Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Что рассказывает лед об изменении климата на планете


Ирина Лагунина: Проблема глобального потепления является одной из самых важных в современной экологии. Однако большинство экологов понимают, что для того чтобы оценить реальные масштабы опасности, необходимо сравнить сегодняшнее изменение климата с тем, как менялся климат на нашей планете в предыдущие исторические эпохи. Один из способов узнать об этом - это изучить состав древних пород льда. О ледовых исследованиях в Арктике и Гренландии рассказывает профессор кафедры общей экологии биологического факультета МГУ Алексей Гиляров. С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.



Александр Марков: Алексей Меркурьевич, как в принципе можно узнать что-то об изменениях климата, которые были давным-давно?



Алексей Гиляров: Существуют разные способы, но один из самых захватывающих способов и вместе с тем точных - это анализ ледовых керн, то есть колонок льда, образованных в Антарктиде и в Гренландии, которые поднимаются на поверхность. Во льду есть всегда пузырьки воздуха. И вот когда этот лед образовывался, он ведь образовывался из тех осадков, которые падали сверху, из атмосферных осадков, захватывался воздух того времени. И у нас есть такие маленькие законсервированные пробы воздуха за много-много тысяч лет. И вот была сделана работа, результаты ее опубликованы в 1999 году, в журнале "Нейчер", где большой коллектив авторов, в том числе наших соотечественников, представляли данные анализа колонки льда, взятой на нашей станции "Восток". Это восточная Антарктида, это очень удаленный от всех берегов район, поэтому это чрезвычайно суровая обстановка, там минус 55 среднегодовая, то есть можно представить, какая там температура зимой. Это чрезвычайно тяжелые условия, это героический труд полярников. И мне даже несколько обидно, что эти замечательные работы, этот результат международного сотрудничества, этот график, почему он сейчас не воспроизведен во всех школьных учебниках географии, в школьных учебниках экологии и прочее? Этим мы можем гордиться.



Александр Марков: Может, просто не успели еще в учебники внести?



Алексей Гиляров: Может быть, но вот, видите, уже скоро будет 10 лет, так что уже, наверное, пора.



Александр Марков: Прежде чем мы поговорим о результатах этих исследований, могли бы вы немножко пояснить методику. То есть лед откладывается как бы слоями?



Алексей Гиляров: Лед откладывается слоями, да. Сверху падает снег, поскольку там холодно, это не дождь, это снег, и он откладывается и формирует лед. Лед - это атмосферные осадки, замерзшие, за много-много лет, почти за миллион лет, на самом деле, в других местах. 800 тысяч лет - сама длинная колонка в другом месте Антарктиды. И подняв колонку этого ледового керна, можно тонкими всякими методами определить содержание в этих маленьких пузырьках воздуха углекислого газа, что нас больше всего интересует, метана (тоже парниковый газ, тоже нас всех интересует) и других газов, и кислорода, и разных изотопов и прочее.



Александр Марков: А как определить возраст данного слоя?



Алексей Гиляров: А возраст определяется по скорости отложения льда. Известна скорость, с которой формируется лед, есть определенная модель, определенные расчеты. И достаточно точно определяется скорость образования льда. Кроме того, можно определить и температуру. Для этого берутся не пузырьку воздуха, а лед вокруг этих пузырьков воздуха, и лед этот растапливают и смотрят, каково в нем соотношение обычного водорода и дейтерия, тяжелого водорода. Дело в том, что молекулы воды, которые где-то там конденсируются, чтобы выпасть в виде дождя или снега, они более тяжелые молекулы, и они требуют меньшего охлаждения для конденсации, чтобы более легкие. Молекулы, содержащие дейтерий, они более тяжелые, соответственно, при меньшем охлаждении они уже выпадают на землю. А содержащие обычный водород, они более легкие, им требуется более сильное охлаждение. Соответственно, по изменению относительного содержания дейтерия в колонке льда мы наблюдаем за ходом изменения температуры.



Ольга Орлова: Какие результаты были получены на станции "Восток"?



Алексей Гиляров: Во-первых, обнаружился ритм, он не очень правильный, но все-таки самые крупные какие-то подъемы примерно раз в 100 тысяч лет. Это была колонка примерно 3,5 километра в длину - толщина льда такова, и, соответственно, это образовалось за 420 тысяч лет. Примерно раз в 100 тысяч лет крупные очень подъемы, быстро всегда идет развитие потепления, а затем - медленное остывание и довольно длительный очень холодный период. Потом снова такой подъем - и снова длительное остывание. С чем это связано? Это связывают прежде всего с так называемыми циклами Миланкевича - это сербский астроном, который в 20-х годах доказал, что наступление ледниковых периодов можно связать с изменениями регулярными земной орбиты. Орбита становится то немножко вытянутая, эллипсоидная, то круговая, то меняется угол наклона земной оси к эклиптике регулярно, с другой периодичностью. Кроме того, как такой волчок, ось земли описывает такой маленький конус. Представьте себе юлу, волчок, который останавливается, и он начинает так вилять туда-сюда. Вот Земля тоже так вот слабенько виляет, и вот эти виляния то больше становятся, вот этот конус, то меньше. И это тоже со строго определенной периодичностью. Вот сложение этих всех составляющих, оно приводит к тому, что изменяется распределение солнечного излучения на землю, и, соответственно, меняется количество тепла.



Ольга Орлова: Судя по этим данным, когда было самое раннее глобальное потепление первый раз, самое древнее, которое мы знали?



