Текст книги "Острая стратегическая недостаточность. Страна на переПутье"

Глобальная разбалансировка. Фрагменты комплекса проблем климата

Несколько лет назад саммит в Копенгагене фактически признал несостоятельность парниковой теории глобального потепления. В то же время сам факт существенных (не только превосходящих ещё недавние нормы колебаний, но и весьма значимых для большинства форм деятельности человека) изменений климата не оспаривается никем. На смену терминологии глобального потепления приходит концепция глобальной разбалансировки.

Комплекс воздействий

Климат определяется большой и сложной совокупностью факторов. Изменение каждого из них способно сказаться сразу на множестве сторон общей картины. В то же время понятно: вряд ли в каждый данный момент изменяется всего один фактор – скорее всего наблюдаемый результат порождается сразу многими изменениями. Вдобавок некоторые факторы взаимозависимы. Всё это порождает столь сложную структуру взаимодействий, что её поведение заведомо невозможно определить чисто аналитическими методами, без обширного математического (а на многих направлениях – и физического) моделирования.

Для построения адекватной модели необходимо положить в её основу хотя бы ключевые факторы, заведомо оказывающие сильное воздействие на конечные результаты исследуемых процессов. Далее по мере сопоставления поведения модели с реальностью можно выявлять дополнительные факторы, усложнять и совершенствовать модель. Но желательно с самого начала учесть достаточно факторов, чтобы модель описывала поведение исследуемой системы не только в нулевом – то есть заведомо неадекватном – приближении.

Естественно, начинать исследование надо с тех факторов, чьи последствия не просто очевидны, но и опасны. Так врач, сталкиваясь с человеком, страдающим сразу многими хворями, начнёт с представляющих непосредственную угрозу жизни, и лишь затем нормализует организм в целом.

Некоторые воздействия на природу, заведомо существенные и в то же время ускользающие от внимания климатологов, заворожённых простотой и агрессивной рекламой парниковой теории, перечислены ниже. По нашему мнению, без учёта этих процессов модель заведомо окажется столь далека от реальности, что исследователи рискуют оказаться в тупике.

Истребление почвы

Даже из школьных учебников известно: круговорот воды в природе сильно зависит от характеристик почвы. На большей части земной суши почва способна быстро впитывать значительные объёмы осадков, а затем очень медленно отдаёт их испарением и/или просачиванием в водоёмы. Традиционный климат любой местности в значительной степени определяется именно почвой – причём не только самой этой местности, но и многих окружающих территорий, с которыми она связана водными и воздушными потоками.

В то же время почва – в числе основных объектов хозяйственной активности человека. Причём значительная часть видов этой активности сильнейшим образом сказывается как раз на влагоёмкости и влагопроводности.

В населённых пунктах почвы уже давно почти не осталось. Она закрыта зданиями, тротуарами, дорогами. Мегаполисы – вроде знаменитого бассейна реки Рур, уже почти два века застроенного сплошь, так что границы между городами знают разве что сотрудники муниципалитетов – с точки зрения влагообмена страшнее любых пустынь. Воде там попросту некуда деваться. Поэтому любой ливень на Руре (или, например, на Дунае) оборачивается разрушительным наводнением, охватывающим места проживания миллионов людей. А затем наступает жесточайшая засуха, ибо резервов не осталось: вся вода вместо того, чтобы накопиться в почве, убежала по руслам рек, снося всё на своём пути.

Даже газоны в городах – далеко не природная почва. В природе опавшие листья и пожухлую траву пожирают бесчисленные организмы – от бактерий до дождевых червей. Это формирует рыхлую – но в то же время не пылящую – структуру. В городе же листья чаще всего вывозят, оставляя почвенные организмы без питания. А то и сжигают, оставляя на месте костра спечённую корку, не проницаемую не то что для воды, но и для воздуха. Формально городской газон – почва, а по существу – издевательство.

В сельскохозяйственных угодьях почва тоже неестественна. Вспомним хотя бы недавний по историческим меркам переход от отвальной обработки к безотвальной. Рыхление и переворачивание почвы сохой и плугом сохраняет значительную часть каналов, по которым влага может просачиваться и вглубь, и на поверхность. Плоскорез же специально предназначен для рассечения всех внутрипочвенных капилляров, превращения почвы в ловушку, откуда вода уже не может испариться. А уж тепличное хозяйство и подавно предназначено для полного пресечения обмена веществ между почвой и окружающей средой.

