http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=f836724f-9e1f-4241-b9e3-74ff82963f6b&print=1© 2024 Российская академия наук
Территория России производит кислорода больше, чем многие другие страны мира
Похоже, что во всем "виновато" Солнце, энергия излучения которого слегка меняется.
Если послушать и почитать СМИ, то покажется, будто самая главная экологическая проблема современности – это техногенные выбросы углекислого газа. Апофеозом этой пропаганды для России стало подписание и последовавшая за этим ратификация так называемого Киотского протокола. Протокол вступил в силу 16 февраля 2005 года, он предусматривает уменьшение выбросов углекислоты к 2010 году на 5% по сравнению с 1990 годом. Считается, что снижение концентрации углекислоты задержит нарастание потепления на нашей планете и уменьшит «парниковый эффект». Что такое «парниковый эффект»?
«Пух» в воздушном одеяле
Как известно, видимые глазом световые лучи Солнца, проходя сквозь атмосферу Земли, нагревают ее поверхность, которая, в свою очередь, переизлучает энергию в виде более длинных инфракрасных тепловых волн. Главные газы атмосферы – азот и кислород. Они спасают жителей планеты от космического холода, но не задерживают тепловое излучение. Тепло уходило бы в космос, если бы не примесь двухатомных газов, которые непрозрачны для инфракрасных лучей и задерживают их. Молекулы двухатомных газов являются «пухом» в воздушном одеяле Земли.
В атмосфере присутствуют три двухатомных газа: метан, углекислота и водяной пар. Метана в атмосфере очень мало – 0,0001%. Метан попадает в атмосферу за счет гниющей растительности болот, а также, возможно, со дна океана. Роль метана в качестве греющего «пуха» ничтожна и составляет доли процента.
Содержание углекислоты за последние 60 лет возросло с 0,027 до 0,037%. Человечество сжигает ежегодно огромное количество углеродистого топлива: в 2005 году сгорело угля – 4,5 млрд. тонн, нефти – 3,5 млрд. тонн, а также 2,2 трлн. кубометров метана. Четверть всего топлива мира сжигают США. Ежегодный выброс углекислоты за счет горения действительно очень велик и достигает 40 млрд. тонн.
Горят еще и дрова, и лес, и торф, и горючие сланцы. Добавляют углекислоту вулканы и процессы гниения. Атмосфера содержит 2300 млрд. тонн углекислоты; за счет горения ежегодно добавляется еще 40 млрд. тонн, или 1,7%. Количество это немалое: по простому расчету получается, что лет через 60 концентрация углекислоты удвоится, а это довольно опасно.
Но настоящий расчет сложнее, поскольку значительная часть СО2 постоянно поглощается растениями и превращается в древесину, траву, торф и пищевые продукты. Сухая масса зеленых растений составляет 2,4 трлн. тонн, ежегодно растения поглощают 170 млрд. тонн углекислоты! Углекислота атмосферы также взаимосвязана с огромным резервом углекислоты океанов, где содержится СО2 в 60 раз больше, чем в атмосфере.
Однако главную роль в поглощении инфракрасных лучей играет водяной пар, содержание которого в атмосфере значительно выше, чем углекислоты. Пары воды хорошо растворяются в теплом воздухе, поэтому их концентрация достигает 3% в экваториальных районах и снижается до 0,2% над полюсами. В среднем содержание паров воды в атмосфере в 50–60 раз выше содержания углекислоты.
Кроме того, вода обладает аномально высокой теплоемкостью: Солнце ежегодно превращает в облака 500 000 млрд. тонн воды (или 500 тыс. кубических километров) и расходует на это грандиозное количество энергии; при конденсации дождь и снег возвращают тепло планете. Поэтому влияние воды, выступающей в качестве «грелки» планеты, следует оценить в 90–95%. Вклад углекислоты в тепловой баланс атмосферы весьма скромен, а роль антропогенных выбросов вообще незначительна.
Тем не менее за последние 60 лет средняя температура на Земле поднялась примерно на 0,5–0,7 градуса. Уменьшилась площадь ледников, снизилась «ледовитость» Ледовитого океана… Неужели все эти явления – следствие выбросов углекислоты?
Периоды температурного маятника
Спасет ли Киотский протокол планету от глобального потепления? Многие политики говорят «Да», а многие ученые – «Нет».
Для ответа надо вспомнить, что за последний миллион лет на Земле было четыре грандиозных оледенения, которые разделялись эпохами значительного потепления. 20 тыс. лет назад в тундре с вечной мерзлотой на территории нынешней Московской области паслись мамонты и шерстистые носороги, ледяной пласт толщиной до сотни метров лежал к северу от Клина, Дмитрова и Сергиева Посада… Последнее оледенение сменилось потеплением всего 18 тыс. лет назад, конечно, не по причине обилия костров первобытного человека.
