Ладожское озеро


Климат: оттаивание или оледенение

Авторы: В. А. Коноваленко, Н. Н. Ляшенко.
Источник: журнал «Демиург» №1, 2006 г.

Многолетние усилия противников "парникового эффекта" при активной поддержке самой планеты наконец-то начали приносить плоды. Слово имеет доктор геолого-минералогических наук В.П. Полеванов (цитата):

 

В декабре 1997 г. Форум по проблеме глобального потепления принял за аксиому предположение, что уменьшение выбросов в атмосферу углекислого газа может предотвратить потепление климата. Собравшиеся представители государств начали распределять квоты на уменьшение выброса в атмосферу газов к 2012 году по сравнению с 1990 годом. Споры насчет квот поставили Форум на грань провала. Спасать положение срочно прилетел… вице-президент США Альберт Гор, который в лучшем стиле попа Гапона уговорил «доверчивых» представителей государств подписать протокол. Далее администрация Клинтона просто не направила на рассмотрение Конгресса этот протокол, а администрация Буша-младшего пошла еще дальше и публично заявила, что Киотский протокол противоречит национальным интересам США, и что Америка выходит из Киотского соглашения. Зачем ратифицировала протокол Россия – одному Богу известно.

Кому выгодно? Международным химическим концернам, производящим холодильники и кондиционеры. Только на замене оборудования, где применялись якобы правильные фреоны, и только в США за один лишь 2003 год было заработано более 200 млрд. долларов. Торговля квотами на уменьшения эмиссии газов уже началась на ряде европейских бирж. И, наконец, квоты и вообще киотские соглашения уже включены в «джентльменский набор» по  выкручиванию рук «неправильным» странам. Напомню, что в этот набор входят «права человека», «развитие и углубление демократии», «международный терроризм»… Т.е., задав какому-нибудь «неправильному» Ирану от имени какой-нибудь «правильной» Германии риторический вопрос: «А ты ратифицировал Киотский протокол?», – можно будет с чувством глубокого удовлетворения отвечать: «Тогда мы уже летим бомбить!»

Процесс выкручивания рук уже начался. Так бывший председатель Межправительственной Группы по глобальным изменениям (IPCC) Б. Болин в 1998г. опубликовал статью на эту тему  (Science, v. 279, № 5349, 1998), где приводит контрольные цифры развития энергетики до 2010г. В частности, Б. Болин «разрешил» увеличить производство лишь трем странам мира: Австралии (8%), Исландии (10%), Норвегии (1%). Все европейские страны «обязаны» сократить производство энергетики на 8%, США – на 7%, Японии – на 6%. России, Украине и Новой Зеландии любезно предложен нулевой вариант.

Что на самом деле!? В действительности ситуация развивается с точностью до наоборот. По ожесточенным спорам «ученых-потеплистов» выходит, что температура на Планете повысилась за 100 лет то ли на 0,4, то ли на 0,7°С. И то, и другое ничтожно; и то, и другое повышение не выходит за рамки погрешностей измерения. Ученые США, а против «потеплительской паранойи» высказались 17 000 ученых во главе с бывшим президентом Национальной академии наук США Фредериком Зейтценом, вообще  утверждают, что в США за последние 10 лет температура воздуха уменьшилась на 0,08° С, а в Мире за 1958 – 1998гг. – уменьшилась на 0,047°С.

Более того, увеличение количества СО2 в атмосфере за счет улучшения фотосинтеза привело к росту лесов в США на 30% и во многом способствовало повышению урожайности пшеницы, риса, картофеля, бобовых, плодовых деревьев на 20 – 40%.  Сжигание угля и дров приводит к увеличившимся выбросам в атмосферу сульфитных аэрозолей, понижающих (!!!) температуру воздуха. И главное – расчеты русского ученого О.Г. Сорохтина из Института океанологии РАН показали, что термин «парниковый эффект» по отношению к атмосфере Земли вообще абсурден, т.к. Земля -  не закрытая стеклом теплица, где из-за невозможности обмена теплом с воздухом и возникает этот самый пресловутый эффект. В атмосфере Земли, как саморегулирующейся системе, существует конвективный обмен, и поэтому, чем больше в атмосфере СО2, тем интенсивнее станет конвективный обмен с тропосферой, и тем быстрее будут выноситься возникшие таким образом  аномальные избытки тепла. <…>

Человеческая деятельность слишком ничтожна по сравнению с природными процессами (вулканизмом, дегазацией глубинных разломов и многими другими) чтобы влиять на выброс СО2 в атмосферу более чем на 3 – 5 процентов от общего баланса. Промышленные выбросы СО2 в атмосферу достигают 6-7 млрд. тонн ежегодно, в то время как суммарные объемы выделения и поглощения СО2 только океаном составляют 182 млрд. т.

