Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Арктичні льоди.

Вплив потепління на білих Медвеєв.

Танення арктичних льодів ставить під загрозу виживання інуїтів - народу, що живе в Гренландії, полярних областях Канади, на Алясці, а також на Чукотці.

З кожним роком в Арктиці погіршуються умови життя її мешканців: моржів, тюленів, білих ведмедів і перелітних птахів. І все рідше і рідше можна зустріти корінних жителів, що займаються традиційною полюванням. Фото І. Константинова.

<

>

Історія кліматичних досліджень в полярних широтах починається з морського походу сера Х'ю Віллоубі в 1553 році. Він намагався розшукати північно-східний морський шлях з Англії в Індію і Китай. Однак його кораблі затиснуло льодами поблизу нинішнього Мурманська, і сам сер Х'ю і багато моряки загинули під час зимівлі від холоду. Тільки один з кораблів експедиції Віллоубі під командуванням Річарда Ченслера, що відколовся раніше від основної флотилії поблизу Лофотенских островів, зумів пробитися на схід і дістатися до гирла Північної Двіни в Білому морі. Зараз поблизу місця першої висадки Ченслера розташовується головна колиска підводного флоту Росії - Северодвинськ. Потім Ченслер через Холмогори відправився в Москву і отримав аудієнцію у Івана Грозного. Їх зустріч відкрила епоху прямої торгівлі між Росією і Англією. Пізніше, в кінці XVI століття, в полярних широтах здійснював свої відкриття великий мореплавець Віллем Баренц. За ним пішла ціла низка європейських полярних дослідників і китобоїв.

У всіх корабельних журналах, поряд з навігаційними відомостями і викладом яскравих, часто трагічних подій на борту, почесне місце відводилося опису льодових умов. Цими кліматичними дослідженнями мореплавців минулих століть і скористалися норвезькі вчені. Вивчивши архівні фоліанти і сучасні супутникові дані, вони побудували більше 6000 карток, що дають відомості про поширення морських льодів в Арктиці з 1553 по 2002 рік. Ретельний аналіз карт підтвердив існувало і раніше у кліматологів уявлення про "малий льодовиковий період" - приблизно з 1300 по 1900 рік. За різними науковими свідченнями арктичний клімат в той період був набагато суворіше нинішнього. Лінія льодів з XVI по XIX століття хоча і змінювалася, але тим не менше залишалася близькою до лінії, "запротокольовані" на картах мореплавців епохи сера Х'ю.

Кардинальна зміна ситуації сталося в ХХ столітті. Супутникові фотографії з усієї неопровержимостью показують, що покрив арктичних льодів з 1970 по 2002 рік скоротився приблизно на 25%. На льодових картах мореплавців XIX століття показано, що в 1890 році суцільні арктичні льоди закривали всі Баренцове море і, перекриваючи протоку Фрама, тягнулися до узбережжя Ісландії. На супутникової фотографії того ж району, зробленої в 2003 році, видно, що відкриті води досягають архіпелагу Шпіцберген, а в Баренцевому морі тягнуться аж до узбережжя Нової Землі. Це означає, що за 113 років, що минули після 1890 року, були льодове покриття в цій частині Арктики зменшилася майже на третину.

Три останніх десятиліття льоди всієї Арктики стискалися, наче шагренева шкіра (особливо влітку - з липня по вересень), втрачаючи трохи менше 1% загальної поверхні річного льодового покриву. Щороку зникало мало не по 100 тисяч квадратних кілометрів льоду - площа всієї Ісландії. Зменшується не тільки площа льодової поверхні - стоншується і сам лід. За останні 30 років товщина морських льодів зменшилася на 1,3 м, майже вдвічі. А чим тонше лід, тим коротше льодовий сезон. Тепер льоди починають танути навесні раніше і покривають поверхню води восени пізніше, ніж зазвичай.

