Текст книги "Кто мы? 50 тысяч лет истории русской земли. От первых кроманьонцев до славян"

Глава 5. Число зверя

В Апокалипсисе, или книге Откровения святого апостола Иоанна Богослова, одним из самых таинственных мест является 18-й стих 13-й главы. Во все времена он был лидером по количеству трактовок и толкований. Вот эти строки: «Здесь мудрость. Кто имеет ум, тот сочти число зверя, ибо это число человеческое; число его – 666». Зверь ассоциируется со злом. Это число еще называют числом дьявола. Книга Откровение – это книга, говорящая о будущем. Она вся записана в символах, так что ее не совсем легко понять. Число 666 следует понимать как символическое, смысл которого доступен только посвященным.

За две тысячи лет существовало огромное количество попыток расшифровать его. Существует много версий расшифровки. Но ничего убедительного, на мой взгляд, не получалось. И вот недавно один русский математик предложил свою версию. Он обратил внимание на слово «сочти». Возник вопрос, зачем и как его нужно счесть (то есть сосчитать), если оно уже написано? После долгих размышлений и поисков он нашел старинный вариант Апокалипсиса где это число было записано немного по-другому 6.6.6! Будучи математиком, он предположил, что точки могут обозначать знаки умножения, а восклицательный знак – это математический знак «факториал». В математике факториал – это произведение всех натуральных чисел до того числа включительно после которого он стоит. 6!=1.2.3.4.5.6. Если перемножить всё число «зверя» то получим 6.6.1.2.3.4.5.6=25920, а это период прицессии Земли. Кроме того, сумма трех факториалов из шести дает нам 6!+6!+6!=2160 (лет), это время прохождения каждого из 12 знаков зодиака. Зодиакальная эпоха. Математика – наука точная. Результаты арифметических действий с тремя шестерками указывают на то, что составители библии хотели привлечь внимание людей именно к прецессионному циклу планеты и его важности для человечества.

Кроме циклов Миланковича на климат Земли влияют и другие циклы.

Глава 6. Другие факторы, влияющие на климат земли

По концепции А. В. Шнитникова, в течение голоцена (последних 10 тысяч лет) прослежено 6 температурных циклов с периодом 1500—2100 лет. Эти циклы особенно характерны для южных районов Европы и Западной Азии, отличающихся повышенной континентальностью климата. Такие циклы состоят из трех фаз: прохладно-влажной (300—500 лет); тепло-сухой (600—800 лет); переходной – между первой и второй (700—800 лет). На фоне многовековых изменений климата развиваются 60—90-летние – вековые и 30—45-летние – внутривековые колебания. В пределах последних прослеживаются циклы с продолжительностью в 7—11 лет и 3—4 года.

Е. П. Борисенков и В. М. Пасецкий на основании летописных источников Древней Руси за последнее тысячелетие выделили для Европы три качественно различных климатических эпохи: малый климатический оптимум, пришедшийся на VIII—XII вв.; малый ледниковый период – XIII—XVIII вв.; современное потепление, обозначившееся с середины XIX в.

Какова природа этих циклов? Геофизические циклы магнитного поля Земли, георитмы Земли. Еще в 1907 г. М. А. Боголепов, обосновывая концепцию о циклических изменениях климата Русской равнины в интервале 30—45 лет, обратил внимание на «возмущения» в этом временном режиме большинства метеорологических и геофизических элементов – от северных сияний, магнитных бурь до вулканической и тектонической активности земной коры. При этом ученый высказал мысль, что «периодические возмущения климата и изменение солнечной активности – следствие одной причины, находящейся не только вне Земли, но вероятно и вне Солнечной системы и зависят от «электромагнитной жизни Вселенной». Позднее циклическая изменчивость геофизических элементов в около земном пространстве и на Земле – магнитного поля, тектонической и вулканической деятельности и их космическое начало – были подтверждены в ряде исследований, но особенно блестяще обоснованы А.Л.Чижевским.

