Отложения на дне фьордов в Британской Колумбии свидетельствуют, что климатические изменения вызываются солнечной активностью - и что теперь нам нужно готовиться к пагубному глобальному похолоданию

Если нынче послушать политиков и экологов, покажется, что исследования климатических изменений - весьма скучное научное направление, где открывать уже почти нечего. Все - от Дэвида Судзуки и Ала Гора до премьер-министра Канады Стивена Харпера - уверяют нас, что "наука пришла к единому мнению". На недавнем саммите "Группы восьми" канцлер Германии Ангела Меркель даже попыталась убедить лидеров мировых держав выступить в роли Господа Бога - ограничить выбросы углекислого газа до уровня, который магическим образом не позволит температуре в мире повыситься больше чем на два градуса.

По-видимому, наших лидеров совершенно не смущает тот факт, что науке требуется еще много лет, чтобы по-настоящему постигнуть механизмы формирования климата на планете. Прося об экспертных заключениях только тех, кто не оспаривает взглядов ортодоксальных политиков на эту проблему, парламентарии во весь опор стремятся к неосуществимой и дорогостоящей цели по "прекращению глобальных изменений климата". Например, 11 июня в палате общин Канады депутат от либералов Ральф Гудейл заявил, что в парламенте нужно провести "дотошную дискуссию о потенциале захвата и связывания углекислого газа, который имеет колоссальную важность для улучшения климата не только у нас в Канаде, но и во всем мире". Над этим утверждением можно было бы смеяться, если бы Гудейл и даже наш нынешний кабинет не относились бы столь серьезно к идее расходования огромных средств на эту безнадежную затею.

Планета Земля никогда не отличалась стабильным климатом. Единственной неизменной чертой климата является его изменчивость: меняется он непрерывно, причем иногда довольно стремительно. В прошлом было много периодов, когда средние температуры были гораздо выше, чем в наше время, а иногда становилось и холоднее. Еще 6 тысяч лет назад средняя температура была примерно на три градуса Цельсия выше, чем ныне. 10 тыс. лет назад, когда заканчивалась тысячелетняя ледниковая эпоха - в период, именуемый "поздним дриасом", - за десяток лет потеплело аж на 10 градусов - в сто раз быстрее, чем темпы потепления (на 0,6 градуса) в прошлом веке, столь напугавшие борцов за экологию.

Исследования климатических изменений сегодня дают все новые и новые революционные результаты. После подписания Киотского протокола в 1997 году в этой области осуществлено больше исследований, чем за все прошлые годы вместе взятые. Открытия не оставляют от мифов камня на камне. Например, я и первоклассные ученые, с которыми я работаю, постоянно обнаруживаем совершенно четкую корреляцию между изменениями яркости Солнца и климатом Земли. Это ничуть не удивительно. В конечном итоге Солнце и звезды - источник всей энергии на нашей планете.

Нынешними спорами о климатических изменениях я заинтересовался в 1998 году, когда получил грант стратегического проекта Совета по естественнонаучным и политехническим исследованиям на изучение вопроса о том, подчиняется ли плодовитость рыб у западного побережья Канады регулярным цикличным изменениям. Из-за сильных перепадов в численности популяций анчоусов, сельди и других важных промысловых рыб западного побережья руководству рыболовецких компаний было очень сложно выработать адекватные квоты на лов. Допустим, в один сезон рыбы хоть отбавляй, и широкомасштабный лов вполне допустим, но уже на следующий год рыба пропадает, и рыбозаводы разоряются. Никто по-настоящему не понимал, в чем причины этого и как делать прогнозы на будущее, когда имеешь дело этим весьма ценным природным богатством.

Подозрения, что плодовитость морских обитателей сильно зависит от климата, существовали давно, но в этой части Тихого океана точные записи о температурах и объемах лова рыбы ведутся лишь с начала XX века. Нам же требовались сведения о плодовитости рыбы за тысячи лет, чтобы разобраться, были ли стойкие циклические изменения в численности популяций и какие феномены могли являться их движущей силой.

