Текст книги "Грядет глобальное похолодание"

А. Чижевский, занимаясь солнечными ритмами, ввёл понятие хроноизменчивости. Но лишь наука самого последнего времени начала использовать это понятие в системе наших знаний об окружающем мире.

Хронобиология, добившись больших успехов в деле изучения организации биологических процессов во времени, сохранила ряд белых пятен. Одно из них – анализ хроноизменчивости, то есть изменчивости временных параметров развития биосистем. Иначе говоря, хроноизменчивость – это изменение длительности протекания биологических процессов. Речь идет о процессах физиологических, онтогенетических и филогенетических. Изменчивости подвержены все временные характеристики организмов. Физиологические параметры (например, время, необходимое для переваривания определенного количества пищи, для формирования яйца и т. д.), онтогенетические (скорость взросления, полового созревания, старения), филогенетические (скорость адаптации популяции к новым пестицидам) проходят в течение определенного времени, но это время подвержено вариации, или изменчивости. Хорошо известно, что в людской популяции существует большое разнообразие по скорости взросления, созревания, старения.

Введение и использование понятия «хроноизменчивость» требует указания подходов к созданию системы классификации форм хроноизменчивости. Всякую биологическую изменчивость как категорию принято делить на наследственную, ненаследственную, количественную и качественную. Взяв за основу такую классификационную систему, выделим четыре основные формы хроноизменчивости.

1. Наследственная количественная. Отражает естественные колебания сроков развития в популяции, находящейся в стабильной, благоприятной среде. Пример – распределение группы людей по скорости полового созревания, взросления, старения.

2. Наследственная качественная. Находит выражение в наличии у популяции (и в виде в целом) нескольких морф, качественно различающихся по срокам протекания того или иного биологического процесса. Пример – распределение диких популяций раков на две морфы – быстро растущих и медленно (так называемые «тугорослики»).

3. Ненаследственная количественная. Отражает повышение степени хроноизменчивости в неблагоприятных условиях, когда среднее значение в популяции остается неизменным, а показатели вариации возрастают. Например, в экстремальных условиях – скажем на передовой при боевых действиях – сразу выявляется прежде скрытая изменчивость по умению адаптироваться к таким условиям, и, соответственно, появляется исключительное разнообразие по срокам дальнейшей жизни для солдата.

4. Ненаследственная качественная. Отражает появление под действием внешних воздействий в популяции, без ее генетической перестройки, принципиально новых хрономорф. Например, распределение популяции при перенесении ее в новые условия на особей быстро достигающих зрелости и медленно.

Хроноизменчивость свойственна не только живой, но и неживой природе. Чижевский понимал, что солнечные ритмы повторяются неоднозначно, однако количественно эту неоднозначность не описывал. Наука более позднего времени подошла к такому описанию. Выше говорилось, что самый известный солнечный ритм составляет 11 лет. На самом деле он варьирует от 7 до 17 лет. Сравнительно недавно – в начале XXI века – произошло удлинение этого ритма за счет растяжения периода минимума. Предполагалось, что минимум будет достигнут в 2004 году, после чего пойдет постепенный рост солнечной активность, увеличение числа солнечных пятен. Однако в действительности минимум затянулся аж до 2007 года. В момент, когда создавалась эта книга, солнечная активность быстро возрастала.

Наложение изменчивости природы, в том числе активности Солнца на изменчивость живых организмов, приводит к тому, что всякие прогнозы относительно изменений климата и изменений в биосфере носят лишь вероятностный характер. Впрочем, это касается почти любых предсказаний. Мир, в котором все предсказывается с абсолютной точностью, существовать не может.

Во взаимоотношениях людей, животных с потоком времени есть и совершенно загадочные обстоятельства. Назовем некоторые из них.

Известно, что в экстремальных ситуациях время окружающего мира кажется человеку замедленным. Описаны случаи, когда в момент смертельной опасности люди видели летящие в них пули и снаряды, наблюдали последовательные фазы происходящего рядом взрыва. До последнего времени такого рода сведения систематизировались лишь в популярной, а не в научной литературе. Несколько лет назад был предложен методический подход к изучению редких биологических явлений.

