Рисунок 1. Динамика принятия Киотского протокола
Серьезны ли опасения?
Серьезны ли опасения насчет глобального потепления?
Что такое Киотский протокол? Проявление глобального мышления политиков, забота о будущем планеты, основанные на серьезных данных? Или это очередная псевдонаучная страшилка, нацеленная на нагнетание истерии, делание денег из воздуха и устраняющая Россию как потенциального конкурента на мировом рынке промышленных изделий и технологий?
Исходная атмосфера Земли, как современная на Венере, очевидно, состояла, в основном, из углекислого газа. Когда появились первые растительные организмы, они нашли в этом газе неограниченные ресурсы для фотосинтеза. Напомню, что фотосинтез — самый важный экологический процесс на Земле. В ходе его из углекислого газа и воды возникают органические соединения и свободный кислород, необходимые для поддержания жизни всей биосферы в целом. Благодаря деятельности живых организмов сформировалась определенная пропорция газов в атмосфере — 78 % азота, 21 % кислорода, 1 % аргона и 0,033 % углекислого газа. Судя по всему, это соотношение не менялось многие миллионы лет. Создатель учения о биосфере — академик В. И. Вернадский — подчеркивал ее предельную устойчивость, способность противодействовать любым возмущающим воздействиям — как естественного, так и антропогенного происхождения. Основные источники углекислого газа в атмосфере — вулканическая деятельность, пожары, дыхание животных и растений. Источник кислорода — фотосинтез. Поступление и разложение углекислого газа сбалансированы. Лишний углекислый газ активизирует фотосинтез. Снижение активности фотосинтеза в одном месте компенсируется ростом в другом.
Общий выход углекислого газа в атмосферу составляет 750 миллиардов тонн в год. Из них дыхание животных дает 3 миллиарда. Примерно столько дает деятельность человека. То есть деятельность животных и социальная активность человека в общем балансе углекислого газа незначительны. Нет оснований считать, что они выросли в последние годы. Печное отопление в старину производило не меньше углекислого газа, чем современные автомобильные полчища. Огромное количество кислорода уничтожалось средневековыми технологиями земледелия — выжиганием лесов и степей. Неизвестно, когда сжигалось больше кислорода — сейчас или в прошлом. Точно рассчитать объем сжигаемого топлива и выделяемой углекислоты раньше и теперь невозможно. Но некоторые прикидки можно сделать. Начнем с того, что и жидкое, и твердое топливо в основном состоит из углерода и выделяет после сгорания в основном углекислый газ. В старину не было автомобилей, сейчас нет подсечного земледелия. В наши дни по Земле бегает порядка 2,5 миллиардов авто, каждое в год сжигает несколько сотен килограммов топлива. Общий объем сжигаемого бензина (и его заменителей) может составлять порядка миллиарда тонн. Можно оценить климатический эффект подсечного земледелия. На одном квадратном километре лесов средней полосы может содержаться 80 000–100 000 тонн биомассы (данные измерений по европейской тайге, выполненные в экспедициях с участием автора). Одна старая русская деревня могла обеспечить себя пашней спалив 12–20 квадратных километров леса. То есть счет идет на миллионы тонн топлива. Несколько тысяч деревень уже могли обеднить биосферу на миллиарды тонн древесины. Не будем продолжать эти весьма приблизительные расчеты, но ясно, что и в старину выбросы парниковых газов деятельностью человека могли быть не меньше, а может, и больше современных. Хотя, разумеется, они всегда уступали активности природных процессов.
Вырубка лесов может негативно повлиять на выработку кислорода. Но локальное сокращение массы в одном месте компенсируется ростом растительной массы и активизации процесса фотосинтеза в другом. Иногда вырубки бывают и полезны. Молодой лес, выросший на месте вырубленного, живет и фотосинтезирует более активно, чем старый.
Кислород производит и океан. Хотя в нем менее процента всей биологической массы, но синтез в воде идет во много раз активнее, чем на суше. Четверть органических соединений и кислорода производит океан. В отношении динамики лесных массивов можно сказать следующее. Серьезно она не менялась за последние столетия, хотя локальные вырубки имели место. Общая доля суши, покрытой лесом, составляла и составляет 30–40 %, не выходя за эти пределы.