 

"Парниковая катастрофа", навязанная миру администрацией США, на страницах СМИ уже не "истина в первой инстанции", там стали появляться и другие точки зрения. Видимо, погодные катаклизмы достаточно ясно “возражают” и против “парниковых прогнозов”, и против "утверждения" научных теорий голосованием, даже если голосует Генеральная Ассамблея.

Решение межправительственной Мадридской конференции 1995 года, на которой "парниковый эффект" был провозглашен научным фактом, основывалось на модели, в течение многих лет последовательно и настойчиво разрабатываемой семьей российских ученых Карнауховых (отнюдь не повинных в том, что плоды их трудов так нагло и беззастенчиво были использованы политиками в совершенно других целях).

Итогом этой многолетней работы явилось моделирование климата нашей планеты с учетом если не всех, то большинства влияющих на него факторов. Итоговая модель А. Карнаухова достаточно полно отражает практически все существенные факторы, содержит уравнения входящих в нее процессов, вполне корректные и опирающиеся на результаты самых последних измерений. Короче говоря, к модели нет никаких претензий, кроме одной: климат Земли не желает вести себя так, как предсказывает модель.

Можно найти много причин такого казуса. Например, модель Карнауховых использует глобально средние значения входящих в ее уравнения параметров, но, как известно, зачастую средние значения тем и отличаются от реальных, что этих "средних" попросту не существует. Есть меньшие значения, есть большие, а именно средних – нет. Такое бывает. И именно так, по-видимому, и обстоит дело с климатом. Ведь нельзя же отрицать существование устойчивых климатических зон!

Нет смысла усреднять климат бассейна Амазонки и Антарктики или Сахары и Сибири, хотя они соседствуют в алфавитном списке.

Можно, как это делает Э.И. Терез из Таврического национального университета им. В.И. Вернадского, усомниться в значимости "человеческого фактора", который играет столь большую роль в модели Карнауховых и который, видимо, далеко не так силен, как нам внушали в последние годы:

 

«Рассмотрим предельный случай самого мощного антропогенного воздействия на климат, которое бы произошло в случае тотального ядерного конфликта. За годы холодной войны в мире было накоплено 50 000 единиц ядерного оружия, мощность которых оценивается в 1,3 104 Мгт тротила. <…> Только за последние сто с небольшим лет таких катастроф было три: взрыв вулкана Кракатау (август 1883 г.), падение Тунгусского метеорита (июнь 1908) и взрыв вулкана Катмай на Аляске (июнь 1912 г.). <…> Взрыв вулкана Кракатау характеризовался гигантским выбросом в атмосферу вулканической породы, пепла и др. продуктов (~19 км3). Это соответствует энергии взрыва порядка 103 – 104 Мгт. Пыль, попавшая в высокие слои атмосферы (до 80 км), распространилась по всему земному шару, вызывая необычные оптические эффекты. Однако ни после взрыва Кракатау, ни после сравнимого по силе взрыва вулкана Катмай существенных отклонений в глобальной температуре Земли также отмечено не было».

 

Можно найти и другие причины, но главная, на наш взгляд, причина противоречия глобальной модели климата Земли и реальных событий заключена в том, что моделировать климат планеты в целом нельзя принципиально. Просто потому, что его как единого целого не существует. Ибо климат Земли – это система отдельных, хотя и сильно связанных между собой и влияющих друг на друга, кластеров, для каждого из которых нужна своя модель.

Поэтому всякие разговоры о "глобальном парниковом эффекте", особенно с учетом приводимых В.П. Полевановым количественных соотношений, по меньшей мере, беспочвенны.

А для организации "глобального потепления" другого генезиса человеческие возможности пока еще очень и очень "не доросли". Поэтому следует рассмотреть существующие в настоящее время локальные климатические модели.

Локальные климатические модели

Локальное моделирование климата касается, как правило, Северной Атлантики и прилегающих к ней районов, так как влияние Гольфстрима на климат Европы всем очевидно и никем никогда не оспаривалось, а сам регион подвержен периодическим оледенениям. Рассмотрим две наиболее известных модели климата этого региона, условно назвав "лабрадорской" и "конвейерной".