Зрозуміло, що такі різкі зміни арктичного клімату позначаються на долі полярних мешканців. Арктичні льоди - місце існування для багатьох морських ссавців. Кільчасті нерпи, наприклад, влаштовують на міцному льоду свої лежбища і вигодовують там цуценят. На льодах або на твердій землі будують барлогу білі ведмеді. Для ведмедиці і ведмежат навесні настає критичний період. Коли самка з виводком піднімається після 5-7-місячного голодування, то достатня кількість видобутку (перш за все великої, такий, як нерпи) для неї питання життя і смерті. Але якщо весняні льоди рано тануть і ламаються, то далекі переходи до місць полювання неможливі. Недолік харчування призводить до того, що в останні роки, за даними канадських дослідників, стан здоров'я білих ведмедів, особливо вагітних самок і дитинчат, помітно погіршився. Впала народжуваність, знизилися число ведмежат у віці до одного року і їх середня вага, приблизно на 15%.

Для іншого великого види морських ссавців - моржів зсув кромки льодів від берега небезпечний з іншої причини. Справа в тому, що основний корм моржів - донні молюски, а в міру віддалення крижин від берегів моржам доводиться пірнати за ними все глибше і глибше.

Чим менше чисельність полярних тварин, тим важче життя ескімоським мисливців. Заклик про допомогу першим жертвам глобального потепління пролунав з Італії, з Мілана, де недавно проходила 9-а Всесвітня конференція Рамкової конвенції ООН зі зміни клімату, яка зібрала представників 180 країн. На одному із засідань виступила Шейла Ватт-Клотье, голова Полярної конференції інуїтів. Інуїти - прийняте зараз назва ескімосів - народу, що живе в Гренландії, полярних областях Канади, на Алясці, а також у нас на Чукотці, де відбулася часткова асиміляція нечисленних інуїтів з чукчами. Ватт-Клотье заявила, що глобальне потепління вже зараз ставить під загрозу виживання корінних народів Арктики (а їх понад 150 тисяч осіб), особливо тих, чий традиційний спосіб життя пов'язаний з полюванням на великого морського звіра (білих ведмедів, моржів, нерпа та інших мешканців Льодовитого океану). Аборигени Арктики кажуть: "Для вас - міських жителів - те, що відбувається, лише картинки на телеекрані, глянувши на які ви можете відправитися в супермаркет. Для нас - це повсякденне життя, і, щоб підтримувати її далі, ми кожен день повинні виходити на лід і повертатися з видобутком ".

Фізичні причини глобальних змін клімату вивчаються давно. Сьогодні його основною рушійною силою прийнято вважати так званий парниковий ефект, який створюють парниковий ефект. По крайней мере, такої позиції дотримується більшість вчених в робочих групах Рамкової конвенції ООН зі зміни клімату. Однак існує й інша точка зору: деякі дослідники вважають, що нинішнє потепління - лише один з етапів природної зміни кліматичних циклів.

Парникові гази - водяна пара, вуглекислий газ, метан, фтор і містять хлор вуглеводні, закис азоту - прозорі для сонячного світла, як скляний дах парника, але затримують теплове інфрачервоне випромінювання нагрітої сонцем земної поверхні. Парникове "ковдру" з газів робить нашу планету придатною для життя. Якби парникових газів в атмосфері не було, то середня температура земної поверхні впала б на 33оС, з плюс 14оС до мінус 19оС, і наша Земля перетворилася б в крижана куля. До речі, пекельна спека на Венері, атмосфера якої на 97% складається з вуглекислого газу, безпосередньо пов'язана з парниковим ефектом, який забезпечує приріст температури на 523оС. На холодній планеті Марс парниковий ефект підвищує середню температуру лише на 10оС.

Кількість парникових газів в повітрі стало помітно зростати після початку промислової революції в Європі, близько 1750 року. Вимірювання концентрації вуглекислого газу в атмосфері проводяться з 1850 року. За цей час вона виросла з 0,028% до 0,037% (2000 рік), або в 1,3 рази.

