Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Вопросов, как всегда, было гораздо больше, чем ответов. Если Луи Агассис выдвинул гипотезу об одном ледниковом периоде, а Джеймс Гейки и Джеймс Кролл показали, что периодов оледенений было несколько, то Дансгор, Брокер и другие, получив доступ к палеоклиматическим данным, пришли к выводу, что климат меняется постоянно. В контексте температурной кривой, уходившей на 100 000 лет в прошлое, любая климатическая стабильность выглядела не более чем временным явлением. Прежнее, восходившее еще к Лайелю представление о ступенчатом характере изменений климата, когда одно стабильное состояние уступало место другому, показало свою несостоятельность. Ему на смену пришло новое понимание непрерывной изменчивости климата. Барри Зальцман выразил это так: «Климат всегда был настолько изменчив, что представляется сомнительным, чтобы вообще можно было говорить о существовании какой-либо одной климатической нормы для Земли. Судя по прошлому, климат, в котором мы сегодня живем, почти наверняка является временным и в будущем уступит место другому» [355] Barry Saltzman, Dynamical Paleoclimatology: Generalized Theory of Global Climate Change (San Diego, CA: Academic Press, 2002). . Этот новый взгляд на прошлый – и, соответственно, на будущий – климат Земли как на постоянно меняющуюся систему повлек за собой фундаментальную трансформацию представления ученых о Земле в целом.

В 1975 г., когда Брокер предупредил о возможном наступлении глобального потепления, в научном и общественном сознании преобладали опасения, связанные, напротив, с глобальным похолоданием. Череда более холодных, чем обычно, лет заставила некоторых ученых предположить, что естественный глобальный климатический цикл вступил в фазу похолодания и грядет неминуемый ледниковый период. Тревоги по поводу потенциальных катастрофических последствий этого, в частности с точки зрения обеспеченности мира продовольственными ресурсами, усилились в 1972 г., когда в СССР разразился зерновой кризис. Климат менялся, но на тот момент было неясно – в какую сторону.

Свидетельства эпизодов резкого потепления, обнаруженные в ледяных кернах, извлеченных в конце 1960-х и 1970-х гг. в Кэмп-Сенчури и других местах, находились в самых старых слоях на дне ледяного покрова. Эти древние слои часто оказывались деформированными огромным давлением толщи льда в процессе ее движения. Другими словами, именно там, где требовалось самое четкое видение, картина была размыта. Какова была природа потеплений земного климата в прошлом? В каких пределах они происходили и подчинялись ли каким-либо закономерностям? Чтобы разрешить эту новую тайну климата, требовалось получить больше ледяных кернов. Однако наладить сотрудничество между американскими и европейскими учеными в рамках общих проектов оказалось непросто. Наука о ледяных кернах была настолько захватывающей, что каждая страна хотела получить свой кусок этого слоеного пирога. В 1987 г. было объявлено о запуске сразу двух проектов в центральной части Гренландии. Дансгор отнюдь не возражал против такого дублирования исследований и с одобрением заметил, что это хороший способ сравнить результаты изучения каждого из полученных кернов. Другими словами, ледяные керны проектов GRIP и GISP2 должны были обеспечить взаимную коррекцию, как стереофотографии Пьяцци Смита более века назад [356] Alley, Two-Mile Time Machine , 21; J. Jouzel, «A Brief History of Ice Core Science Over the Last 50 Years,» Climate of the Past Discussions 9 (3 July 2013): 3711–3767. . Бурение обеих скважин началось в 1989 г. всего в 32 км друг от друга в центре Гренландии, где ледяной щит был самым толстым и, как предполагалось, наименее деформированным в результате движения. Хотя эти керны не смогли предоставить данные о еще более древнем климате, как надеялись ученые, они убедительно подтвердили данные, полученные из прежних кернов, о резких климатических изменениях в прошлом.

Эта новая информация из гренландских кернов взбудоражила Брокера и заставила его начать поиск похожих изменений в других палеоклиматических источниках. «Один за другим остальные источники показывали то же самое, – вспоминал Брокер. – Гренландские льды указали нам путь. До этого никто никогда не думал, что такое возможно. Если бы не Дансгор, нам было бы гораздо сложнее прийти к этому» [357] Интервью автора, 10 апреля 2015 г. . Брокер назвал резкие изменения, зафиксированные в гренландских льдах, осцилляциями Дансгора – Оэшгера (в честь впервые обнаружившего их датчанина и швейцарца Ханса Оэшгера, разработавшего метод анализа захваченных во льду газов). Ледяные керны из Антарктики дополнительно подтвердили предположение Брокера, что многие циклы, выявленные в гренландских кернах, носят глобальный характер, а осцилляции Дансгора – Оэшгера представляют собой циклы поразительно резких изменений (несмотря на то, что короткие 120-летние циклы так и не были обнаружены ни в одном другом палеоисточнике).

Причины таких резких изменений, как осцилляции Дансгора – Оэшгера и серии еще более радикальных сдвигов, известные как циклы Хайнриха – Бонда, до сих пор точно не установлены. Предположение Брокера, которое по сей день остается одной из ведущих гипотез, состояло в том, что резкое падение температуры могло вызываться нарушением циркуляции океана в результате притока пресной воды от тающего льда в Северной Атлантике. Как известно, в отличие от течений в верхнем 100-метровом слое, которые приводятся в движение ветрами, в глубинах океана движение воды определяется ее плотностью. Когда вода на полюсах охлаждается, становится более плотной и опускается на дно океана, она приводит в действие циркуляционный конвейер, переносящий на ее место более теплую и пресную воду со стороны экватора. Океаническая циркуляция транспортирует огромное количество энергии по всему земному шару и, как догадался Брокер, может приводить к очень быстрым и значительным изменениям климата, если этот круговорот каким-то образом нарушается [358] Недавно были предложены другие объяснения осцилляций Дансгора – Оэшгера, в частности связанные с морским льдом или тропическими процессами, тогда как Карл Вунш предположил, что эти осцилляции могут представлять собой не глобальные, а локальные или региональные изменения, вызванные сдвигами ветрового поля вследствие взаимодействия с ледяным покровом. Amy Clement and Larry Peterson, «Mechanisms of Abrupt Global Change of the Last Glacial Period,» Reviews of Geophysics 46 (2008): 1–39; Carl Wunsch, «Abrupt Climate Change: An Alternative View,» Quaternary Research 65 (2006): 191–203. .

Ледяные керны четко свидетельствовали о том, что главным свойством земного климата является его изменчивость. Все остальные его свойства второстепенны. Это новое понимание планеты, основанное на палеоклиматических источниках, постепенно начало просачиваться – подобно талой воде в толще ледника – во вновь возникавшие национальные и международные организации, продвигавшие новый подход к Земле как к системе. Системное мышление и понимание изменчивости шли рука об руку: объяснить климатические сдвиги, зарегистрированные в ледяной летописи, можно было только с помощью системы взаимосвязанных механизмов, подобных тем, о которых говорил Брокер.