Локальные сокращения лесов имели место неоднократно. В Европе в конце Средневековья — к началу Нового времени лесные массивы были сокращены во много раз. Итог известен — человечество перешло от дров к новым источникам энергии — каменному углю, бурому, торфу. Леса начали восстанавливаться. Однако основная древесная масса все-таки была не в Европе, а в Сибири, Северной Америке, в долинах рек Амазонки и Конго. Там общая лесная масса практически не меняется столетиями.
За последние 50 лет, по данным спутниковой съемки, территории, покрытые лесом, увеличились на 1–2 %. Это результат изменения промышленных и строительных технологий, которые требуют все меньше древесины. Как отмечалось, в XX веке человек стал геологической силой. Но сила эта пока незначительна.
Несколько примеров. Общая энергия, выделяемая человечеством, составляет 0,006 % от той, что привносится на планету Солнцем. Атомная бомба имеет эквивалент от 7 до 40 килотонн. Водородная бомба — около мегатонны. Единственная в своем роде «царь-бомба», взорванная на Новой Земле в 1961 году, имела мощность 58 мегатонн. В то же время средний тропический тайфун выделяет несколько тысяч, а сильный — несколько десятков тысяч мегатонн, что превышает мощность всего ядерного арсенала Земли. Природная энергетика несопоставимо больше человеческой.
«Геологическая сила», именуемая человечеством, действительно, стала переделывать лито-, гидро-, атмо- и биосферу. Ведущая капиталистическая страна — США — выбрасывает в окружающую среду 270 миллионов тонн отходов в год. Европа — 40–45 миллионов тонн. Остальное человечество — 18–20 миллионов. А вот другие цифры. В мире насчитывается около 12 000 вулканов. 2000 из них на суше, 10 000 — на океанском дне. Действующих — около 1000. Во время извержения вулкана Безымянного (Камчатка) в 1956 году было выброшено вещества около 10 миллиардов тонн.
Сравнительно небольшая часть пришлась на вулканические бомбы — камни, которые тут же упали. Но основу выброса составляли пепел и пылевые частицы раздробленных пород, надолго зависшие в атмосфере.
Вулкан Кракатау (Индонезия) в 1883 году выбросил за несколько минут 80–100 миллиардов тонн.
Вулкан Тамбора (Индонезия) за одно извержение в 1815 году выбросил до триллиона тонн вещества и выделил энергию 200 000 атомных бомб. Это превышает мировой ядерный арсенал.
Иначе говоря, для природы человечество — такая ничтожная сила, с которой, в принципе, можно и не считаться.
Климат, действительно, менялся. Методологический подход к изучению этих изменений, как мы уже выяснили, в 20-х годах XX века предложил А. Л. Чижевский. Он изучил основные ритмы солнечной активности. Их набралось несколько десятков — от самых кратких до длинных, с тысячелетней периодичностью. Взаимодействуя, они определяют повторяющуюся динамику геофизической обстановки на Земле. Климат меняется с определенной периодичностью. Через климат, а также непосредственно под влиянием солнечного излучения осуществляются периодические процессы в живой природе и обществе. До конца не изученным образом активизация солнечной активности усиливает и вулканическую деятельность.
Совсем непонятное проявление космической циклики установил в 60-х годах советский астроном Н. А. Козырев. Он показал, что вулканы на Земле и сейсмические процессы на Луне активизируются примерно в одно и то же время. То есть Чижевский вывел не только законы изменения яркости Солнца, но и фундаментальнейшие вселенские циклы.
В связи с повторяющимися процессами в природе и обществе необходимо упомянуть фамилию еще одного русского ученого — Н. Д. Кондратьева. Он не занимался климатом. Его специальностью были общественные науки, в первую очередь экономика. Однако, анализируя повторяющиеся процессы в обществе, он смог создать философско-методический аппарат для рассмотрения процессов в живой и неживой природе, в которых содержится повторяющаяся компонента. Н. Д. Кондратьева расстреляли в 1938 году. Однако дело его не пропало. Философский и общенаучный задел его трудов оказался настолько значим, что позволил в 90-х годах создать несколько научных школ, посвященных изучению повторяющихся процессов в природе и обществе. Возникла и активно заработала ассоциация «Прогнозы и циклы», объединившая ученых самых разных направлений.
