Если бы наши предки не изобрели сельское хозяйство, сейчас значительная часть планеты была бы покрыта льдом. Такой вывод сделали исследователи, сравнив климат доиндустриальной эпохи с его "космическим" аналогом. Научная статья с описанием этого исследования опубликована в журнале Scientific Reports группой во главе со Стивеном Ваврусом (Stephen Vavrus) из Висконсинского университета в Мадисоне.
На климат Земли влияют разные факторы. Но, вероятно, три самых существенных из них – это количество тепла, получаемого от Солнца, состав атмосферы и расположение материков (от последнего зависит, в частности, картина морских течений и атмосферной циркуляции).
Континенты движутся медленно, так что на масштабах в десятки и сотни тысяч лет их можно считать неподвижными. Следовательно, корни изменений климата на таких временных промежутках следует искать в оставшихся двух силах.
Количество получаемого планетой солнечного тепла заметно колеблется. Такая изменчивость, получившая название циклов Миланковича, вызвана целым рядом астрономических причин. Тут и периодическое изменение наклона земной оси, и колебания формы орбиты, и другие факторы.
Наиболее точным аналогом современности с точки зрения циклов Миланковича является конец периода MIS19 (около 777 тысяч лет назад). В связи с этим интересно понять, какие температуры царили тогда на планете. Ведь в ту эпоху Земля получала ровно столько же солнечного тепла, сколько сейчас, и материки стояли практически там же, где и сейчас. Но тогда ещё не было масштабной хозяйственной деятельности человека, приводящей к выбросам парниковых газов.
В предыдущих исследованиях было показано, что концентрация таких парниковых газов, как СО2 и метан, в последние пять тысяч лет MIS19 неуклонно снижалась. Об этом "рассказали" пробы воздуха, законсервированные в полярных льдах.
Любопытно, что в пять тысячелетий, предшествующих XIX веку, их концентрация, наоборот, росла. Это установил ещё 15 лет назад один из соавторов нынешней работы Уильям Руддимэн (William Ruddiman) из Университета Вирджинии.
"Я заметил, что концентрация метана начала уменьшаться примерно 10000 лет назад, а затем стала увеличиваться 5000 лет назад. Я также отметил, что [концентрация] углекислого газ тоже начала уменьшаться около 10000 лет назад, а затем стала увеличиваться около 7000 лет назад, – рассказывает Руддимэн в пресс-релизе нового исследования. – Это насторожило меня: в этом межледниковье было что-то странное ... Единственное объяснение, которое я смог придумать, – это [влияние] раннего сельского хозяйства, которое приводило к выбросу парниковых газов в атмосферу".
Как отмечается в том же пресс-релизе, в последние годы было опубликовано много научных работ, согласующихся с этой так называемой ранней антропогенной гипотезой. Так, примерно шесть тысячелетий назад в Европе начала заметно сокращаться площадь лесов, сводимых древними земледельцами. А 5000 лет назад в Восточной Азии массово появлялись рисовые поля, известный источник метана. Немалый вклад в выбросы этого газа внесло и животноводство.
Общеизвестно, что рост содержания парниковых газов в атмосфере повышает температуру Земли. То есть "астрономический" аналог нынешней эпохи, когда было столько же солнечного тепла, но меньше парниковых газов, должен был быть значительно холоднее современности.
"Если бы не древнее сельское хозяйство, сегодня климат Земли был бы значительно более прохладным, – говорит Ваврус. – Раннее появление сельского хозяйства обеспечило достаточное количество углекислого газа и метана для воздействия на окружающую среду".
Но какой именно климат был характерен для конца MIS9 и, значит, царил бы на Земле и сейчас, будь содержание парниковых газов таким же? Именно это и выясняла команда Вавруса. Авторы использовали четвёртую версию так называемой коллективной модели климатической системы (Community сlimate system model). Она даёт более подробную информацию, чем климатические модели, использованные в предшествующих работах.
Учёные сравнили температуры, измеренные в 1850 году, с расчётными значениями для "двойника" этого года с точки зрения циклов Миланковича. Заметим, что климатологи специально остановились на середине XIX века. Это наиболее близкое к сегодняшнему дню время, когда ещё не было масштабных промышленных выбросов.
Выяснилось, что средняя температура Земли в конце MIS19 была ниже на 1,3 oC. Казалось бы, это небольшая разница. Однако изменение этой величины даже на полградуса может привести к радикальным переменам на планете.
В частности, как показали расчёты, в Арктике летние температуры были на 2,8 oC ниже, чем в XIX веке. Это привело к образованию ледника. Лёд отражает гораздо больше солнечного света, чем открытая поверхность моря или суши. Поэтому окрестности ледника охлаждались, и он рос. В результате обледенела значительная часть Северо-Восточной Сибири и Северо-Западной Америки.
С этого момента началась очередная ледниковая эпоха, следы которой, кстати говоря, найдены геологами. Авторы считают, что то же самое произошло бы и сегодня, если бы наши предки не изобрели когда-то сельское хозяйство.
"Феноменальный факт заключается в том, что мы, возможно, остановили основной цикл земного климата, и застряли во всё более, более и более тёплом межледниковье", – заключает Руддимэн.
Заметим, однако, что, по данным других исследований, следующее оледенение всё-таки настанет. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, когда это случится. Также мы говорили о том, что деятельность человека – не единственный источник парниковых газов. Впрочем, большинство климатологов согласно с тем, что по крайней мере в последние сто лет Земля вступает в эпоху глобального потепления. И, по данным некоторых экспертов, оно кардинально изменит до 70% земных экосистем.
