Прогнозы о том, как будет меняться наш климат, зачастую противоречат друг другу. Что нас ждёт: глобальное потепление или новый ледниковый период? Исследователи из Института геологии и минералогии имени В.С.Соболева СО РАН предполагают, что и то, и другое, только разных масштабов и в разное время.
"Современный климат и природная среда окончательно сформировались в четвертичный период — этап геологической истории Земли, который начался 2,58 миллиона лет назад и продолжается по сей день. Этот период характеризуется чередованием ледниковых и межледниковых эпох. В определённые его этапы происходили мощные оледенения. Сейчас мы живем в тёплую межледниковую эпоху, которая называется голоценом", — рассказывает заведующий лабораторией геологии кайнозоя, палеоклиматологии и минералогических индикаторов климата ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук, профессор НГУ Владимир Зыкин.
Климат — одна из сложнейших систем на Земле. Он складывается из взаимодействия огромного количества факторов: солнечной активности, расположения материков и океанов, рельефа суши, альбедо (отражательной способности) Земли, изменения орбиты нашей планеты, вулканизма, содержания парниковых газов в атмосфере, а также антропогенного влияния.
Когда появились первые более или менее достоверные данные о климате четвертичного периода, считалось: межледниковые эпохи продолжаются всего десять тысяч лет. Эпоха голоцена, в которой мы живём, началась приблизительно десять тысяч лет назад, поэтому многие исследователи в конце прошлого века начали говорить о приближении глобального оледенения.
Однако их выводы были поспешными. Дело в том, что чередование крупных ледниковых и межледниковых эпох объясняется орбитальной теорией, разработанной сербским исследователем Милутином Миланковичем в 1920-х годах. Согласно ей, эти процессы связаны с изменением орбиты Земли при движении вокруг Солнца. Учёный рассчитал изменения орбитальных элементов и сделал приблизительный "график оледенений" в четвертичном периоде. Последователи Миланковича высчитали, что продолжительность голоцена должна составлять около 40 тысяч лет. То есть ещё 30 тысяч лет человечество может спать спокойно.
Впрочем, специалисты отмечают, что в составлении такого рода прогнозов есть и некоторые сложности: для установления точной продолжительности ледниковых и межледниковых эпох на Земле эмпирических данных пока очень мало.
Достоверные сведения о температуре появились только в 1727 году, когда Фаренгейтом был создан термометр с воспроизводимыми измерениями. Сегодня в распоряжении климатологов есть лишь один непрерывный температурный ряд за 300 лет — ряд Мэнли в Центральной Англии. По нему и моделируют современный климат. О состоянии же атмосферы в более отдаленном прошлом можно судить только по косвенным признакам — так называемым индикаторам климата, исследованием которых и занимаются сибирские учёные.
"Изучение эволюции климата в прошлом позволяет понять пространственно-временную неравномерность реакции климата на глобальные события и предсказать, что будет происходить с природной средой в различных регионах в ближайшем будущем, — говорит Владимир Зыкин. — Самые точные и достоверные данные об изменениях климата можно получить за последний отрезок существования Земли, приблизительно за 30 миллионов лет. Мы занимаемся как раз этим интервалом".
В Западной Сибири находятся многочисленные разрезы, по которым можно реконструировать климат прошлого. Наиболее "информативными" являются разрезы лёссово-почвенной последовательности, они отражают глобальную запись климата в четвертичном периоде.
Поясним, что лёсс — это осадок из эоловой пыли, который накапливался в ледниковые периоды. В периоды похолоданий усиливалась засушливость, интенсивность атмосферы резко увеличивалась за счёт высокого градиента температур между полюсом и экватором — там, где был ледниковый щит, они становились очень низкими, а в низких широтах оставались высокими. Из-за этого образовывался сильный ветер, который "выпахивал" почти все верхние отложения.
Именно по отложениям лёсса, а также по образцам почв, которые сформировались в Западной Сибири в межледниковый период, команда отследила изменения климата за последние сотни тысяч лет.
Чтобы получить детальные записи изменений климата и определить продолжительности каждой ледниковой и межледниковой эпохи, учёные зачищают и подробно исследуют почти каждый сантиметр разрезов отложений. После этого в лаборатории изучается микростроение лёссов и почв, их составляющие, химические особенности осадконакопления.
В результате кропотливой работы учёные установили: сибирская запись климатических событий — одна из наиболее полных в мире, а структура комплексов почв чётко совпадает с графиком тёплых стадий во многих глобальных записях климата (донных осадках Мирового океана, Байкальской записи климата, ледовых кернах Антарктиды). То есть почвы во многих регионах Земли формировались синхронно. Цикличность их образования совпала с периодичностью изменения орбитальных параметров Земли, которые, по расчётам, около 400 тысяч лет назад были аналогичны современным (кстати, недавно мы рассказывали о роли Юпитера и Венеры в этих процессах).
Сегодня, как всем известно, мы живём в эпоху глобального потепления, и её наступление связывают, в первую очередь, с антропогенным воздействием. 2016-й год, по данным Всемирной метеорологической организации, признан самым жарким за всю историю метеорологических наблюдений, 2017-й расположился на третьем месте, а в России, по данным Гидрометцентра, он стал самым тёплым за всю её историю. Рост температуры хорошо коррелируется с увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере.
Впрочем, авторы работы не уверены, что в этих изменениях виновны исключительно люди. Дело в том, что значительные изменения количества СО2 в атмосфере наблюдались и в те эпохи, когда не то что антропогенного воздействия, но и людей-то на Земле не существовало. Более того, согласно сравнительным графикам, рост температуры на 800 лет опережает повышение концентрации углекислого газа.
Увеличение СО2, по-видимому, связано с повышением температуры воды в Мировом океане, что приводит к освобождению углекислого газа из воды и метана из донных осадков. То есть, по-видимому, речь идёт и о естественных причинах. Поэтому специалисты призывают более внимательно исследовать это направление и не "упрощать" подход к пониманию происходящих глобальных изменений, обвиняя в них исключительно людей.
"Отношение человечества к проблемам изменения климата хорошо отражает картина Питера Брейгеля старшего "Слепые", на которой шесть незрячих идут вдоль обрыва", — заключает профессор Зыкин.