Сейчас разбурены льды многокилометровой мощности в Антарктиде и Гренландии. Анализы керна показали, что во льдах разного возраста заметно меняются соотношения изотопов Н1/Н2 и О16/О18. Изотопный анализ для водорода и кислорода позволяет проследить изменения температуры на Земле в течение последних сотен тысяч лет. Например, установлено, что температура на нашей планете после очередного похолодания резко повысилась и была близка к современной в интервале 120–70 тыс. лет назад. Затем она так же быстро понизилась. Оледенение продолжалось в интервале 65–18 тыс. лет назад. При этом континенты покрылись слоем льда толщиной в сотни метров, на месте Скандинавии выросли гигантские ледяные хребты высотой до трех километров, а уровень Мирового океана понизился на 120–150 м.
Резкое потепление началось 18–15 тыс. лет назад, океан стал быстро наступать на континенты и затопил десятки миллионов квадратных километров суши, образовав континентальное мелководье – шельф. Однако в периоде 13,5–11,5 тыс. лет назад холода вновь вернулись. Мощное потепление произошло в интервале 11,4–10,8 тыс. лет назад, климат стал похож на современный, но заметные колебания температуры остались. Как видим, лицо нашей планеты совсем не постоянно, но человек в этих изменениях не виноват.
Во всем виновато Солнце?
Надо признать, что, хотя многочисленные оледенения и потепления были в геологическом смысле совсем недавно, их причины остаются загадочными. Похоже, что во всем «виновато» Солнце, энергия излучения которого слегка меняется. Например, во время Пунических войн Рима с Карфагеном (III век до н.э.) слоны Ганнибала пересекли Альпы через перевал Малый Сен-Готард по каменистой тропе, закрытой сейчас ледником.
Известно потепление в Х веке н.э., когда льды ушли далеко на север. В этот период викинги доплыли до Америки, открыли Гренландию и поселились здесь. Однако уже в ХII веке их потомки вымерли от холодов: урожай и скот погибли, море замерзло, вернуться в Скандинавию было невозможно.
На картинах старых голландских мастеров ХVII века конькобежцы катаются по льду каналов, но уже с ХIХ века так потеплело, что зимний лед там исчез. Северный морской путь замерзал в 30-е годы ХХ века и вновь открывался позже. Почему? Причина неясна.
Любопытные результаты получили американские ученые политехнических институтов Нью-Джерси и Калифорнии.
Оказалось, что с 1985 по 1995 год яркость нашей планеты очень медленно снижалась, а в 1996 году произошел резкий спад, свидетельствующий о заметном уменьшении облачности. Солнечные лучи беспрепятственно нагревали поверхность океанов и континентов. В течение следующих пяти лет низкая отражающая способность Земли совпала с заметным повышением температуры на ее поверхности.
За 2001–2003 годы отражающая способность Земли повысилась, достигнув показателя 1995 года. Видимо, облаков в атмосфере Земли стало больше. Но только ли с облачностью связано альбедо Земли? Возможно, что на количество облаков влияют интенсивность солнечного излучения, характер глобальных океанических течений или какие-то иные планетарные факторы.
Любопытно, что на Марсе в гигантском ущелье Маринер глубиной до 15 км и длиной до 4000 км американский зонд Маринер-2 сфотографировал гигантские оползни рыхлого красного грунта. Оползают вертикальные склоны ущелья высотой 10–12 км. Они расползаются гигантскими грязевыми языками по дну грандиозного ущелья.
Очень похожие оползни наблюдаются на Земле, на крутых берегах Ледовитого океана высотой в сотни метров, где оползает грунт, сцементированный льдом вечной мерзлоты. Конечно, разница есть в масштабах. Но если глобальное потепление происходит на двух планетах, то причина только одна – повышение энергии солнечного излучения.
Игры в единство
Тогда почему же Россия подписала Киотский протокол? Ведь очень мало шансов у нашей страны разбогатеть за счет продажи «квот» на избыточный выброс углекислоты. Киотский протокол, несомненно, ограничивает экономическое развитие России.
Но, оказывается, подписание Киотского протокола было… одним из необходимых условий для вхождения России в ВТО.
В любом случае ясно, что проблема потепления климата меньше всего связана с техногенными выбросами углекислоты. Но бесспорно, что климат нашей планеты за последний миллион лет неоднократно закономерно менялся с периодом 200–250 тыс. лет.
Президент Российской академии естественных наук Кузнецов, профессор Сергей Капица и другие известные специалисты написали в конце сентября 2004 года обращение к президенту РФ Владимиру Путину, где говорилось: «…Киотский протокол не имеет научного обоснования, противоречит физике природных процессов и неверно объясняет влияние на климат антропогенных воздействий. Киотский протокол – неверное и вредное решение важной экологической проблемы». Можно добавить, что территория России производит кислорода больше, чем многие страны, и она – самая холодная страна в мире.
Такие дела