Картина прямо противоположная идее парникового эффекта

Суровые зимы начала Нового времени хорошо документируются в искусстве – известны многочисленные картины голландских живописцев, изображающие катание на коньках. Иост Корнелис Дрохслот. Зима в голландском городе. XVII век. Государственный Эрмитаж

В приложении «НГ-наука» от 27 декабря 2017 года была опубликована очень интересная и аргументированная статья Бориса Смирнова о климатических изменениях и роли атмосферного углекислого газа в этом изменении. Проблема не только важна с научной точки зрения, но и крайне актуальна. Она выходит за рамки чисто научной проблемы в область экономическую и даже глобально политическую. Полностью поддерживая высказанные в статье выводы, хотелось бы дополнить и по возможности уточнить некоторые ее положения.

То в холод, то в жар

Представляется целесообразным конспективно рассмотреть ряд вопросов – соотношение во времени средней температуры и относительного содержания в атмосфере углекислого газа, доли техногенного (антропогенного) углекислого газа в общем составе атмосферы и, наконец, по возможности, генетические связи температуры и содержание этого газа. Жанр газетной публикации не подразумевает точных библиографических ссылок и дает возможность приводить необходимые показатели без точных указателей источников.

Относительно точные данные по первому вопросу, то есть соотношению концентрации углекислого газа в древней атмосфере и палеотемпературах в геологической истории, естественно, не отличаются высокой достоверностью. Однако некоторые сопоставления достаточно интересны.

Так, во время грандиозного Гондванского оледенения и соответственно холодного климата в позднем карбоне-ранней перми (то есть около 300 млн лет назад) содержание СО2 в атмосфере было примерно в 5–7 раз выше современного. В миоцене (ок. 23–5 млн лет назад) – времени максимального оледенения Антарктиды и, видимо, наиболее холодного периода кайнозойской истории Земли (66 млн лет назад по настоящее время) содержание СО2 в атмосфере было более чем в два раза выше, чем в современную эпоху (5,8 х 1012 против 2,4–2,6 х 1012 т). Кстати, в начале этого оледенения, как и всей позднекайнозойской холодной эры, содержание СО2 в атмосфере было более чем в полтора раза выше, чем в предшествующем теплом палеоцене (9,2 х 1012 против 5,8 х 1012 т).

Аналогично в относительно теплом позднем девоне (ок. 350 млн лет назад) содержание углекислого газа в атмосфере было, хотя и незначительно, меньше, чем в холодной ранней перми (13,9 х 1012 против 19,0 х 1012 т). Относительное похолодание в среднем мезозое произошло во время весьма высоких концентраций в атмосфере СО2.

Виноградники Туманного Альбиона

Значительные изменения климата происходили и в исторические времена, зафиксированные в истории человечества.

Рис. 1

Известно, что уже в X–XI веках норманы посещали Гренландию и северо-восточное побережье Северной Америки. В 999 году Бьорне Херьолфссон и Лейф Эрикссон открыли плодородную землю, где обнаружили много виноградников, что позволило им назвать эту страну Винланд. В XIV веке в Англии произрастал виноград. Климат был теплый, и это делало возможным мореходство по Северной Атлантике.

Пик средневекового потепления в Гренландии приходится на VIII–X века, Исландии – XI–XII, Англии – XII–XIII, севера Якутии – XII век. В целом температура в VIII–XII веках – средневековом теплом периоде (Medieval Warm Period) была на 1,5–2 градуса выше современной.

Затем началось похолодание, и с середины XV столетия почти на четыре века наступил «малый ледниковый период» (Little Ice Age). Наиболее холодным периодом был отрезок между 1645 и 1715 годами – так называемый температурный минимум Маундера (Maunder). Вначале прекратились плавания викингов, затем Англия стала страной рискованного земледелия, позже закрылись Карское море и Обская губа, а в XII–XIII веках стала непроходимой вся Восточная Арктика.