Группа исследователей под моим руководством начала собирать и анализировать пробы грунта со дна глубоких фьордов Западной Канады. Районы, избранные нами для проведения исследований, - залив Эффингхэм на западном побережье острова Ванкувер, а в 2001 году - проливы в системе фьордов Белиз-Симор на побережье континентальной Британской Колумбии, - идеально отвечали нашим задачам. Топография этих фьордов такова, что в них имеются глубокие впадины, куда попадает мало воды из открытого океана, а потому придонные слои воды относительно "стоячие" и кислорода в них очень мало. По этим причинам на дне этих впадин почти нет живых существ, и слои отложений, которые формируются год за годом, тысячи лет никто и ничто не тревожило.

Используя различные методы колонкового бурения, мы смогли собрать в этих впадинах грунт более чем за 5 тысяч лет. Самые древние слои извлекались с глубины примерно 11 метров под дном фьорда. По нашим пробам четко видны годовые изменения, отражающие разные времена года: холодному и дождливому зимнему периоду соответствуют темные отложения, состоящие преимущественно из грязи, которая смывается в фьорд дождями с суши; теплые летние месяцы - это изобилие окаменелой рыбьей чешуи и диатомей (самой распространенной разновидности фитопланктона - одноклеточных океанических водорослей), которые опускаются на дно фьорда из богатых питательными веществами поверхностных слоев воды. В годы, когда лето в регионе было преимущественно жарким, мы наблюдаем заметно более толстые слои диатомей и рыбьей чешуи, чем в более холодные. Полученный нами "журнал метеонаблюдений" - один из самых высококачественных в мире, и в нем мы видим четкое подтверждение того, что естественные климатические изменения могут быть весьма резкими. Например, в середине 62-летнего периода примерно 4400 лет назад всего за пару сезонов произошли резкие перемены: было тепло, сухо и солнечно, а затем на несколько десятилетий установилась преимущественно холодная и дождливая погода.

Мы провели на компьютерах анализ изменений во времени, касавшихся цвета и толщины годовых слоев, и натолкнулись на повторяющиеся циклические закономерности, которым подчиняется плодовитость рыб в этом районе, который, кстати, превышает по площади Европу. Если говорить более конкретно, то на протяжении всего "архива" отложений и останков диатомей наблюдается весьма ярко выраженный и стабильный 11-летний цикл. Это четко соответствует широко известному "циклу Швабе" - 11-летнему циклу изменений солнечной активности, в течение которого солнечное излучение варьируется примерно на 0,1%. Солнечные пятна - неистовые бури на поверхности Солнца - усиливают излучение, поэтому, подсчитав пятна, заметные на поверхности нашей звезды, мы можем косвенно измерить перепады ее яркости. Подобные данные записываются учеными много веков и очень четко совпадают с изменениями плодовитости морских обитателей, которые мы наблюдаем.

В отложениях также прослеживаются более длительные циклы, также четко совпадающие с другими хорошо известными регулярными изменениями на Солнце. К примеру, мы видим циклы плодовитости в море, соответствующие солнечному "циклу Гляйссберга" (75-90 лет), "циклу Зюсса" (200-500 лет) и "циклу Бонда" (1100-1500 лет). Интенсивность этих циклов за истекшие тысячелетия варьируется - иногда их черты выражены ярче, иногда слабее. Вполне возможно, что перепады в яркости Солнца в течение этих более долгих циклов во много крат шире по амплитуде, чем те, которые зафиксированы в течение короткого "цикла Швабе", а значит, они значительно сильнее влияют на плодовитость морских обитателей.

Обнаруженные нами непосредственные корреляции между перепадами яркости Солнца и особенностями земного климата далеко не уникальны. Сотни других исследований на материале, например, годовых колец деревьев на Кольском полуострове в России или уровня воды в Ниле дают ровно один и тот же результат: климатические изменения, по-видимому, диктуются Солнцем.

