Текст книги "Что случилось с климатом"

Истории про климат

На третьем году плавания капитан «Бигля» Прингл Стокс впал в тяжелую депрессию. Его подкосило последнее задание – съемка пустынного и мрачного западного побережья Огненной Земли. «Бигль» проводил все больше времени на якоре, а Стокс фактически устранился от командования кораблем и неделями сидел взаперти в капитанской каюте.

Британская экспедиция под началом Филиппа Паркера Кинга на кораблях «Адвенчер» («Приключение») и «Бигль» («Гончая») занималась съемкой побережья от Монтевидео до острова Чилоэ у берегов Чили. На карту предстояло нанести никак не меньше четырех тысяч миль.

Страны Южной Америки лишь недавно обрели независимость, и англичане стремились усилить влияние на континенте. «Адвенчер» и «Бигль» должны были обеспечивать военное присутствие Британии в неспокойном регионе. Кроме того, воды Южного океана все активнее посещались китобоями, которые нуждались в надежных морских картах. Но дела экспедиции складывались скверно: огнеземельцы украли вельбот, а без него выполнить работу было немыслимо; среди членов экипажа началась цинга. Большую часть времени корабли работали поодиночке и встретились в Порт-Фэмине («порт Голода») в Магеллановом проливе 27 июля 1828 г. Видимо, перспектива продолжения однообразных и изнурительных гидрографических работ была для Стокса совершенно непереносима. 1 августа, запершись в каюте, он выстрелил себе в голову. Как и многие моряки, он оказался неважным стрелком – во всяком случае, пуля застряла в голове, и умер он лишь через 12 дней, до конца оставаясь в сознании.

Начальник экспедиции Кинг хотел передать командование «Биглем» старшему помощнику Стокса Сайрингу, но адмирал Отуэй, командир британской эскадры в Южной Америке, решил иначе. Он назначил на место покойного Стокса Роберта Фицроя – лейтенанта со своего корабля. Можно представить, что чувствовал молодой человек 23 лет, назначенный капитаном при таких обстоятельствах.

Фицрой происходил из аристократического семейства, дед его был премьер-министром, отец – членом парламента. Фицрой окончил Королевский морской колледж в Портсмуте, что было по тем временам делом необычным. Как правило, подготовка офицеров Королевского флота начиналась не в аудитории, а на палубе, нередко в возрасте 8–10 лет. К новому поколению моряков, вступившему в строй уже после наполеоновских войн, на флоте относились предвзято. И теперь Фицрою предстояло наладить отношения с начальником экспедиции, но для начала успокоить команду «Бигля», поскольку моряки верили, что по судну ходит призрак покойного капитана.

Фицрой приступил к съемке побережья Огненной Земли. «Бигль» (242 тонны, около 100 футов в длину, две мачты плюс третья рудиментарная) использовался как база, а большую часть работ выполняли небольшие группы на вельботах. Штурману Марри с матросами была поручена съемка берегов близ мыса Десолейшен (Отчаяния). В срок он не вернулся. Через неделю до «Бигля» добрались трое моряков и сообщили, что вельбот украден туземцами. Без него вернуться на корабль было невозможно; кроме того, с ним исчезли все припасы – мыс вполне оправдал свое название. Моряки все же соорудили подобие лодки из ивовых прутьев и парусины, чтобы вернуться за подмогой. Именно с украденного на мысе Отчаяния вельбота начинается цепь событий, которая определила не только дальнейшую судьбу Роберта Фицроя, но и привела в итоге к появлению теории эволюции – фундамента современного научного мировоззрения.

Фицрой решил во чтобы то ни стало вернуть вельбот. Но после нескольких недель поисков ему удалось найти лишь часть украденных предметов и установить место жительства похитителей. Тогда он решил использовать старый добрый способ, опробованный еще Джеймсом Куком. Вооруженные моряки окружили деревню, но встретили яростное сопротивление огнеземельцев. В жестокой схватке один из туземцев был убит, одиннадцать взяты в заложники. Впрочем, вернуть вельбот все равно не удалось – огнеземельцев ничуть не волновала судьба заложников. Взяв с собой двух пленниц в качестве проводников, Фицрой отправился на берег на поиски вельбота. Он думал, что женщины не убегут – ведь на «Бигле» оставались их дети. Но они убежали. Убежали и мужчины – вплавь с корабля на берег. Фицрой остался без вельбота, но с тремя малолетними огнеземельцами на борту. Молодой капитан был вынужден признать неудачу. Он приказал плотнику строить новый вельбот взамен украденного, а штурману Марри поручил вернуть детей на место. Но 10-летняя девочка не захотела покидать «Бигль», где она была всеобщей любимицей, и ее решили оставить на корабле. Фицрой, конечно, не мог догадываться, что это решение станет для него судьбоносным. Девочка получила имя Фуэгия, в честь своей родины – Тьерра-дель-Фуэго, и фамилию – Баскет (Корзинка) в память о лодке из ивовых прутьев. Фицрой стал учить ее английскому языку.