З початку 1990-х років рішення проблеми зниження викидів парникових газів стало одним із пріоритетних завдань світової спільноти. Першим практичним кроком до її вирішення вважається Кіотський протокол, підписаний в грудні 1997 року. Його основною метою оголошено скорочення розвиненими країнами до 2008-2012 років сумарних викидів в атмосферу вуглекислого газу на 5,2% в порівнянні з викидами 1990 року. На країни, що розвиваються Протокол взагалі не покладає ніяких зобов'язань, крім побажань перейти по можливості на використання енергозберігаючих технологій. За домовленістю Протокол набуває чинності після ратифікації його країнами, разом викидають в атмосферу не менше 55% вуглекислого газу. Його ратифікували 120 країн (включаючи Європейський союз, Японію, Китай і Індію), що виробляють приблизно 44% вуглекислоти. Три роки тому Сполучені Штати, відповідальні за 36% викидів вуглекислого газу, вийшли з Протоколу. На частку Росії припадає 17% світових викидів, і тому для долі Кіотського протоколу її позиція виявилася вирішальною. Після декількох років коливань Росія висловилася на користь його ратифікації. З 16 лютого 2005 року Кіотський протокол вступає в дію.

Однак найбільший забруднювач атмосфери - США - як і раніше не збирається ратифікувати протокол. Саме тому представники Полярної конференції інуїтів заявили в Мілані, що звернуться зі скаргою на США в Міжамериканську комісію з прав людини з тим, "щоб провести оцінку і оголосити, що людська діяльність, яка призводить до викидів парникових газів, дійсно порушує права інуїтів всього світу". Ватт-Клотье заявила, що якщо не будуть прийняті довгострокові зобов'язання щодо зменшення викидів парникових газів, то традиційний спосіб життя і традиційна культура інуїтів зникнуть з лиця Землі.

Дійсно, небезпека цілком реальна, і тільки науковий аналіз даcт відповідь на питання, можна з нею впоратися чи ні. Недарма Володимир Іванович Вернадський говорив про неминучість і необхідність переходу до ноосфери, сфері розуму, щоб забезпечити збереження і розвиток цивілізації. Очевидно, для того щоб регулювати стан клімату Арктики, потрібно розібратися в загальних механізмах потепління клімату, а потім оцінити наявні в руках людини засоби впливу і, не в останню чергу, економічні витрати, пов'язані з необхідними діями для стабілізації клімату. Тільки тоді можна відповісти на питання: чи збережеться традиційна культура інуїтів?

Міжнародна група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК) Рамкової конвенції ООН розглянула у 2000 році приблизно 40 основних сценаріїв розвитку цивілізації до 2100 року головним чином з точки зору споживання викопного палива та відповідного йому зростання вмісту в атмосфері СО2 та інших парникових газів, а також приросту середньої глобальної температури і підвищення рівня моря. Розглядалися сценарії як пов'язані з самим інтенсивним використанням викопного палива, так і враховують можливий перехід на нові альтернативні (сонячна, термоядерна, вітрова та ін.) Джерела енергії. Один зі сценаріїв - "працюємо як звичайно" (BAU - business as usual) - зберігав основні економічні та демографічні закономірності розвитку цивілізації незмінними. Дивно, але, згідно зі сценарієм BAU, прогнозовані зміни до 2100 року виявилися не такими значними, як можна було б припускати: зростання середньорічної температури від 2 до 4,5оС; підйом рівня моря від 0, 3 до 0,5 м. Однак і ці, на перший погляд не такі радикальні, зміни ведуть до незліченним екологічних, економічних, соціальних і політичних наслідків.

