Наш интернет-магазин "Туристическое и экспедиционное продовольствие"


ГЕОГРАФИЯ

Природа, 1992, № 7, стр.59-68

Глобальные изменения природы в «зеркале» ледяного керна

В. М. Котляков

ice1.jpg Владимир Михайлович Котляков, академик, директор Института географии РАН. Географ и гляциолог, занимается проблемами взаимоотношения общества и природы, вопросами современного и будущего состояния снежного покрова ледников в условиях изменяющегося климата. Участник многочисленных экспедиций. Автор ряда научных монографий и научно-популярных книг. Неоднократно печатался в «Природе».


МНОГОЧИСЛЕННЫ следы изменений природы Земли (обычно цикличных) в ее долгой истории. Они остались в горных породах и почвах, донных осадках и на коралловых постройках, в спорах и пыльце, запечатанных в древних отложениях, на спилах деревьев. Сравнительно недавно к свидетелям прошлого добавился ледяной керн, извлеченный из глубоких скважин полярных ледниковых покровов. Его комплексный анализ позволяет определить температуру и состав атмосферы на протяжении сотен тысяч лет.

Прошлое окружающей среды — одна из ключевых проблем на пути понимания современных и будущих климатических изменений и последствий антропогенного воздействия на климат. А такое воздействие все более ощутимо. К естественным источникам загрязнения, существующим сотни миллионов лет, теперь добавились связанные с деятельностью человека. И те, и другие оставляют следы в ледниковой толще и хорошо заметны в ледниковом керне.

ГЛУБОКИЕ СКВАЖИНЫ НА ЛЕДНИКАХ

Первую скважину во льду пробурили в Альпах (на Нижнеаарском леднике) еще в 1841 г., а в 1899—1901 гг. на другом альпийском леднике — Хинтерайсфернер несколько скважин уже достигли ледникового ложа.

Массовое бурение ледников относится ко времени проведения Международного геофизического года — 1957—1959 гг. В 1957 г. мне пришлось участвовать в бурении первой глубокой скважины недалеко от станции Мирный в Антарктиде, которая достигла глубины 370 м. Но тогда мы еще не умели отбирать из скважины керн, и лишь спустя 10 лет это стало обычным делом.


ice2.jpg Ледяной керн, поднятый на станции Мирный.

Автоматическая метеостанция в Центральной Антарктиде. Непрерывная регистрация метеорологических характеристик позволяет более точно интерпретировать данные ледяного керна.

Здесь и далее фото М. Б. Дюргерова


Бурить лед очень нелегко из-за его пластичности, стоит вынуть буровой снаряд, как стенки скважины быстро смыкаются. Поэтому скважину приходится заполнять незамерзающей жидкостью, которая имеет ту же плотность, что и лед. Обычно для бурения применяют либо электромеханический, либо электротермический способ, когда лед плавят нагреваемой коронкой. В обоих случаях извлекается ледяной керн диаметром около 10 см, причем за один «рейс» бурового снаряда получается колонка льда длиной 2—3 м.

Первой глубокой скважиной на полярном ледниковом покрове стала пробуренная гляциологами США скважина на станции Кемп-Сенчури в северо-западной Гренландии. Здесь в 1960—1966 гг. была пройдена вся ледниковая толща (1370,5 м), и бур углубился еще на 3,5 м в вечную мерзлоту. При этом самый холодный лед (с температурой —24,6 °С) залегал на глубине 154 м, а у ледникового ложа температура льда составила —13 °С.

В 1966—1968 гг. таким же электромеханическим буром была пройдена скважина на станции Бэрд в Западной Антарктиде, достигшая ложа на глубине 2164 м. Здесь самая низкая температура льда (—28,8 °С) была отмечена на глубине 800 м, а у ложа лед имел температуру плавления (—1,6°С). Доказательства существования жидкой воды подо льдом не заставили себя ждать: она появилась, как только скважина достигла ложа, и ее уровень быстро поднялся на 60 м над дном скважины.

