Хранители времени. Реконструкция истории Вселенной атом за атомом

Повышение температуры океана оказывает немало других влияний. Например, большая часть морской жизни очень чувствительна к температуре, и потепление океанов влечет самые разные последствия: от обесцвечивания (то есть гибели) коралловых рифов до вынужденной миграции омаров Новой Англии в воды Канады; с 1996 по 2014 год вылов омаров в штате Нью-Йорк и на юге Новой Англии сократился на 97,7 %²⁵. Колебания температуры океана приводят к перезагрузке экологического равновесия, затрагивая все живое – от планктона, основы пищевой цепи, до синих китов, крупнейших существ, когда-либо живших на Земле, – а кроме того, влияют на модели миграции и, как мы увидим в главе 13, радикально изменяют глобальный характер циркуляции воды и воздуха, в значительной степени меняя сам климат как таковой.

Погода и климат

Если говорить о влиянии людей на нашу атмосферу, то важно различать погоду и климат. Погода подразумевает изменения местных атмосферных условий в масштабах от минут до лет. В нее входят такие явления, как бури, теплые фронты, засухи и похолодания. Если вы задумываетесь о том, не захватить ли вам сегодня на прогулку зонтик или не стоит ли купить более теплую парку на предстоящую зиму, то вы принимаете решения, основываясь на погоде.

Климат предполагает глобальные изменения, происходящие во временных масштабах от десятилетий до тысячелетий и более. Ледниковые периоды, средневековый теплый период и нынешний сорокапятилетний период постоянно возрастающих температур – это изменения климата. Решения о покупке дома на берегу моря или сельскохозяйственных угодий в Канаде – это те решения, в основе которых должно лежать знание климатических тенденций (автор определенно избегает первого и подумывает о втором).

Связывать какой-либо конкретный ураган, снежную бурю или сезонную засуху непосредственно с переменой климата, как правило, неразумно. Долговременные изменения, безусловно, влияют на погодные условия, повышая вероятность экстремальной жары и дождей, но утверждение: «Как же жарко, черт побери, – наверное, из-за глобального потепления» не согласуется с точными определениями погоды и климата. К тому же «глобальное потепление» не означает конец холодных зим и метелей, несмотря на «снежок» сенатора Инхофа в зале сената²⁶. Более того, глобальные климатические модели предсказывают, что по мере нагревания планеты погода в средних широтах будет становиться все более холодной и штормовой. Недавно мы смогли показать прямую связь между глобальным потеплением и зимней метелью в Европе, в чем нам очень помогли наши друзья-изотопы.

В конце февраля и начале марта 2018 года Европа страдала от сильных снежных бурь, нарушивших жизнь на всем континенте. Они достигли даже Рима, и город был укрыт белым одеялом – второй раз за тридцать пять лет. Геохимик Ханна Бейли из Университета Оулу в Финляндии и ее коллеги²⁷ проанализировали изотопный состав снега и водяного пара в воздухе, сдуваемом с Баренцева моря к северу от Финляндии. В обоих случаях наблюдалось поразительное изменение соотношения ²H к ¹⁸O на 1,6 % за один день (19 февраля), за которым последовал рост до 3,1 % примерно через месяц. Поскольку у ¹⁸

O есть два дополнительных нейтрона, а у ²H – только один,²H₂¹⁶O испаряется легче, чем

¹H₂¹⁸O (хотя оба – медленнее, чем¹H₂

¹⁶O). Это позволило исследователям заключить, что по меньшей мере 88 % снегопадов в Европе произошло из-за испарившейся воды Баренцева моря, а само ее испарение стало возможным только из-за резкого сокращения морского ледяного покрова – это прямое следствие глобального потепления. Ученым удалось показать, что неуклонное сокращение морского ледяного покрова в регионе (потеря льда на 60 % за предыдущие сорок лет) непосредственно повлекло устойчивое увеличение максимума снегопадов в марте по всей Европе, и они предсказывают, что через пятьдесят лет, когда Баренцево море будет свободным ото льда, сильные зимние снегопады по всей Европе будут нормой – да, сенатор Инхоф, в условиях стабильно теплеющего мира.

Вулканы, солнечные бури и взрывные звезды

Историки-атомы, добытые в ледяных кернах, позволяют нам воссоздать историю климата Земли на протяжении миллиона лет. Они повествуют о естественных колебаниях глобальной температуры до 12 °C, вызванных изменениями орбиты Земли и усиленных переменами в составе атмосферы, а также о многочисленных петлях обратной связи, которыми сопровождаются эти явления. Более того, они раскрывают беспрецедентное и стремительное воздействие обширного геохимического эксперимента, который человеческая деятельность оказывает на атмосферу в наши дни, и позволяют нам проверить наши модели и понять, какое влияние этот эксперимент окажет на будущее планеты.