К этому времени у Фицроя созрел план – вывезти несколько туземцев в Англию, обратить в христианство, дать начальное образование, обучить азам сельского хозяйства и работе с инструментами, а затем вернуть домой. Они передадут навыки соплеменникам, и на Огненной Земле наступит совсем другая жизнь. Фицрой надеялся, что его план поможет в будущем установить контакты с коренными жителями, что облегчило бы англичанам исследование архипелага.

Любой современный антрополог лишь грустно усмехнулся бы, узнай он о планах Фицроя. Но Фицрой был человеком своей эпохи, с иным культурным багажом. Вскоре еще трое молодых туземцев появились на «Бигле». Юношу 14 лет выменяли на перламутровую пуговицу. Он получил имя Джемми Баттон («Пуговица»). Еще двое – 26-летний Йорк Минстер, названный в честь близлежащего мыса, и Боут Мемори («Память О Лодке») – попали на борт практически добровольно, во всяком случае не при столь драматических обстоятельствах, как Корзинка.

Кинг не вмешивался в дела Фицроя, Адмиралтейство также не возражало, поскольку он взял на себя расходы, связанные с пребыванием огнеземельцев в Англии. Более того, Адмиралтейство пообещало в будущем способствовать возвращению их на родину.

«Бигль» пришел в Англию 14 октября 1830 г. Один из туземцев, Боут Мемори, умер после прививки оспы, остальные были переданы на попечение священника и учителя приходской школы. Их обучали английскому языку и основам христианства, а также элементам садоводства и земледелия. Огнеземельцы стали знаменитостями и даже были представлены королю. Королева подарила Фуэгии кольцо, шляпку и кошелек с деньгами на платье.

Поначалу Фицрой планировал, что индейцы пробудут в Англии два-три года, однако уже следующей весной он решил ускорить их возвращение: возможной причиной была связь Йорка Минстера с несовершеннолетней Фуэгией Баскет – Фицрой опасался скандала. Фицрой обратился в Адмиралтейство, напомнив о данных ему обещаниях, но Адмиралтейство решило свернуть исследования в Южной Америке. Тогда он попросил отпуск за свой счет, чтобы самому организовать экспедицию по возвращению огнеземельцев на родину – ведь он дал им слово и не мог его нарушить. Отпуск предоставили. Фицрой за свои деньги зафрахтовал судно и стал готовиться к плаванию. Но судно не понадобилось, так как влиятельные родственники Фицроя надавили на Адмиралтейство, и «Бигль» был снаряжен во второе плавание, а Фицрой вновь назначен капитаном. Ему все же пришлось заплатить больше половины фрахта в качестве неустойки. Кроме того, немало личных средств он вложил в реконструкцию «Бигля», чтобы сделать судно более остойчивым – в первом плавании бриг едва не пошел ко дну.

Присутствие натуралистов на кораблях Королевского флота не было обычной практикой. Основной целью британских экспедиций было составление карт Мирового океана и описание берегов, и морские офицеры вполне с этим справлялись. Иногда, если судовой врач был сведущ в естественных науках, ему поручали собирать гербарии и коллекции минералов (Van Wyhe, 2013). Однако Фицрой, человек прогрессивный и наблюдательный, прекрасно понимал, сколь уникальную возможность для науки дает плавание в неисследованных водах, и поэтому решил взять с собой натуралиста. Он одобрил и согласовал с Адмиралтейством, хотя и не без колебаний, кандидатуру 22-летнего выпускника богословского факультета Кембриджа Чарлза Дарвина. Статус Дарвина был в значительной мере неформальным: Адмиралтейство оплачивало его пребывание на борту, но при этом он не получал жалования, не имел каких-либо обязательств и был волен сойти на берег в любой точке маршрута. В официальных инструкциях, данных Фицрою королевским гидрографом Френсисом Бофортом, не упоминалось о каких-либо естественно-научных изысканиях. Таким образом, Дарвин скорее был капитанским гостем, нежели гражданским специалистом, работающим за еду. Особое положение Дарвина на корабле подтверждается еще и тем, что на протяжении пятилетнего плавания Фицрой и Дарвин обедали вдвоем в капитанской каюте. Столь близкое соседство в условиях замкнутого пространства неизбежно приводило к трениям. На протяжении плавания они демонстрировали взаимное уважение, хотя их отношения были омрачены несколькими серьезными ссорами. Многие отмечают непростой характер Фицроя, но при этом он не считал зазорным первым пойти навстречу, если осознавал свою неправоту (Меллерш, 1975).