Алексей Гиляров: Эти потепления, которые были, они были не сильнее, чем нынешнее, вот раз в 100 тысяч лет за 420. Они немножко слабее были. Для этого существуют другие способы, но об этом отдельно нужно рассказывать, когда сильное потепление было в три геологические эпохи, но от них не осталось льда, мы судим по другим признакам об этом. А здесь дальше, к сожалению, этот бур уперся в верхнюю часть, в крышу озера подледного. Там, на большой глубине, расположена жидкая вода...



Ольга Орлова: То есть это больше трех километров в глубину, как вы сказали.



Алексей Гиляров: Да, 3,5 километра . А там ниже лежит озеро, называется оно озеро Восток. Это озеро Восток еще немножко движется в толще льда, поэтому вскрывать его боятся. Во-первых, бур замерзнет, когда в воду попадет, во-вторых, туда можно занести что-то, хотят взять пробы стерильные. Поэтому это очень сложный вопрос.



Александр Марков: Хотят посмотреть, нет ли там жизни?



Алексей Гиляров: Конечно. Дело в том, что часть этого льда - это уже есть озерный лед, такая крыша. И вот берут пробы этого льда, и там есть некоторые признаки молекул, которые связаны были, по-видимому, с живыми организмами.



Ольга Орлова: Но сейчас как раз там планируется взять пробы...



Алексей Гиляров: Планируется, но это все не так просто, надо семь раз отмерить, один раз отрезать. Но интересно, что уже совсем недавно был сделан еще один очень длинный керн ледовый на другом месте, примерно в 500 километрах от станции "Восток", у станции европейского сообщества "Конкорди", в рамках вот этого европейского проекта. Мы, к сожалению, там не участвуем, там очень активны французы, итальянцы, другие, но уже учитывая опыт, они довольно быстро прошли толщу льда, и поскольку это купол, то никакого там озера нет, там есть уже лед, там есть скальное основание. И пройдя примерно те же три с небольшим километра, они получили развертку во времени за почти 800 тысяч лет. Поскольку там суше, там более сухой климат, осадки выпадали меньше, соответственно, слои тоньше. Что замечательно, буквально в прошлом году были опубликованы тоже в журнале "Нейчер" эти результаты, и за первые 400 с лишним тысяч лет полностью подтвержден ход кривой, которая получена на станции "Восток". Это, конечно, замечательно, замечательный результат.



Александр Марков: А до этого 400 тысяч лет продолжались эти цифры похолодания с периодичностью в 100 тысяч?



Алексей Гиляров: Там несколько нарушаются цикличность. Она есть, но она несколько нарушается. И вот это сейчас предмет анализа и рассуждений, что могло мешать. Во всяком случае, это понятно, потому что Земля - это же не какой-то шар... ну, шар-то шар, но там есть материки, есть океаны, и они вовсе не равномерно распределены, и это все носит какие-то свои коррективы.



Александр Марков: Алексей Меркурьевич, на этих графиках, которые были получены, об изменениях климата, современное потепление, оно выглядит просто как оно из периодических вот этих потеплений. Следует ли из этого, что, в общем, роль человека здесь, может быть, не так велика?



Алексей Гиляров: Если бы никакой активности человека не было, то потепление все равно происходило.



Ольга Орлова: Но было бы оно таким, каким мы его сейчас наблюдаем?



Алексей Гиляров: Да, это большой вопрос. Потому что, на самом деле, таких высоких значений концентрации углекислого газа, которые сейчас, таких за эту историю еще не было, примерно за 700-800 тысяч лет таких высоких значений не было. Раньше они бывали, но за это время таких высоких еще не бывало. И темпы роста тоже необычайно высоки в последние 100 лет, они очень высокие.



Александр Марков: А концентрация углекислого газа в воздухе и температура меняются синхронно?



Алексей Гиляров: Да, они меняются строго синхронно. Это удивительно, графики идут просто параллельно. Вопрос в том, что является причиной, что следствием? Дело в том, что чем теплее, тем больше начинает выделяться СО2 при гниении органических остатков и прочее. Поэтому процессы усиливают друг друга, положительная обратная связь.



Ольга Орлова: Не так давно было сообщение из университетов Флориды, где международная группа экологов анализировали концентрацию СО2 в вечной мерзлоте, на Северном Полюсе. И пришли к выводу, что там СО2 содержится больше, чем в атмосфере земли. Можно ли сказать, что это специфическая ситуация только для современного глобального потепления или это было характерно и в прежние периоды - 300 лет, 400 лет назад?



Алексей Гиляров: На Северном Полюсе просто лед морской, это другая история. Тут нужно брать лед, который лежит на суше. Насколько я знаю по ледовым кернам, везде никогда такой высокой концентрации СО2 не достигало. Другое дело, понимаете, сейчас очень трудно сказать, сколько человек конкретно вносит в это потепление, в это увеличение СО2 и потепление. Потому что мы знаем точно и определяем только две цифры. Мы определяем концентрацию СО2, которая наблюдается в данный момент на разных широтах, в разных точках, это мы точно научились мерить. И кроме того, мы знаем, сколько выбрасывается углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива, это тоже достаточно точно мы знаем. Вот мы знаем точно только эти две цифры, все остальные цифры являются расчетными. Если бы весь углекислый газ, который образуется при сжигании ископаемого топлива, оставался в атмосфере, то концентрация его была бы существенно выше. Она - ниже. Он куда-то связывается. А вот определить места связывания, как говорят геохимики, стока углерода в атмосфере чрезвычайно сложно. Потому что в любой природной экосистеме, в любом лесу, степи происходит одновременно и связывание углекислого газа в результате фотосинтеза растений, и выделение в результате дыхания прежде всего грибов и бактерий. Это происходит везде. И понять, куда эти потоки идут, это очень сложная задача.


XS
SM
MD
LG