 

Лабрадорская модель. В этой модели (ее придерживается, например, д-р В.П. Полеванов) Лабрадорское холодное течение, движущееся перпендикулярно Гольфстриму и имеющее более плотную из-за температуры и солености воду, “подныривает” под Гольфстрим и не мешает ему двигаться в Баренцево море (рис. 1 слева).

Лабрадоская модель
Рис. 1. Слева – современное состояние течений, справа – второе гипотетическое состояние.

Однако, если воды Лабрадорского течения, например, из-за опреснения от таяния льдов станут менее плотными, они поднимутся к поверхности и отклонят Гольфстрим на юго-восток. В результате этого образуется два кольцевых течения как это показано на рисунке 1 справа. При этом теплые экваториальные воды Гольфстрима перестанут “отапливать” Северную Европу и прилежащие к ней моря. А это приведет к локальному оледенению. Выглядит убедительно, беда лишь в том, что Лабрадорское течение, – результат "блужданий" одной из ветвей того самого Северо-Атлантического течения, которое нужно поворачивать. Это хорошо видно на более подробной схеме течений Северной Атлантики (рис. 2). Поэтому, как только Северо-Атлантическое течение хотя бы слегка отвернет к востоку, Лабрадорское течение прекратится.

Схема течений Северной Атлантики
Рис. 2. Схема течений Северной Атлантики.

Кроме того, на этой же схеме отчетливо видно, что Лабрадорское течение отслеживает шельфовую отмель, прижимаемое к американскому берегу вращением Земли и только в самой южной своей части отклоняется к востоку, "всасываемое" мощной ветвью Северо-Атлантического течения. Модель же требует, чтобы Лабрадорское течение не только опережало Землю в своем движении на восток, но и обладало достаточной кинетической энергией для образования гипотетического гренландского кольца. Кольцо, образованное Гольфстримом, вполне реально, а вот кольцо вокруг Гренландии энергетически невозможно.

 

Конвейерная модель. Несколько перекликается с лабрадорской моделью другая (ее, в частности, поддерживает директор Вудсхоллской океанографической лаборатории Гагосян). В этой модели также решающую роль играет различие плотностей воды в разных течениях, но Лабрадорское течение если и играет какую-то роль, то только второстепенную.

Главным в этой модели является "Атлантический конвейер", состоящий из Гольфстрима и Северо-Атлантического течения, несущих по поверхности теплую воду на северо-восток, и встречного потока холодных арктических вод, текущих по дну Северной Атлантики с северо-востока на юго-запад, который возникает за счет охлаждения поверхностных вод, увеличения их плотности и опускания в глубину. По этой модели именно опускание вод и служит главным приводом и Гольфстрима, и всего "конвейера". Уменьшение плотности вод "противотечения" не только “выключает привод”, но и создает встречный подпор.

В этой модели с сохранением энергии все в порядке, но вот беда, вода не обладает не только сверхтекучестью, но и нулевой вязкостью. А без этого представить себе два слоя воды толщиной более километра каждый, шириной в сотню-другую километров и длиной от Баренцева моря до Мексиканского залива, движущихся один по другому без турбулентности мы, например, не можем. Такой “привод” замкнется в вертикальное кольцо, не выходя из Баренцева моря, и, конечно, не сможет “вытягивать воду из Мексиканского залива”, как нас уверяет Гагосян.

Существуют и другие модели, представляющие либо комбинации, либо суперпозиции вышеизложенных, но все они не учитывают, что противотечения являются реакцией бассейна Ледовитого океана на переполнение и не могут быть причиной притока. Они возвращают принесенные в бассейн избыточные водные массы, следовательно, прекращаются, как только избыток будет возвращен. Кроме того, переходы в таких моделях происходят спорадически, по мере опреснения или подогрева.

Между тем, если провести небольшую "инвентаризацию" долговременных колебаний климата, можно обнаружить интересные закономерности.

Оледенения в истории Земли

Список оледенений начинается в раннем протерозое с Гуронского оледенения, которое началось 2,3 млрд. лет тому назад и продолжалось более сотни миллионов лет.

В конце протерозоя, в период приблизительно 900-600 млн. лет назад, на Земле прошла череда сильнейших оледенений, по мощности которым в дальнейшем уже не было равных.

Затем отмечены оледенения на границе верхнего ордовика – нижнего силура (460-420 млн. лет назад), оледенения верхнего девона (370-355 млн. лет назад) и пермо-карбоновые (350-230 млн. лет назад).