Итак, ёмкость главного демпфера атмосферной влаги резко ограничена. Причём тем резче, чем больше активность человека в данном регионе. То есть именно на условиях нашего проживания наша деятельность сказывается сильнее всего. Легендарные парниковые газы тут ни при чём – действуют бесспорные и очевидные механизмы.

Как известно, при нормальной активности здорового организма сердце обеспечивает кровоток только в магистральных сосудах. Далее работает мышечная активность – как стенок сосудов, так и органов, где они проходят. Если же мышцы вялые, а капилляры засорены – сердцу приходится работать на пределе, дабы самостоятельно прогонять кровь через весь организм. Наступает гипертония. Европа сейчас испытывает тяжелейший гипертонический криз, обеспеченный собственноручной закупоркой капилляров.

Глобальный переток

Проблемы почвы охватывают, как правило, довольно значительные регионы. Иной раз – целый речной бассейн. Но над почвой есть ещё и воздух, перетекающий поверх водоразделов, сливающий их в единую систему. Поэтому, например, массированная застройка значительной части Европы до недавнего времени в основном компенсировалась сопредельными регионами.

Главный для Европы источник влаги – Атлантический океан. Тёплое течение из Мексиканского залива (Гольфстрим и переводится как поток из залива) не только прогревает воздух над большей частью континента, но и отдаёт ему громадное количество водяного пара. Преобладающие ветры – с моря на сушу – несут эту влагу над всем материком, доходя в конечном счёте до самого центра Евразии, где мощный солнечный прогрев создаёт восходящие потоки.

Увы, в последние десятилетия именно центр Евразии практически обезвожен. Разбор воды основных местных рек – Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи – на орошение привёл к тому, что образующийся пар уже не попадает с ветром обратно к памирским истокам этих рек, а проносится мимо. Сейчас даже переход к экономным – например, капельным – методам орошения не изменит сложившуюся картину: вода, унесенная за Памир, сама собою не вернется.

Локальные последствия переосушения центра Евразии обсуждаются давно. Менее очевидно последствие глобальное. Чем суше воздух, тем он плотнее. Восходящие потоки, порождённые солнечным теплом, уже не так интенсивно подсасывают воздух из окружающих регионов. Заметно изменилась вся картина циркуляции воздуха едва ли не во всей Евразии (за исключением разве что земель к югу от Памира и Гималаев, чья система циркуляции практически отсечена этими горными хребтами от северного воздуха). Воздух менее интенсивно просасывается из Западной Европы через Восточную в Среднюю Азию. Дефицит влаги в центре материка нарастает, а периферия переобводняется.

В восточной части Евразии этот механизм действует не так интенсивно, поскольку там есть собственная зона подсоса воздуха солнечным подогревом – пустыня Гоби. Но всё же и на востоке ощущаются перемены, порождённые в конечном счёте примитивностью среднеазиатского орошаемого земледелия.

Выходит, подпитка Средней Азии водой сибирских рек решает не только региональные задачи. Она способна вернуть к привычной норме климат едва ли не всей Евразии. И во всяком случае улучшит обстановку в Западной Европе. Вероятно, это поспособствует даже решению проблем финансирования проекта, весьма затруднительного при нынешнем экономическом положении среднеазиатских республик, да и России.

Водяное отопление

Уменьшение воздушного потока через Европу в Среднюю Азию не только приводит к накоплению избытка влаги в прибрежных регионах. Вдобавок ещё и сокращается перенос этим потоком тепла из Гольфстрима. Это породило слухи о снижении общей интенсивности течения.

Причины ослабления называют разные. Движущая сила Гольфстрима – подъём воды в Мексиканском заливе при её нагреве солнечным теплом и опускание в Ледовитом океане при охлаждении. Нарушить соотношение этих двух процессов можно разными способами. Например, если поверхностные воды Ледовитого океана заметно опреснятся таянием тамошних плавучих льдов при глобальном потеплении, им будет труднее опускаться: ведь вода в глубине океана окажется солонее – значит, плотнее – поверхностной. То же самое случится, если температура воды у поверхности заметно повысится.

