Кракатау уничтожил около 300 населенных пунктов и унес жизни 36 тысяч человек. Пресса тогда уже была, телеграф был, поэтому яванская катастрофа получила широкий общественный резонанс. В отличие от гораздо более сильной Сумбавской. Но прежде чем рассказать о Сумбаве, пара слов о том, в чем измеряется сила извержения. Меряется она в баллах - от 1 до 8. Причем не нужно думать, что извержение силой в 5 баллов всего на четверть сильнее того, которому ученые присвоят 4 балла. Нет, оно в десять раз сильнее! Каждый балл - это увеличение силы извержения в 10 раз.
Так вот, за все время систематических наблюдений за вулканами (а это примерно 100–150 лет) было только одно извержение, которому присвоили "семерку" - извержение Тамборы.
На острове Сумбава в Индонезии 5 апреля 1815 года взорвался вулкан Тамбора. Гул был слышен на расстоянии 4000 км. В течение нескольких дней после извержения над Зондским архипелагом стояла кромешная тьма - солнце было полностью закрыто вулканической пылью. Объем извергнутого Тамборой материала составил 400 км, то есть половину объема Ладоги - самого большого озера Европы. Но если учесть, что выбросы вулканологи исчисляют в так называемом "эквиваленте сухой скалы", то есть приводят к плотности 2,5 г/см, а фактически вулкан выбрасывает вспененные массы породы, то реальные выбросы Тамборы могли заполнить Ладожскую впадину с горкой.
В результате этой природной катастрофы средняя высота острова Сумбава уменьшилась с 4100 до 850 м над уровнем моря.
То есть островок буквально разнесло взрывом. Вот это была "семерочка"…
Однако в истории планеты были извержения и поболее - такие, которым, живи тогда вулканологи, они вынуждены были присвоить "девятку"! И каждое такое извержение сопровождалось историческими событиями в виде переселения народов. Не само извержение, конечно, вызывало массовые миграции, а вызванное им похолодание.
Надо сказать, в историю Московии, на территории которой вулканов отродясь не было, вулканы вписали немало черных страниц. Скажем, анализ ледовых кернов показывает, что в 1258 году где-то на планете (пока неясно, где именно) здорово громыхнуло - судя по величине пика на графике, шарахнуло вдвое-втрое мощнее Тамборы! Результат: новгородские и псковские летописи 1259 года отмечают необыкновенно холодную весну - 31 мая (практически летом!) ударили сильные морозы, а осень наступила так рано, что весь урожай лег под снег.
А отчего, кстати, наступает глобальное похолодание? Вы, наверно, после всего прочитанного сочтете это пустым вопросом. Действительно, если тучи над городом встали, в воздухе пахнет черт знает чем, в носу образуются засохшие пылевые козюльки, а солнышко не может пробиться сквозь тьму, накрывшую ненавидимый прокуратором город, то к чему задавать странные вопросы?… Ответ ясен: солнце закрыто - земля не прогревается. Однако вопрос мой не так странен, как кажется.
Достаньте самую популярную в России банкноту - стодолларовую, у вас она наверняка есть. Внимательно посмотрите в лицо человека, на ней изображенного. Это Бенджамин Франклин. Не американский президент, как многие ошибочно полагают, а крупный ученый, один из авторов Декларации независимости, а в 80-х годах XVIII века - посол США во Франции. Последнее обстоятельство важно для данной книги. Ибо именно тогда, когда пытливый американец пребывал в Европе, в Исландии извергся вулкан Лаки, оставивший после себя почти стокилометровую (!) реку застывшей лавы и сухой туман, который осенью 1783 года окутал всю Европу. После чего приключилась необыкновенно холодная зима.
Эта цепочка обстоятельств - "извержение-туман-холод" - не осталась незамеченной Франклином и привела его к мысли о влиянии пыли на климат. Для той поры это была хорошая гипотеза. Настолько хорошая, что она продержалась почти 200 лет - до конца XX века. И только тогда, когда верхние слои атмосферы стали исследовать с помощью летательных аппаратов, когда появились новые методы измерения прозрачности атмосферы, выяснилось: вовсе не вулканическая пыль виновата в глобальных похолоданиях. Пылевая гипотеза уступила место аэрозольной.
Пыль-то довольно быстро оседает. К тому же она может не только охлаждать, но и нагревать атмосферу, тут все зависит от размера пылевых частиц: мелкие (около микрона) частички охлаждают атмосферу, а более крупные - нагревают. А вот аэрозоль…
В чем суть аэрозольной гипотезы? Возьмем того же Тамбору. Вулкан Тамбора выбросил 70 млн. т серы в виде сернистых газов. Газы гидратировались атмосферной влагой и образовали серную кислоту в виде сернокислого тумана. В отличие от пыли, этот туман быстро не оседает, а изволит пребывать в верхних слоях атмосферы годами, отражая солнечные лучики и наводя тем самым климатические беспорядки.
