Страница 16 из 42
В чем особенность вечномерзлых пород? Она заключается в том, что из-за наличия в них лада характер грунтов резко меняется при изменении температуры. При низких отрицательных температурах мерзлые грунты устойчивы и по прочности своей приближаются к скальным кристаллическим породам. Кроме того, они водонепроницаемы и обладают определенными изолирующими свойствами (например, в них можно изолировать радиоактивные и токсичные отходы). Однако при повышении температуры, даже при отрицательной, но близкой к нулю градусов, мерзлые грунты полностью теряют свою прочность, водонепроницаемость, изолирующие свойства. Грунты становятся переувлажненными и текучими и в большинстве случаев непригодными для какого бы то ни было использования. Поэтому представить себе, как в будущем будет меняться вечная мерзлота при ожидаемом потеплении климата, – первоочередная экологическая задача для России. От нее будет зависеть нормальная хозяйственная и бытовая жизнь людей.
Сейчас широко обсуждается вопрос о влиянии на климат парниковых газов – углекислого газа, метана, фреонов и т.п. Именно с ними связывают нынешнее потепление климата. Эти представления стали фактически официальной точкой зрения. Строятся модели роста промышленных выбросов (примерно до середины XXI века, до 2050 года) и роста содержания в атмосфере парниковых газов. А из этого выводят величину повышения температуры воздуха.
Однако так ли уж влияют промышленные парниковые газы на современный климат?
К сегодняшнему дню накопилось большое количество исследований по динамике климата на протяжении геологической истории Земли, особенно для последнего миллиона лет. Выделены палеоклиматические ритмы, которые известный геолог из Санкт-Петербурга В.А. Зубаков предлагает разделить на три группы: длиннопериодные – длительностью в миллионы лет, среднепериодные – в тысячи, десятки и сотни тысяч лет и короткопериодные – в десятки и сотни лет. Построены кривые отклонения температуры воздуха от ее современных значений для самых разных отрезков времени в прошлом. Среднепериодные и короткопериодные колебания климата составляют сущность геологической истории плейстоцена – голоцена, то есть четвертичного периода. Эта ближайшая к нам по времени эпоха оказала наибольшее влияние на современную природу Земли и прослеживается в ней многими чертами.
Теперь посмотрим внимательно на графики.
Температурные кривые на рисунке 1 показывают, во-первых, что эпохи похолодания и эпохи потепления закономерно чередовались. Во-вторых, в эпохи потепления температура воздуха превышала современную не более чем на 2-Зс С, в то время как в эпохи похолодания она была ниже современной на 9-10 градусов. При этом все же прослеживается обшее нарастающее к нашим дням похолодание. Одновременно увеличиваются частота и ам плитуда колсбан и й температуры воздуха. В- третьих, из графика видно, что современный период находится на нисходящей ветви климатического макроцикла, а это значит, что развитие современного климата направлено в сторону очередного ледникового периода.
а) для Северной Атлантики;
б) для Западной Сибири;
в) для Антарктиды (станция «восток»);
г) для европейской территории России;
д) за последние 500лет
Наиболее заметные изменения климата происходят в связи со среднепериодными (примерно 35-40-тысячелетними) циклами. Среди них – две крупные эпохи, по времени ближайшие к нам. Первая – холодная эпоха позднего плейстоцена с минимумом 20-18 тысяч лет назад, когда температура воздуха понизилась на 7-10 градусов по сравнению с современной, весь арктический шельф был осушен и занят мощной, до тысячи метров глубины, вечной мерзлотой. Вторая – теплая эпоха голоцена с максимумом потепления 8 – 5 тысяч лет назад (период, известный как «эпоха климатического оптимума»). В эту эпоху арктический шельф снова был затоплен до современных границ, среднегодовая температура воздуха повысилась на 2 – 2,5 градуса по сравнению с современной. На севере Европейской России и Западной Сибири леса продвинулись к северу до 68 – 70 градусов северной широты, а площадь вечной мерзлоты резко сократилась.
В период после «климатического оптимума» прослеживаются колебания температуры, которые можно назвать короткопериодными. На рисунке 1д и 1е представлены кривые изменения температуры воздуха уже в историческое время – за последние 4 тысячи лет и за последние 500 лет. Видно, что в середине первого тысячелетия новой эры имело место похолодание, так называемая историческая стадия оледенения, получившая в старинных документах название «века страшных зим». В конце первого – начале второго тысячелетия новой эры ее сменила теплая «эпоха викингов», когда температура воздуха на широтах Балтийского моря была на 1,5 – 2 градуса, а в Гренландии – на 2 – 3 градуса выше современной. Норманны (под предводительством Эйрика Рауди-«Рыжего») в 980 году высадились в Гренландии и успешно осваивали ее, развивали животноводство.
К XIII веку там жили до 6 тысяч человек.
Рис. 2. Многолетний ход температуры воздуха по метеостанциям Западной Сибири
С XIII века снова началось похолодание, поселения в Гренландии постепенно были брошены колонистами. В XVI – XVIII веках наступил так называемый малый ледниковый период, средняя годовая температура воздуха понизилась на 1,5 – 2 градуса (по сравнению с современной), увеличился ареал морских льдов, разрастались горные ледники.
С середины XIX века началось новое потепление, фиксируемое уже постоянными инструментальными наблюдениями. Эта восходящая ветвь осложнена еще более мелкими по амплитуде и длительности периода (примерно 30 лет) волнами, которые хорошо видны на рисунке 2.
Геологические данные показывают, что и длинно-, и средне-, и короткопериодные климатические циклы наблюдались на протяжении всей истории Земли. Поэтому имеются достаточные основания считать, что колебательный характер изменения климата – это естественное свойство его развития и что оно сохранится и в будущем. Сохранится, по-видимому, и весь спектр климатических циклов. Отсюда важнейший вывод: по тому, как развивался климат в последние 10 тысяч лет, можно предположить, как он будет развиваться в некотором будущем. Это показано на рисунке 3.
О причинах колебания климата специалисты спорят. Привлекаются геотектонические причины, например перестройка в расположении материков и океанов. Так, теплый климат в меловом периоде был обусловлен, как считается, дрейфом континентов, в результате которого практически все континенты располагались только в низких и умеренных широтах. Около этих континентов формировались теплые океанические течения, которые направлялись в сторону полюсов, проникали в высокие широты и прогревали там водные массы (подобно современному Гольфстриму).