В 70-х и 80-х годах выполнялась обширная программа глубокого бурения Гренландского ледникового покрова. В южной части Гренландии, на станции Дай-3 в 1981 г. скважина достигла ложа на глубине 2083 м. Самая низкая температура (—21 °С) измерена на глубине 300 м, а у ложа она оказалась такой же, как и на Кемп-Сенчури (—13 °С). Из этой скважины было отобрано 67 тыс. образцов для изотопно-кислородных исследований.

Ныне в программе глубокого бурения в Гренландии участвуют и американские, и европейские ученые. Работы ведутся на вершине главного ледникового купола, возвышающегося на 3235 м. По данным радиозондирования, толщина льда здесь составляет 3100—3200 м; такая толща могла отложиться за 200—500 тыс. лет.

Летом 1990 г. я побывал в центре Гренландии и посетил оба буровых лагеря — и европейский, и американский. Они отстоят друг от друга на 20 км, бурение уже подходит к концу. Параллельная проходка двух скважин имеет большое научное значение: повышается достоверность получаемых данных, появляется возможность исключить случайные, местные факторы и сосредоточиться на глобальных. Наконец, будет получено больше керна, что позволит выполнить, а при необходимости повторить многочисленные анализы.

Но самые значительные результаты пока принесло бурение глубокой скважины на станции Восток, начатое Советской антарктической экспедицией еще в начале 70-х годов. Станция Восток расположена в центральной части Восточной Антарктиды на высоте 3490 м. Средняя годовая температура здесь — 55,5 °С, осадков за год накапливается 23 мм. Толщина льда близка к 3500 м, таким образом, вся толща содержит лед, отложенный на протяжении сотен тысяч лет, что крайне важно для палеогеографических реконструкций.

В районе станции пробурено пять глубоких скважин, две из них достигли глубины 2500 м. В этих работах принимали участие ученые из нашей страны и Франции: Института географии РАН, Арктического и Антарктического института и Лаборатории гляциологии и геофизики Гренобльского университета. К настоящему времени в лабораториях Москвы, Санкт-Петербурга и Гренобля всесторонне обработан керн до глубины 2200 м.


ice3.jpg

Кусок ледяного керна из ледникового покрова в 10 км от побережья. Крупные кристаллы льда свидетельствуют о его молодости. Кромка керна оплавлена при бурении.

Купол «С» — место работы французских специалистов, изучающих ледяные керны. Красный домик — гляциологическая лаборатория.


ВОЗРАСТ И ТЕМПЕРАТУРА ГЛУБИННОГО ЛЬДА

С увеличением глубины все труднее определить абсолютный возраст льда. В верхней части толщи, отложившейся за последние несколько тысяч лет, это делают без особого труда, подсчитывая годовые слои, каждый из которых состоит из зимних и летних отложений, различающихся по структуре, плотности, запыленности. Такие различия я подметил еще в 1957 г. в снежной толще на станции Комсомольская, лежащей в глубине Антарктического континента. Возраст льда в верхней части толщи помогают определить и маркирующие горизонты, хранящие следы глобальных событий крупных вулканических извержений, ядерных взрывов в атмосфере (последний такой слой в льдах Арктики образовался в результате Чернобыльской аварии).

ice4.jpg

Однако с глубиной эти различия сглаживаются, и для датирования более древнего льда приходится использовать численное моделирование его растекания. Исходными данными при расчетах служат скорость накопления снега, температура и вязкость льда, скорость его движения и рельеф ложа. В моделях течение льда считают стационарным.

Для подобной динамической модели хорошо подходят условия в районе станции Восток. Довольно правильное соотношение глубины и возраста здесь связано с тем, что дно скважины еще далеко от придонных слоев льда, где возможны осложнения, вызываемые движениями и деформациями льда. Точность определения возраста льда на глубине 2200 м составляет 10—15 тыс. лет. Согласно нашим расчетам, возраст этого льда более 160 тыс. лет. Для изотопных исследований использовалась сплошная колонка образцов льда, для других анализов образцы длиной 1,5—2 м отбирались через каждые 25 м.