Распреснение Ледовитого океана – по крайней мере близ российского побережья – и впрямь имеет место. Да и потепление – хотя и локальное – там наблюдается. Ведь всё те же северные реки несут в океан громадное количество пресной и сравнительно тёплой воды. Ослабление подсоса воздуха в Среднюю Азию наращивает и объём, и температуру речного стока. Так что Гольфстрим действительно может отключиться. Это, кстати, дополнительный стимул к европейскому финансированию обводнения.

На мощность Гольфстрима влияет и климат Северной Америки. Там главные реки – включая Миссисипи – текут с севера на юг и впадают всё в тот же Мексиканский залив. Потепление там сокращает пресный сток, солёность поверхностных слоев воды в заливе нарастает, ей труднее подниматься при нагреве.

Прежде чем направиться на восток, к берегам Европы, Гольфстрим омывает – и отапливает – заметную часть североамериканского атлантического побережья. Ослабление потока может повлечь катастрофические последствия не только на западе Европы, но и на востоке Канады. На климате её южного соседа эти колебания скажутся куда меньше: прибрежный мегаполис от Бостона до Вашингтона прогревается не только Гольфстримом, но и прямым солнечным облучением. Может быть, ещё и поэтому там, усиленно рекламируя парниковую теорию, в то же время не предпринимают почти никаких вытекающих из неё практических действий против глобального потепления. Хотя скорее сказывается давнее – ещё задолго до начала копенгагенского саммита – осознание большей частью американского руководства ложности парниковой теории. Не зря американцы – в отличие от канадцев – отказались ратифицировать кётский[119]119
  Старая и новая столицы Японии называются Кёто и Токё соответственно. Ударения – насколько вообще можно назвать ударением эту особенность японского произношения – на первом слоге. Во втором названии звук «Ё» оказывается в безударной позиции. Для удобства русского произношения, где привычно только ударное «Ё», его заменили сочетанием «ИО», а заодно так же пишут и первое название.


[Закрыть] протокол об ограничении выброса парниковых газов, а только подталкивали к этому убийственному для промышленности решению весь остальной мир.

Нам жара не поможет

Кое-кто считает: для России предстоящие изменения климата могут оказаться благоприятны. Прогрев Ледовитого океана расширяет нашу зону эффективного земледелия. Накопление влаги в средней полосе России пополняет реки, текущие на юг европейской части, и тем самым улучшает водное питание Черноземья и многих других регионов, где общее плодородие ограничено именно неблагоприятным водным балансом.

Увы, особо рассчитывать на такой подарок природы не приходится. Как видно по той же Западной Европе, нынешние перемены климата существенно наращивают размах погодных колебаний. Сельское хозяйство с трудом переносит любую нестабильность. Ей, конечно, можно до некоторой степени противостоять усложнением агротехники. Но потребная степень усложнения посильна разве что Западной Европе и Северной Америке, где даже в разгар экономического кризиса можно организовать изрядные капиталовложения. Нам же вряд ли доступна быстрая реорганизация всего земледелия, необходимая для эффективного использования новых климатических условий.

Вдобавок у возможных перемен есть и несельскохозяйственные последствия – большей частью неблагоприятные. Например, значительная часть конструкций (от зданий до магистральных нефтегазопроводов), выстроенных на вечной мерзлоте, оказывается под угрозой разрушения, как только мерзлота хоть немного подтает. Чем торговать, если потепление порвёт строящийся сейчас газопровод со свежеосваиваемого месторождения на Ямале?

Словом, Россия должна всерьёз опасаться климатических изменений. И быть в авангарде борьбы с ними. Значит, в авангарде разработки научно обоснованной – а не фальшиво рекламной – теории причин изменения.

От слова к формуле, от формулы к числу

Всё изложенное – всего лишь качественные (так сказать, натурфилософские) соображения. Конечно, с таких соображений начинается любая теория. Но она ни в коем случае не должна ими заканчиваться.