Мнение академика К. Я. Кондратьева
Мнение академика К. Я. Кондратьева
Непосредственно идею циклики к анализу климата наиболее эффективно приложил другой ученый по фамилии Кондратьев — Кирилл Яковлевич, выполнивший фундаментальные исследования по этому вопросу в конце XX — начале XXI века.
Еще в начале обсуждения проблемы глобального потепления этот ученый в своем интервью газете «Известия» (19.07.2002) заявил: «Глобальное потепление — это миф, проблему придумала научная мафия. Это постепенно развивалось, люди получали все больше и больше денег, миллиарды долларов, в этом участвуют тысячи людей. Поэтому одним из аргументов стал такой: „Смотрите, тысячи людей считают вот так, как же можно считать иначе?“
Говорят, что существует консенсус по этому поводу. Но позвольте, какая же может быть наука с консенсусом? Наука развивается только на основе противоречий. А если консенсус — это уже могила, а не наука.
Я скажу так: эти тысячи людей куплены, чтобы писать в поддержку определенных концепций. Я написал письмо Президенту Путину, но ответа не получил. Тогда написал второе письмо, и тут закрутилась административная машина, меня стали одолевать сотрудники Администрации Президента. В конце концов мои рекомендации направили в Росгидромет, к этим безответственным людям, которые ничего не понимают, которые говорят глупости. В общем-то, история с глобальным потеплением — лишь одна из иллюстраций гигантской бюрократической активности, ежегодно поглощающей сотни миллионов долларов вместо инвестирования их в развитие науки. А, подводя итоги, замечу следующее: сокращать выбросы углекислого газа в атмосферу нереально, даже если было бы нужно».
Заметим, что вскоре после смелых выступлений академика К. Кондратьева на него начались гонения. Резко были ограничены возможности посещения международных конференций, субсидирование его лаборатории фактически упало до нуля.
В НИЦЭБ РАН — Научно-исследовательском центре экологической безопасности Российской академии наук (Санкт-Петербург), где он работал в последние годы, места академику вдруг не нашлось, и ему пришлось перевезти свой архив и оборудование на дачу, где он и трудился последние годы жизни. Впрочем, не будем очень строго осуждать дирекцию Центра экологической безопасности — уж очень хотелось ей получить средства на развитие идеи «глобального потепления». А на развитие объективных истин, проповедуемых академиком Кондратьевым, денег не предвиделось.
Идеи ученого сводятся к следующему. Климат на Земле меняется периодически в зависимости от повторяющихся процессов, происходящих в системе Земля — Солнце — окружающий космос. По классификации К. Я. Кондратьева (основанной на данных Чижевского, но дополняющей их) условно выделяют четыре группы циклов. Сверхдлинные по 150–300 миллионов лет связаны с самыми значительными изменениями экологической обстановки на Земле. Их связывают с ритмами тектоники и вулканизма.
Длинные циклы, также связанные с ритмами вулканической деятельности, тянутся десятки миллионов лет.
Короткие — сотни и тысячи лет — обусловлены изменениями параметров земной орбиты. Последняя категория условно называется ультракороткие. Они связаны с ритмами Солнца. Среди них есть цикл 2400 лет, 200, 90, 11 лет.
Человек пока что не в состоянии как-то модифицировать эти процессы. Совсем недавно в трудах ученого М. Б. Бардина установлены 20-летние циклы. Хорошо изучен цикл 55–60 лет. Впервые его установил Николай Дмитриевич Кондратьев для социальных процессов. Однако этот же цикл затрагивает уровень вод в основных водоемах Европы, соленость воды в Балтийском море, динамику численности крупных млекопитающих. Последние годы появилось предположение, что сей цикл связан с колебаниями гравитационной постоянной. Иначе говоря, речь идет о фундаментальных процессах мироздания, глубинная суть которых недоступна современной науке.
