Миллиарды и миллиарды. Размышления о жизни и смерти на рубеже тысячелетий - Карл Эдвард Саган

Около 2050 г. высока вероятность всемирного кризиса продовольствия из-за засухи. Некоторые ученые считают маловероятным – с шансами не выше 10 % – масштабное обрушение сельхозпроизводства из-за парникового эффекта. Но риск в любом случае тем выше, чем дольше мы медлим. На какое-то время условия в таких местах, как Канада и Сибирь, улучшатся (если почва пригодна для ведения сельского хозяйства) ценой ухудшения ситуации в низких широтах. Но в дальней перспективе климат станет хуже во всем мире.

По мере нагрева Земли повышается уровень океанов. К концу XXI в. он может подняться на несколько десятков сантиметров, возможно, на метр. Одной из причин является то, что морская вода, нагреваясь, увеличивается в объеме, другой – таяние ледников и полярных льдов. Чем дальше, тем сильнее будет наступать Мировой океан. Со временем (точного срока не назовет никто) многие обитаемые острова в Полинезии, Меланезии и Индийском океане полностью уйдут под воду и исчезнут с лица Земли. Неудивительно, что был создан Альянс малых островных государств, активно борющийся против дальнейшего роста выбросов парниковых газов. Катастрофические последствия ждут также Венецию, Бангкок, Александрию, Новый Орлеан, Майами, Нью-Йорк и в целом густонаселенные бассейны таких рек, как Миссисипи, Янцзы, Хуанхэ, Рейн, Рона, По, Нил, Инд, Ганг, Нигер и Меконг. В одной только Бангладеш места проживания лишатся десятки миллионов человек. Возникнет новая тяжелая проблема экологических беженцев, спровоцированная ростом населения, уничтожением среды обитания и растущей неспособностью социальных систем справляться с быстрыми изменениями. Куда пойдут все эти массы людей? Подобные проблемы ждут Китай. Если мы сохраним привычный образ действий, Земля будет с каждым годом все сильнее нагреваться, повсюду обычным делом станут одновременно засухи и наводнения. Все больше городов, областей и целых стран будут уходить под воду, разве что их спасут героические инженерные мероприятия всемирного масштаба. В долгосрочной перспективе ожидаются и другие ужасные последствия, в том числе исчезновение западноантарктического ледникового щита, подъем уровня Мирового океана вследствие его таяния и затопление почти всех прибрежных городов планеты.

На моделях глобального потепления в зависимости от масштаба времени (от десятилетий до одного-двух веков) можно увидеть разные тенденции, например изменение температуры, засушливости климата, погоды и уровня морей. Эти тенденции настолько неблагоприятны, а их слом требует таких затрат, что вполне понятно упорное стремление найти в самой теории какую-нибудь ошибку. Одними скептиками движет нормальная для ученых привычка подвергать сомнению новые идеи, другими – участие в прибылях заинтересованных отраслей. Огромное значение приобретают обратные связи.

В глобальной климатической системе возможна как положительная, так и отрицательная обратная связь. Положительная опасна. Например, из-за парникового эффекта температура немного повышается и часть полярного льда тает. Но полярный лед обладает большей отражательной способностью, чем океанская вода. Вследствие его таяния Земля становится чуть темнее, значит, поглощает чуть больше солнечного света, дополнительно нагревается, тает еще больше полярного льда, и процесс зацикливается – возможно, вся система пойдет вразнос. Так работает положительная обратная связь. Еще один пример: из-за небольшого увеличения концентрации СО2 в воздухе поверхность Земли, в том числе и океанов, слегка нагревается. Более теплые океаны испаряются чуть сильнее, водяной пар, также являющийся парниковым газом, задерживает еще больше тепла и дополнительно повышает температуру.