Прогноз зміни клімату в Арктиці було зроблено в Обчислювальному центрі Російської академії наук ще в 90-і роки. Розрахунки показали, що кліматичні зміни в Арктиці будуть виражені особливо яскраво, а екологічні системи полярних районів виявляться найбільш уразливими. Відповідно до моделями російських математиків особливо сильно потеплішає в материковій частині Арктики - в Азії і на Алясці. Тут зменшаться сніжно-крижаний покрив і зона вічної мерзлоти, в середньому зросте кількість опадів, що пояснюється більш інтенсивним випаровуванням з поверхні океану. Однак в деяких районах опадів стане навіть менше. Приблизно на 100-200 км на північ зрушиться зона тайги. В цілому клімат Арктики стане більш теплим і вологим, різко посиляться штормові вітри, а в океані зменшиться площа льодів.

Основні висновки російських вчених знайшли підтвердження у висновках Міжнародної групи з оцінки впливу на клімат Арктики. Вони стали надбанням наукової громадськості на міжнародному науковому симпозіумі, що пройшов з 9 по 12 листопада 2004 року в Рейк'явіку, в Ісландії. Оцінки показали, що середньорічна температура в Арктиці зростає швидше, ніж думали раніше. Арктичний клімат теплішає приблизно в два-три рази швидше, ніж глобальний клімат.

Дійсно, темпи зростання середньорічної температури над деякими районами Арктики можуть досягти 0,2оС за рік. Потепління буде нерівномірним. Воно захопить арктичну Євразію і західні частині США та Канади, але - вражаючим чином! - в північно-східній Канаді і Гренландії буде деякий час спостерігатися похолодання зі зниженням температури до 0,2оС в рік. Ще більш дивно виглядає прогноз зниження теплового потенціалу Гольфстріму - течії, що приносить на північ Атлантики подих тропіків. Так що кліматичні зміни в Північній Європі можуть піти в напрямку, протилежному потеплінню. Однак обгрунтування цих прогнозів вимагає подальшої серйозної роботи. За сучасними прогнозами, до 2100 року в Арктиці потеплішає на 4-7оС в порівнянні з початком століття, льодове покриття Арктичного басейну в літній час зменшиться вдвічі і почнеться помітне танення гренландського крижаного щита. В результаті рівень Світового океану до 2100 року підніметься майже на один метр.

Зараз є сенс спробувати, хоча б побіжно, поглянути на очікувані наслідки потепління в Арктиці і приступити до їх попередньою оцінкою. Для нашої країни на перше місце, мабуть, вийдуть наслідки, пов'язані з відступом вічної мерзлоти. Вічна мерзлота у високих широтах - свого роду будівельний матеріал, на якому споруджені несучі частини будинків і споруд. З неї фактично "складені" стінки підземних сховищ, в яких покояться відходи промислової діяльності. Зона вічної мерзлоти охоплює більшу частину території Росії. Відступ мерзлоти буде супроводжуватися руйнуванням будинків і промислових споруд. Значні зміни міцності будівель вже відбулися в Якутську, столиці республіки саха Якутія, а до 2030 року масштаби руйнувань можуть стати катастрофічними, якщо не вжити термінових захисних заходів. Тому фахівцям необхідно оцінити терміни і масштаби очікуваних змін для всіх міст і селищ в зоні вічної мерзлоти і негайно приступити до необхідних робіт. У небезпеці опиняться і багато технічні споруди: нафтові вишки, тисячокілометрові нафто- і газопроводи. Нові ж великомасштабні споруди, наприклад нафтопровід до мурманських морським терміналам, вже доведеться проектувати з урахуванням умов мінливої ​​кліматичної ситуації.

Чи не меншими, а можливо і більш значними, неприємностями загрожує руйнування стінок підземних сховищ. Десятки років на північних територіях йшла видобуток корисних копалин - нафти, газу, металів. Величезні кількості сирої нафти "загубилися" при аваріях і протечках на нафтопроводах, але не розподілилися в грунті, а залишилися в землі, скуті вічною мерзлотою. При таненні мерзлоти нові біоценози можуть бути отруєні нафтою. Образно такі ситуації прийнято називати "хімічними тимчасові, ми бомбами", маючи на увазі відстрочений характер шкідливого впливу. Тимчасові бомби можуть мати і "металеву" природу: у відходах і відвалах гірничодобувних виробництв на вічній мерзлоті містяться величезні кількості шкідливих для всього живого важких металів. На Півночі вже довелося зіткнутися з проблемою, коли в поверхневі води стали потрапляти розмивні в відлига сільськогосподарські добрива і отрутохімікати.

