Евгений Гернет - Ледяные лишаи

Снег и лед способствуют охлаждению земной поверхности и воздуха по двум причинам: потому, что увеличивают отражающую способность, так называемое альбедо поверхности, и, следовательно, уменьшают поглощаемую Землей солнечную энергию, и потому, что температура снега и льда не может подняться выше 0°, температуры таяния льда. При температуре ниже 0° реки и озера замерзают, осадки выпадают в твердом виде. Снег и лед, однажды появившись, способствуют все большему своему распространению и охлаждению климата. Охлаждение, однако, продолжается только до некоторого предела. Одновременно с охлаждением уменьшается содержание в воздухе водяного пара, увеличивается сухость климата, уменьшается сумма выпадающих осадков. При каком-то минимуме температуры осадков выпадает так мало, что летнее таяние у края далеко продвинувшихся на юг ледников сравнивается с питанием их выпадающим снегом, а затем превосходит его. Теперь взаимодействие между земной поверхностью и атмосферой останавливает процесс охлаждения, а затем поворачивает его в обратном направлении — к сокращению оледенения и потеплению. В системе «Земная поверхность — Атмосфера» возникают автоколебания, выражающиеся в чередовании ледниковых и межледниковых эпох.

Но система «Земная поверхность — Атмосфера» не является замкнутой, она открыта для внешних по отношению к ней воздействий, идущих из недр Земли и от Солнца. Начальной причиной оледенения Земли были внутренние процессы, происходящие в ее недрах. Они привели к поднятию и горизонтальному смещению материков, росту горных хребтов. На них и стали возникать и стекать вниз по склонам ледники. Раньше всего, десятки миллионов лет назад, ледники образовались на южном полярном материке, окруженном со всех сторон океаном. Океан ограничивал распространение оледенения за пределы материка. С течением времени образовался устойчиво существующий до наших дней Антарктический покровный ледник — «локализованный стационарный ледяной лишай», как его называет Гернет.

Его образование создало источник постоянного охлаждения, грандиозный холодильник нашей планеты, что способствовало образованию Гренландского покровного ледника. В отличие от южного океанического полушария, в северном материковом полушарии оледенение могло возникнуть и на соседних с Гренландией территориях. Образовались «рефлекторные ледяные лишаи», по Гернету. С этого времени, около миллиона лет назад, началось распространение оледенения на равнины Северной Америки и Северо-Восточной Европы, замерзание внутреннего полярного океана и превращение его в Северный Ледовитый океан. Затем после максимального распространения льдов началось их сокращение — «первая пульсация Гренландского ледяного лишая», по Гернету.

Наступание и отступание ледников, смена ледниковых эпох межледниковыми повторялись неоднократно. Эти большие гляциоклиматические колебания вызывались взаимодействиями внутри системы «Земная поверхность — Атмосфера» (включая в понятие земной поверхности и океан). Но вместе с тем они, по-видимому, стимулировались и колебаниями инсоляции или облучения Земли Солнцем.

Колебания инсоляции, обусловленные астрономическими причинами, были рассчитаны в 20-х годах XX в. югославским астрономом М. Миланковичем. Его расчеты затем неоднократно проверялись и уточнялись. Колебания инсоляции не вызывают сомнений, но вопрос о том, насколько велико их влияние на климат, стал предметом не прекратившейся до настоящего времени дискуссии.

Автоколебательной природе смены ледниковых эпох межледниковыми не противоречит возможность влияния на них и внешних воздействий, как известных в настоящее время, так и других, которые могут быть установлены в будущем. Но «самосильное» развитие оледенения, предположенное Гернетом, является, по-видимому, определяющим.

Значение охлаждающего влияния снега и льда на климат было обосновано в конце XIX в. А. И. Воейковым [18] Воейков А. И. Климаты земного шара, в особенности России. СПб., 1884; Воейков А. И . Избр. соч.: В 2-х т. М.; Д.: Изд-во АН СССР, 1948, т. 1, с. 162–748. . В 20-х годах XX в. английский климатолог Ч. Брукс сделал расчет дополнительного охлаждения климата, вызываемого ледяным покровом и способствующего его распространению [19] Brooks С. Е. P. Climate through the ages. L., 1926; Брукс К . Климаты прошлого. М.: Изд-во иностр. лит., 1952. 357 с. . В те же годы немецкий климатолог Ф. Пашингер высказал идею об автоколебаниях горных ледников [20] Идею Пашингера излагает в своей книге и Брукс, см. с. 253–254 рус. пер. , но первым, кто независимо от них и в логически безупречной форме обосновал теорию автоколебаний климата и оледенения, был Е. С. Гернет (вспомним слова К. Г. Паустовского о «стройной неопровержимости» его теории). И он в отличие от Пашингера рассмотрел не только автоколебания ледников, но всей системы, включающей ледники, морские льды, океан и атмосферу. Внутренние взаимодействия в этой системе могут быть учтены и направлены человеком так, чтобы наиболее рационально согласовать с ними свою хозяйственную деятельность.

Осуществление проекта уничтожения Гренландского ледяного лишая, предлагаемого Гернетом, принципиально возможно. Также возможно и искусственное очищение Северного Ледовитого океана от плавучих льдов. Такие проекты обсуждались в современной научной литературе. Превращение Северного Ледовитого океана в безледный полярный бассейн несомненно изменило бы климат Северной полярной области и всего северного полушария. Нужно ли и своевременно ли осуществлять подобные проекты и каких усилий и затрат энергии это потребует — другой вопрос. Но важно то, что вмешательство человека в ход природных событий огромного масштаба и значения возможно. Если бы изменения климата зависели только от внешних воздействий, таких, как тектонические силы Земли, вызывающие горообразование, или колебания инсоляции по астрономическим причинам, или любые другие, то человек был бы бессилен (по крайней мере при современной технике) влиять па них.

Поэтому знание причинно-следственных связей, управляющих ходом изменений климата и оледенения, имеет не только теоретический, но и практический интерес. Это увеличивает значение ледниковой теории, логические основы которой заложил Е. С. Гернет.

Трудно было бы предположить, что написанная 50 лет тому назад книга Е. С. Гернета, излагающая его ледниковую теорию, во всех своих разделах соответствует современному состоянию науки. Автор книги проявляет поразительное проникновение в существо дела и ясное понимание хода ледниковых событий, но излагает предмет на уровне науки 20-х годов. Рассмотрим поэтому важнейшие положения его ледниковой теории и сделаем необходимые поправки в соответствии с современным состоянием знаний.