Нужен теоретический анализ для преобразования слов в физические формулы. Нужен сбор сведений – прежде всего гидрометеорологических и почвоведческих – для подстановки в формулы. Нужен, наконец, громадный объём вычислений для формирования цельной картины природы в целом.

Соответствующие специалисты и техника должны быть собраны в одном месте, дабы активно взаимодействовать на всех этапах работы. Сейчас в Москве есть такое место – университет. Комплексная программа на базе МГУ способна породить научный прорыв, заменить физически ложную и коммерчески спекулятивную парниковую теорию подлинным пониманием сути наблюдаемой глобальной климатической разбалансировки. А значит, послужит основой для принятия комплексных же практически важных мер, способных если не восстановить всю привычную нам картину климата (со многими внешними факторами – например, естественными колебаниями активности Солнца – человек в обозримом будущем не сможет бороться), то по меньшей мере снять наипагубнейшие стратегические последствия наших собственных тактических ошибок, сделать условия и результаты дальнейшей нашей деятельности достаточно предсказуемыми и в целом куда более стабильными.

Третий парниковый. Метан не должен вырваться на свободу!

Основные газообразные компоненты, активно поглощающие инфракрасное излучение и поэтому официально ответственные за парниковый эффект[120]120
  Они поглощают и переизлучают обратно излучение, идущее со всех сторон – в том числе и от Солнца. Поэтому фактически рост концентрации парниковых газов не повышает, а снижает температуру поверхности Земли. Но по многочисленным коммерческим соображениям развитых стран пропагандируется прямо противоположная картина. Пока она официально признана, нам выгодно ею пользоваться.


[Закрыть],– водяной пар, углекислый газ, озон, метан, окислы азота.

Сравнительные роли

Кроме того, в этом же обвиняют фреоны (хлорфторуглероды), чьим основным вредным эффектом сейчас считается повреждение озонового слоя в верхних слоях атмосферы[121]121
  Теория нелепа с химической точки зрения, но столь выгодна разработчикам фреонозаменителей, что за неё в 1988-м присуждена Нобелевская премия.


[Закрыть]. Ради защиты озона производство фреонов практически прекращено, так что их влиянием на климат можно пренебречь.

Основное абсолютное поглощение обеспечивает водяной пар. Самый же крупный вклад в наблюдаемый парниковый эффект вносит углекислый газ, чья концентрация в последние десятилетия быстро растёт с развитием транспорта и энергетики. Но водяной пар и углекислоту быстро догоняет по влиянию третий газ – метан.

Роль метана в парниковом эффекте явно недооценивалась до начала третьего тысячелетия. А ведь этот газ очень лёгок и поэтому с земной поверхности быстро попадает на границу тропосферы и стратосферы, где конвекция затухает и поэтому проходят основные процессы, связанные с переизлучением. Мало того, он поглощает – в расчёте на каждую молекулу – в два десятка раз больше инфракрасных лучей, чем углекислота. Поэтому, несмотря на малость концентрации в атмосфере, весьма значим. Наконец, на высоте 15–20 км солнечные лучи резко ускоряют его окисление. Это не только наращивает концентрацию воды и углекислоты, но и поглощает кислород, и разрушает молекулы озона. Углекислый газ, возникающий из метана в верхних слоях тропосферы, медленно опускается к земной поверхности. Таким образом, чем больше метана попадает в атмосферу, тем больше в ней образуется углекислоты. Все эти эффекты у нас подробно исследует и популяризирует Николай Александрович Ясаманов – доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры экологии и наук о Земле Международного университета «Дубна», главный научный сотрудник Музея землеведения МГУ им. Михаила Васильевича Ломоносова.

Откуда вытекает природный газ

Сколько же в природе метана и откуда он поступает в атмосферу? Точно подсчитать его выделение нелегко. Но можно выделить природные и антропогенные его источники и оценить их мощность.

Метан образуется в болотах при гниении органики. Недаром его ещё называют болотным газом. Поступает он в атмосферу и из обширных мангровых зарослей, широкой полосой протянувшихся на низменных приморских равнинах в тропических областях (от 5° с. ш. до 10° ю. ш.). Кроме того, метан выделяется из зон тектонических разломов – как на суше, так и на дне океана. Особенно много его выходит вдоль рифтовых впадин срединно-океанических хребтов, в областях столкновения литосферных плит, где происходят активные вулканические подводные извержения, и на шельфе, где накапливается и преобразуется органическое вещество. Вытекает метан и из возникающих при землетрясениях трещин и разломов в районах скопления нефти и газоконденсатов, месторождений бурого и каменного угля, горючих сланцев и вообще толщ осадочных пород, богатых органикой.

Антропогенные выбросы метана возникают прежде всего при разведке и добыче полезных ископаемых, их транспортировке и переработке, при неполном сгорании минерального топлива в двигателях внутреннего сгорания и тепловых электростанциях, в сельском хозяйстве (особенно на рисовых полях и животноводческих фермах).

По оценкам, естественные и антропогенные выбросы составляют примерно 70 % и 30 %. Но естественные процессы практически неизменны, а человеческая активность – и связанный с ней выброс – стремительно растёт.

В частности, большой вклад в энергетику планеты вносят гидроэлектростанции – причём не только крупные, но и многочисленные малые плотины. Но завихрение водяного потока выпускает в воздух растворённый в воде метан. Его вырабатывают бактерии на дне рек и озёр – в тех местах, где есть органика, но мало кислорода. Понятно, количество метана в воде может сильно варьироваться в зависимости от местных условий (растительности в воде, её температуры, формы бассейна, глубины и многих других параметров). Но, скажем, в водоёмах тропических районов Бразилии выработка эта очень значительна.

Правда, речной метан имеет биологическое происхождение, и углекислый газ, получающийся при его сжигании – фактически тот же газ, что ранее забрали из атмосферы растения. Так что баланс этого парникового газа даже не нарушается. Но от этого не становится менее значим собственный вклад метана, выделяемого на ГЭС, в парниковый эффект. Специалисты подсчитали: большие плотины ГЭС во всем мире ежегодно выбрасывают метан, эквивалентный по парниковому эффекту приблизительно 800 миллионам тонн углекислого газа. Это значительно больше, чем, к примеру, годовой выброс СO₂ такой крупной промышленно развитой страны, как Великобритания.

Животноводческий курьёз

Метановыделяющие бактерии весьма обильны не только в водоёмах, но и в пищеварительном тракте жвачных животных. Они разлагают целлюлозу, содержащуюся в растительной пище, на компоненты, усваиваемые животными. В числе побочных продуктов разложения – метан. При некоторых расстройствах пищеварения корову буквально раздувает, как воздушный шарик[122]122
  При таких расстройствах метан зачастую выпускают через прокол пищеварительного тракта. Ветеринар должен следить, чтобы на пути струи не было открытого огня.


[Закрыть].

По оценкам аргентинских учёных, каждая корова ежесуточно производит 800—1000 литров метана: за год это столько же парникового газа, сколько образуется при сгорании четырёх железнодорожных цистерн бензина. Другие учёные скромнее – полагают, что выделяется 100–500 литров в сутки. Но аргентинцам виднее. Страна издавна входит в число крупнейших в мире производителей говядины. Сейчас в Аргентине более 55 миллионов коров. Выделяемый ими метан составляет более 30 % всех парниковых газов в стране.

Чтобы узнать, как на коровьи выбросы метана влияет «диета» и другие факторы, учёные прицепили на спину десяти животным резервуары. На основе результатов эксперимента учёные намерены скорректировать рацион коров. Есть, к примеру, мнение: перевод их с обычных луговых трав на клевер и люцерну позволяет сократить выбросы метана на 25 %.

Предлагается даже привязать на коровьи спины огромные пластиковые цистерны – в них и поступает весь газ, выделяемый животными. Единственный минус этого «замечательного» изобретения – оно, конечно, не может спасти воздух от промышленных и прочих антропогенных выбросов, многократно превышающих воздействие всего мирового жвачного поголовья. Так что вряд ли удастся победить глобальное потепление при помощи коровьих газоотводных трубок. И если такой курьёзной малости уделяется столь пристальное внимание – тем больше оснований всерьёз отнестись к несравненно более масштабным (и, к сожалению, куда сложнее решаемым) проблемам.