По современным представлениям Геофизические циклы магнитного поля Земли (георитмы Земли) развиваются в интервалах 2—5, 7—12, 19—22, 80—100, 1800—2000 лет, проявляясь в цикличности геологических процессов. Эти процессы расцениваются как результат воздействия на литосферу периодически изменяющихся космогенных и глобальных геофизических факторов.

Существует версия, что причиной глобального изменения температуры на Земле является изменение солнечной активности. Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80—90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности.

Но все же, все эти циклы, включая циклы Меланковича, не объясняют всех изменений климата. Казалось бы, чем больше оледенение, тем больше солнечного света отражают ледники, тем меньше тепла попадает на Землю, тем сильнее увеличивается оледенение. Должен появиться замкнутый круг. Но, в какой то, момент начинается резкое потепление. Настолько резкое и сильное, что непонятно как его объяснить. Как объяснить эти резкие и сильные потепления, которые начались 16 тыс. лет назад? 135 тыс. лет назад? 240 и 330 тыс. лет назад? (см. рис. 21, красный график). Может быть, в это время совпадают все максимумы циклов Миланковича? Но тогда эти потепления должны происходить через наиболее продолжительный цикл в 93 тысячи лет, а они происходили через 90, 105, 119 тысяч лет (короткие циклы, измеряемые столетиями и менее, при данном расчете учитывать не надо, так как потепления хотя и были очень быстрыми, но все же они измерялись тысячелетиями). Если 90 тысяч лет близко к 93 тысячам лет, то 105 и особенно 119 тысяч лет отличаются очень сильно. Даже если, в каком-то отдельном случае все максимумы трех циклов Миланковича, совпадут, учитывая плавность изменения этих графиков, это не даст такого резкого потепления. Периодические изменения орбиты Земли конечно влияют на климат Земли, но для возникновения и исчезновения ледников это условие не главное и не достаточное.

Глава 7. Анализ ледниковых кернов

Последние десятилетия ученые научились определять температуру атмосферы и ее состав за тысячи и сотни тысяч лет назад по составу льда древних ледников. Ледники – величайшая летопись климата Земли. Снег падает, ледник растёт, древние отложения оказываются всё глубже, и в ледяной толще образуются слои, похожие на годичные кольца деревьев. В верхней части ледника, образовавшейся сравнительно недавно – за последние несколько тысяч лет, – возраст льда узнать нетрудно. Для этого просто подсчитывают годовые слои, состоящие из зимних и летних отложений. По мере того как глубина увеличивается, сделать это становится всё сложнее, поскольку лёд медленно движется – течёт. В Центральной Антарктиде толщина ледникового покрова достигает 4 км. Слои накапливались почти миллион лет!

Наиболее интересные и неожиданные результаты принесло бурение на российской научной станции «Восток», которое началось еще в 70-х гг. Условия в этих местах очень похожи на марсианские: самая низкая зафиксированная на Земле температура —89,4° С. Более низкой температуры ещё никто нигде не наблюдал. Средняя годовая – на поверхности ледника составляет —55° С. Скважина была необходима для того, чтобы извлечь из неё ледяной керн, изучение которого помогло понять, какой климат был на Земле в прошлом. На глубине 3623 м были обнаружены слои 420-тысячелетней давности. Результаты исследований представлены в виде графиков, ниже.

Как я уже писал, измерения изотопного состава воды, периода образования льда, свидетельствуют о температуре, которая была в момент его формирования. Это своеобразный градусник. Оказалось, что в течение последних 420 тыс. лет Земля прошла через четыре климатических цикла. Их можно проследить и по морским отложениям, однако исследования керна отличаются большей степенью детальности: они позволяют выявить изменения температурных режимов и состав воздуха. Даже сведения о ветрах, дувших в те далекие времена, зафиксированы в памяти ледников. Вместе с водой в толще льда сохраняется пыль, осевшая на поверхности много сотен тысячелетий назад. Её анализ позволяет выявить, чем был загрязнён воздух в те далёкие времена и откуда эта пыль была принесена ветром, не происходило ли тогда крупных извержений вулканов и многое другое.