27 декабря 1831 «Бигль» отправился в свое второе плавание. Вряд ли Фицрой догадывался, что оно станет в один ряд с плаваниями Одиссея, Колумба и Кука. Первой его задачей было вернуть домой огнеземельцев, которые провели с англичанами около трех лет. Возвращение стало для них шоком. Фуэгия лежала на дне вельбота и боялась взглянуть на соотечественников. Джемми забыл родной язык и пытался изъясняться с собратьями на смеси английского и испанского. Но Фицрой не думал отказываться от своего плана сделать огнеземельцев проводниками прогресса. Он высадил их на берег вместе с миссионером Мэтьюзом. Несколько дней вся команда «Бигля» помогала им обустроиться. Но как только корабль скрылся из виду, туземцы начали глумиться над чужаками. Они разграбили их имущество, вытоптали огород, который те успели посадить. Миссионера пришлось спешно эвакуировать, а огнеземельцы в конце концов вернулись к своим соплеменникам.

Плавание на «Бигле», продлившееся пять лет (1831–1836) вместо двух, стало центральным событием жизни и для Дарвина, и для Фицроя и во многом определило их дальнейшую судьбу. Молодой прогрессивный капитан с годами превратился в ультраконсерватора, верившего в Писание буквально, тогда как Дарвин, изучавший богословие в Кембридже и изначально выбравший карьеру священнослужителя, впоследствии не только отошел от христианства, но и стал воплощением атеизма. Со временем Дарвин и Фицрой рассорились окончательно. Спустя много лет после плавания, в 1860 г., во время дебатов о книге Дарвина «Происхождение видов», проходивших в Оксфорде, Фицрой сказал: «Знай я, что случится, я ни за что не взял бы его на “Бигль”».

В 1843 г. Фицрой был назначен губернатором Новой Зеландии. Должность была не из простых – взаимоотношения белых колонистов с коренными жителями складывались скверно. Маори были настроены воинственно по отношению к белым – на небольших островах им было некуда отступать. Фицрой в конфликтах встал на сторону маори, добиваясь того, чтобы колонисты давали за землю справедливую цену. Понятное дело, поддержки среди колонистов ему это не прибавило. В то же время активно влиять на ситуацию он не мог, так как серьезной военной силы за ним не было, финансовой поддержки от властей тоже – ему предлагалось самому искать средства для наполнения казны. Губернатором он пробыл недолго – в 1845 г. его отозвали в Англию. В вину ему ставились нарушение инструкций и чрезмерная самостоятельность в принятии решений. Впрочем, современные историки оценивают губернаторство Фицроя скорее позитивно (Paul et al., 2013).

Фицрой возглавил метеорологический департамент с момента его основания. Ему полагалось собирать статистику о погоде и предоставлять измерительные приборы флоту. Но его волновал другой вопрос: как предсказать погоду. Фицрой, как никто иной, знал, что точный прогноз погоды – это вопрос жизни и смерти. В юности, едва вступив в командование «Биглем», он попал в первую жестокую переделку. Тяжелейший шторм чуть не погубил судно, ветром сдуло за борт двух человек. Впоследствии Фицрой отнес это несчастье на счет своего невнимания к показаниям барометра. Теперь он снабжал барометрами рыбацкие деревни. Он создал сеть наблюдательных станций на берегу, связав их телеграфом с Лондоном. Расходы департамента стали быстро расти, деятельность Фицроя вскоре вышла за узкие рамки, установленные начальством, а его работа стала предметом разбирательства в парламенте. Судовладельцы также были им недовольны – они теряли прибыль, когда капитаны, получив неблагоприятный прогноз, отказывались выйти в море.

Именно Фицрой ввел понятие прогноза погоды. Прогнозы – дело всегда неблагодарное. Даже в наше время они не всегда воспринимаются адекватно. Так, после урагана 1998 г. московские власти обвинили синоптиков в непрофессионализме и организовали собственную службу погоды. Можно представить вал насмешек, который обрушился на Фицроя с тех пор, как его прогнозы стали ежедневно публиковаться в лондонской «Таймс».