Автор данной книги предложил создать самостоятельный раздел науки – криптобиологию, изучающую редкие биологические объекты и явления. Однако специфика обстоятельств, связанных с опасными для жизни ситуациями, затрудняет их научное исследование. Еще одно достоверное и малоизученное обстоятельство – способность живых организмов, включая человека, предсказывать катастрофические ситуации, связанные с выделением большого количества энергии. Животные могут предчувствовать природные катаклизмы и заранее покидать опасные места. Один из самых известных следов вулканической катастрофы – итальянский город Помпеи, уничтоженный в I веке н. э. извержением вулкана Везувий. В ходе раскопок на территории мертвого города найдены и изучены тысячи мумифицированных трупов людей. Однако трупов лошадей, количество которых в древних городах было сопоставимо с населением, практически не обнаружено. Почему так получилось? Лошадей кто-то предупредил, а людей нет. Не могут ли животные подключаться к неведомым нам источникам информации?

Теперь перейдем к настоящему времени. 24 декабря мощное землетрясение в Индийском океане породило волну-цунами, которая обрушилась на Индонезию и некоторые другие страны. Погибли сотни тысяч людей. Но животные почти все заранее покинули опасные районы. Потом они вернулись к своим местам жительства. Сотрудники российского Министерства по чрезвычайным ситуациям, которые помогали жителям пострадавших районов, видели страшные картины – разрушенные водной стихией города без людей, населенные лишь домашними животными…

Считается, что животные могут ощущать физических предшественников природных катастроф – инфразвуковые волны, выход радона из литосферных плит. Однако животные могут предсказывать и экстремальные ситуации антропогенного происхождения, не имеющие физических предшественников. Недавно рассекреченные данные свидетельствуют – животные предчувствуют ядерный взрыв и стараются заблаговременно покинуть территорию полигона. Механизм подобной проскопии, то есть предчувствия будущего, пока неизвестен.

Можно предполагать, что малопонятные факты и обстоятельства, изложенные в настоящем разделе, могут быть осмыслены при помощи теории физических свойств времени Н. А. Козырева. И здесь намечается новый стык между работами Козырева и Чижевского. А. Л. Чижевский, описывая влияние Солнца на Землю, понял, что только изменением светимости объяснить множественные эффекты в биосфере и ноосфере нельзя. Количество лучистой энергии, попадающей на Землю в годы активного и умеренного Солнца, различается в пределах одного процента. Но энергетика Солнца не ограничивается электромагнитными излучениями. Так возникло представление еще об одном физическом поле, дополняющем такие известные поля, как гравитационное и электромагнитное. Чижевский назвал его Z-полем. По многим своим характеристикам оно близко к хронополю Н. Козырева, через которое возможно видение будущего.

Для того чтобы делать хоть какие-то прогнозы, необходимо принять понятие «хроноизменчивость» и охватить научными наблюдениями период, включающий более одного повторяющегося цикла. В отношении солнечной активности и климата есть очень большие циклы, включающие тысячи и миллионы лет. Их длительность превышает время жизни не только отдельных ученых, не только науки в целом, но и время существования человечества. Но и здесь современная наука не бессильна.

Серьезные централизованные исследования глобального климата начались с конца XIX века. До этого имелись отдельные, несистематизированные наблюдения, которые, однако, могут быть предметом глубоких научных исследований и обобщений. Глубже в прошлое заглядывают летописи, литература, фольклор.

Великие книги человечества: Махабхарата, Талмуд, Библия, Коран – содержат обильные сведения о природе и климате, которые могут изучаться научными методами. Разумеется, большинство современных ученых – атеисты и не могут дословно верить религиозным книгам. Но безусловно и то, что великие книги человечества содержат не только идеалистическое религиозное учение, но и описание объективной реальности и прозрения лучших умов прошлого. К тому же мы должны помнить, что человек может что-то преувеличить, может собрать реальные элементы в нереальном сочетании. Но придумать нечто такое, чего он вообще не знает и чего вообще нет в природе, он не может. Ниже нам предстоит серьезный разговор о природных реалиях Пятикнижия Моисея из Ветхого Завета. Здесь же для иллюстрации упомяну еще одно обстоятельство.

