Рис.1. Большой Атлантический насос, он же «Великий Океанический конвейер».
«Глобальное потепление может привести к резкому похолоданию в некоторых частях света. Если температура воздуха будет продолжать повышаться, это может вызвать драматическое и неожиданное похолодание в Североатлантическом регионе, где отнюдь не случайно находится около 60 процентов мировой экономики. Когда я говорю <драматическое>, я имею в виду, что средняя температура зимой мо-жет опуститься до 5 градусов по Фаренгейту (-15 по Цельсию) на большей территории Соединенных Штатов, и до 10 градусов (-12 по Цельсию) - в северо-восточной части Соединенных Штатов и в Европе. Этого достаточно для того, чтобы спровоцировать сход ледников с Альп, заморозить реки, гавани, сковать льдом судоходные линии в Северной Атлантике, нарушить работу наземного и воздушного транспорта... создать постоянно нарастающую нехватку энергии... привести к изменению цен в сельском хозяйстве и рыбном промысле... изменить способы обеспечения питанием населения. Короче говоря, мир и вся мировая экономика решительно изменятся.Здесь Гагосян абсолютно прав. Он прекрасно понимает насущную необходимость более тщательного слежения за состоянием мирового океана:
Когда я говорю <неожиданные>, то имею в виду, что эти изменения могут произойти в течение десятилетия и продолжаться сотни лет. Вы можете увидеть их своими глазами, а правнуки ваших правнуков все еще будут с ними сталкиваться.
Когда я говорю <вскоре>, то имею в виду, что уже в прошлом году мы видели зловещие признаки: возможно, Земля уже подходит к потенциально опасному пределу. Если мы его перейдем, наш климат может очень быстро перейти к совершенно другому режиму работы. Это не является чем-то новым. Такое случалось в прошлом и может произойти вновь...
Разгадка климатических изменений заключается в том, что климат был создан и работает как динамическая система из движущихся, взаимодействующих частей. Его определяют два важнейших компонента. С первым из них вы все знакомы, про него говорят в прогнозе погоды местного телевидения. Это атмосфера, которая переносит тепло и влажность по земному шару. Но на самом деле, атмосфера перераспределяет только около половины энергии, которую получает Земля от Солнца. Другая половина перераспределяется вокруг нашей планеты системой циркуляции, которая столь же важна, но ее намного меньше понимают - океаном. Это не ванна со стоячей водой, он переносит тепло по планете, подобно системе отопления в вашем доме. Атмосфера и океан - равные партнеры в создании климата Земли.
Атмосфера движется быстро; резкие изменения циркуляции атмосферы создают шторма, холод или жару. Океан - более инертный: могут пройти годы и десятилетия, даже тысячелетия, чтобы подобные <потрясения> прошли по нему. Но океан огромен. Он накапливает примерно в 1000 раз больше тепла, чем атмосфера. Именно поэтому изменения его циркуляции могут быть предпосылками для масштабных и долгосрочных климатических изменений… Климатические изменения, которые меня беспокоят, длятся дольше, охватывая всю циркуляционную систему океанов Земли. Эту систему мы часто называем Великим Океаническим Конвейером.
Великий Океанический Конвейер - главная система, в которой циркулирует тепло. Океан предохраняет нашу планету от перегрева, перенося тепло на север и юг, от экватора к полюсам при помощи поверхностных течений. В Атлантическом океане Конвейер берет тепло из Южного полушария и высвобождает его в Северном полушарии.
Самое известное и самое важное из этих течений - Гольфстрим - огромный поток, который переносит объем воды, равный 75 рекам вроде Амазонки. Он несет тепло, накопившееся в тропиках, к восточному побережью США, затем движется на северо-восток, к Европе. Когда теплые, соленые воды Гольфстрима достигают более холодных широт, они отдают свое тепло атмосфере. Преобладающие ветры несут его на восток, в Европу. Вот одна из причин, почему в Лондоне, который расположен на той же широте, что и Калгари или Эдмонтон в Канаде более теплые зимы, чем в Нью-Йорке, расположенном сотни миль южнее… Большинство людей считают, что система климата Земли всегда была и будет такой, какой мы ее видим сейчас. Но это не так. Мы знаем, что Великий Конвейер в прошлом прекращал работать. Мы узнали об этом, изучив интересные природные архивы, в которых хранятся записи о прошлых изменениях климате Земли, например, слои во льдах Гренландии или высокогорий Анд в Южной Америке. Отложение слоев льда зависит от количества снега, который выпадал на вершину ледника в прошлом. Светлые и темные полоски на срезе показывают ежегодную циркуляцию пыли в атмосфере, поэтому каждая их пара обнажает количество снега, выпавшего за год. Сделав анализ химического состава льда, ученые могут определить температуру той атмосферы, из которой выпал снег.
Таким образом, по <записи> в одном леднике можно реконструировать историю осадкообразования и температуры воздуха в регионе. По очень старым ледникам (как те, что покрывают Гренландию) можно воссоздать климат за последние 100000 лет.