Живий світ Арктики чутліво реагує на потепління клімату. Проникнення південніх відів рослінності на Північ помітно Вже зараз. Надалі "новопрібулі" можуть Повністю вітісніті Деяк "старожілів" Арктики. Кордон лісів просувається на північ і наближається до узбережжя Північного Льодовитого океану. Ліси змінять тундру, а на території, зайняті зараз полярними пустелями, прийде тундрова рослинність. Вище вже говорилося про великих морських ссавців, чиє життя тісно пов'язане з полярними льодами. Але і на суші зміни характеру ландшафту можуть мати критичне значення. Наприклад, у гусей в Арктиці проходить шлюбний період і вигодовування потомства. Навіть помірне потепління призведе, за різними оцінками, до втрати 20-70% територій, придатних для гніздування. А при значному потеплінні втрати можуть зрости до 90% і більше. Тоді про збереження популяцій багатьох видів гусей доведеться забути. Список небезпек для перелітних птахів, пов'язаних з потеплінням клімату, можна було б продовжити. Все це змушує з усією серйозністю поставитися до тривоги інуїтських мисливців: потепління в Арктиці дійсно проблема глобальна. Що ж можна зробити для того, щоб відвести загрозу, що насувається?

Єдиний механізм боротьби з глобальним потеплінням, запропонований до теперішнього часу, - це Кіотський протокол. Чи призведе виконання його положень до зникнення або хоча б до відстрочення загрози? Припустимо, що зниження викидів СО2 піде у повній відповідності до протокольного графіка. У 2005-2010 роках світова економіка буде продовжувати розвиватися і вимагати нових витрат енергії, в тому числі і у вигляді викопного палива. Зростання енерговитрат, швидше за все, буде відставати від зростання економіки в цілому, у зв'язку зі зменшенням енергоємності виробництв. Викид СО2 на одиницю виробленої енергії також буде знижуватися. Проте оцінки показують, що країни Західної Європи для виконання Кіотського протоколу до 2010 року повинні зменшити викиди СО2 в порівнянні з очікуваними на 28%. Пам'ятайте, як Алісі з казки Льюїса Керролла доводилося бігти все швидше і швидше, щоб залишатися на місці? Так і розвиненим країнам доведеться вкладати все більше і більше коштів, щоб зберегти незмінним рівень промислових викидів. Економісти підрахували, що необхідні витрати на здійснення заходів по Кіотському протоколу в 2010 році будуть варіювати від 100 до 400 мільярдів доларів, в залежності від сценарію.

Нашій країні виконувати умови Протоколу спочатку буде порівняно просто. Так як в Росії через економічного спаду 1990-х років в 2003 році викиди вуглекислого газу були майже на 30% нижче рівня 1990 року, то принаймні на найближчий період витрат на скорочення викидів вдасться взагалі уникнути. Більше того, можна розраховувати на продаж іншим країнам за мільярди доларів квот на викиди СО2, які має Росія. Однак неминучий і бажаний економічний ріст в нашій країні рано чи пізно змусить Росію "бігти все швидше, щоб залишатися на місці".

У тому ж становищі опиниться і весь інший світ. Збереження рівня викидів СО2 на 5,2% нижче рівня 1990 року потребуватиме до 2050 року зниження викидів у порівнянні з очікуваними на 50%, що обійдеться економіці приблизно в трильйон доларів на рік і складе приблизно 2% ВВП, а до 2100 року - 4% ВВП щорічно.