Строение атмосферы таково, что если вулкан взорвался в высоких широтах, сернокислый вулканический аэрозоль окутывает только ту полусферу планеты, где произошло извержение. То есть если изверглось в Северном полушарии, то и похолодает в Северном. Если в Южном - то в Южном. А если вулканический взрыв произошел в низких широтах, не далее 15 широтных градусов от экватора, то аэрозоль разносит по обоим полушариям и охлаждение случается всемирное.
Взрыв Пинатубо снизил среднеземную температуру на 0,3 градуса. Много это или мало?… За последний век земной шар нагрелся на 0,6 градуса, что заставило всех кричать о глобальном потеплении. Другими словами, одно сравнительно небольшое извержение сразу съело половину всего глобального потепления! А если извержение случится большое?… Правда, через три года аэрозоль от Пинатубо рассеялся, но известно, что при больших взрывах он может висеть в атмосфере десятилетиями. Тогда включится та самая положительная обратная связь с альбедо полярных льдов, о которой мы уже говорили ранее, и земной шар быстро свалится в настоящий ледниковый период. Не Малый, а Большой. То есть одно сверхкрупное извержение или серия крупных извержений могут послужить спусковым механизмом для этого ужасного процесса.
Резонный вопрос: а ожидаются ли крупные извержения в ближайшем будущем? Неутешительный ответ: ожидаются. Просто потому, что слишком уж давно их не было. К тому же повышенная вулканическая активность хорошо коррелирует с циклами обращения тяжелых планет (мы об этом уже упоминали), а также с периодами неактивного Солнца, типа маундеровского (об этом тоже говорено выше). Впереди нас ждет период неактивного Солнца, а следовательно, и повышенный вулканизм.
XX век был веком относительно спокойного вулканизма. Случилось несколько несолидных извержений и пара извержений посолиднее. В1991 году взорвался Пинатубо. На Мартинике 8 мая 1902 года произошло извержение, в результате которого был полностью разрушен цветущий город Сен-Пьер. Погибли все 30 тысяч жителей. Чудом уцелел лишь один человек, сидевший в подземной тюрьме. Он получил тяжелые ожоги и потом до конца дней своих занимался тем, что демонстрировал их следы в бродячем цирке в Америке. На Мартинике сейчас музей извержения. Люди, которые в нем побывали, говорят, что впечатление он производит примерно такое же, как музей в Хиросиме, - та же панорама: город, в котором не осталось ни одного здания. Серая пустыня. Лунный пейзаж.
Опять-таки, благодаря наличию СМИ и телеграфа это извержение также получило хорошую прессу. Но по известной нам шкале извержений оно тянуло едва на "четверочку". Тамбора выступил в тысячу раз мощнее, потому и получил за свое выступление оценку в 7 баллов.
А может нечто подобное случиться не у папуасов, а в густонаселенном районе? Не исключено. Больше того, эта перспектива вполне реальна. В Германии и Франции, например, находятся так называемые лавовые поля - остатки четвертичного вулканизма. Это давно угасшие вулканы. Когда-то здесь происходили извержения, сравнимые по масштабу с извержением Тамборы. И то, что вулканы эти давно угасшие, не должно нас обманывать. Как говорится, все новое - это хорошо забытое старое.
А как трясло когда-то планету! Любо-дорого… Если будете в Сингапуре, не поленитесь слетать в большой город Медан на острове Суматра. Час полета, затем два часа на машине по хорошей дороге, и вы у озера Тоба. Озеро немаленькое - с одного берега с трудом просматривается другой. Это кратер вулкана Тоба, который взорвался 73 тысячи лет назад. Именно Тоба вулканологи должны были бы присвоить полновесную "восьмерку". То есть мощь его взрыва в 10 тысяч раз превышала мощь вулкана, стершего с лица земли город Сен-Пьер.
Объем извергнутого - 4 тысячи км3 в эквиваленте сухой скалы. Математическая модель взрыва дает масштаб охлаждения поверхности северного полушария - 3,5 градуса в течение 10 лет. Самый настоящий ледниковый период! Он и наступил. Тогда планета колебалась в переходной эпохе - от межледниковья к ледниковью, и слабеющей климатической системе был нанесен смертельный удар. Когда наконец вулканический аэрозоль рассеялся, было уже поздно: мощность ледников была такова, что климатическая система не смогла восстановиться и ледниковый период продлился еще 60 тысяч лет.