Фицрой возлагал большие надежды на «Книгу погоды», в которой стремился доступно изложить свой многолетний опыт. Он обладал выдающейся интуицией, но знаний ему не хватало, а продвигаемые им теории были далеки от научной строгости. Не удивительно, что академическое сообщество встретило книгу прохладно. У Фицроя начались проблемы со здоровьем и денежные неурядицы. Значительную часть своих средств он еще в молодости потратил на экспедиции. Но Адмиралтейство отказалось компенсировать ему несогласованные траты. Фицрой был подавлен, тяжело переживал неудачное губернаторство в Новой Зеландии и провал своей миссии на Огненной Земле. Сложно сказать, что именно оказалось последней каплей, но 30 апреля 1865 г. он покончил с собой. Возможно, Фицрой вспоминал при этом первого капитана «Бигля» Стокса, в каюте которого он прожил пять лет.

Именем Фицроя назван неприступный и необычайно живописный горный пик – одна из основных достопримечательностей Патагонии.

Течение Гумбольдта – часть круговорота в южной части Тихого океана. Оно несет холодные воды из Антарктики вдоль побережья Чили и Перу. Купаться здесь холодно, несмотря на близость экватора. Но ехать сюда все равно стоит – мало где в мире столь разнообразная и недорогая рыбная кухня. И вот почему. Когда ветер дует вдоль берега (рис. 1.22), он вызывает отток поверхностных вод от берега за счет экмановского переноса. Например, когда южные ветра дуют вдоль побережья Чили и Перу, поверхностная вода уходит от южноамериканских берегов. На смену ей поднимаются глубинные воды (апвеллинг).

В поверхностных водах океана, куда проникает солнечный свет, происходит образование нового органического вещества за счет фотосинтеза. Продукты жизнедеятельности и останки организмов под действием силы тяжести опускаются на глубину, там окисляются до минерального состояния (биологический насос). На глубине, в отсутствие солнечного света, питательные вещества остаются невостребованными. В зонах апвеллинга, где к поверхности поднимаются глубинные воды, богатые азотом, фосфором и другими минеральными веществами, обычно кипит жизнь. Здесь активно растет фитопланктон, который служит основой пищевых цепочек в океане. До половины мирового вылова рыбы приходится на зоны апвеллинга.

Рис. 1.22. Возникновение прибрежного апвеллинга – Северное полушарие

Район перуанского апвеллинга – один из основных промысловых районов в океане. Побережье, напротив, безжизненно – это Атакама, самая безводная пустыня на Земле. С востока она находится в дождевой тени Анд, с запада холодное течение Гумбольдта препятствует образованию мощной облачности и выпадению осадков. Море здесь богато рыбой, ею питаются морские птицы, поэтому здесь сформировались огромные запасы гуано – результат все того же апвеллинга. Еще одним ценным ресурсом региона являются залежи чилийской селитры – нитрата натрия NaNO₃. Ее происхождение до конца не ясно, но, по-видимому, связано с засушливым климатом Атакамы.

В конце XIX в. часть Атакамы, богатая природными ресурсами, в первую очередь гуано и селитрой, стала причиной раздоров между Чили, Боливией и Перу. Это было самое богатое месторождение на Земле, а селитра нужна была всем – из нее делали черный порох. Ресурсы на спорной территории в основном разрабатывали чилийские компании – от основной территории Боливии Атакама отделена высокими горами. Но с началом очередного экономического кризиса боливийское правительство, вопреки соглашению, обложило данью чилийские добывающие компании, а когда те отказались платить, реквизировало их собственность.

14 февраля 1879 г. чилийский десант высадился в Антофагасте, тогда принадлежавшей Боливии. Захватить порт было несложно – город населяли преимущественно чилийцы.

Вести военные действия в пустыне, где дождь выпадает пару раз в столетие, было возможно лишь при поддержке с моря. Боливия не обладала флотом, но ее союзником в войне выступило Перу. Армада Перу насчитывала шесть кораблей. Чилийцы располагали восемью кораблями.

5 апреля три чилийских корабля начали блокаду перуанского порта Икике. 21 мая состоялось морское сражение при Икике, в котором участвовали перуанский броненосец «Уаскар» под началом командора Мигуэля Грау и чилийский деревянный корвет «Эсмеральда» под командованием капитана Артуро Прата. Силы были неравны – старый деревянный корабль уступал броненосцу и в маневренности, и в вооружении. Кроме того, в бой вступила береговая батарея генерала Буэндиа – начальника гарнизона Икике. «Эсмеральда» почти потеряла ход и была обречена, так как корвет был очень старым, и один из котлов взорвался, не выдержав давления. Сражение длилось около четырех часов, когда Грау направил броненосец на таран. В момент столкновения раздался залп из орудий «Уаскара», убивший несколько десятков человек на «Эсмеральде».

Артуро Прат дал приказ идти на абордаж и, обнажив шпагу, перепрыгнул на палубу «Уаскара». Но его примеру последовало только два члена команды – остальные, видимо, не расслышали приказ за громом канонады. Два спутника Прата были сразу же убиты, он остался один со шпагой и пистолетом против команды броненосца и также был смертельно ранен. Во избежание лишнего кровопролития Грау предложил чилийцам сдаться, но те демонстративно прибили флаг к мачте гвоздями.

«Уаскар» снова пошел на таран и расстрелял в упор «Эсмеральду». Вторую абордажную атаку возглавил младший лейтенант Игнасио Серрано. С ним на «Уаскар» перебралось 11 человек. Но, вооруженные мачете и ружьями, они были бессильны против пулеметов системы Гатлинга, установленных на броненосце.

Последний выстрел «Эсмеральды» был сделан, когда главная палуба уже ушла под воду. Из 198 членов команды «Эсмеральды» выжили только 58, они были спасены командой «Уаскара».

Командор Грау переслал обручальное кольцо и шпагу Прата его вдове, Кармелии Карвахаль, вместе с письмом, в котором отдавал дань уважения мужеству и моральным качествам своего противника. В ответном письме Кармелия в изысканных выражениях поблагодарила командора Грау за моральную поддержку.

Грау ненадолго пережил Прата: он погиб 8 октября в сражении при Ангамосе, неподалеку от Антофагасты, когда чилийский снаряд взорвался на мостике «Уаскара». Сам корабль цел и по сей день – он стал музеем в чилийском порту Талькауано. В результате войны, вошедшей в историю как Вторая тихоокеанская война, или война за гуано и селитру, Боливия лишилась выхода к морю, а Перу потеряло Арику и Икике.

А вскоре пришел конец и разработкам селитры. В начале XX в. Фриц Габер, о котором еще будет рассказано подробнее, и Карл Бош разработали метод синтеза аммиака из элементов, и азотные соединения стали производить массово.

О героическом прошлом Икике теперь напоминают лишь города-призраки в пустыне, где жили рабочие селитряных месторождений, да реплика корвета «Эсмеральда», стоящая в порту Икике. Недалеко от порта находится рыбный рынок. На берег возле него выползают морские львы – им достаются отходы от разделки рыбы.

Раз в 3–7 лет и для морских львов, и для местных рыбаков приходят скверные времена. Привычный режим циркуляции атмосферы и океана меняется. Слабеет юго-восточный пассат, вслед за ним ослабевает апвеллинг, и холодные воды перестают подниматься к поверхности. Зона теплой воды смещается из западной части Тихого океана от берегов Австралии и Индонезии в центр и к берегам Южной Америки. Вода у побережья Перу и Эквадора теплеет на несколько градусов. Для местных жителей это беда – уходит рыба, гибнут морские птицы, начинаются проливные дожди. Такое потепление, только меньших масштабов, происходит ежегодно в канун Рождества, поэтому рыбаки назвали это явление Эль-Ниньо, что означает «малыш», имея в виду младенца Христа. Позже это же название распространилось и на крупномасштабные потепления, которые наблюдаются раз в несколько лет и могут продолжаться больше года. Аномальные по силе Эль-Ниньо происходили в 1982/83, 1997/98 и 2015/16 гг.

Под Эль-Ниньо обычно понимают аномалии температуры в верхнем слое океана. Соответствующие изменения в атмосфере называют Южным колебанием. Интенсивность южного колебания оценивается по разности атмосферного давления над Таити и над городом Дарвин в Австралии. Во время Эль-Ниньо давление над Австралией растет, а над Таити падает, разность давления между западом и востоком Тихого океана уменьшается и сила пассата ослабевает. При противоположных условиях, названных Ла-Нинья («малышка»), давление над Австралией ниже, чем обычно, а над Таити, наоборот, выше нормы, пассат и апвеллинг усиливаются, а на востоке Тихого океана температура понижается. Вместе Эль-Ниньо и Ла-Нинья образуют цикл Эль-Ниньо / Южное Колебание, который влияет на погоду не только в тихоокеанском регионе, его воздействие распространяется на тропические и умеренные широты в обоих полушариях.

Механизмы формирования Эль-Ниньо / Южного Колебания довольно сложны. В них играют важную роль пассаты, апвеллинг, положение термоклина и температура поверхности Тихого океана. Положительные и отрицательные обратные связи между ними приводят к возникновению циклических колебаний. Эль-Ниньо / Южное Колебание можно рассматривать как собственное колебание климатической системы, связь его с какими-либо внешними факторами не установлена.