Суровые зимы начала Нового времени хорошо документируются в искусстве – известны многочисленные картины голландских живописцев, изображающие катание на коньках. Это же отражено и в исторической литературе. Николай Михайлович Карамзин описывал необычно холодное лето 1601 года, когда «...небо омрачилось густою тьмою, а 15 августа жестокий мороз повредил как зеленому хлебу, так и всем плодам незрелым». В других местах Карамзин указывает на сильный мороз даже 28 июля. В 1601–1603 годах стояли холодные зимы, когда замерзало даже Черное море.

Изменение температуры в течение последних двух тысячелетий фиксируется и количественно. Так, 1700 лет назад температура поверхности Саргассова моря была не менее чем на 10 градусов холоднее современной. Близкие по времени колебания температуры отмечаются и в районе Скандинавии по оледенениям в Южной Норвегии и развитию холодных и теплых летних сезонов в пределах Фенноскандии.

Все это свидетельствует о глобальном изменении климата, а не ограниченности колебаний температур одним регионом.

Техногенный углекислый газ

Рис. 2

Нам неизвестны содержания углекислого газа во время «малого ледникового периода» и предшествующего теплого периода, но можно со всей определенностью утверждать, что если они и были повышены, то не за счет деятельности человечества.

В первой трети ХIХ столетия началось глобальное потепление. Было ли оно связано с увеличением содержания углекислого газа, то есть с парниковым эффектом, неизвестно. Твердо можно сказать, что если повышение содержания СО2 в VIII–XIII веках и имело место, то деятельность человечества тут не при чем – сжигание топлива, генерация техногенного, или, точнее, антропогенного углекислого газа были в доиндустриальную эпоху ничтожными.

Уже в ХХ веке, когда шло в целом повышение и глобальной температуры, и концентрации углекислого газа, были периоды относительного потепления в 30–40 годах. Было и относительное похолодание в 60-х годах, а затем вновь  потепление. Эти колебания совсем не коррелируются с изменением содержания СО2.

Масса современной атмосферы оценивается величиной порядка 5 х 1015 т, а углекислого газа в ней 23–26 х 1011 т. Это составляет лишь 1,5% от суммарного количества СО2 газовой и водной оболочек Земли, так как в растворенном виде его количество составляет 1,3–1,47 х 1014 т.

Техногенного углекислого газа в окружающую среду поставляется порядка 18–20 х 109 т в год, что составляет менее 1% от количества углекислого газа в атмосфере. Поскольку этот газ одновременно растворяется в водах Мирового океана, можно говорить, что эта цифра составляет уже менее 0,5%. Добавим, что современный вулканизм, кстати, не самый активный в геологической истории Земли, поставляет этого газа по крайней мере на порядок больше.

Как показал академик Георгий Заварзин, основной источник поступления углекислого газа в атмосферу - дыхание микроорганизмов. Только из почв России поставка этого газа по меньшей мере в 8 раз превосходит эмиссию из индустриальных источников.

Таким образом, признавая определенное увеличение содержания атмосферного СО2 за счет техногенного углекислого газа, можно констатировать относительно небольшое количественное значение последнего в повышении содержания этого газа в атмосфере.

Более того, нет строгих доказательств прямого и, главное, определяющего влияния содержания в атмосфере углекислого газа на глобальную температуру Земли.

Читайте графики правильно

В качестве одного из важных, практически «неоспоримых» свидетельств влияния концентрации СО2 и парникового эффекта на климат считается квазисинхронность изменения этих показателей в течение последних 420 тыс. лет. Этот феномен был установлен по результатам анализа кернов бурения в Антарктиде, когда исследовались газово-жидкие включения во льдах. Эти кривые показаны на рис. 1 и 2. Оба рисунка основаны на одних и тех же фактических наблюдениях и различаются в деталях, что, видимо, связано с несколько разными границами группирования аналитических данных по временным интервалам.

По поводу интерпретации этого действительно крайне важного результата можно сделать ряд замечаний. Прежде всего, если два показателя изменяются более или менее одинаково, то это может быть следствием по крайней мере трех причин.