Таким образом, керн из района станции Восток охватывает голоцен (последние 10 тыс. лет), последнюю — валдайскую, или вюрмскую — ледниковую эпоху (10 — 120 тыс. лет назад), микулинское, или рисс-вюрмское, межледниковье (120—130 тыс. лет назад) и заключительные этапы предпоследнего — днепровского, или рисско-го — оледенения. На сегодня это единственная в мире колонка льда, покрывающая весь последний ледниково-межлед-никовый цикл.

Основа для определения палеотемператур — анализ соотношения стабильных изотопов во льду. Дело в том, что в природе оба химических компонента воды — кислород и водород — содержат не только обычные изотопы [16]О и Н, но и немного тяжелых [18]О и [2]Н, или дейтерий (D). Содержание тяжелых изотопов в воде или льду зависит от испарения и конденсации которые, в свою очередь, определяются температурой и различием физических свойств молекул HDO, Н2[18]О и Н2[16]О.

В результате изотопный состав отложенного снега зависит от температуры его формирования. В Восточной Антарктиде понижение относительного содержания изотопа [16]О — отклонение от концентрации в стандартной «средней» морской воде на 1 /оо — соответствует похолоданию на 1,5°С, а уменьшение содержания D на 6/оо—понижению температуры на 1°С. Используя эти соотношения, изотопную кривую легко преобразовать в температурную.

Изотопные данные свидетельствуют, что колебания температуры за последнее тысячелетие достигали 1,5—2°С. Теплыми были XII, XVI и XX вв., холодными — XIII— XV и XVI I—XIX вв.; последний холодный интервал получил название малого ледникового периода.


ice5.jpg

1) Разрез ледникового покрова Антарктиды от станции Восток до берега моря.

2) Характеристика керна со станции Восток: A D—содержание дейтерия во льду; д Т — отклонение температуры на поверхности ледника от современного значения; ft'"0 — отклонение содержания изотопа '"О по данным глубоководных отложений; К — концентрация изотопа "'Be во льду. Латинскими буквами обозначены климатические стадии, характеризующие теплые и холодные периоды: А и G — голоцен и микулинское межледниковье, В—F — валдайская ледниковая эпоха, в которой С и Е — относительно теплые стадии, H — последняя часть днепровской ледниковой эпохи.


На всех изотопных кривых для кернов из глубоких скважин выделяется резкий изотопный сдвиг на границе плейстоцена и голоцена. Так, для кернов Кемп-Сенчури он равен 12°/оо, а для кернов Дай-3 — 7°/оо; разница объясняется тем, что в плейстоцене высота купола в районе Кемп-Сен-чури менялась больше, чем на юге Гренландии. Если в изотопные данные для всех глубоких скважин ввести поправку на изменение высоты ледника в голоцене, окажется, что повсюду в полярных областях температура 10—11 тыс. лет назад повысилась примерно на 10°С.

Изотопный профиль с Востока, почти не искаженный течением льда, детально характеризует температурные условия в полярных областях за 160 тыс. лет: во-первых, пик последнего межледниковья был примерно на 2°С теплее голоцена; во-вторых, заключительные этапы днепровского оледенения были такими же холодными, как и максимум валдайского оледенения; в-третьих, переход от днепровского оледенения к микулинскому межледниковью сопровождался потеплением на 12°С, но межледниковье было коротким и резко сменилось новым оледенением; в-четвертых, в последнюю ледниковую эпоху хорошо заметны три температурных минимума, разделяемые двумя периодами, когда температура была на 4 и 6°С выше, чем в позднем плейстоцене.

К этому следует добавить, что изотопная кривая со станции Восток вплоть до 110 тыс. лет назад прекрасно соответствует изотопно-кислородному профилю глубоководных отложений, отражающему изменения глобальных объемов льда. В ледниковые эпохи накопление «легкого» (по изотопному составу) льда на континентах ведет к обогащению океана тяжелыми изотопами кислорода и водорода, так что результаты со станции Восток согласуются с данными об изменении объема всего континентального льда на Земле.

АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ И АЭРОЗОЛИ

Второй после температуры важнейший климатический параметр — количество атмосферных осадков — также менялся во времени, поскольку связан с температурным фоном планеты. Современная интенсивность накопления снега на больших ледниковых щитах зависит от количества водяного пара, циркулирующего над слоем инверсии, т. е. выше охлажденной льдом воздушной толщи. При этом количество водяного пара пропорционально температуре снежно-ледяной поверхности, т. е. с понижением температуры содержание влаги в атмосфере уменьшается. Простой расчет показывает, что в ледниковые эпохи осадков выпадало меньше и снега на поверхности ледника накапливалось на 50% меньше по сравненею с настоящим временем.

Другой способ оценки накопления осадков базируется на изменении содержания во льду долгоживущего радиоактивного изотопа бериллия ('°Ве), имеющего «космическое» происхождение. Его концентрация одинакова в обоих межледниковьях, но возрастает в ледниковые эпохи (примерно вдвое в кульминации оледенения). Исходя из того, что поток отлагающегося на Земле '"Be постоянен, мы приходим к выводу, что его концентрация в ледяном керне обратно пропорциональна количеству накопленного снега.

Результаты расчета накопления снега обоими методами согласуются между собой. Значит, в ледниковые эпохи в полярных областях снега отлагалось вдвое меньше, чем ныне.


ice7.jpg

Концентрации континентальных и морских аэрозолей в керне со станции Восток: А Т—отклонение температуры на поверхности ледника от современного значения; K-Al - содержание алюминия; К-Na - содержание натрия.


Это заключение нельзя признать неожиданным, ибо еще Р. Скотт и другие ученые в начале века утверждали, что при глобальном потеплении увеличивается испарение с поверхности океана и количество выпадающих осадков, а при похолодании — количество осадков уменьшается. К тому же в ледниковые эпохи массивы льда в океане разрастались, удаляя источники водяного пара от ледниковых щитов.

С другой стороны, для ледниковых эпох характерно не только общее похолодание, но и резкое усиление контрастов между разными широтами, между сушей и океаном и, следовательно, рост энергии океанских и атмосферных процессов. В периоды глобальных похолодании усиливались океанские и атмосферные течения, активизировались циклонические процессы на границе ледниковых покровов. .

Доказательства более сильной атмосферной циркуляции в ледниковые эпохи принесли результаты измерений концентраций континентальных и морских аэрозолей в ледяном керне из скважин (типичный представитель первых — аэрозоли алюминия, вторых — аэрозоли натрия). Концентрации и тех, и других возрастают в ледниковые эпохи.

Во льду, отложенном в периоды похолодании, увеличивается и общее количество нерастворимых микрочастиц. В плейстоценовом керне со станции Бэрд, например, концентрация континентальной пыли е восемь раз больше, чем в голоценовом, на станции Восток это различие достигает 30 раз. Соответствующее превышение концентрации морских аэрозолей на станции Бэрд составило два-три, а на станции Восток — пять раз.

Подобные различия можно объяснить замедлением накопления снега в холодные эпохи, но это не главная причина. Пожалуй, главное — усиление ветров из-за роста межширотных контрастов. Важную роль играло и общее опустынивание предледниковых областей, и их расширение из-за осушения шельфов при эвстатическом снижении уровня моря, так как часть воды шла на формирование ледниковых покровов.

Таким образом, все химические индикаторы, исследованные в ледяном керне, приводят нас к выводу о резком росте «запыленности» атмосферы и усилении меридиональной циркуляции в ледниковые эпохи, что связано с увеличением разницы температур между экваториальной и полярными областями. Но запыленность атмосферы сама служит мощным климатообразующим фактором: увеличение количества пыли и аэрозолей при похолоданиях способствует их усилению.

