 1970-х годов Михаил Будыко говорил о том, что искусственные облака могли бы защитить Землю от перегрева. Однако интерес к этой идее пробудился лишь после эксперимента, поставленного самой природой. В 1991 году, во время извержения филиппинского вулкана Пинатубо, в стратосферу было выброшено более 10 миллионов тонн мельчайших частичек серы. Облако вулканических газов так эффективно поглощало солнечный свет, что на следующий год средняя температура на планете понизилась почти на полградуса. Так не попробовать ли нам подражать природе – не распылить ли над Землей, на высоте 25—30 километров, порошкообразный сульфат серы?

Именно с такой идеей обратился со страниц журнала Nature Climate Change нобелевский лауреат по химии Пауль Крутцен. По его расчетам, 3 граммов серы, попавших в стратосферу, достаточно, чтобы уравновесить влияние тонны углекислого газа, ну а дабы предотвратить удвоение выбросов СО2 , хватит 5 миллионов тонн серы в год. Правда, на охлаждение Земли придется ежегодно тратить от 25 до 50 миллиардов долларов, но последствия климатических изменений обойдутся дороже.