Хенрик Свенсмарк - Леденящие звезды. Новая теория глобальных изменений климата
Процесс шел очень быстро, а так как в коробе эксперимента «SKY» работало много электронов, количество молекулярных кластеров успевало достигнуть миллионов на литр, прежде чем включались ультрафиолетовые лампы. Когда подается ультрафиолет и молекул серной кислоты становится намного больше, уже существующие кластеры готовы захватить их и присоединить к себе. К тому времени как кластер накопит около семидесяти молекул серной кислоты, он увеличится в диаметре от 1 до 3 нанометров, и его уже можно будет распознать как сверхмалую «точку».
Если новая теория правильно объясняет события, произошедшие в реакционной камере, и если «SKY» — это реалистическая модель атмосферы, тогда такой же процесс должен происходить в небе над нашими головами. Сверхмалые «точки» вырастают в полноразмерные ядра облачной конденсации и ежедневно высеивают зерна для образования новых облаков. Можно сказать, мы получили наконец ответ на головоломку и разобрались в том, что сеет зерна, что образовывает ядра ядер и что заставит поросенка перепрыгнуть через ограду, — это электроны, высвобожденные космическими лучами.
Летом 2005 года эксперимент был завершен, и группа подготовила научный труд по его результатам. А затем члены группы столкнулись с долгими проволочками, так как ведущие научные журналы один за другим под разными предлогами отказывались печатать доклад, не ставя, впрочем, под сомнение технические заслуги экспериментаторов. Особенно расстраивало ученых то правило, согласно которому журналы часто запрещают разглашать предварительную информацию, а это означает, что вы не можете ничего рассказать о проведенном эксперименте до момента публикации. Больше года результаты эксперимента нигде открыто не упоминались, и об опыте знал лишь узкий круг коллег.
В конце концов престижный лондонский научный журнал «Труды Королевского общества» принял этот доклад, озаглавив его «Экспериментальные доказательства роли ионов в ядрообразовании в атмосферных условиях». И хотя бумажный номер журнала должен был выйти из печати не раньше 2007 года, журнал опубликовал доклад в Сети в октябре 2006-го. Статья сопровождалась комментариями Королевского общества[62] и Датского национального космического центра, от лица которого высказался его руководитель Айгиль Фриис-Кристенсен:
«Многие климатологи считали, что связь между космическими лучами и облаками недоказуема. Некоторые утверждали, что вообще нет мыслимого способа, каким космические лучи могли бы воздействовать на облачный покров. Сейчас эксперимент „SKY“ показал нам, что заряженные частицы способны на это, и нам следует включить космические лучи в список тем международных исследований климата»[63].
Оставляя в стороне все межличностные и научные перебранки 1996–2006 годов, краткое изложение истории выглядит так. Согласно измерениям метеоспутников, облачный покров Земли ритмично изменялся на протяжении нескольких лет, идя след в след за изменением количества пятен на Солнце. А точнее говоря, он ориентировался на эффективность солнечного ветра, регулирующего потоки космических лучей, которые достигают Земли. Это подтолкнуло ученых провести эксперименты в области химии атмосферы. Состоявшиеся опыты продемонстрировали, как электроны, высвобождаемые заряженными частицами, ускоряли процесс образования кластеров молекул серной кислоты — наиболее важного источника ядер облачной конденсации.
Цепочка научных объяснений, протянувшаяся от звезд через облака к климату, сейчас, по существу, выкована, хотя в ней всегда найдется место для новых звеньев. Ими могут стать результаты, полученные в ходе тщательных лабораторных экспериментов, таких как «CLOUD», или при зондировании реальной атмосферы с борта самолета. Эксперимент «SKY» удачно воспроизвел условия в нижних слоях атмосферы, где колебания в интенсивности космических лучей ведут к очевидным изменениям в облачности. Результаты эксперимента придадут уверенности любому человеку, желающему понять, какую роль вечно меняющийся поток космических лучей играет в вечно меняющемся климате нашей планеты. Об этой роли речь пойдет в следующих главах. А пока вы благодарите вашу счастливую звезду за облака, которые поят мир дождями, помните, что в их власти и заморозить всю планету целиком.
5. Галактический путеводитель для динозавров
Климат ритмично меняется на протяжении миллионов лет.
Холодные периоды на Земле совпадают с теми временами, когда она оказывалась в ярких рукавах Млечного Пути.