К сожалению, конфигурация материков в те времена нам не известна. Достоверная реконструкция Пангеи (или Моногеи, как ее называет О. Иващенко) соответствует двумстам миллионам лет тому назад. Сохранялся ли моноблок материков ранее или образовался в результате сближения материковых плит, доказательно не установлено, точно так же, как и расположение этого монолита (если он тогда существовал) относительно земной оси. Поэтому вполне возможно, что эти древние оледенения являются просто ледяными шапками, образовывавшимися при попадании Моногеи в полярные области. Поэтому закономерности возникновения и исчезновения этих ледников вряд ли могут быть надежно применены в наше время.

Имеет смысл заниматься временами гораздо более близкими к нам, когда Антарктида уже "доехала" до Южного полюса и "приняла на себя" ледник, образовалась Атлантика и близкая к современной система циркуляции тепла и вещества.

К таковым относятся следующие оледенения (приведены в хронологическом порядке):

 

Около 1,8-1,5 млн. лет назад: ДУНАЙСКОЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ, – древнейшее оледенение в Альпах в начале плейстоцена или в конце плиоцена продолжительностью 3 105 лет

Около 0,93-0,8 млн. лет назад: ГЮНЦСКОЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ, – древне-плейстоценовое оледенения в Альпах продолжительностью 1,3 105лет

Около 0,5-0,4 млн. лет назад: МИНДЕЛЬСКОЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ, – раннее плейстоценовое оледенение в Альпах. Соответствует Окскому покровному оледенению на Восточноевропейской равнине, южная граница которого доходила до Оки и низовьев Припяти. Продолжительность 105 лет

Около 170-250 тыс. лет назад: САМАРОВСКОЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ – максимальное среднеплейстоценовое оледенение Западной Сибири. Соответствует Рисскому оледенению Альп, достигавшему в предгорьях максимального распространения, а также Заальскому оледенению Сев. Европы, Днепровскому (рисс I) покровному оледенению Восточноевропейской равнины, во время которого ледники продвигались двумя языками по Окско-Донской и Днепровской низменности и Московскому (рисс II) оледенению Восточноевропейской равнины. Продолжительность 8 104 лет

От 70 до 11 тыс. лет назад: ВЮРМСКОЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ, – последнее плейстоценовое оледенение в Альпах. Сопоставляется по времени с Зырянским покровным оледенением на севере азиатской части России, Висконсинским оледенением в Северной Америке, Вислинским оледенением Северной и Центральной Европы и Валдайским покровным оледенением на Восточноевропейской равнине. Последнее, Валдайское оледенение – покровное позднеплейстоценовое оледенение Восточноевропейской равнины (от 70 до 11 тыс. лет назад), в котором различают: ранневалдайское – Тверское – оледенение (около 70-50 тыс. лет назад), во время которого южная граница ледника доходила до района современного г. Тверь и поздневалдайское – Осташковское – оледенение (33-11 тыс. лет назад), – второе позднеплейстоценовое покровное оледенение Восточноевропейской равнины. Общая продолжительность всей серии 6 104 лет.

 

Следует сразу же отметить, что все эти оледенения носили локальный характер. Доказательство этому получено (в виде побочного эффекта) при бурении скважин на атоллах в поисках полигона для испытания водородных бомб. В частности, скважины на атолле Эниветок, находящегося на склоне океанического желоба и постепенно опускавшегося, показали, что в течение последних 60 млн. лет на нем непрерывно нарастал коралловый слой. Это означает, что, во-первых, температура окружающих океанских вод за все это время не опускалась ниже + 20 градусов. Во-вторых, не было никаких быстрых изменений уровня океана в экваториальной зоне. А это означает, что за последние 60 млн. лет ни глобальных похолоданий, ни мировых “потопов” не было.

Легко также заметить, что в последние 2 млн. лет изменения климата имели периодический характер, что продолжительность оледенений и межледниковий монотонно уменьшалась и сократилась, по меньшей мере, в 5 раз, даже если пренебречь тонкой структурой последнего оледенения. Следовательно, нужно искать, во-первых, колебательную систему, во-вторых, такой процесс, который бы линейно менял параметры системы. Этим требованиям не отвечают ни Лабрадорское течение, которое "сбивает Гольфстрим с пути истинного", ни опреснение вод Ледовитого океана, которое “останавливает Атлантический конвейер".

