Парниковый эффект и его влияние на климат

Исследования парникового эффекта начались в конце 20-х годов XIX в. — именно тогда французский ученый Жан-Батист Жозеф Фурье (1768—1830) опубликовал свою статью, где развивал теорию швейцарского коллеги Н. Т. де Соссюра. Последний выставил на солнце бутыль из темного матового стекла и через некоторое время обнаружил, что внутри бутыли стало жарче, чем снаружи. Соссюр высказал догадку, будто лучи поглощаются замутненным стеклом, а назад уже выбраться не могут, потому внутри бутыли собирается тепло. В свою очередь, Фурье предположил, что в атмосфере Земли скапливаются парниковые газы — смесь водяного пара, углекислого газа, метана и озона, — которые мешают солнечным лучам, отраженным от земной поверхности, вернуться в космическое пространство, поэтому температура на нашей планете постепенно растет.

В 2007 г. бывший вице-президент США Альберт Гор выпустил книгу «Неудобная правда» с доказательствами того, что выброс парниковых газов неминуемо приведет к глобальному потеплению на Земле, которое повлечет массу других проблем. Мол, за последние 200 лет люди стали активно использовать в качестве топлива нефть, уголь и природный газ, из-за чего количество углекислого газа и метана в атмосфере увеличилось в разы. Именно поэтому температура на планете растет, ледяные шапки на полюсах тают, океан грозится выйти из берегов и затопить как сельскохозяйственные угодья, так города и даже страны. В скором времени самочувствие людей ухудшится, вспыхнут новые опасные эпидемии, начнется массовое переселение в незатопленные регионы и войны за землю. Кроме того, времена года смешаются, а количество ураганов, штормов и прочих бедствий возрастет.

Но и это еще не все. Как утверждал Гор, из-за сильной жары уменьшится количество осадков, и огромные территории будут просто высушены. Не станет лесов, а значит, растения не смогут поглощать столько углекислого газа, сколько нужно, чтобы его концентрация в атмосфере не представляла угрозы человечеству. В то же время увеличится объем испарений из водоемов, что лишь усугубит парниковый эффект и глобальное потепление…

Впрочем, данную теорию поддерживают далеко не все ученые. Не так давно на страницах американского издания Proceedings of the National Academy of Sciences появились данные интересного исследования. По словам его авторов, когда-то давно парниковый эффект сослужил Земле добрую службу. Мол, 4,5 млрд лет назад, когда Земля только-только сформировалась, светило было еще слишком слабым, чтобы дать ей достаточно тепла, и если бы не парниковые газы, сыгравшие роль одеяла, то наша планета на долгое время осталась бы ледяной и необитаемой. Однако не прошло и миллиарда лет после ее рождения, как на ней появился жидкий океан, а в нем завелась пусть примитивная, но все-таки живность.

Откуда же взялись эти парниковые газы? По мнению датского ученого Мэтью Джонсона, в древние времена земная атмосфера была насыщена сульфидом карбонила (OCS), который поднимался из вулканов во время извержений. В самых глубинных пластах осадочных пород ученые обнаружили множество разновидностей серы, распределение которых свидетельствовало о том, что в образовании этих пород поучаствовали серные соединения из атмосферы. Проходя под разными углами через сульфид карбонила, солнечные лучи определенного диапазона (с длиной волны более 202 нм) запускали фотохимические реакции в горных породах, формируя их состав. Таким образом, слой молекул сульфида карбонила не только удерживал на Земле тепло, но еще и защищал ее от ультрафиолета, выполняя обязанности озона (поскольку кислорода в земной атмосфере тогда не было).

Благодаря этому на нашей планете зародилась жизнь, и первые же растения стали поглощать углекислый газ и выделять кислород, который не давал накапливаться сульфиду карбонила. Вскоре на его месте образовалась взвесь крупных частиц серных соединений, отражавшая солнечные лучи, и в итоге наступила кислородная катастрофа. На планете похолодало настолько, что вся ее поверхность заледенела и не оттаивала на протяжении 100 млн лет.

Из этого Джонсон заключил, что даже небольшое нарушение баланса в составе атмосферы может коренным образом изменить климат планеты, сделав из нее гигантскую сосульку и уничтожив на ней все живое. Именно поэтому люди должны уменьшить выбросы углекислого газа.

Вообще, с идеей глобального потепления не согласны многие исследователи. Кто-то, например, считает, что повышение средней температуры не выходит за рамки природных климатических изменений: мол, с XVII в. тянулся малый ледниковый период, который сейчас как раз заканчивается. Кто-то настаивает: судить о глобальном потеплении рано, поскольку повышение температуры настолько непродолжительное, что непонятно, происходит ли оно в принципе. Может, на Земле не теплеет, а, наоборот, холодает?

Самые веские климатические перемены происходят в течение 150—300 млн лет и управляются всей Солнечной системой. За это время Солнце со всеми своими планетами огибает центр масс Млечного Пути, проходя через газопылевые облака, которые могут катализировать термоядерные реакции на поверхности светила. Другие изменения, менее глобальные, происходят на протяжении 20—50 млн лет из-за движений тектонических плит и вулканических извержений. Перемены, связанные с отклонением земной оси, могут длиться десятки тысяч лет, а самые краткосрочные, совпадающие с циклами солнечной активности, занимают от нескольких тысяч до нескольких десятков лет.

Таким образом, на температурные показатели влияют и периодические увеличения/уменьшения мощности радиационных излучений, попадающих на поверхность Земли, и температура океана, и процессы в недрах планеты, и жизнедеятельность всех населяющих ее организмов. Это очень мощные факторы, в сравнении с которыми всякие действия человека — словно капля в море.