…Вот чего нам следует ожидать и бояться…
Кстати говоря, по одной из версий, причина нынешнего глобального потепления - вулканическое спокойствие XX века. Именно оно, по мнению некоторых климатологов лежит в основе того климатического благоденствия, которое мы нынче имеем.
После того как в 1902 году вулканом был убит город Сен-Пьер, в 1912 году попугал аборигенов вулкан Катмай на Аляске. А затем почти на полвека наступило затишье. Подобного затишья не было полторы тысячи лет! Не затишье ли это перед бурей?
По прогнозам, уже в этом веке интенсивность вулканической активности начнет нарастать и может сравниться с активностью начала ХIХ века. A XIX век был холодным веком, если помните, - недаром герои Достоевского летом гуляли по Питеру в пальто.
Глава 4
Газы!
Итак, что мы поняли? Что климат зависит от активности Солнца. От положения Земли на орбите. От вулканической деятельности. Граждане продвинутые и краем уха слыхавшие про Киотский протокол, вспомнят еще про парниковые газы.
Да. Парниковые газы… Как говорил Райкин, "каждый вдыхает кислород, а выдохнуть норовит всякую гадость!" Именно про эту гадость нам и нужно сейчас сказать пару добрых слов.
Земная атмосфера - это азот и кислород. Азота в ней 78 %, кислорода 21 %. То есть в сумме 99 %. А один оставшийся процент приходится на все остальное - аргон, углекислый газ, метан, водород… Вот этот-то один процент и является решающим для климата, как ни странно. Главную роль здесь играют трех- и многоатомные газы, такие, как СО2, СН4. Двухатомные газы (О2 или N2) прозрачны для солнечного коротковолнового излучения и для отраженного от поверхности земли длинноволнового. А вот трехатомные прозрачны только для тех лучей, которые прилетают от солнышка. А те, которые переизлучает (отражает) земля, трехатомными газами задерживаются.
…Слушайте, это ничего, что я тут формул химических понаписал, а? Не напряг? Уповаю на умных, интеллигентных читателей, которые не прогуливали в школе химию и знают, что СН4 - это метан, а СО2 - углекислый газик, который Райкин выдыхал. Господи, пошли мне таких могучих интеллектуалов…
Таким образом, чем больше в атмосфере трехатомных газов, тем большее количество тепла атмосферой задерживается, поскольку трехатомные газы отраженное излучение не пропускают, а поглощают. Нагреваясь. Получается как бы эффект парника. За что трехатомные газы и назвали парниковыми.
За последние 150 лет концентрация главного парникового газа - СО2 - в атмосфере из-за деятельности человека выросла больше чем на треть. И достигла умопомрачительной величины -0,038 %. Для сравнения, аргона в атмосфере 0,93 %, то есть почти в 25 раз больше. Но вся эта куча аргона не влияет на климат, а сотые доли углекислых процентов - влияют. Тонкая штука климат…
Углекислый газ выдыхают все кому не лень, его ударными темпами производит промышленность, его не любят гринписовцы, его выделение пытаются сократить науськанные "зелеными" либерально-демократические политики, и о нем мы еще обязательно поговорим, когда будем препарировать Киотский протокол. А сейчас в нашей песне будет куплет о метане.
Метан выделяют болота. Поэтому площадь болот непременно входит в формулы математических моделей климата. А еще метан выделяют овцы и вообще все крупные млекопитающие. Овцы пукают метаном. Поэтому поголовье овец, коз, коров, составляющее, к слову, сотни миллионов голов по всему миру, также входит в климатические модели.
Человек, безусловно, внес существенную лепту в насыщение атмосферы углекислотой. Больше того, расчеты показывают, что именно наша промышленная деятельность отодвинула начало очередного ледникового периода. Впрочем, и об этом мы еще поговорим в свое время и в своем месте…
А сейчас остановимся еще на одном неожиданном факторе, оказывающем влияние на климат. Оказывается, на климат влияет… сам климат. Точнее говоря, сложность климатической системы. Моделирование на больших ЭВМ наглядно это демонстрирует. Если математически воспроизвести и запустить в компьютере планетарную климатическую модель, не нагружая ее никакими внешними воздействиями, то есть выключить вулканизм, стабилизировать содержание парниковых газов в атмосфере, убрать колебания земной оси и солнечной активности, то даже при отсутствии всех внешних возмущений в системе все равно происходят сильные колебания. Дуют муссоны и пассаты, меняется количество осадков, плавает на 0,4–0,5 °C среднеглобальная температура.