Океанические колебательные системы

1. Система Ледовитого океана

На роль такого "вибратора" подходит относительно замкнутый бассейн Ледовитого океана с "исландским протоком" – Датским проливом и "проливом" между Исландией и Шотландией (Берингов пролив способен только "шунтировать" колебания, так же, как и водный лабиринт между Гренландией и Канадой). Ледовитый океан может то накапливать водные массы из Атлантики, то возвращать их через "исландский проток". При этом следует иметь в виду, что перепад уровней в один метр обеспечивает скорость течения около трех метров в секунду, поэтому никаких "сверхпотопов" не требуется.

Зная объем Ледовитого океана (16,7 106 км3), его площадь (14,8 106 км2) и сечение "исландского протока" (~ 500 км2), можно было бы рассчитать период колебаний такой системы, однако особой необходимости в этом нет. Дело в том, что основная мода колебаний могла бы быть реализована, если бы не замерзание и таяние "рабочего тела" – воды. Эти агрегатные переходы существенно затягивают фазы накопления и расходования потенциальной энергии (надземные ледники то изымают, то возвращают избыток воды) и превращают синусоиду практически в меандр.

Но Ледовитый океан как вибратор и без того имел низкую добротность, а благодаря агрегатным переходам рабочего тела становится способен лишь на вынужденные колебания. Кроме того, в нем отсутствует источник энергии, который мог бы обеспечить колебательный процесс. Вынуждающим фактором и источником энергии может быть только северная ветвь Северо-Атлантического течения, одна из тех ветвей, на которые делится Гольфстрим. Проходя вдоль "исландского протока", это течение может возбуждать колебания в вибраторе Ледовитого океана, которые, кстати, недавно обнаружены при спутниковых измерениях. Однако, как показали эти измерения, эти колебания имеют очень короткий период (12-14 лет). Такие колебания могут сбивать с толку океанологов и провоцировать возникновение различных "противоточных" моделей, но они не в состоянии служить причиной оледенений. Для этого нужна система, оперирующая большими объемами и движущимися массами.

 

2. Экваториальная атлантическая система

Поэтому следует обратить внимание на точку первого большого разветвления Гольфстрима на Азорском плато (возвышении Срединно-Атлантического хребта, вершинами которого являются Азорские острова, рис.2). Именно здесь определяются массы Северо-Атлантического и Канарского течений.

Эта точка крайне чувствительна к смещению неразделенного потока по широте: достаточно отклонения на несколько градусов к северу или югу и практически весь Гольфстрим превратится либо в Северо-Атлантическое, либо в Канарское течение. Поэтому решающее значение приобретает меридиональная компонента скорости Гольфстрима, получаемая им при его образовании в Вест-Индии. Но и Вест-Индия не является решающим звеном.

Схема формирования Гольфстрима
Рис.3. Схема формирования Гольфстрима.

Гольфстрим представляет собой суммарный поток, образованный слиянием Флоридского течения, вытекающего из Мексиканского залива, и Северного пассатного атлантического течения (рис. 3). В результате слияния их широтные компоненты скорости практически полностью компенсируются, а меридиональные частично суммируются, поэтому Гольфстрим почти до широты Нью-Йорка течет на север, затем эффект Кориолиса отклоняет его к востоку. Таким образом, поведение Гольфстрима зависит от соотношения масс и скоростей сливающихся в нем течений.

Но течение из Мексиканского залива (и Карибского моря) очень сильно зависит от объема и скоростного напора той части Южного пассатного атлантического течения, которая отклоняется в северное полушарие Бразильским выступом, точнее, шельфовым продолжением бразильского мыса Сан-Роке.

Незначительное ослабление последнего приведет к снижению скорости течения во Флоридском проливе, Гольфстрим пройдет по шельфу и потеряет в меридиональной скорости (широтная компонента, понятно, не изменится, ибо она определена вращением Земли). В итоге Гольфстрим пересечет Атлантику под меньшим (по отношению к экватору) углом и попадет на южный фас Азорского плато. Результатом этого будет полное или почти полное "выключение" Северо-Атлантического течения. В свою очередь, усиленное Канарское течение сместит к югу экваториальные пассатные течения Атлантики, еще более ослабит приток на север южных вод и ... приведет к образованию системы двух кольцевых течений по обе стороны экватора

Вот теперь мы и подошли к тому линейному во времени процессу, который ответственен и за существование цикла "потепление – оледенение", и за уменьшение его длительности. Это расширение Атлантического океана в Атлантическом рифте.