Также можно исследовать состав атмосферы того времени. Каким образом? Выпавший на поверхность ледника снег постепенно превращается в фирн – рыхлый зернистый снег, в порах которого находится большое количество воздуха. Уплотняясь и замерзая, фирн образует лёд, и заключённые в нём пузырьки воздуха плотно закупориваются в ледниковой толще. Выделив эти мельчайшие пузырьки, можно получить воздух того времени. Это потрясающая, уникальная возможность. Проводится химический анализ воздуха, определяется и измеряется состав углекислого газа, кислорода и метана, т. е. парниковых газов.

Рассмотрим графики колебания температуры (красный), содержания CO₂ (синий) (рис. 21). Результаты эксперимента показывают, что содержание СО₂ и других парниковых газов в атмосфере того времени точно следовало ходу температуры: чем теплее, тем больше было СО₂ и других парниковых газов, чем холоднее, тем их становилось меньше. Основными парниковыми газами, в порядке их влияния на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан, озон, сульфурилфторид, галоуглероды, и оксид азота.

Основным источником парникового эффекта в атмосфере Земли является водяной пар. При отсутствии парниковых газов в атмосфере, средняя температура на поверхности Земли должна составлять —15° C. В действительности средняя температура поверхности Земли составляет +15° C, то есть парниковый эффект приводит к её увеличению на 30° C, из которых 20,6° C объясняется наличием в воздухе водяного пара, а 7,2° C – углекислого газа, и остальные парниковые газы – в сумме 3,2%.

К естественным источникам углекислого газа в атмосфере относятся: вулканические извержения, сгорание органических веществ в воздухе и дыхание представителей животного мира (аэробные организмы). Также углекислый газ производится некоторыми микроорганизмами в результате процесса брожения, клеточного дыхания и в процессе перегнивания органических останков в воздухе.

Так что же управляет климатом Земли? Что контролирует температуру? Для этого, для начала, надо ответить на вопрос, что первично? Увеличение концентрации в атмосфере парниковых газов вызывает потепление или повышение температуры не Земле вызывает рост парниковых газов? Здесь мнения ученых расходятся.

Одни считают, что на первом месте увеличение в атмосфере парниковых газов, а затем поднимается температура.

Другие считают, что на первом месте была всё-таки температура, а не водяной пар, углекислый газ и метан. Более тёплые условия вызывают рост парниковых газов. Значит, есть какая-то другая причина, заставившая процесс понижения температуры развернуться и начать потепление.

Рассмотрим обе гипотезы.

Глава 8. Гипотеза первая, наиболее распространенная. Повышение концентрации парниковых газов приводит к повышению температуры

Приведем, в сокращении, статью Алексея Владимировича Бялко, доктора физико-математических наук, ассоциированного сотрудника Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН.

Сравним между собой графики температуры, углекислого газа и метана девяти глобальных потеплений, прошедших за последние 800 тыс. лет.

Рис. 21. Результаты бурения антарктического льда – история климата за последние 800 тыс. лет. Красная линия – температура, отсчитанная от современной; синяя – концентрация СO₂, в частях на миллион (ppm); зеленая – концентрация СН₄ в частях на миллиард (ppb)

Они начинаются быстрым ростом всех трех показателей: температуры, углекислого газа CO₂ и метана CH4, продолжающимся от 8 до 20 тыс. лет. Рассматривая эти графики в более крупном масштабе, ученые заметили, что первым своего максимума достигает концентрация метана, через несколько тысяч лет проходит к своему максимуму температура и, с небольшим отставанием, концентрация углекислого газа. Но сразу возникает главный вопрос: «Почему вдруг, при продолжающемся падении температуры начинается увеличение выделения метана? И второй вопрос: «Учитывая, что метан в настоящее время занимает лишь третье место среди парниковых газов, влияющих на увеличение температуры на Земле, и его влияние не значительно, может ли увеличение его концентрации развернуть процесс похолодания в обратную сторону?»