Климат оказался достаточно сложной системой, чтобы жить своей жизнью и без всяких внешних возмущений. Системы подобной сложности сами порождают случайности и сами их отрабатывают. Сейчас наукой установлено, что климатической системе присущи свои весьма устойчивые циклы -100 тысяч лет, 41 тысяча лет, 23тысячи лет, 2,5тысячи лет, 200 лет, 65, 22, 10–11, 7, 5 лет… Они накладываются друг на друга, давая весьма сложную картину. Из-за этой сложности погодная картина планеты на первый взгляд кажется сплошным хаосом. Но в этом кажущемся тотальном хаосе есть свой порядок.
Глава 5
ЮНЕСКО и младенец
В 1972 году советский океанолог, кандидат географических наук Андрей Полосин работал начальником сектора физической океанографии в одном из научных институтов. И именно ему совсем несоветский Океанографический комитет ЮНЕСКО заказал аналитическую записку об Эль-Ниньо. Видимо, не было на тот момент в мире специалиста лучшего, чем Полосин. Почему же ЮНЕСКО вдруг настолько заинтересовалось проблемой Эль-Ниньо, чтобы заказывать доклады ученым из коммунистической империи?..
"Эль-Ниньо" с испанского переводится как "мальчик", или "младенец мужского пола". Именно так в Южной Америке называют загадочное апериодическое явление, когда-то приносившее беды только западному побережью континента, а в 1972 году впервые в истории человечества ставшее причиной мирового экономического кризиса. Сейчас уже многие слышали об Эль-Ниньо. Наиболее грамотные обыватели определяют Эль-Ниньо как "нерегулярное течение". Не будем спорить с дилетантами, в конце концов они и про Гольфстрим говорят, что это теплое течение, представляя его себе как реку теплой воды, текущую в океане. Однако и Гольфстрим не река, и уж тем более не является ею Эль-Ниньо. Гольфстрим - это фронт взаимодействия теплых тропических и холодных арктических вод, скажем так. Впрочем, океанология не предмет нашей книги, вернемся к климату и переместимся на западное побережье Южной Америки.
Взлетаем! Поднимаемся над скалистыми, круто уходящими в воду западными берегами Южной Америки в районе Перу. Красотища! Палящее солнце. Небо голубое. Однако не жарко. Потому что со стороны берега в океан дуют пассаты. Пассаты вообще считаются самыми стабильными ветрами на свете. Они дуют в приэкваториальной области с востока на запад днем и ночью, зимой и летом. Однако не всегда с одинаковой силой. Иногда летом - как правило, в конце декабря - начале января (не забудьте, лето в южном полушарии, когда у нас зима) - пассаты стихают настолько, что почти и не дуют вовсе. Вот тогда и приходит Эль-Ниньо. Это явление названо так в честь младенца-Христа, поскольку случается обычно после Рождества. Однако оно вовсе не так безобидно, как новорожденный Иисус. Скорее, напротив.
В нормальном режиме функционирования климатический механизм работает так: постоянно дующие пассаты отгоняют прогревающуюся под жарким солнцем воду от берегов Южной Америки в океан, а из глубины на ее место поступает холодная вода, - это явление подъема глубинных вод называется апвеллингом. Кроме того, от Огненной Земли вдоль берегов Южной Америки на север поднимается холодное Гумбольдтово, оно же Перуанское течение. Начинаясь от антарктических широт, оно тянется почти до самого экватора, и только на широте Эквадора далеко выступающий в море мыс Париньяс отбрасывает это холодное течение на запад, в сторону от континента. Поэтому только в Эквадоре, севернее этого мыса, и можно купаться. А южнее уже холодновато. Странно, конечно, все это выглядит: неподалеку экватор, жарища страшная, а в воду не сунешься! Температура воды примерно как в Черном море осенью, вода настолько холодная, что по всему побережью Южной Америки живут пингвины. Представляете, пингвины у экватора!
Не зря ведь великие андские цивилизации не были цивилизациями мореплавателей - ни инки, ни ацтеки не строили судов. Не только в открытый океан не плавали, но и вдоль берега даже не ходили. Не столько потому, что вода холодная, конечно, а потому, что из-за всех этих чудных погодных дел прибой там сумасшедший, мертвая зыбь называется. При тишайшей штилевой погоде на берег накатывают огромные волны, которые в состоянии разбить любой деревянный, и уж тем более тростниковый, баркас. Лишь в озере Титикака отважно плавали представители древнеамериканских цивилизаций - там было тихо и безопасно. Европейцам в этом смысле повезло больше, их мореходческая альма-матер - тихое, теплое и спокойное Средиземное море (подробнее об этом см. в моей книге "Судьба цивилизатора").