Эффекты отрицательной обратной связи способствуют гомеостазу. К примеру, немного нагреем Землю, выбросив дополнительный объем углекислого газа в атмосферу. Как мы только что выяснили, от этого в ней становится больше водяных паров, что, в свою очередь, усиливает облачность. Облака хорошо отражают свет, следовательно, меньше тепла из космоса достигает поверхности и нагревает Землю. Повышение температуры в конечном счете приводит к понижению температуры. Другая возможность: с повышением содержания углекислого газа в воздухе растения, которые его усваивают, начинают расти быстрее, попутно связывая все больше углекислого газа из воздуха, и парниковый эффект слабеет. Системы отрицательной обратной связи выполняют в планетарном климате функцию термостатов. Если бы, на наше счастье, они оказались достаточно сильны, потепление вследствие парникового эффекта имело бы самоограничивающийся характер, и мы могли бы позволить себе роскошь играть роль слушателей Кассандры, не повторяя их судьбы.

Главный вопрос: если учесть все эффекты положительной и отрицательной обратной связи, что получится в результате? Ответ: никто этого точно не знает. Ретроспективные расчеты глобальных потеплений и похолоданий в ледниковые периоды в зависимости от увеличения и уменьшения количества парниковых газов оказались правильными. Иными словами, если скорректировать компьютерную модель в соответствии со всеми историческими данными, то в ней автоматически будут учтены и все, известные и неизвестные, механизмы обратной связи в системе планетарного климата. Но возможно, мы ввергаем Землю в климатические режимы, не существовавшие в течение последних 200 000 лет, что чревато возникновением новых обратных связей, о которых мы вообще ничего не знаем. Например, в болотах скапливается много метана (в этом причина такого завораживающего и таинственного явления, как блуждающие огоньки). По мере потепления метан может ускоренными темпами высвобождаться. Дополнительные выбросы метана еще сильнее разогреют Землю, и возникнет очередная положительная обратная связь.

Уоллес Брокер из Колумбийского университета обращает наше внимание на очень быстрое потепление, произошедшее примерно за 10 000 лет до нашей эры, как раз перед появлением сельского хозяйства. Столь стремительное потепление, по его мнению, свидетельствует о нестабильности в связанной системе «океан – атмосфера». Таким образом, если мы меняем климат Земли в ту или иную сторону слишком резко, с выходом за предельное значение, происходит своего рода «скачок», и система самостоятельно переходит в другое стабильное состояние. Ученый полагает, что сейчас мы балансируем именно в таком неустойчивом состоянии. Если он прав, все не просто плохо, а очень плохо.

В любом случае совершенно ясно, чем быстрее меняется климат, тем сложнее любым гомеостатическим системам сработать и стабилизировать ситуацию. Боюсь, мы склонны закрывать глаза на нежелательные обратные связи и переоценивать благоприятные. Мы не настолько мудры, чтобы сделать исчерпывающий прогноз. В этом сомневаться не приходится. Едва ли сумма знаний, пока недоступных нашему пониманию, окажется спасительной. Хотя, чем черт не шутит… Но готовы ли мы поставить на кон свои жизни?

* * *

Острота и значимость проблем окружающей среды отражается в повестке дня собраний профессиональных научных обществ. Так, Американский геофизический союз – крупнейшее объединение ученых в мире – посвятил одну из секций ежегодного собрания 1993 г. предыдущим теплым периодам в истории Земли, стремясь понять последствия глобального потепления. Уже первый докладчик предупредил, что «парниковый эффект XXI в. не имеет аналогов в силу чрезвычайно быстрого развития тенденции». Было проведено четыре семинара, посвященных истончению озонового слоя, три – взаимосвязи между облачностью и климатом и еще три – общим исследованиям климата прошлого. Дж. Малман из Национального управления океанических и атмосферных исследований начал свое выступление со следующего замечания: «Открытие исключительно крупной утраты части озонового слоя над Антарктидой в 1980-х гг. оказалось совершенно неожиданным для всех». В сообщении Центра полярных исследований Бэрда при Университете штата Огайо на основе анализа ледяных кернов из Западного Китая и перуанских ледников были приведены данные по сравнению нынешнего потепления с температурами за последние 500 с лишним лет.