Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
24. Изменения климата Земли
Сейчас много говорят о потеплении климата.А что такое климат? Под климатом понимают статистически наиболее вероятное состояние погоды для определенного района земного шара в определенный период года. В понятие погоды входит совокупность значений ряда измеряемых величин: температуры, влажности, давления воздуха и др., а также визуально наблюдаемого состояния атмосферы: наличия облаков, осадков, наземных явлений и др., в определенный момент времени в пункте наблюдения.
Если климат - это статистически наиболее вероятное состояние погоды, то из этого определения следует, что температура воздуха может колебаться в значительных пределах для одного конкретного типа климата, но не выходить за рамки определенных положительных и отрицательных значений.
Допустим, в один год дождей может выпасть много, в другой - меньше, но эти колебания не выходят за рамки допустимого. Если же осадков будет выпадать стабильно меньше, климат станет сухим, и, стало быть, изменится. Сменится и растительность, чего в настоящее время не наблюдается.
Принимать же современные значения параметров климата за эталон всеобщей климатической реальности оснований нет.
А как узнать, что климат умеренного северного пояса делается более теплым? Нужно иметь стандарт этого климата, и отклонения от него в ту или иную сторону позволят судить об изменении его.
Рассмотрим на примере конкретного региона, например, Сахалина поведение климата за последний миллион лет.
Былые климаты суши восстанавливаются по росшей на них растительности. Ткани растений после отмирания окисляются до воды и углекислого газа и не сохраняются. Пыльца же и споры, покрытые твердой и устойчивой к окислению оболочкой, остаются в глине и песках неизменными долгое время. Зная возраст отложений, содержащих ту или иную пыльцу, можно выяснить, каким был в то время климат этого района.
По данным исследований профессора, доктора географических наук А.М. Коротких (Тихоокеанский институт географии ДВО РАН), около миллиона лет назад Сахалин занимала темнохвойная елово-пихтовая тайга и смешанные леса с участием сосны, дуба, вяза, граба, бука, тиса, магнолии, гинкго и других теплолюбивых растений. Климат был субтропическим. Среднегодовая температура воздуха была порядка +80С.
Затем около 800 лет назад началось интенсивное похолодание. Оно продолжалось 250 тысяч лет. Западную часть острова заняли мелколистные ольхово-березовые леса. На восточном побережье сформировалась лиственнично-березовая лесотундра. На юге острова появились березово-лиственничные редколесья. Средняя температура воздуха в июле не превышала +100С, январская составляла -20-230С, а среднегодовая температура понизилась до -60С. Появилась вечная мерзлота, распространившаяся до юга острова.
Очередное потепление началось 550 тысяч лет назад. На западном побережье острова снова начали расти хвойно-широколиственные леса с участием граба, бука, тсуги. Климат был теплым и влажным: средняя температура года была +60С, января до -60С, июля до +190С.
Эта благодать растянулась на 250 тысяч лет до нового похолодания. Оно было весьма значительным. Остров заняли березово-лиственничные леса, на севере с участками лесотундры и вечной мерзлотой. Среднегодовая температура воздуха понизилась до -50С, января до -230С, а июля - всего до +140С. среднегодовая температура морской воды стала на 10-120 ниже современной.
Палеотемпературы морской воды определяют по наличию в донных отложениях панцирей диатомовых водорослей. Эти микроскопические одноклеточные водоросли имеют причудливые кремнистые (из опала) панцири, напоминающие пористые сферы с лучами-шипами или плоские (перистые) образования, также с шипами. Чем холоднее морская вода, тем больше в ней растворено углекислого газа, необходимого для диатомей для продуцирования углеводов. Происходит их расцвет как количественно, так и качественно - разнообразие видов.
На интервале 230-200 тысяч лет назад климат снова стал теплее современного. Среднегодовые температуры поверхностного слоя морской воды превышали современные на 2-30С.
Чередование теплых и холодных периодов продолжалось, хотя влияния хозяйственной деятельности человека: поступлений в воздух углекислого газа, создающего «парниковый эффект», от теплоэлектростанций и автомобилей - не было.
200-130 тысяч лет назад на Сахалин пришло новое похолодание. Оно было весьма значительным. Среднегодовая температура опустилась до -50С, января -300С, июля всего +120С. Температура поверхностных морских вод снизилась на 70С - субарктические условия.
После этого до 95 тысяч лет назад потеплело: среднегодовая температура воздуха составила +5-60С, января всего -40С, июля - до +200С. Среднегодовая температура морской воды была 13-150С, что соответствует современной температуре в Японском море на 39-400 с. ш.
Начавшееся новое похолодание понизило среднегодовую температуру на десять градусов, составив -50С. На севере сушу заняли кустарничково-травянистые растения (осоки, злаки), а из деревьев - лиственницы, березы, ольха, кедровый стланик. Появилась тундра, лесотундра, вечная мерзлота.
Интенсивное потепление началось 10,5 тысячи лет назад. И хотя случались небольшие похолодания, в целом климат установился близким к современному со среднегодовой температурой воздуха на юге острова +20С.
На примере рассмотрения прошлых климатов конкретного региона - Сахалина, наблюдается цикличность смен теплых и холодных эпох. В настоящее время климат характеризует начало очередного природного потепления до вероятного поднятия среднегодовой температуры воздуха +5-60С. Произойдет это вне зависимости от хозяйственной деятельности человека. Она, конечно, вызывает изменение химического состава атмосферного воздуха, в частности добавлением углекислого газа. Его в воздухе содержится около 0,01%. Парниковым эффектом обладает и водяной пар, количество которого в воздухе в тысячи раз больше СО2. Знать реальный мир природы по изменениям климата необходимо для объективной оценки явлений.
Цикличность смены температур воздуха, скорее всего, обусловлена цикличностью поступления солнечной энергии на Землю. Колебания температуры воздуха от +60 до -60 за последний миллион лет характеризуют климат Сахалина как статистически вероятное состояние погоды за это время. Климат мигрировал от субарктического через умеренный до субтропического, не выходя за эти рамки.
При повышении температуры морской воды часть углекислого газа выделяется в атмосферу, а с понижением температуры морской воды углекислый газ, наоборот, растворяется в воде, с уменьшением содержания его в воздухе. Не углекислый газ вызывает потепление климата, а, наоборот, потепление климата приводит к увеличению содержания СО2 в атмосфере.
На климат Земли, что вполне естественно, влияет поступление солнечной (космической) энергии. А какой возраст Вселенной?