ДРЕВНЯЯ АТМОСФЕРА ВО ЛЬДУ

Когда фирн превращается в лед, атмосферный воздух замыкается в пузырьках. Поэтому, выделяя его из керна, можно узнать о прошлом составе атмосферы, и в частности о содержании парниковых газов. Но когда таяние почти отсутствует, поры закрываются довольно медленно: в Центральной Антарктиде этот процесс длится до 4 тыс. лет. Так что, исследуя воздух из образцов древнего льда, мы определяем состав атмосферы, более молодой, чем при отложении на поверхности снега, образовавшего этот лед. Современная техника анализов позволяет извлекать из льда и измерять с большой точностью ряд газовых примесей, прежде всего углекислый газ и метан.

Эти газы называют парниковыми (они пропускают коротковолновое излучение Земли, но задерживают значительную часть ее теплового излучения, что ведет, как и в парнике, к повышению температуры).

Анализ кернов из глубоких скважин показал, что в максимуме валдайского оледенения концентрация СO2 была на 25 % ниже, чем в голоцене (190—200 и 260— 280 ppm). Очевидно, первый уровень типичен для эпох оледенения, а второй — для теплых интервалов.

По кернам со станции Восток выявлено соответствие изменений концентрации СO2 и температур, вычисленных по изотопным данным. Это первое прямое доказательство тесной связи содержания углекислого газа в атмосфере и изменений климата на протяжении всего климатического цикла. Однако спад концентрации СО2 около 110 тыс. лет назад был не таким резким, как снижение температуры. Любопытно также, что если при переходе от ледниковой эпохи к межледниковью содержание СО2 и температура меняются синхронно, то при обратном переходе (например, 115 и 75 тыс. лет назад) концентрация углекислого газа уменьшается позднее, чем снижается температура.

Подобная корреляция изменений температуры и содержания СО2 на протяжении всего ледниково-межледникового цикла, очевидно, свидетельствует о наличии причинно-следственной связи. Однако где здесь причина, а где следствие, из этих данных не вытекает. Многие специалисты считают причиной изменение концентрации углекислого газа, но отмеченное запаздывание ее изменений как будто свидетельствует о первичности изменений температуры, за которыми следуют изменения СО2, в свою очередь усиливающие температурные колебания.


ice8.jpg

Содержание парниковых газов в керне со станции Восток. Измерения выполнены на 66 глубинах, что соответствует возрастному различию между двумя соседними уровнями в 2—4,5 тыс. лет. Концентрация СО2 и CH4 показана с разбросом данных, шкала возраста сдвинута с учетом периода замыкания пузырьков воздуха в процессе превращения фирна в лед.


Реальным фактором такого усиления может быть влияние океана с его меняющимися циркуляцией, распространением льдов и биопродуктивностью. В частности, значительная часть атмосферного CO2 при похолоданиях могла поглощаться фитопланктоном, масса которого резко возрастала в результате активизации апвеллинга и улучшения условий питания морской микрофлоры. Анализ кернов со станции Восток позволяет также предполагать, что на разных этапах главную роль могли играть разные механизмы взаимодействия температуры и углеродного цикла.

Содержание другого углеродного соединения — метана — в древней атмосфере также тесно связано с ходом палеотемператур. Резкие изменения концентрации метана приходятся на оба ледниково-межледниковых перехода: 150—135 тыс. и 18—9 тыс. лет назад. В эти периоды она резко возрастала (от 0,35 ppm в разгар оледенении до 0,6—0,7 ppm в межледниковые оптимумы). Для валдайской ледниковой эпохи характерны четыре максимума содержания СН4 во время относительно теплых интервалов, что не так заметно в ходе изменений CO2.


ice9.jpg

Станция Восток с буровыми установками. Фотография сделана из кабины самолета в январе 1982 г., за три месяца до пожара на станции.


Различия, скорее всего, обусловлены происхождением СO2 и CH4. Если содержание СО2 в атмосфере в основном зависит от процессов в океане, то источники CH4 находятся на суше: это сильноувлажненные территории, залежи углеводородов, включая газогидраты, колонии термитов и т.п. В частности, резкий рост количества атмосферного метана после окончания ледниковых эпох мог вызываться тем, что газ из гигантских газогидратных месторождений, закупоренный на полярных континентальных шельфах мощными ледниковыми покровами, после их стаивания вырывался наружу.

АНТРОПОГЕННЫЙ ВКЛАД В ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АТМОСФЕРЫ

В XX в. на естественный ход природных процессов накладывается воздействие человека, что стало заметно в ледниковых отложениях. Повышается антропогенная концентрация атмосферных нитратов и сульфатов: за 100 лет содержание во льду анионов SO4(-2) выросло в три-четыре раза, а с 1950-х годов начала расти концентрация N03(-), к настоящему времени уже успевшая удвоиться из-за выбросов автотранспорта.


ice10.jpg

Концентрация парниковых газов в атмосфере и рост населения Земли за последние 200 лет.


Однако главное влияние на климат человечество оказывает увеличением не столько выбросов аэрозолей, сколько парниковых газов: СО2, СН4, NO2 и фреонов. Детальные наблюдения за концентрацией CO2 в атмосфере ведутся уже многие годы на обсерватории Мауна-Лоа (Гавайские о-ва) и на Южном полюсе. По этим данным, с начала XIX в. по 80-е годы XX в. она выросла с 285 ppm, что типично для межледниковых условий, до 335—338 ppm, чему нет аналогов в данных из скважины со станции Восток. Современная концентрация метана в атмосфере равна 1,7 ppm — и 2,5 раза больше максимума, выявленного по керну из района станции Восток.

Если сравнить нынешние концентрации парниковых газов с определенными по ледниковому керну для доиндустриальной эпохи, оказывается, что за последние 200 лет их рост составил: 25% для СО2, 100% для СH4, 8—10% для NO2.

Последние значения согласуются с данными о масштабах сжигания минерального топлива, а общий рост содержания парниковых газов в атмосфере — с увеличением населения Земли, которое за те же 200 лет увеличилось с 1 до 5 млрд. чел. Значит, именно рост народонаселения приближает человечество к экологической катастрофе.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ КЛИМАТА К ВНЕШНИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

Еще один важный вывод из анализа кернов со станции Восток — хорошо выраженные волны температурных изменений с периодами 100 тыс. и около 40 тыс. лет и менее заметные — с периодом 20—21 тыс. лет. Они сопоставимы с колебаниями за 160 тыс. лет летней инсоляции в высоких широтах Южного и умеренных широтах Северного полушария. Последнее особенно важно, так как подтверждает известную гипотезу Миланковича, согласно которой рост и разрушение ледниковых щитов Северного полушария контролируются сезонными контрастами интенсивности солнечной радиации на 65° с. ш.

Очевидно, выявленные по керну со станции Восток «волны» представляют собой климатическое отражение астрономических факторов, проанализированных в свое время Миланковичем. Изменения с периодом 20 тыс. лет вызваны эффектом предварения равноденствий, 40 тыс. лет — колебаниями оси вращения планеты, а 100 тыс. лет — отклонениями эксцентриситета земной орбиты, обусловленными каким-то фактором.

Собственно ледниково-межледниковые колебания испытывают на себе влияние быстрых обратных связей, обусловленных наличием водяного пара в атмосфере, облачностью, снежным покровом и морским льдом, а также более длительных, обязанных медленным изменениям структуры и состава атмосферы, что переносит холодные условия ледниковой эпохи в какой-то мере на межледниковье. Чтобы понять механизм этих процессов, нужно исследовать чувствительность глобального климата к изменениям концентрации парниковых газов.

ice11.jpg

Данные глубинного ледяного керна как раз и позволяют это сделать.

Для этого сопоставим амплитуды сдвигов в температурах и концентрациях парниковых газов при сменах оледенении межледниковьями с действительными изменениями планетарного теплового баланса. Известно, что разогрев земной поверхности под влиянием антропогенных факторов за последнее столетие составил 2 Вт/м2, а в будущем, из-за ожидаемого удвоения концентрации СО2 в Атмосфере (от 300 до 600 ppm), он может достигнуть 4 Вт. Кажется, что это немного по сравнению со средним потоком поглощенной солнечной радиации, равным 240 Вт/м2, но и эта величина приводит к повышению приземной температуры в среднем на 1,2°С. А с учетом упомянутых эффектов обратных связей, усиливающих такой нагрев, общее потепление может оказаться значительнее. Современные оценки дают 2,8—5,2°С (в среднем около 4°С). Это втрое больше, чем без учета обратных связей. И именно эта величина определяет чувствительность климата к росту концентраций парниковых газов.