Известный сюжет Нового Завета – хождение Христа и его учеников по воде Галилейского моря (Геннисаретского озера) «аки по суху». Самое простое объяснение нередко (хотя и не всегда) бывает самым правильным. Древняя Иудея и современный Израиль – жаркие страны. Но очень редко там случаются отрицательные температуры. Некоторые историки предполагают, что имело место элементарное кратковременное похолодание, в результате которого вода у берега Галилейского моря замерзла. Событие было непривычным. Большинство иудеев страдали от холода и не очень понимали, что происходит. Лед им был неизвестен. Христос, как человек умный и образованный, все понял, оценил прочность льда и даже ступил на него. Пораженные этим зрители тут же создали легенду, попавшую в Евангелие. Современные специалисты по истории климата могут сделать из этого сюжета свои выводы.

От доисторических времен сохранились наскальные изображения, фрески, изображающие животных и другие природные объекты. Эти источники информации тоже нельзя сбрасывать со счетов. А как быть в отношении тех времен, относительно которых нет информации, оставленной нашими предками? Наука и здесь не бессильна.

Палеоклиматология располагает многими методами. Перечислим их.

Палеоботаника – исследование экологической обстановки и климата прошлого на основе остатков ископаемых растений. Окаменевшие стволы древних деревьев дают много сведений специалистам. Каждый вид растений существует в определенных климатических условиях. Биоразнообразие – количество видов и распределение их по численности – существенный показатель, отражающий температуру, влажность и другие экологические параметры.

Палеозоология – совокупность методов, основанных на изучении останков ископаемых животных. Зоологи и экологи знают, в каких климатических зонах, при каких температурах жили те или иные животные геологического прошлого. Например, известно, что ископаемые крокодилы, как и современные, не могли пережить морозов и обитали лишь в тропиках. А вот динозавры, судя по всему, были теплокровными и могли обитать в достаточно широких климатических пределах.

Следующая группа методов – палеопедологические. Это – изучение ископаемых почв. Основу метода заложил великий русский ученый В. В. Докучаев, установивший закон почвенной зональности. Закон определяет связь между характером почв и климатом. Ископаемые окаменелые почвы дают прекрасный материал для изучения древнего климата.

Близкие методы – литологические, изучение геологических пород небиологического происхождения. На их формирование огромное влияние оказывает климат.

Специально выделяют палеокриогенные данные. В их основе лежит изучение вечной мерзлоты. Данные о многолетней мерзлоте прошлого и связанных с ней криогенных процессах и явлениях служат значимым источником информации о палеоклиматах. Особенно относительно холодных эпох в истории Земли.

Далее следует назвать палеогляциологические данные. В основе их лежит изучение ледников и следов их перемещения. Понятно, что в холодные эпохи площадь ледников увеличивается. В свою очередь ледники усиливают процесс похолодания, снижая температуру окружающей среды. Так, в наши дни Антарктида охлаждает Южное полушарие, делая его холоднее Северного.

В совокупности все эти методы позволяют построить достаточно точную картину динамики климата за много лет.

Чтобы дальнейшее было более понятным, проведем геохронологическую таблицу, основанную на научных данных начала XXI века.

В большинстве прошлых эпох температура была выше, чем сейчас. Хотя в целом периоды похолодания длились дольше, чем потепления. Сейчас, как будет ясно из дальнейшего, тоже период похолодания. На заре существования наша планета, очевидно, напоминала современную Венеру. Атмосфера, в основном, состояла из углекислого газа и воды, обеспечивавших сильнейший парниковый эффект. Температура достигала сотен градусов по Цельсию. Как появилась на Земле жизнь – точно мы не знаем.

Одни ученые считали, что была привнесена из космоса. Другие полагают, что возникла сама по себе. В глубоких расселинах, в подземных водоемах появились примитивные микроорганизмы. Активизировались процессы фотосинтеза и хемосинтеза, то есть образование органических веществ из неорганических и выделение свободного кислорода. Температура стала снижаться до значений, приемлемых для существования определенного биоразнообразия. Сформировалась биосфера как таковая. Сначала в воде, потом и на суше.

