Автор: Г. С. ГОЛИЦЫН

стр. 40

Академик Г. С. ГОЛИЦЫН, директор Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН

В последнее время мировая научная общественность много внимания уделяет глобальному потеплению на Земле (имеются данные, свидетельствующие об этом). Но вызвано ли оно причинами природного характера или деятельностью человека - пока не ясно. Тем не менее международным сообществом в 1997 г. принят Киотский протокол, устанавливающий нормы выброса углекислого газа в атмосферу для различных стран. Однако при всей важности борьбы с CO ₂ , он страшен не сам по себе - увеличение его содержания может стать катализатором для выделения другого, еще более сильного парникового газа - метана. Как свидетельствует предварительный анализ, накопление последнего в атмосфере способно даже запустить механизм стремительного самоусиления парникового эффекта, что грозит планетарной катастрофой.

Метан - основной компонент природных (77- 99%), попутных нефтяных (31 - 90%), рудничного и болотных газов. Он всегда присутствует в атмосфере, но его содержание зависит от многих факторов. Например, от температуры океана, поскольку холодные воды очень интенсивно поглощают различные газы, в том числе и метан.

Вообще в периоды потепления на нашей планете содержание CO ₂ , CH ₄ , других парниковых газов* в атмосфере увеличивается. Это установлено международным коллективом ученых, принимавшим участие в работе по реконструкции состава атмосферы нашей планеты в далекие времена. Анализируя химический состав пузырьков воздуха, сохранившихся в кернах антарктического льда, они представили сведения об атмосфере Земли за последние полмиллиона лет. Российские ученые (академик В. М. Котляков и др.) в получении столь важнейшего результата современной науки сыграли решающую роль, ибо бурение (на глубину 3623 м) льда в 60 - 80-е годы XX в. происходило в Антарктиде на отечественной станции "Восток"*.

Кроме других научных данных, тогда был установлен состав метана в воздушной оболочке Земли в различные периоды ее существования. Как выяснилось, содержание этого газа в атмосфере начало расти примерно 400 лет назад. И сейчас его насыщенность примерно в 3 раза больше, чем была в начале XVII в. Ученые связывают такое резкое повышение с усилением деятельности человека: увеличением площадей посевов риса, ростом поголовья крупного рогатого скота, зарождением и развитием промышленности и последующей всевозрастающей добычей угля, нефти, природного газа, других полезных ископаемых.

Метан (это известно уже давно) - очень действенный парниковый газ. Он в 21 раз сильнее, чем CO ₂ , поглощает тепло и тем самым более эффективно экранирует атмосферу Земли от потери последнего. Более того, разогреваемая таким способом верхняя оболочка планеты интенсифицирует процесс выделения CH ₄ , и, значит, все больше теплового излучения остается в ее атмосфере. Тем самым запускается механизм самоусиления парникового эффекта, который не так просто будет прекратить.

Каковы "резервуары", из которых метан может попадать в воздушную оболочку? Помимо антропогенной деятельности (промышленность и сельское хозяйство), это недра Земли. Там, на довольно значительной глубине (порядка нескольких километров), надежно хранятся огромные запасы природного газа - в основном CH ₄ .

Однако недавно в Атлантике, вблизи острова Исландия, геологи обнаружили значительные запасы метана на расстоянии всего 200- 300 м от поверхности морского дна*. Возможность "несанкционированного" высвобождения его отсюда вполне реальна. Это может произойти по небрежности газодобыт-

* Углекислый газ, метан и пр. поглощают тепло, идущее от прогретой поверхности планеты, за счет чего и начинается прогрев воздуха (прим. ред.).

* См.: В. М. Котляков. Прошлое и будущее окружающей среды: свидетельствует гляциология. - Наука в России, 2001, N 1 (прим. ред.).

* См.: Ю. С. Геншафт. Исландия - геодинамический феномен. - Наука в России, 2000, N 5 (прим. ред.).

Статьи данной рубрики отражают мнение автора (прим. ред.)

стр. 41

чиков, вследствие техногенной катастрофы на комплексе буровых установок или даже из-за повышения температуры океанской воды. В результате же существенно (во много раз!) повысится концентрация CH ₄ в атмосфере, что приведет к резкому изменению радиационного баланса на поверхности Земли, значительно увеличится парниковый эффект.

Еще один, уже упомянутый мною, потенциальный источник пополнения атмосферы парниковыми газами - океан. Точнее, речь идет о высвобождении из морской воды при ее глобальном потеплении (в ближайшие сотни лет оно вряд ли произойдет) растворенных в ней сейчас излишков CO ₂ , CH ₄ и т. д. Чтобы оценить количество, скажем, метана, которое высвободится таким образом, необходимо построить модели взаимодействия атмосферы и океана, провести соответствующие численные эксперименты.

Много метана находится и в болотах, скованных вечной мерзлотой. И если вследствие глобального потепления ее площади начнут сокращаться, то это также приведет к выделению в воздушную оболочку Земли значительного количества CH ₄ . Но сколько - опять надо считать.

Пока с вечной мерзлотой ничего устрашающего не происходит. Об этом, в частности, свидетельствуют результаты только что законченной нами совместно с Институтом географии РАН работы по учету "сохранности", правда, пока только ее поверхностного слоя*. Для России, 60% территории которой находится в зоне вечной мерзлоты, это крайне актуальная тема. Исследования в данном направлении мы продолжаем. Так, у нас запланированы очень интересные эксперименты с Институтом вычислительной математики РАН - мы попытаемся предсказать, что может произойти с вечной мерзлотой в XXI в. Предварительные расчеты показывают: каждый градус глобального повышения

* См.: А. А. Величко. Потепление климата: взгляд в будущее. - Наука в России, 2002, N 3 (прим. ред.).

стр. 42

температуры - это потеря (сход) до 30% вечной мерзлоты на нашей планете.

Вообще для прогнозирования глобальных изменений климата нужно строить модели, позволяющие, естественно, во временном интервале, оценить, сколько CO ₂ , CH ₄ , других парниковых газов может быть выброшено в атмосферу и какое их количество поглотят болота, океан и т. д. Это позволит человечеству быть готовым к различным, в том числе и неблагоприятным, сценариям развития событий на Земле.

В нашем институте соответствующий поиск ведут давно. Поставленные численные эксперименты на модели общей циркуляции атмосферы и океана с учетом возможных изменений содержания парниковых газов, в том числе метана, в воздушной оболочке Земли показали: в XXI в. на территории России среднегодовая температура может повыситься на 1 - 2 С. В целом это должно благоприятно отразиться на отечественном сельскохозяйственном производстве. Однако вследствие изменения путей движения циклонов те же модели предсказывают увеличение выпадения общего количества осадков на территории нашей страны. В определенной мере этот прогноз согласуется с данными наблюдений: последняя сильная засуха, охватившая СССР, была в 1975 г.

Однако следует обратить внимание, что при общем увеличении количества осадков, по всей вероятности, будет происходить их концентрация во времени, т. е. увеличится количество дней с проливными дождями. А это чревато стихийными бедствиями. В июле 2002 г. трагические события на юге России (в Ставропольском и Краснодарском краях), когда в результате наводнений погибло более двухсот человек и причинен большой материальный ущерб народному хозяйству, подтверждают обоснованность наших предсказаний.

Permanent link to this publication: