На краю климатической пропасти

Генеральный секретарь ООН Антониу Гуттериш, выступая на 12-м Петерсбергском диалоге по климату, заявил, что человечество «стоит на краю пропасти».

Генсек обратил внимание на то, что в прошлом году концентрация углекислого газа снова поднялась до нового максимума — на 148 процентов выше доиндустриального уровня, став самым высоким уровнем за 3 миллиона лет. Тогда средняя температура Земли была на 3 градуса выше нынешней, а уровень моря — примерно на 15 метров.

По словам генсека ООН, в 2020 году было уже на 1,2 градуса по Цельсию жарче, чем в доиндустриальные времена (то есть в конце XIX века). Это уже слишком близко к 1,5-градусному пределу, который установили ученые как своего рода «точку невозврата». После этого температуру уже будет не сдержать, и нынешние новорожденные встретят старость при температуре на 2,4 градуса больше доиндустриальной нормы.

Климатический удар будет глобальным, но сокрушительным он станет в первую очередь для приморских городов — таких, как Санкт-Петербург, Рига, Нью-Орлеан, Нью-Йорк, Шанхай, и многих других.

Откуда берутся эти цифры?

Широкой общественности, далекой от палеоклиматологии и других геологических и географических наук, трудно понять, на основании чего специалисты говорят о том, что было миллионы и даже сотни миллионов лет назад.

Ответ философски прост — всё на свете оставляет свои следы. Например, о том, что было многие миллионы лет назад, рассказывает геология и ее отрасли, связанные с условием образования полезных ископаемых. Известно, в каких климатических условиях может образоваться месторождение калийной селитры, которая очень плохо растворяется в холодной воде, но отлично — в теплой. То есть обнаружение тех или иных минералов помогает понять, какие были температуры в то или иное геологическое время.

Чем ближе к нам, тем свидетельств больше. Например, с тех пор как появилась пыльца у растений, ученые-полинологи могут очень многое рассказать о том, что цвело и как в то или иное время. В отложениях можно найти не только окаменевших динозавров, но и, например, плоды. К примеру, на одном из островов реки Лены в Восточной Сибири были найдены окаменевшие плоды магнолии. Миллионы лет назад там были леса как в Крыму или на Черноморском побережье Кавказа в наши дни.

Наконец, о климате можно судить по содержанию углекислого газа в воздухе, который в виде пузырей сохранился в ледяных массивах Антарктиды. Не так давно на российской полярной станции Восток подняли керн льда возрастом около 1 млн 300 тыс. лет.

То есть у ученых есть определенные инструменты, которые позволяют оценить ситуацию и приступить к строительству моделей для расчета нашего будущего.

Очень холодные времена

Значительную часть геологической истории Земли средняя температура на планете была много выше нынешней. Когда жизнь уже расцветала на суше, стоит отметить два таких периода — один в меловом периоде, примерно 92 млн лет назад, во времена динозавров. На планете было так тепло, что рептилии, похожие на крокодилов, жили в Арктике.

Примерно 56 млн лет назад случился так называемый палеоцен-эоценовый термальный максимум (ПЭТМ). Такой жары, как в меловом периоде, не было, но все равно ледяных шапок полюса точно не имели. Зато пальмы росли там, где сейчас в лучшем случае хвойные леса. По данным палеоклиматологов, в то время произошел массовый выброс углекислого газа в атмосферу. Откуда он взялся, не совсем понятно, есть много гипотез — от вулканической активности и выбросов метана с морского дна до падения кометы.

Количество CO₂ в атмосфере во времена динозавров было на порядок больше, чем сейчас, и раза в четыре больше, чем во времена ПЭТМ. Куда же он делся?

Великий термостат

Роль термостата, который медленно, но верно создает температурный баланс, выполняют процессы выветривания горных пород. Речь идет о химических реакциях с участием углекислого газа. Эти реакции имеют тенденцию ускоряться при повышении температуры и количества осадков — именно в климатических условиях, возникающих при повышении концентрации парниковых газов в атмосфере.

Таким образом, с ростом температуры и увеличением осадков выветривание ускоряется. Также оно ускоряется при увеличении содержания CO₂ в атмосфере. Еще один важный фактор — наличие больших поверхностей молодых магматических пород. Но при ускорении процессов, связанных с поглощением CO₂ из атмосферы, парниковый эффект уменьшается и глобальная температура снижается.

Казалось бы, вот он, механизм борьбы с глобальным потеплением, — природа может сделать всё сама. Но вопрос в скорости процессов. Для того чтобы уровень углекислого газа в атмосфере упал в плиоценовое время, 3 млн лет назад, до уровня в 400 частей на миллион, потребовалось около 50 млн лет.

Это было гораздо более теплое время, чем нынешнее. Ледникового щита Гренландии не было, а в Антарктиде он был значительно меньше. В связи с этим уровень моря был на 9–15 метров выше нынешнего. Многие современные прибрежные территории были под водой. С другой стороны, было меньше снега и во многих местах раскинулись степи. Сельское хозяйство в тех условиях было бы вести крайне сложно.

Время появления человека

Примерно 2,6 млн лет назад начался так называемый четвертичный геологический период, для которого характерны регулярные ледниковые циклы, во время которых растут и распадаются континентальные ледовые щиты в Северном полушарии планеты. Изучение кернов льда показывает, что примерно 1 млн лет назад время ледников стало увеличиваться, а межледниковые промежутки — сокращаться. Как и содержание углекислого газа в атмосфере.

Исследователи Потсдамского института климата разработали математическую модель, которая учитывает и углеродный цикл. Модель вполне достоверно воспроизвела элементы наблюдаемой истории климата Земли. Обнаружилось, что климат на нашей планете весьма чувствителен даже к небольшим изменениям атмосферного содержания CO₂. При снижении уровня CO₂ ниже 350 частей на миллион начался рост континентального ледяного щита над Гренландией.

В XVIII веке, на заре индустриальной эры, уровень CO₂ в атмосфере составлял всего около 280 частей на миллион. Но за последние полтора столетия человечество развернуло тенденцию развития климата планеты. Современная концентрация CO₂, составляющая 410 частей на миллион, является беспрецедентной за последние 3 млн лет. Поэтому есть все научные основания полагать, что рост доли углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере неминуемо приведет к разрушению ледников и стремительному росту уровня моря.

Проблемы Санкт-Петербурга и не только

Самыми уязвимыми в этой ситуации окажутся города, которые с одной стороны лежат на низких, пологих берегах и при этом в устьях полноводных рек. Примером таких крупных городов в Балтийском регионе являются Рига и Санкт-Петербург. Нева несет в Балтику сток с огромной территории, ее бассейн составляет 280 000 км². Среднегодовой расход воды, как у Рейна, — около 2500 м³/с. При увеличении количества осадков в результате климатических изменений расход увеличится, а при повышении уровня моря возникнет значительный подпор и мощные наводнения опять станут для города регулярной проблемой.

Однако в мировом масштабе проблемы Санкт-Петербурга не так остры, как, например, растущие площади наводнений в Бангладеш, где вода заливает свыше трети территории страны, в которой проживает более 160 млн человек. Рост уровня моря катастрофичен для прибрежных районов Китая, США, Европы…

По различным подсчетам, к 2050 году число климатических беженцев может превысить 200 млн человек, а к концу века вплотную приблизится к полумиллиарду. Даже в богатейшей стране мира, США, уже отмечают актуальность проблемы, так как более 40% населения страны живет в прибрежных районах.

Вполне возможно, что остановить маховик климатических изменений уже поздно, но готовиться к переселению «повыше» уже самое время. Об этом и говорил генсек ООН.

Константин Ранкс, специально для «Фонтанки.ру»