Все эти циклы проявляются в климате. Во второй половине XX века, действительно, имело место некоторое потепление и увеличение средней температуры на 0,5 градуса (данные К. Я. Кондратьева). Концентрация углекислого газа, действительно, выросла примерно на 21 %. Это сопровождалось снижением стабильности погоды. Однако сказалось это не везде. Так, по данным сотрудников Института географии РАН, на Европейском Севере средние температуры даже немного упали. В Санкт-Петербурге в конце XX века прошла серия относительно теплых зим. Из них выпал январь 1987 года — самый холодный за период наблюдений. Снизились за последние годы летние температуры. Что касается районов Европейского Севера, там достоверной тенденции к потеплению не прослеживается. В целом средние температуры в масштабах всей Земли почти не менялись. Выпадающим, кстати, оказался июль 2010 года — самый теплый за период наблюдения. Но и это временное потепление не повлияло на общую картину развития климатических процессов.
Таяния ледников и подъема уровня океана не наблюдалось. В принципе, его и не могло быть.
Рассчитано, что если вся энергетика Земли (представленная, в основном, вулканами) будет направлена в Антарктиду и работать с КПД 100 %, то потребуется 100 лет, чтобы растопить льды Антарктиды.
Земля имеет несколько оболочек. Газообразная — атмосфера. Жидкая — гидросфера. Твердая — литосфера. Живая — биосфера. В пределах последней возникла пятая — сфера разума, или ноосфера. Все эти оболочки находятся в состоянии динамического взаимодействия и, по сути, являют собой единую предельно устойчивую к любым воздействиям систему. Предположение о том, что человеческая деятельность эту систему может разрушить, на сегодня не имеет серьезных подтверждений. Даже если вообразить самое страшное — мировую ядерную войну и взрыв всего ядерного арсенала (60 000 боеголовок) — для Земли это будет не страшнее, чем несколько тайфунов или пара извержений вулканов. Цивилизация, может, и погибнет, а планета останется вполне жизнеспособной и по-прежнему прекрасной.
Зачем пугать человечество псевдонаучными страшилками о парниковом эффекте и готовить необоснованные международные правовые акты? Если что-то делается, значит, это кому-то нужно. И тот, кому это нужно, имеет достаточно власти, чтобы его нужды стали законом. Кому-то нужно делить мировые рынки. Кому-то — делать деньги из воздуха (а точнее, брать их из карманов налогоплательщиков). Кому-то — держать человечество в страхе перед несуществующей угрозой. Рядовой гражданин планеты не может этому противодействовать. Но разобраться, где истина, посмотреть ей в глаза он в состоянии.
Глава 3. Жизнь в потоке времени
Циклические процессы в природе
Итак, для понимания происходящего с нашей природой необходимо признать идею циклики и разобраться в законах взаимодействия природы с потоком времени.
Научную истину обычно удается добыть на стыке разных наук, когда в поход за ней направляются ученые, вооруженные арсеналом не одной, а сразу нескольких областей научного понимания мира.
В этой главе мы поговорим о том, как синтез природоведения, физики и философии ведет нас к пониманию природы времени и в результате — к пониманию законов изменения климата.
Важнейший абиотический фактор, физическая природа которого до сих пор неясна, — время. Биосфера постоянно находится в его потоке. Иногда время называют четвертым измерением (после длины, ширины и высоты). Существует ряд разделов современной науки, изучающих взаимодействие живой природы с потоком времени.
Биоритмология (от греч. «ритмос» — размерность) — раздел биологической физики и экологии, изучающий циклические, повторяющиеся процессы в биологических системах различного уровня организации, от биосферного до молекулярного. Хронобиология (от греч. «хронос» — время) — часто рассматривается как синоним термина «биоритмология». Однако некоторые авторы все же разделяют эти науки. Хронобиологию можно рассматривать как науку о развитии биологических процессов во времени с учетом как повторяющихся, так и неповторяющихся процессов.
Природе свойственны колебательные, или циклические процессы. Их изучает раздел экологии, называемый биоритмологией. Бывают ритмы суточные, или циркадные, годовые, многолетние. Подчас циклические процессы, вызванные космическими и глобальными факторами, больше влияют на природу, чем человек. Принципы научной методологии утверждают: их понимание требует охвата периода большего, чем один цикл повторяющегося процесса. Нигде единство природы и универсальность ее законов не проявляются так ярко, как в колебательных, или волновых, процессах. Они затрагивают самые разные стороны жизнедеятельности живых систем всех уровней организации и подчас имеют сходное математическое описание.