Антарктида потихеньку розвалюється: як врятувати планету

0
Що антарктичне підльодовикове озеро Схід може розповісти про глобальне потепління? Гляціолог і полярник Олексій Екайкін щороку проводить майже три місяці в Антарктиді, вивчаючи клімат минулого і шукаючи ключ до розуміння кліматичних процесів сьогодення і найближчого майбутнього. Сьогодні ви дізнаєтеся про те, чим нам загрожує глобальне потепління, чому досліджувати озеро – складно і дорого і що воно може розповісти про інших планетах.

Наука і методи

– Навіщо вчені досліджують лід? 

– Вивчення льоду допомагає дізнатися, яким був клімат на Землі в далекому минулому. Шари льоду накопичуються один за іншим протягом сотень тисяч років. Так що, пробуривши глибоку свердловину, можна дізнатися, якими були температура і склад атмосфери в ті роки. Інший напрямок, яким займаються мікробіологи, – пошук древніх бактеріальних форм життя. У вічній мерзлоті можна виявити родичів сучасних бактерій і дізнатися більше про їх еволюції.

– Як технічно здійснюються дослідження клімату на основі вивчення льоду? Що саме роблять гляциологи, щоб отримати знання про палеоклімат? 

– Спочатку лід треба здобути. Для цього треба пробурити глибоку свердловину, і це досить складна з технічної точки зору історія. Бурити лід набагато важче, ніж граніт.

Лід – це в’язка рідина. Без нагляду крижана свердловина дуже швидко заростає. Доводиться дуже старатися, щоб зберегти її в робочому стані.

Бурінням займаються окремі фахівці – співробітники Санкт-Петербурзького Гірничого університету. Здобувши лід з великої глибини, вони передають його Гляціолог у вигляді так званих кернів (циліндрів льоду). Знаючи глибину, з якої видобуто керн, вчені можуть розрахувати його вік. Вони з’єднують безліч кернів один з одним і отримують довгий крижаний стовп – свого роду матеріальний таймлайн, дозволяє дізнатися про динаміку кліматичної ситуації на планеті. Цей стовп зберігається в кернохраніліще розрізаним на частини.

Вчені досліджують кожну його частину різними способами (методів дослідження – десятки).

Ізотопний аналіз допомагає з’ясувати середню температуру в далекому минулому. Він заснований на вимірюванні концентрації різних типів молекул. Ізотопний склад льоду і води залежить від умов, при яких формувалися опади: чим нижче температура, тим менше буде тяжких молекул. Хоча фізика процесу досить складна, в результаті виходить досить проста лінійна залежність.

А вивчення бульбашок повітря, що знаходяться всередині керна, дозволяє визначити склад атмосфери.

– Знання про клімат минулого дозволяє прогнозувати, як клімат буде мінятися в майбутньому? 

– Саме заради цього все працюють. Зараз клімат на Землі дуже сильно змінюється. Сформувати прогноз навіть на кінець нашого століття дуже важко, але вчені все-таки намагаються. Для цього використовуються надскладні моделі, що враховують безліч чинників. Щоб зрозуміти, вірні вони чи ні, потрібні дані, які дозволять їх протестувати. Якраз для цього використовується інформація про палеоклімата.

Крім того, вивчення клімату минулого дозволяє виявити історичні аналоги нинішньої ситуації. Ми живемо в теплу епоху – межледниковье, але, наприклад, 120 тисяч років тому клімат був теплішим, ніж зараз. Вивчаючи цей період, можна розрахувати рівень моря, загальний обсяг льоду на Землі і передбачити, якими будуть ці параметри при подальшому потеплінні в майбутньому.

Загроза глобального потепління

– Якщо в минулому на Землі вже було тепліше, ніж зараз, то в чому полягає унікальність і небезпека нинішнього глобального потепління? 

– Зараз в атмосфері набагато більше вуглекислого газу, ніж було в ту, нехай і дуже теплу епоху.

Ми знаходимося в ситуації, аналогів якої не було багато мільйонів років.

Поки планета не встигла відреагувати на колосальний викид CO2, що трапився за останні 50 років. Але якщо не знизити поточний рівень вуглекислого газу, то вже через 100-200 років кліматична ситуація в світі стане набагато гірше, тому що CO2 буде все сильніше нагрівати атмосферу.

Ще одна проблема – вуглекислий газ має високу інертністю і дуже довго живе в атмосфері. Так що навіть якщо ми перестанемо випускати CO2 прямо зараз, він буде присутній в атмосфері ще довго, а глобальне потепління триватиме. Все, що нам залишається, – намагатися знизити його темп.

– Які наслідки будуть у нинішнього глобального потепління і як скоро вони почнуть помітно проявлятися?

– Масштабні наслідки глобального потепління ми спостерігаємо вже зараз. Зростання середньорічної температури призводить до повсюдного танення льоду: скорочуються гірські льодовики, дуже активно тане Гренландія, і навіть потихеньку почала розвалюватися Антарктида, чого ще 10-15 років тому не спостерігалося. Через це швидко збільшується рівень моря – приблизно на 3,5 міліметра в рік, – і він буде рости ще швидше. Це призводить до зміни екосистем по всьому світу: поступово вимирають деякі види тварин, природні зони зміщуються на північ, руйнується вічна мерзлота. Відбуваються зміни і в океані: вода теплішає, стає більш кислою, в ній знижується кількість кисню.

Зараз близько 11% населення Землі живе в прибережній смузі нижче 10 метрів над рівнем моря – цим людям потрібно буде кудись переселятися.

