Предисловие
«К концу последнего оледенения все ветви этого рода вымерли, за исключением только одного вида – Homo sapiens, т.е. современного человека. Однако последний распространился по всей суше планеты, затем в исторический период освоил поверхность гидросферы и произвёл на Земле такие изменения, что ныне всю ландшафтную оболочку Земли справедливо называют антропогенной». Лев Гумилёв «Этногенез и биосфера Земли», 1989 год.
История климата – это история колонизации планеты жизнью, результатом которой стали её современная атмосфера, гидросфера и земная кора. Всё живое приспосабливается к условиям существования и человек разумный не стал исключением. Во все времена климат выступал основным регулятором численности входящих в земную биосферу организмов. Понимание определяющих его состояние факторов является принципиально важным не только для будущего современной цивилизации, но и условий жизни миллиардов людей на ближайшую перспективу.
Месторазвитием человечества является поверхность планеты Земля, но не все места на ней пригодны для его существования. Во-первых, ледяные поля Антарктиды или острова на Северном полюсе исключают возможность обычной жизни. Во-вторых, покрывающий более 70% земной поверхности Мировой океан не пригоден для сухопутных существ. В-третьих, почти лишённые пресной воды песчаные и каменистые пустыни не обладают достаточными ресурсами для проживания значительных групп людей.
Эти области служат примером существовавших некогда на Земле климатических условий, когда они относились не к отдельным её участкам как сегодня, а охватывали всю её целиком. Поэтому легко представить состояние жизни в те времена, когда климат был не столь благоприятен для человека как сегодня.
К концу ХХ века развитие наук о Земле привело к пониманию того, что атмосферу, биосферу, гидросферу и литосферу нельзя изучать в отрыве друг от друга и происходящих в Солнечной системе процессов. Особенно явно это проявилось благодаря изучению других планет и мониторингу поверхности Земли с её орбиты.
Оказалось, что понятия «Климат», «Погода» и «Воздух» можно применить не только к Земле, но и к планетам земной группы, имеющим твёрдую поверхность и атмосферу – Венере и Марсу. Они также могут быть применены к обладающим разряженной атмосферой Плутону и Титану – луне Сатурна, которая занимает второе место по размерам среди спутников планет в Солнечной системе. Изучение формирующих их климат механизмов имеет важное значение для понимания изменчивости земного климата.
Современное время хорошо тем, что сведения о происходящих в природе явлениях стали предельно доступны. Цифровые технологии привнесли в изучение планеты детальность, масштабность и оперативность. Стало возможным заглянуть в её самые отдалённые уголки, наблюдать тектонические процессы на морском дне, изучать состояние атмосферы, полярных льдов и ледников на неприступных горных вершинах.
Вкупе с наземными наблюдениями и измерениями они открыли возможность обнаруживать признаки развития опасных атмосферных, геологических, геофизических и гидрологических процессов. Это особенно актуально на современном этапе, когда рост мирового населения и сосредоточение его большей части в городах, расширение и усложнение критической техногенной инфраструктуры увеличивают риски значительных потерь от превратностей погоды. по сравнению с прошедшими веками их не стало больше, но ощущаться они стали намного острее и не потому что о них в режиме почти реального времени сообщают масс-медиа, а из-за освоения человеком ранее неблагоприятных для жизни территорий и растущей плотности населения на них.
Появляется всё больше данных что повлиявшие на биосферу планету климатические сдвиги частично связаны с импактными событиями в её истории. Такими как столкновения с астероидами, гравитационные перемещения вещества и мегаизвержения вулканов. Они надолго приводили климат в турбулентное состояние и определяли ход эволюции жизни на Земле.
В некотором смысле человечество уподобилось им поскольку многотысячелетнее антропогенное преобразование природной среды оказывает соизмеримое воздействие на биосферу. Примеры этого можно найти во всех частях света – в Азии, Америке, Африке, Европе и Австралии, где первопоселенцы с помощью огня преобразили местную экосистему до неузнаваемости. Хотя обычный подозреваемый в подобных случаях это изменение климата, но сначала овладение огнём, а затем электричеством сделало человека частично ответственным за современное состояние биосферы.
Одним из влияющих на состояние климата планеты факторов стало булимическое истребление природных ресурсов. Благодаря электричеству, электронным коммуникациям и пищевой индустрии города превратились в обеспечивающие рост мирового населения инкубаторы с искусственной средой обитания. Это огромное достижение мировой цивилизации, которую можно одновременно называть городской, цифровой и электрической. Она начинается там, где есть электричество, и заканчивается там, где его нет.
Отображённые на картах и схемах всевозможные данные о состоянии природной среды позволили осознать, что она сопротивляется любому вмешательству со стороны человека. Весь вопрос только в скорости ответной реакции на него и наступлении момента, с которого ресурсы планеты окажутся недостаточными для поддержания городской цивилизации.
Эта книга продолжает серию «Катастрофы в природе» (2014—2017) включающую рассказы о землетрясениях, вулканической деятельности, гравитационных перемещениях вещества, водной стихии и астероидных угрозах. Автором не преследовалась цель дать исчерпывающее объяснение процессов формирования климата и погоды на земном шаре, а попытаться оттенить роль человека в преобразовании окружающей среды, которые тем или иным образом влияют на них. Книга будет интересна всем тем, кто интересуется науками о Земле.
Батыр Каррыев
Доктор физико-математических наук
E-mail: [email protected]
https://sites.google.com/site/2017sibis/
За миллиарды лет до нашей эры
«Сделанное Хабблом открытие перевело вопрос о том, как возникла Вселенная, в область компетенции науки». Стивен Хокинг «Краткая история времени», 1987 год.
Окружающий мир наполнен грандиозными движениями вещества вокруг, на поверхности и внутри Земли. Привычные смены дня и ночи, перемещение Солнца и Луны на небосводе ежедневно напоминают об этом. Более того сезонные и суточные изменения температуры земной поверхности подчиняются заданным в момент образования Вселенной законами небесной механики.
Звёздные циклы несопоставимы с периодом жизни на Земле и тем более со временем существования Homo sapiens – человека разумного. Бесчисленные вызовы природы сопровождали становление человечества, многие поколения сменили друг друга, пока уровень научных знаний не достиг общего понимания места Земли на полотне Мироздания. С этого момента получило естественнонаучное объяснение причин возникновения на ней жизни и той роли, которую в этом сыграл климат.