Яку відстрочку у порівнянні зі сценарієм "працюємо як звичайно" ми отримаємо після виконання вимог Кіотського протоколу? Відповідь парадоксальний: зростання температури в порівнянні з очікуваним підвищенням на 2-5оС в світовому масштабі і на 4-7оС в Арктиці до 2100 року знизиться на 0,15оС, тобто потепління буде відстрочено лише на шість років. Крім того, до витрат на виконання заходів Кіотського протоколу додадуться ще й витрати на ті самі наслідки потепління, які все одно настануть, нехай і на шість років пізніше. Тоді для чого потрібен і чи потрібен взагалі Кіотський протокол?

Кіотський протокол необхідний, як перше спільне зусилля держав Землі з регулювання клімату. Зобов'язуючий характер Протоколу змушує з усією серйозністю поставитися до розвитку альтернативних джерел енергії, таких, як сонячна, термоядерна та інші її види. Кіотський протокол зобов'язує переходити на енергозберігаючі технології та вимагає від розвинених країн передачі цих технологій країнам, що розвиваються. Але абсолютно очевидно, що в майбутньому буде потрібно регулярний перегляд Протоколу, і його завдання можуть стати настільки амбітними, наскільки це дозволить загальний потенціал цивілізації.

Таким чином, за терміни, співмірні з тривалістю людського життя, глобальне потепління навряд чи вдасться запобігти, якщо тільки не з'являться нові кардинальні підходи. Для інуїтів Аляски і мешканців нашої Чукотки це може звучати вироком їх традиційного способу життя, але інуїти Гренландії і сходу Канади зможуть зберегти свою самобутність ще протягом тривалого часу.

Взагалі кажучи, сучасна людина вже пережив глобальне потепління набагато більш грандіозних масштабів. Останній міжльодовиковий період нашої історії (голоцен) розпочався всього лише близько 10 000 років тому. Танення льоду при цьому привело до підвищення рівня моря на 120 м (порівняйте з пророкує до 2100 року 0,5 м), і тим не менше саме в цей період розквітла наша цивілізація. Звичайно, ні в якому разі не хотілося б втратити унікальний світ Арктики. Для тих, хто стурбований цим, любить арктичну природу і культуру населяють Арктику народів, можливо, прозвучить розрадою пророкування деяких учених: через 23 тисячі років настане новий льодовиковий період!

Опубліковано в "Науці і життя"

Олександрівський Г. Вода і суша. Сутичка двох стихій. - 2000, № 3.

Бабенко В. Верх по сходах, що ведуть вниз . - 2001, № 1.

Бардін А., Новиков Ю., Рейхерт А., Фролов Д. астроклімат Камишина . - 2004, № 3.

Борисенков Е., докт. фіз.-мат. наук, Пасецький В., докт. істор. наук. Рокот забутих бур. - 1987, №№ 8, 9, 10; 1995 року, №№ 3, 4.

Губарєв В. Академік Ю. А. Ізраель: яку погоду чекати на Землі? - 2002 № 1.

Кіотський протокол вступає в силу. . - 2004, № 12.

Миколаїв Г. Клімат на переломі. - 1995, № 6.

Миколаїв Г. Союз океану і атмосфери править кліматом. - 1998, № 1.

Сугой О. Економічна екологія. - 2004, № 5.

Ілюстрація «Арктичні льоди»
Арктичні льоди втрачають близько 100 тисяч квадратних кілометрів в рік. На знімках, зроблених із супутників в Вересень 1979 (лівий знімок) і 2003 (середній знімок) років, видно, що льодовикова "шапка" Арктики тане на очах. А до 2100 року, за одним із сценаріїв, льодове покриття Арктики зменшиться вдвічі і почнеться танення гренландського крижаного щита (правий знімок).

Ілюстрація «Вплив потепління на білих Медвеєв»
Потепління в Арктиці катастрофічно позначається на здоров'я білих ведмедів, особливо самок з дитинчатами. Вони не можуть добути достатньої кількості їжі, прокинувшись після зимової сплячки. Льоди починають танути раніше звичайного, і площа "мисливських угідь" полярного хижака сильно зменшується.