Во-первых, первый процесс влияет на второй процесс, что обусловливает примерно однотипное их изменение во времени. Во-вторых, картина может быть обратной – второй процесс влияет на первый. Наконец, может существовать некая внешняя причина, которая однотипно воздействует на два независимых друг от друга показателя, и это вызывает их более или менее одинаковые изменения.

В настоящее время априори практически однозначно считается, что увеличение концентрации углекислого газа ведет к повышению температуры за счет указанного выше парникового эффекта. Однако внимательный анализ кривых позволяет дать и иную трактовку этим действительно очень важным данным.

На первом графике отчетливо видно, что повышение температуры и содержание углекислого газа происходят практически одновременно, но почему-то температура затем резко понижается, а содержание углекислого газа какое-то время сохраняется на достаточно высоком уровне. Если работает парниковый эффект, то и температура должна сохраняться высокой, может быть, даже длительней, чем сохраняется высокое содержание углекислого газа.

Очень интересно, что на втором графике при общем соответствии кривых отмечается не строгая синхронность изменения температуры и содержания СО2. Существует некоторое временное смещение. Принципиально важно, что изменение температуры несколько опережает изменение концентраций СО2.

Одно из объяснений этого феномена заключается в том, что повышение глобальной температуры ведет к нагреванию вод Мирового океана. Растворимость газов, в том числе углекислого газа, основным резервуаром которого и является океан, уменьшается. Последний выделяется в атмосферу и затем, после снижения глобальной температуры и с определенным временным лагом, вновь растворяется в океанических водах. Картина, прямо противоположная идее парникового эффекта.

Таким образом, признавая факт определенного увеличения содержания атмосферного СО2, в том числе за счет техногенного углекислого газа, можно констатировать относительно небольшое количественное значение последнего в повышении содержания этого газа в атмосфере.

Второй важный вывод – нет строгих доказательств прямого и, главное, определяющего влияния содержания в атмосфере СО2 на глобальную температуру Земли.

Сказанное вовсе не защищает «грязное производство», не отрицает засорения окружающей среды инородными, в том числе вредными продуктами и необходимости бороться с этим явлением. Это означает лишь требование более глубокого, всестороннего, системного и объективного анализа явления.

Борис Смирнов в своей статье в «НГ-науке» точно заметил, что суть заключается в финансовой стороне дела.

Подобное массированное обсуждение какой-либо проблемы – явление, к сожалению, нередкое. Совсем недавно весь мир с «ужасом» ожидал массовых отказов компьютеров, сбоев в работе сложных систем, вселенских катастроф в связи с «проблемой 2000». Отдельные робкие голоса о том, что это несложный, чисто технический вопрос, просто тонули в хоре страшных предсказаний. Пришел 2000 год, в 2001 году наступило третье тысячелетие, и все прошло очень спокойно, если не считать многомиллиардных прибылей соответствующих компаний, вовремя «вписавшихся» в борьбу с «проблемой 2000».

Столь же шумной была кампания по ликвидации фреонов, которые якобы разрушают озоновый слой. Были приняты соответствующие международные соглашения, но все это оказалось блестяще проведенной, выражаясь современным языком, пиаровской акцией одной компании.

Дело в том, что до запрета фреонов хладагенты для холодильной промышленности стоили примерно 1 долл. за килограмм. После принятия Монреальского протокола, запрещающего производство таких фреонов, известный химический концерн разработал и стал монопольно выпускать «озонобезопасные» хладагенты, но уже по цене 5 долл. за килограмм. Чистая прибыль составила не менее 10 млрд долл. Игра, что называется, стоила свеч.

Против столь мощного психологического воздействия нередко не могут устоять и выдающиеся ученые. Дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг позволил убедить себя в действии аскорбиновой кислоты как прекрасного противогриппозного средства и тем самым способствовал увеличению ее продаж. Позднее он признавал, что ошибся и пошел на поводу фармацевтических компаний, но это признание прошло очень тихо и малозаметно.