Малый ледниковый период. Как климат изменил историю, 1300–1850 - Брайан Фейган

На предварительных температурных кривых для малого ледникового периода можно увидеть заметные пиковые отклонения книзу, когда отдельные годы выдавались аномально холодными. Эти аномалии почти всегда связаны с крупными извержениями, такими как извержение вулкана Тамбора в Юго-Восточной Азии в 1815 году – одно из самых грандиозных за последние 15 тысяч лет. В течение нескольких лет пепел Тамборы перемещался в атмосфере, заслоняя Солнце. На температурных диаграммах климатологов на 1816 год приходится пик холода. Это был «год без лета»: в июне в Новой Англии выпал снег, а уже в сентябре европейцы дрожали от стужи. Крупные извержения вулканов почти всегда приводили к холодным летам и плохим урожаям – природным явлениям, не связанным с бесконечными пертурбациями малого ледникового периода. На протяжении XVII века необычная вулканическая активность вносила свой вклад в непостоянство климатических колебаний.

* * *

Чем был вызван малый ледниковый период? Может быть, на температуру в мире на протяжении пяти веков влияли небольшие смещения земной оси? Или к похолоданию привели циклические флуктуации солнечного излучения? Ответ до сих пор ускользает от нас, главным образом потому, что мы только начинаем понимать глобальную климатическую систему и управляющие ею взаимодействия атмосферы и океана. Здесь мало о чем можно говорить с уверенностью. Но нам известно, что мы продолжаем жить в ледниковом периоде, где-то посреди межледниковья, одного из многих, случившихся за последние 750 тысяч лет. Со временем – по некоторым оценкам, в ближайшие 23 тысячи лет – мир, скорее всего, вернется к очередному ледниковому циклу, с такими же экстремальными температурами, как и 18 тысяч лет назад, когда значительная часть Европы по-настоящему глубоко промерзла.

В течение последних 730 тысяч лет медленные циклические изменения эксцентриситета земной орбиты, наклона и ориентации ее оси вращения постоянно меняли характер испарения и выпадения осадков, а также выраженность смены времен года. В результате на планете непрерывно чередовались экстремально холодные и короткие теплые периоды. Геохимик Уоллес Брокер считает, что под влиянием этих изменений вся система взаимодействий океана и атмосферы резко переключалась из одного режима во время эпизодов оледенения в совершенно другой в более теплые периоды. По его словам, каждый щелчок «выключателя» приводил к серьезным изменениям в циркуляции океанических течений, так что тепло переносилось по планете по-разному. Иными словами, климатические закономерности ледникового периода сильно отличались от тех, что действуют в последние 10 тысяч лет[58].

Если Брокер прав, то нынешний климатический режим – результат работы того, что он называет «великим океанским конвейером»[59][60]. Течения, подобно гигантскому транспортеру, обеспечивают циркуляцию воды в Мировом океане. В Атлантике теплые поверхностные воды текут на север почти до самой Гренландии. Охлажденные арктическим воздухом, эти воды опускаются вниз и образуют течение, которое на большой глубине покрывает огромные расстояния – на юг Атлантического океана, до Антарктиды, а оттуда в Индийский и Тихий океаны. В этих океанах поверхностные воды перемещаются на юг, тогда как холодные придонные течения движутся на север. В Атлантике северное течение поглощается более быстрой встречной «конвейерной лентой», которую подпитывает плотная соленая вода, опускающаяся с поверхности в северных морях. По своей мощности поток, циркулирующий в Атлантическом океане, эквивалентен сотне таких рек, как Амазонка. Огромное количество тепла переносится на север и с арктическими воздушными массами поднимается над Северной Атлантикой. Именно этим теплообменом объясняется относительно мягкий морской климат Европы, который с некоторыми вариациями сохраняется на протяжении десяти тысячелетий голоцена.

Великий океанский конвейер переносит соленую воду глубоко под поверхностью Мирового океана. Важное место в этом процессе занимает нисходящий поток соленой воды в Северной Атлантике.

Мы знаем о работе великого океанского конвейера лишь в самых общих чертах, но этого достаточно для понимания того, что изменения в циркуляции поверхностных вод существенно влияют на климатические явления глобального масштаба, такие как Эль-Ниньо. Нам также известно, что хаотичные взаимодействия атмосферы и океана мощно влияют на вихревые атмосферные потоки, опускание поверхностных вод и направления течений в Северной Атлантике. Недавно Брокер и другие ученые обратили внимание на океанические глубины и на изменения в термохалинной циркуляции (циркуляции, вызываемой перепадами температур и солености морской воды)[61].

С тех пор как в 1980-х был открыт океанский конвейер, принято считать, что он работал бесперебойно на протяжении всего голоцена. Согласно этому сценарию, в Северной Атлантике и по периметру Антарктиды образуются примерно равные по объему глубоководные океанические течения, которые полностью смешиваются, двигаясь навстречу друг другу. Смешение происходит, когда поверхностные воды под воздействием атмосферных газов опускаются вглубь океана. Эта устоявшаяся гипотеза может оказаться неверной, поскольку теперь мы знаем, что сегодня в Южном океане происходит нечто иное. В море Уэдделла у берегов Антарктиды образуется гораздо меньше смешанной придонной воды, чем считалось в ходе десятилетий научных наблюдений. В то же время в Северной Атлантике глубинные воды сегодня формируются с той скоростью, которая необходима для поддержания естественного уровня изотопа углерода-14 (С14). Брокер предполагает, что в малый ледниковый период в Южном океане формировалось гораздо больше придонной воды, чем сейчас. То же самое происходило во время максимума последнего оледенения и в течение непродолжительного и холодного позднего дриаса 11,5 тысяч лет назад.

Возможно, формирование глубинных антарктических вод усилилось около 800 лет назад, когда Европа переживала первое значительное похолодание, а затем ослабло после 1850 года, когда климат снова стал мягче. Конец малого ледникового периода ознаменовался двумя фазами потепления: с конца XIX века примерно до 1945 года и с 1975 года по настоящее время. Научные наблюдения последней четверти века не выявили никаких признаков формирования больших объемов придонной воды, так что, судя по всему, оно замедлилось задолго до 1940-х.