Через посуху і загибелі врожаю скоротиться кількість їжі в багатьох регіонах. Що буде далі, залежить від того, за яким з двох сценаріїв піде людство. Або нічого не зробить і продовжить жити як зараз (тоді до кінця століття температура підніметься ще на 4 градуси), або буде приймати важкі заходи, щоб обмежити викиди CO2 або навіть витягти його з атмосфери. Тоді ми залишимося приблизно на такому ж рівні, як зараз.

– Земля володіє якимись регуляторними механізмами, здатними компенсувати наслідки глобального потепління?

– У будь-якій системі існують зворотні зв’язки, які бувають позитивними або негативними. Позитивний зворотний зв’язок – це механізм, який підсилює початковий поштовх. Негативний зворотний зв’язок, навпаки, гасить початкове вплив. Танення льодовиків і потепління, на жаль для нас, пов’язані позитивно. Коли Земля стає тепліше, скорочується площа морського і наземного льоду. Через це альбедо (відбивна здатність Землі) знижується, і планета більше нагрівається Сонцем.

Чим менше на планеті льодовиків, тим сильніше вона буде нагріватися.

Але у Землі, дійсно, є свої регуляторні механізми. Скажімо, коли у нас в атмосфері багато вуглекислого газу, це добре для рослин, які починають поглинати його в великих кількостях. Океан теж намагається поглинати вуглекислий газ. Природа намагається боротися із зайвою кількістю СО2. Просто вже не справляється.

Що робити?

– Які сфери людської діяльності найсильніше стимулюють глобальне потепління? 

– Виробництво енергії з викопного палива. Спалюючи нафту, газ і вугілля, ми безпосередньо викидаємо вуглекислий газ в атмосферу.

– Уряду постійно намагаються домовитися про спільні заходи щодо зниження CO2. А чи можуть звичайні люди допомогти, внісши в своє життя якісь зміни? Наприклад, якщо половина населення Землі відмовиться від яловичини (відповідно, стане менше метану), це реально допоможе?

– Якщо ми станемо масово економити електроенергію, можна скоротити викиди CO2 на 30%. Добре б рідше користуватися автомобілями. Я радий, що багато молодих людей не прагнуть купити машину. Зміна звичок, пов’язаних з харчуванням, теж сильно допоможе. Споживання яловичини погано впливає на клімат, тому що її виробництво призводить до колосальних викидів парникових газів. Від курятини шкоди набагато менше. Напої теж впливають на екологію: виробляти пиво менш екологічно, ніж вино.

Кооперація і підльодовикового озера

– Зміна клімату – глобальна проблема. Проекти по дослідженню палеоклімата на основі вивчення льоду в основному міжнародні або національні? 

– По різному. Європейці вже давно працюють разом. Американці і китайці в основному працюють самостійно за рахунок розвиненої економіки.

Наш проект з дослідження озера Схід – національний. Можливо, через політичні міркування. Але мені абсолютно очевидно, що поодинці ми з цим не впораємося. Правда, в нашій лабораторії ми тісно співпрацюємо з іншими країнами, в першу чергу з Францією: у нас історично сформовані зв’язки.

– У чому унікальність проекту з дослідження озера Схід?

– Схід – найбільше підльодовикове озеро в світі. Судячи з усього, воно вже не один мільйон років повністю ізольовано від Світового океану. У ньому з великою ймовірністю може існувати незалежна екосистема з незвичайними формами мікробного життя. Це робить озеро абсолютно унікальним: воно в чомусь схоже на підлідні океани, існуючі на інших планетах Сонячної системи.

Вивчення озера Схід дасть розуміння, як може виникати і розвиватися життя на інших планетах Сонячної системи.

– Проектом займаються вже не перший рік, але поки нічого особливо не виходить. Чому?

– Проект насправді ще молодий. Перший розтин озера відбулося в лютому 2012 року – на цьому все закінчилося, ми вперлися в межу наших технічних можливостей. З нинішньої свердловини з використанням нашого бурового снаряда вивчати озеро неможливо з кількох причин.

Наприклад, є велика проблема з рідиною, якої ми змушені заливати свердловину, щоб запобігти її стиснення. Ми використовуємо суміш гасу і фреону. Як з’ясувалося, вода озера Схід при контакті з фреоном утворює тверду речовину – гідрат фреону. Як тільки озерна вода контактує з фреоном, утворюється тверда пробка, і проникнути в озеро стає неможливо. Крім того, гас – це органічна речовина, в якому живе багато мікроорганізмів. Вивчати озеро із застосуванням гасу неможливо: проби будуть забруднені і нерепрезентативним.

Так що для дослідження озера Схід потрібно будувати нову бурову, винаходити снаряд, який буде зроблений не з заліза, а з нержавіючого матеріалу типу титану. Також треба бурити нову свердловину, яка буде заливатися НЕ гасом і фреоном. Коротше кажучи, починати новий проект з нуля. Його вартість становитиме сотні мільйонів рублів, якщо не мільярд. Поки що в Росії немає ні необхідних технологій, ні грошей на такі дослідження – дослідження має бути міжнародним, поодинці ми це не потягнемо. Потрібно співпрацювати з «Роскосмосом», з Європейським космічним агентством, можливо, варто залучити до роботи військових: у них завжди є просунуті секретні технології, яких немає у цивільних. Але Росія до цього, на мій погляд, не готова, пріоритети у країни зараз не наукові.

‡агрузка...

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Будь ласка, введіть свій коментар!
Будь ласка, введіть своє ім'я тут