Океан имеет похожий <архив>. Взяв пробы породы с океанского дна, можно воссоздать историю климата за многие тысячелетия. Мы посылаем наши корабли, чтобы собирать образцы отложений и изучать окаменелые остатки оседающих на дно микроорганизмов. С течением времени они тоже накапливаются слоями, по которым можно увидеть важные черты климата прошлого. Например, определенные организмы жили только в холодных полярных водах, они никогда не жили в теплых водах. Они могут открыть, где и когда в прошлом существовали холодные поверхностные воды, а где их не было.
Из подобных <записей> мы узнаем, что примерно 12800 лет тому назад воды Северной Атлантики резко похолодели, а вслед за ними и весь прилегающий регион. Все произошло примерно лет за десять, и холода после перемены климата держались еще около 1300 лет. Это - всего лишь один из нескольких периодов, когда климат очень быстро изменился от теплого к холодному, а затем снова к теплому….
Катастрофические перемены климата почти наверняка были вызваны изменениями циркуляции океана, когда Великий Океанический Конвейер <выключался>, а спустя много лет снова начинал <работать>. Переход от тепла к холоду происходил в течение 3 -10 лет, а холодные периоды длились 500 - 1000 лет. Такие колебания температуры и циркуляции океанских вод происходили регулярно…»
«За последние десятилетия мы сделали большой шаг вперед в понимании системы циркуляции атмосферы Земли, потому что основали всемирную сеть из тысяч метеорологических станций, следящих за изменениями в атмосфере. Однако похожей сети, которая постоянно следила бы за океанами, не существует. Если у нас всего лишь в нескольких определенных местах океана были бы установленные на длительное время современные приборы, мы гораздо лучше бы понимали, как океаны могут стать причиной резких климатических изменений…»Д-р Р. Гагосян участвовал в 14 океанографических экспедициях, из них в 7 в качестве научного руководителя, и в четырех масштабных полевых программах. Он является автором и соавтором 85 научных статей и многих технических докладов…
«Когда плотные, соленые воды Гольфстрима достигают Лабрадора, Гренландии и северных морей, они теряют тепло, становятся холоднее и в результате еще более плотными. Вся эта масса воды начинает погружаться все ниже и затем течет обратно в глубинах океана, с севера на юг, от Северной Атлантики к Южной Атлантике.Этот механизм, в лучшем случае, способен обеспечить циркуляцию между Северным тропиком и Северным полярным кругом, но никак не в состоянии «высасывать» воды Мексиканского залива, а уж тем более качать воды из-за экватора. Более того, градиент плотности воды в северных морях не в состоянии сообщить Гольфстриму его кинетическую энергию. Действительно, представьте себе тонкий (до четырех километров толщиной) слой воды длиной в несколько десятков тысяч и шириной тысячу километров, в котором верхние два километра текут в одну сторону, а нижние - им навстречу и все это приводится в движение градиентом плотности воды в Баренцевом море.
Погружение огромного объема холодной воды приводит в движение Великий Океанический Конвейер. Сила, которая толкает Гольфстрим к северу - стремление заполнить место вод, ушедших на глубину, очень четкая система. Мы в течение столетий живем в благоприятных климатических условиях лишь благодаря океанской системе обогрева…»
В свое время [1] мы предложили другой механизм оледенений, который отличается от предлагаемого Гагосяном только одним - источником энергии для «Великого Океанического Конвейера» (на нашем рисунке - Большой Атлантический насос). По нашему мнению, таким источником является вращение Земли, которое «лопастью» Бразильского выступа поворачивает Атлантическое экваториальное течение к северу от экватора, нагнетает экваториальные воды в Мексиканский залив и создает затем Гольфстрим. «Устройство» этого насоса легко понять по рис. 1.
Имея линейную скорость меньше экваториальной, этот поток движется к Бразилии, прогреваясь и набирая скорость, и попадает на острие бразильского выступа. При этом большая часть потока отклоняется к северу (этому существенно способствует течение вдоль восточного берега Южной Америки - Мальвинское). Именно лопасть бразильского выступа, вместе с Флоридой, островами Карибского моря и Мексиканским заливом сообщают водному потоку ту кинетическую энергию, которой обладает Гольфстрим. Предлагаемый же Гагосяном механизм может быть ответственным за распределение теплых вод Гольфстрима в северных морях (с соответствующими климатическими последствиями), но «выключать» и «включать» «Великий Океанический Конвейер» (Атлантический насос) не в состоянии. Это только индикатор состояния системы и не более того. Сам же механизм «выключения» нам представляется иначе.Основную роль в нем играет гистерезисный характер системы течений в Южной Атлантике. «Квоты» деления южного атлантического экваториального течения существенно зависят от наличия и величины «подпора», создаваемого Мальвинским течением, а эта зависимость имеет ярко выраженную положительную обратную связь. Ослабление Мальвинского течения ведет к уменьшению «северной квоты» на бразильском выступе и, соответственно, к увеличению «южной» и к дальнейшему ослаблению Мальвинского течения. В конечном счете, следует ожидать другой картины течений в Атлантике, такой, как показано на рис. 2.