Но есть одна загвоздка. Несмотря на эту четкую и повторяющуюся корреляцию зафиксированные перепады в объемах поступающей на Землю солнечной энергии сами по себе были еще недостаточно сильны, чтобы вызывать климатические изменения, о которых свидетельствуют наши пробы. Вдобавок, хотя сейчас Солнце ярче, чем когда-либо за последние 8 тысяч лет, расчеты показывают: увеличение поступления прямой солнечной энергии само по себе еще не может быть достаточной причиной скромного потепления, зафиксированного в XX веке. Должен существовать какой-то "усилитель" воздействия Солнца, благодаря которому оно является главной движущей силой климатических изменений.

И такой усилитель действительно был открыт. Начиная с 2002 года, опубликован целый ряд революционных научных статей: Вейцер, Шавив, Карслоу и, в самое недавнее время, Свенсмарк и соавторы коллективно продемонстрировали, что в соответствии с тем, как варьируется сила солнечного излучения, а заодно и "солнечного ветра", наблюдаются перепады в объемах галактического излучения из глубин космоса, которое в состоянии проникнуть в Солнечную систему и в атмосферу Земли. Эти космические лучи способствуют образованию облаков, что в общем и целом и вызывает на нашей планете похолодания. Когда Солнце излучает больше энергии, оно не только слегка нагревает Землю благодаря своему прямому воздействию, но заодно более сильный солнечный ветер, генерируемый в эти периоды "активного Солнца", не допускает в нашу атмосферу значительную часть космических лучей. Облаков становится меньше, и Земля нагревается еще больше.

Когда яркость Солнца понижена, все наоборот. В земную атмосферу пробивается больше космических лучей, образуется больше облаков, и планета остывает сильнее, чем было бы возможно под воздействием одного Солнца. Именно это и происходило с конца XVII по начало XVIII века, когда поступления солнечной энергии в нашу атмосферу, выраженные в количестве солнечных пятен, были минимальными и планета переживала "малый ледниковый период". Новые открытия наталкивают на вывод, что причина последних климатических изменений - все те же изменения солнечной активности. Зато корреляции между процентным содержанием углекислого газа и глобальными изменениями климата незначительны как в широкой исторической перспективе, так и в краткие периоды времени.

В некоторых областях наука действительно "пришла к единому мнению". Например, плитотектоника, когда-то раздираемая громкими спорами, теперь настолько оформилась и "остепенилась", что статьи на эти темы встречаются очень редко. Наука о глобальных изменениях климата сегодня переживает свое младенчество, и в этой области ежегодно публикуется много тысяч научных работ. По данным опроса, проведенного в 2003 году немецкими учеными-экологами Деннисом Браем и Хансом фон Шторхом, две трети из более чем 530 климатологов из 27 стран не согласны с утверждением, будто "на основе познаний, которыми располагает современная наука, можно дать обоснованную оценку последствиям выброса парниковых газов". Почти половина опрошенных заявила, что наука о климатических изменениях еще не выработала общепринятой теории для того, чтобы передавать вопрос на рассмотрении политиков.

Ученые, изучающие Солнце, предсказывают, что к 2020 году начнется самый слабый по степени его активности "цикл Швабе" за последние два века, что, наверное, приведет к необычному похолоданию на Земле. Подготовка к такому похолоданию, которое, возможно, не ограничится одним 11-летним циклом - вспомните о малом ледниковом периоде - должна стать приоритетной задачей властей государств. В области климата миру и особенно Канаде угрожает вовсе не глобальное потепление, а глобальное похолодание. Канада - страна на северном рубеже сельского хозяйства в мире. Даже самое легкое похолодание уничтожит большую часть наших посевов пищевых культур, а потепление всего лишь потребует, чтобы мы переняли сельскохозяйственные методы у тех, кто живет южнее.

Тем временем нам следует продолжать исследования этой самой сложной проблемы, которая когда-либо стояла перед наукой, и немедленно прекратить выбрасывать деньги на задачу по "прекращению климатических изменений", в связи с которой вспоминается, как король Кнуд Великий пытался приказывать морю.

Р. Тимоти Паттерсон - директор и профессор Ottawa-Carleton Geoscience Centre, Department of Earth Sciences в Карлтонском университете