Начнем с описания климатической системы в периоды максимального оледенения, в моменты, предшествующие потеплению. Из-за массового скопления льда на суше уровень океана в эти времена падал на 100—120 м. Его средняя соленость при этом возрастала с современного значения 3—5% до 3—6%. При низкой температуре земной поверхности примерно вдвое меньше современной была скорость испарения. На сушу выпадало мало дождей и снега, кроме того, осадки аккумулировались в ледниках. Речной сток с суши в океан в течение ледниковых периодов был существенно меньше сегодняшнего. Вся система конвекции – и атмосферы и океана – в ледниковые периоды была менее интенсивной, чем сегодня, можно сказать – застойной.

При изучении динамики океана нельзя пренебрегать потоком тепла земных недр через его дно. В среднем по океану он не велик, но он не менялся последние десятки миллионов лет.

Оценим, за какое время такой поток энергии прогреет всю толщу океана. Ответ: 5 тыс. лет. Немного, но сравнимо с длительностью ледниковых периодов. Это означает, что понижение стока в океан холодных вод во время оледенения способно кардинально изменить его структуру: воды океана могут достаточно быстро прогреться теплом земных недр, пусть не повсеместно, но локально. Исследование палеотемператур глубинных вод океана показывает, что за последние 900 тыс. лет их потепление действительно опережало потепление поверхности на 11±5 тыс. лет.

Падение давления в океане из-за понижения его уровня и одновременный рост температуры воды нарушают равновесие, и микроорганизмы, живущие в океане, начинают более быстрое выделение метана.

В настоящее время влияние метана на парниковый эффект не очень велико, но это из-за его малой концентрации. Его атмосферная концентрация обычно в 400—600 раз меньше паров воды и углекислого газа. Но молекулы метана поглощают микроволновое излучение в десятки раз сильнее, чем СO₂ и Н₂O, поэтому даже небольшое изменение его концентрации может привести к значительному влиянию.

Такая концепция объясняет наблюдаемую последовательность: вслед за метаном растет температура, за температурой растет концентрация углекислого газа.

Посмотрим на графики и увидим, что после достижения максимумов идет резкое падение, особенно метана. Почему?

Во-первых, потому что при таянии ледников поднимается уровень океана, растет давление и прекращается ускоренное выделение газов; во-вторых, метан атмосферы окисляется в СO₂. Но к этому времени уже выросла концентрация основных парниковых газов, водяного пара и углекислого газа. Метан выступил как бы в роли катализатора. Он выполнил свою функцию и теперь может, без особых последствий, уменьшиться.

Но чем же вызван резкий спад, после максимумов, температуры и концентрации углекислого газа? Высокие температуры и высокая концентрация углекислого газа стимулируют возрастание фотосинтеза и переход углерода из атмосферы в гумус и торф болот. Уменьшение парникового эффекта начинает понижать температуру поверхности.

Любопытно, что мы сейчас живем как раз в тот короткий период максимума потепления, межледниковье, о котором только что писали. Еще любопытно, что наше межледниковье (голоцен) длится уже 10 тыс. лет. Все предыдущие были короче – 4—5 тыс. лет. Нам очень повезло. У нас длинный период потепления, но уже есть признаки того, что он заканчивается. В масштабе тысячелетий человечество ждёт скорое похолодание.

Глава 9. Гипотеза вторая. Основная причина изменения температуры на земле, не парниковый эффект, а пыль

Некоторые ученые считают, что основной причиной изменения температуры на земле является не парниковый эффект. Но что же, тогда, в сочетании с изменением орбиты Земли по циклам Миланковича приводит к резкому и сильному периодическому изменению температуры на Земле?

Рассмотрим графики колебания температуры (синий) и пыли в атмосфере (красный), за последние 420000 лет, по данным анализа керна льда со станции Восток в Антарктиде.

Рис. 22. Графики колебания температуры (синий) и пыли в атмосфере (красный), за последние 420 000 лет, по данным анализа керна льда со станции Восток в Антарктиде

Из них четко видно, что графики находятся в противофазах. Когда концентрация пыли в атмосфере велика, температура падает и наоборот. Концентрация пыли в атмосфере может упасть резко в рассматриваемом нами масштабе времени, и так же резко повышается температура.