К сожалению, общие тенденции развития климата того времени определяются с трудом. В основном климат, очевидно, был жарким. Наверняка была зональность – у экватора климат был жарче, у полюсов – холоднее. Зональность была сильнее, чем сейчас, так как атмосфера была разреженной, и ее циркуляция не выравнивала широтных контрастов. По-видимому, имели место большие перепады температуры в течение суток. Появление первых океанов снизило температурные колебания. К концу палеозоя на Земле существовали все известные нам типы животных и растений, и условия стали приближаться к современным. Начались периодические оледенения (увеличения площади льдов) и межледниковые периоды, когда льды интенсивно таяли. Самые древние оледенения имели место 2,5 миллиарда лет назад.

Для первых трех периодов палеозоя: кембрия, ордовика и силура – еще нет достоверных данных о палеотемпературах. Относительно достоверные сведения получили американские ученые на раскопках в районе Великих озер. Предполагается, что в девоне температура была выше, чем сейчас. В карбоне она снизилась. Одновременно выросла влажность. Это способствовало расцвету амфибий и огромных споровых растений.

В начале перми климат оставался холодным и стал более засушливым. К концу пермского периода температура стала расти. Это создало предпосылки для расцвета голосемянных растений и динозавров, которые не нуждались в повышенном количестве влаги. К мезозойской эре температуры продолжали расти. Нормальные температуры в Европе были летом около 30 °C, летом и зимой 10 °C, то есть несколько выше, чем сейчас.

Юрский период – время динозавров – характеризовался теплым климатом по всей Земле. Зональность и сезонные колебания температур, разумеется, имели место. В меловой период температура стала снижаться. Устойчивая тенденция снижения температур сохранилась в кайнозое. Участились периодические оледенения. Возможно, переход к кайнозою стимулировался падением на Землю огромного астероида (об этой версии поговорим чуть ниже). За время кайнозоя Антарктида и Гренландия несколько раз покрывались ледяными щитами и оттаивали. В зависимости от этого происходили колебания уровня Мирового океана в пределах нескольких десятков метров. При этом Земля несколько раз меняла ориентацию – полюса перемещались с места на место. Соответственно, менялось распределение климатов по Земле. Сейчас палеонтологи фиксируют следы неоднократного наступления ледников даже в Африке.

Степень достоверности реконструкции климата кайнозойской эры относительно высока. На рубеже между мезозоем и кайнозоем климат был теплым, Антарктида и Гренландия были свободны ото льда. 38 миллионов лет назад на фоне похолодания стал формироваться антарктический ледяной щит. Максимума, превосходящего современный уровень, он достиг 11 миллионов лет назад. 5 миллионов лет назад он уменьшился примерно до современных размеров. Ледяной щит Гренландии был более динамичен, появлялся и исчезал много раз.

Часть 3. Что же влияет на климат?

Глава 1. Причины космические

В наши дни прогнозы астрологов печатают многие издания. Но как-то так получается, что прогнозы эти сбываются ничуть не точнее, чем случайное угадывание. Так что серьезно к ним относиться не следует. В современной популярности астрологии – одно из проявлений антинаучной революции, о которой мы говорили в первой части книги.

Астрология возникла не на пустом месте. Из всех процессов окружающего нас мира наиболее четко и однозначно повторяются процессы космические – движение небесных светил.

Еще в Древнем Египте жрецы, наблюдая за движением Луны и Солнца, научились предсказывать солнечные и лунные затмения с точностью до секунд. К концу Средневековья по мере перехода от геоцентрической схемы мира (по которой в центре мироздания стоит Земля) к гелиоцентрической (в центре – Солнце) ученые научились рассчитывать и предсказывать движения других планет. Возник соблазн привязать предсказуемые небесные процессы к земным. Так родилась астрология, которая создала технику наблюдения за небом, способствовала формированию сугубо научной астрономии.