Здесь авторы вынуждены признать, что и они поддались гипнозу преувеличений, подобных тем, которые превратили месопотамское половодье во всемирный потоп, а европейский ледник в глобальное оледенение.Опубликованные в последние годы результаты исследований палеоклимата заставляют существенно уменьшить катастрофичность оледенения. Точно так же, как результаты бурения атолла Эниветок показали, что уровень океана и температура воды на экваторе существенно не менялась в течение последних 60 млн. лет, результаты бурения льда Антарктиды на станции «Восток» показали, что среднегодовая температура антарктических льдов за последние 420 тыс. лет никогда не приближалась к нулю, а была существенно ниже.
По данным профессора Казанского университета А. Соломатина, полученным в результате изучения антарктического льда из сверхглубокой ледовой скважины, средняя температура в районе станции «Восток» за последние 420 тысяч лет колебалась примерно от -540 С (минус 54 градуса Цельсия) до -77оС (минус 77 градусов Цельсия). Это исключает не только полное таяние льдов Антарктиды, но и существенно уменьшает их вклад в изменение уровня мирового океана. Следовательно, модные разговоры о стометровом повышении уровня океана, затоплении половины Сибири и т.п. не более чем досужие вымыслы.Палеоклиматические исследования российских и итальянских ученых, выполненные разнообразными методами и на различных объектах (почвенный анализ, исследование древней древесины, ледяных кернов Гренландии и подземных сибирских льдов, наконец, исследование фосфатов костей мамонтов по методу Антонио Лонжинелли), показывают, что масштабы оледенения сильно преувеличены.
В эпоху последнего оледенения похолодание сказалось главным образом на зимних температурах: средняя зимняя температура была ниже современной на 15-25 градусов, летом же было тепло почти так же, как и сейчас. Рост грандиозного европейского ледника, достигавшего Валдайской возвышенности, происходил преимущественно за счет влаги, приходившей с Северной Атлантики, а не из Заполярья, как в настоящее время. Близость источника влаги, а также западные ветры (с океана) позволили сформироваться ледниковому щиту «всего» за несколько тысяч лет. Неожиданным оказался вывод, что 14-25 тысяч лет назад, когда в Северном полушарии ледники достигли своего «апогея» и потихоньку начали подтаивать, на Русской равнине и в Южной Сибири климат был довольно стабилен.Это хорошо согласуется и с современным состоянием Антарктиды. Современная среднегодовая температура в районе антарктической ледовой скважины -55,5оС. Остающиеся до максимума 1,5 градуса не могут расплавить особенно много льдов, а, следовательно, арктический ледник не может быть чересчур массивным. Но это означает также, что наша планета сейчас находится в «теплом" климатическом периоде, хотя и очень близко к его окончанию.
В связи с этим, конечно, не приходится ожидать существенного обмеления пролива Дрейка и нужно искать другой механизм «выключения» Атлантического насоса. По-прежнему, однако, существенной деталью этого механизма остается ослабление влияния «течения западных ветров» на циркуляцию вод в Южной Атлантике и обязательное «выключение» Мальвинского течения. Причиной этого может быть, например, сокращение площади антарктического ледового щита и смещения «течения западных ветров» к югу, а вблизи критической точки для скачкообразного перехода системы течений во второе состояние может оказаться достаточной даже посадка на мель вблизи Огненной земли крупного айсберга.Авторы вполне согласны с Терри Джойсом из Вудсхола («Я не знаю, насколько близко мы подошли к краю, за которым - новый океан и новый климатический режим. Но я знаю, в какую сторону мы идем. Мы подходим к обрыву») и отнюдь не умаляют роль измерений солености морской воды в Северной Атлантике как индикатора близости «к обрыву», но нам кажется, что гораздо важнее и надежнее следить за Мальвинским течением.
Резюмируя сказанное:Литература
1. Ледниковые периоды имели значительно меньшие масштабы, чем это сейчас принято считать, и касались, главным образом, северо-запада Евразии.
2. Причиной оледенения является изменение схемы атлантических океанических течений, связанных с прекращением работы Атлантического насоса («Великого Океанического Конвейера»), в результате чего снижается меридиональная скорость Гольфстрима и его воды перестают питать Баренцево море.
3. Выключение Атлантического насоса происходит резким скачком вследствие исчезновения Мальвинского течения, чему способствует гистерезисный характер системы течений Южной Атлантики.
4. И, наконец, наиболее важное заключение состоит в том, что суммарный энергетический баланс Земли оставался неизменным в течение десятков и сотен миллионов лет и его нарушение человеком, скорее всего, приведет к действительно глобальным последствиям.