Климат влияет на эволюцию — например, на появление птиц.
Потепление, вызванное двуокисью углерода, может быть меньше, чем об этом говорят.
Сегодня климатические данные могут рассказать нам о Галактике.
В Балтийском море в 80 километрах южнее Копенгагена лежит датский остров Мён. Фермеры острова всегда будут помнить о том, как некогда они не захотели предложить сено коню Клинтеконгена, чтобы защитить свои посевы. Про Клинтеконгена говорили, что он преемник скандинавского бога Одина, создателя мира, и в обличье птицы защищает остров от врагов. Домом ему служила пещера в утесе Мёнс Клинт, самом впечатляющем из морских утесов Дании.
Взмывающие в небо белоснежные известняковые горы Мёнс Клинт рассказывают геологам не менее захватывающую историю, которая поспорит с любой легендой, о том, как менялся климат в древности и как формировался современный облик мира. Отложения мела накапливались на дне океана 70 миллионов лет назад, когда миром правили тираннозавры и другие гигантские рептилии. На планете было так тепло, что на полюсах не было льда, а динозавры обитали даже в Антарктиде. Уровень моря был очень высоким. Слои карбоната кальция на дне океана предоставляли убежище миллиардам микроскопических водорослей и постепенно нарастали, когда их обитатели погибали. В Балтийском регионе эти накопления образовали отложения мела стометровой толщины.
Мел накапливался по всей планете в широчайших масштабах, отчего этот геологический период и получил название мелового. Не очень далеко от Мёна, в южной Англии, огромный пласт мела позднее вздыбился, и морские ветры и волны вылепили из него Белые скалы Дувра. Там и по сей день слои мела сложены так же аккуратно, как и раньше, когда они много миллионов лет назад лежали на морском дне.
Утесы Мёнс Клинт настолько не похожи на скалы Дувра, что это послужило причиной ожесточенных споров в XIX веке. В 1851 году датский геолог Кристофер Пуггор опубликовал доклад, где выразил свое смятение от того, что он увидел:
«Слои мела скручиваются, извиваются и изгибаются во всевозможных направлениях, в виде букв S или Z, в полукруглой форме или форме стремени, или же их разрезают расселины, образующие глубокие провалы, отчего они переплетаются самым невероятным образом. Примерно посередине обрыва, в месте, называемом Дроннингестоль, неразбериха достигает максимума, и именно там находится вершина утеса… В падении пласта слои также чрезвычайно изменчивы, и в некоторых местах они резко переходят от горизонтального положения в вертикальное»[64].
Споры между геологами, по-разному объясняющими перемещения меловых пластов в северо-западной Европе, не утихали полвека. Некоторые, к ним принадлежал и Пуггор, отстаивали ту точку зрения, что скалы, находящиеся под мелом, опустились или разрушились. Это, по их мнению, приводило к тому, что мел или более молодые слои других пород скользили вниз, сталкивались и падали, как если бы в помещении вдруг обрушился потолок. Другие предполагали, что причиной возникновения высокого откоса могло стать движение льда.
Сегодня картина стала много понятнее. В течение последнего ледникового периода, начавшегося около 70 тысяч лет назад, большой ледник наступал на запад через область, которую сейчас занимает Балтийское море. Язык ледника взломал мел, словно бульдозер, образовав десятка два отколов, каждый толщиной около ста метров. Ледник беспорядочно толкал их перед собой, пока не остановился. Затем наступило длительное потепление, и остров Мён остался стоять как «конечная морёна» в том месте, где ледник сбросил свой груз.
Таким образом, Мёнс Клинт — это дитя двух контрастных состояний мира, условно их можно назвать «парник» и «ледник». Когда планета гостила в «парнике», организмы, производящие мел, нежились и процветали в спокойных водах. Когда пришел черед переместиться в «ледник» — меловые захоронения раскурочила двигающаяся гора льда. Переход от одного состояния к другому был впечатляющим, но не внезапным.
50 миллионов лет назад температуры заметно упали. А 30 миллионов лет назад долговечные льды уже обосновались в Антарктиде. По-настоящему холодные условия в североатлантическом регионе наступили 2,75 миллиона лет назад, и сейчас мы живем в «леднике», где ледовые поля и снежные покровы составляют неотделимую часть пейзажа.