Новая эпоха в осмыслении наследия астрологов началась в текущем веке. На некоторые земные процессы движение светил все же влияет. Недавно экологи и астрономы обратили внимание на то, что движение крупных планет – Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна – меняет центр масс Солнечной системы. Если Земля оказывается между Солнцем и крупными планетами, земной климат теплеет за счет потоков солнечной энергии, вырываемых из недр светила планетами-гигантами. Распределение масс в Солнечной системе может влиять на положение и конфигурацию земного ядра. Это положение существенно дополняет теорию Чижевского. Ведь он не мог объяснить причины солнечных циклов. Распределение масс также влияет на вулканическую активность. Сильные извержения могут выбрасывать в атмосферу пыль, что приводит к похолоданию. Более слабые извержения преимущественно выбрасывают парниковые газы, что приводит к потеплению. Иначе говоря, речь идет о фундаментальных процессах мироздания.

Установлены и другие достоверные, но не до конца осмысленные факты. Оказывается, уровень воды в Каспийском море коррелирует с динамикой центра масс Солнечной системы. Российские ученые Н. В. Ловелиус и А. Ю. Ретеюм, работавшие в Африке, на озере Виктория, обнаружили и обсчитали удивительную закономерность. Уровень воды в озере прямо связан с расстоянием между Землей и Юпитером.

Циклы движения планет проявляются в климате. Справедливо, однако, что нестабильность погоды и климата в целом в последнее время выросла. Количество ураганов и наводнений достоверно увеличивается. Наиболее убедительное объяснение связывает эти процессы с вариациями скорости вращения Земли и радиуса орбиты Луны. Эти процессы определяют приливные взаимодействия и, в конечном итоге, погоду. Ясно одно – в управлении климатом задействованы силы, неподконтрольные человеку.

В 20–40-х годах прошлого столетия сербский астроном Милетин Миланкович развил смелую для того времени концепцию, объясняющую природу климатических циклов.

В основе гипотезы, или теперь уже теории, лежал синтез методов астрономии и климатологии. Основные климатические события ученый объяснял закономерностями вращения Земли, колебанием наклона оси относительно орбиты, неравномерностями вращения.

Ученый смог объяснить асимметрию Земли – преобладание суши в Северном полушарии по сравнению с Южным. На суше во время похолодания образуются обширные ледники, увеличивающие альбедо планеты, то есть долю отраженного солнечного света. Освещенность же северных широт существенно меняется вследствие вариаций астрономических параметров.

Направление оси вращения планеты по отношению к перигелию земной орбиты изменяется с периодом 41–42 тысячи лет. Когда планета медленно проходит афелий орбиты зимой Северного полушария, его средняя освещенность мала, и ледники существенно нарастают. За короткое лето вблизи перигелия они не успевают растаять из-за увеличившегося альбедо.

Через 20 тысяч лет, когда на афелий приходится лето Северного полушария, в Южном ледники существенно не растут – кроме Антарктиды, там для них мало суши. Известно также, что с периодичностью 100 000 лет меняется форма земной орбиты – от более круглой к эллиптической.

С циклом 260 000 лет идут колебания плоскости орбиты.

Не все климатические процессы объясняются теорией Миланковича, поскольку на климат влияет много факторов, помимо колебаний земной оси. Не удается преодолеть основной недостаток теории Миланковича: в ней нет механизма выхода из ледниковых периодов. Но, как одна из сторон объяснения динамики климата, она, несомненно, работает.

Итак, по Чижевскому, в основе всего лежат периодические процессы на Солнце, по Миланковичу – способность Земли воспринимать солнечную энергию. В число астрономических факторов, регулирующих климат, следует отнести и переполюсовку земного магнитного поля.

В среднем раз в четверть миллиона лет магнитное поле Земли меняет полярность. В момент смены полярности атмосфера в меньшей степени защищена от действия солнечного ветра и космических лучей. Начинается нагрев поверхности. Увеличивается количество мутаций у живых организмов. Существенно, что есть еще одно дополнение, мало учтенное работами и Чижевского и Миланковича, – свойства земной атмосферы. Анализ взаимодействия климата со свойствами атмосферы иногда наталкивает на парадоксальные соображения.