Для ледниковых эпох характерно не только общее похолодание, но и резкое усиление температурных контрастов между разными широтами, между оледеневшей сушей и океаном и, следовательно, рост энергии океанских и атмосферных процессов. В периоды глобальных похолоданий усиливались океанские и атмосферные течения, активизировались циклонические процессы на границе ледниковых покровов.

В плейстоценовом керне ледникового периода, с антарктической американской станции Бэрд, например, концентрация континентальной пыли в восемь раз больше, чем в голоценовом (теплом послеледниковом), на станции «Восток» это различие достигает 30 раз. Соответствующее превышение концентрации морских аэрозолей на станции Бэрд составило два-три, а на станции Восток – пять раз.

Причина, усиление ветров – рост межширотных контрастов. Важную роль играло и общее опустынивание приледниковых областей, и их расширение из-за осушения шельфов при снижении уровня моря, так как часть воды шла на формирование ледниковых покровов.

Проанализировав эти факторы, увидим: увеличение количества пыли при похолоданиях способствует усилению похолодания, а похолодание увеличивает количество пыли в воздухе. Получается, опять-таки, замкнутый круг. Значит, основной причиной увеличения пыли в атмосфере является, что-то другое, иначе похолодание все время увеличивалось бы.

Пыль в атмосфере может появиться из-за падения крупного метеорита, но продержится не долго, не десятки тысяч лет, как длятся ледниковые периоды.

Еще одной причиной возникновения пыли в атмосфере являются вулканы. Их извержения сопровождаются большим количеством пыли, но в атмосфере она держится не долго. Все крупные извержения последних 100 тысяч лет изучены, и они не дают такую картину запыленности атмосферы, когда пыль держалась бы в ней десятки тысяч лет подряд, сколько длится холодная фаза ледникового периода.

Рис. 23. Извержение вулкана

Пыль может попасть из космоса. Каждый день на Землю оседают тысячи тонн космической пыли и совершенно не обязательно, что пыль в космосе распределена равномерно и равномерно оседает на землю. Известный ученый Поль Лавиолетт, проделавший в течение многих лет огромную работу по исследованию кернов льда полярных ледников и с большим трудом добившийся признания своих научных трудов о периодических взрывах в ядре нашей галактики, в своей книге «Лед и огонь», приходит к заключению, что через Солнечную систему периодически проходят «сверхволны» с большим количеством космической пыли. Причем эта пыль приходит на Землю с определенной периодичностью, в среднем немногим более 100 тысяч лет.

Возможно в космическом пространстве, по которому движется Солнечная система, существуют «пылевые облака», при прохождении через которые в земную атмосферу попадает большее количество пыли.

В настоящее время нет общепризнанного ответа на вопрос, что является основной причиной влияющей на содержание пыли в атмосфере. Но все же космическая пыль, принесенная галактическим пылевым облаком, представляется наиболее убедительной.

Глава 10. Что век грядущий нам готовит?

История палеоклимата поучительна, но, к сожалению, не дает нам весомых оснований для уверенного предсказания климата ближайшего будущего. Последние миллионы лет атмосфера никогда не находилась в состоянии, близком к современному. Не наблюдалось такой высокой концентрации СO₂, которая образовалась за последние 100 лет в результате развития энергетики, использующей ископаемое топливо. Раньше Земля топливо накапливала, а теперь оно сжигается. Парниковый эффект неизбежно будет нарастать минимум лет 20 просто в силу инерции экономики, использующей ископаемое топливо. Потепление климата продолжится, и следующее поколение увидит Ледовитый океан, полностью свободный ото льда в конце летнего сезона. С одной стороны, высокие температуры и концентрация углекислого газа стимулируют возрастание фотосинтеза и переход углерода из атмосферы в топливо (гумус и торф болот), с другой стороны человек сжигая топливо высвобождает углекислый газ. Что перевесит не понятно. А, что произойдет, когда ископаемое топливо закончится?