Чтобы оценить вклад отдельных составляющих в комбинированном радиационном воздействии на климат Земли, по материалам ледяного керна из района станции Восток был выполнен многофакторный анализ для пяти факторов: парниковых газов, содержания пыли и сульфатов неморского происхождения, объема материкового льда и местной инсоляции. Выяснилось, что вклад парниковых газов не ниже 40% (в пределах надежного датирования, т. е. до 110 тыс. лет назад, он не превышает 65%), а суммарный вклад парниковых газов и природных процессов в Северном полушарии составляет около 80%.

Таким образом, вклад парниковых газов в изменение температуры в Центральной Антарктиде за последний климатический цикл может колебаться в пределах 40—65%, или примерно 50±10 %. Это означает, что приблизительно 3° из 6°С — амплитуды ледниково-межледниковых изменений — могут быть обязаны парниковому эффекту.

ЧТО ВПЕРЕДИ?

Хотя полного понимания причин и следствий климатических и атмосферных флуктуаций пока нет, надо отдавать себе отчет в том, что процессы, формирующие атмосферные обратные связи протекают независимо от исходных причин климатических изменний, причем ныне мало отличаются от тех, что имели место в ледниковую эпоху. Поэтому наши данные, полученные для прошлого, можно использовать для прогнозирования будущих изменений природной среды.

Правда, надо помнить, что земной климат способен быстро реагировать на краткосрочные изменения состава и состояния атмосферы. Природные примеры такого рода дают извержения вулканов, когда в атмосферу выбрасывается огромное количество пепла и других загрязнителей. Так, вулкан Кракатау на о. Ява в 1883 г. выбросил 18 км3 распыленных продуктов. Еще сильнее было извержение вулкана Тамбора на о. Су-бава (восточнее Явы) в 1815 г. Газ и пепел создали в верхних слоях атмосферы настоящую завесу, ставшую экраном для солнечного излучения. Началось охлаждение атмосферы: почти всюду в Северном полушарии снег лежал до середины июня, а в августе в Западной Европе уже были отмечены заморозки. В том году в Англии вообще не было лета, и страна осталась без урожая.

Такой же горький «эксперимент» поставлен недавней войной в Персидском заливе, где пожары на нефтяных скважинах и нефтехранилищах ежедневно уничтожали свыше 3 млн. баррелей нефти и до 70 млн. км3 газа, в результате чего в атмосферу выбрасывалось более 40 тыс. т двуокиси серы, 3 тыс. т окиси азота, 500 тыс. т углекислого газа, огромные массы сажи, пепла и других загрязнителей. На наших глазах развертывался сценарий подлинного экологического бедствия.

К счастью для человечества, эта война быстро кончилась и масштабы бедствия не разрослись, а угроза глобальной экологической катастрофы из-за ядерной войны сейчас, кажется, сошла на нет. Однако грядет «парниковое» потепление, в результате чего могут растаять некоторые ледниковые покровы и уровень океана повысится на 5—7 м всего за десятки лет. Это будет поистине глобальная катастрофа: целые страны (например, Голландия), крупнейшие города мира — Нью-Йорк, Токио, Санкт-Петербург и др.— окажутся под водой.

А в умеренных и субтропических широтах горные ледники начнут быстро стаивать и почти целиком исчезнут уже в первой четверти следующего столетия. Растает «вечная» мерзлота, и многие места Сибири превратятся в непроходимые болота, метан еще интенсивнее станет высвобождаться из грунтов, что усилит парниковое потепление атмосферы.

Такова цепочка рассуждений, которая протягивается от древнего ледяного керна, извлеченного с глубины более 2 км, к будущему окружающей среды, в значительной степени зависящему от разумности действий человечества.

На главную страницу