Расширение этого рифта, причем по всей его длине, составляет в среднем около 10 см в год. За 2 млн. лет это составит примерно 200 км. На первый взгляд, не так много, но дело в том, что материковые плиты движутся не на плоскости, а по поверхности сферы, поэтому вынуждены поворачиваться. При этом происходят процессы, воздействующие на ситуацию в Атлантике в противоположных направлениях: меняются параметры пролива Дрейка, его конфигурация и сечение; бразильский выступ уходит от экватора на юг; мелеет проток между материком Латинской Америки и Антильской островной дугой; ось Флоридского пролива поворачивается в северном направлении и т.п.
Так, например, расширение пролива Дрейка усиливает Антарктическое циркумполярное течение и ослабляет Мальвинское течение, способствуя возникновению Южного кольца, а поворот бразильского выступа отклоняет в северное полушарие все большую часть южного экваториального течения, разрывая это кольцо. Можно найти и другие подобные пары.

Образование в Южной Атлантике замкнутого кольца течений автоматически приводит к появлению аналогичного (вращающегося в противоположную сторону) кольца в Северной Атлантике и наоборот. Налицо положительная обратная связь, обеспечивающая два предельных состояния, схемы которых показаны на рис. 4.

Схема предельных состояний системы течений в Атлантическом океане
Рис. 4. Схема предельных состояний системы течений в Атлантическом океане.

Одно из них (рис. 4 слева) крайне неустойчиво из-за малой емкости бассейна Северного Ледовитого океана, переполнение которого приводит к подъему уровня вод, тормозящего проникновение вод Северо-Атлантического течения в Исландскую котловину и далее и создающему встречные холодные течения. Поэтому система быстро переходит в метастабильное состояние (рис.2) динамического равновесия между притоком вод в уже наполненный бассейн Ледовитого океана и оттоком из него. Это состояние весьма чувствительно к воздействиям, направленным на образование кольцевых течений, но практически невосприимчиво к противоположным воздействиям по соображениям минимизации энергозатрат. Ситуация подобна камню на крутом склоне – даже мелкая вибрация вызывает его сползание.

А вот система кольцевых течений действительно устойчива, так как обладает минимумом энергии. По-видимому, система кольцевых течений возникла вскоре после образования Атлантического океана, сохранялась почти двести млн. лет и в течение всего этого периода оледенений не было. Существовали полярные ледяные шапки в пределах полярных кругов сравнительно малой толщины, так как для образования мощных наземных ледников нужны не только соответствующие температуры, но и соответствующий приток влаги. В Восточной Сибири, например, температурный режим вполне достаточен для создания и сохранения вечной мерзлоты, но вот оледенения там нет – нет притока влаги.

Впервые переход системы атлантических течений в метастабильное состояние произошел около двух млн. лет тому назад то ли из-за поднятия Южного Антильского хребта, породившего Мальвинское течение и тем самым разомкнувшего Южное кольцо, то ли из-за поднятия Азорского плато, разомкнувшего Северное кольцо. Как бы то ни было, теплые экваториальные воды пошли в Арктику, довольно быстро растопили часть морских паковых льдов и переполнили бассейн Ледовитого океана, система перешла в метастабильное состояние и должна была бы достаточно быстро вернуться к исходному состоянию, но, вместо этого, наступило дунайское оледенение.

Чтобы понять причину, необходимо обратиться к процессам в воздушном океане, ведь именно воздушные потоки ответственны за доставку влаги на материки. Так, например, в настоящее время воздушные потоки забирают над Гольфстримом и переносят на север более 20 тыс. км3 воды в год. Пока эта вода изливается в Исландское, Норвежское и Баренцево моря, качественных изменений не происходит, – действительно, какая разница, доставлена она водным или воздушным путем.

Совсем иное дело, если эти осадки происходят на сушу при температуре ниже точки замерзания. Сразу же начинается рост ледников и альбедо, включается еще одна положительная обратная связь: растет отражение, температура понижается, ледники растут еще быстрее и т. д.

Иначе говоря, южные воды продолжают поступать на север и … исчезают из кругооборота.

Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Воздушный океан, в отличие от водного, не рассечен материками, поэтому имеет существенно более регулярную систему течений (см. рис. 5).

Система глобальной атмосферной циркуляции
Рис.5. Система глобальной атмосферной циркуляции. На этом рисунке сплошными линиями показаны высотные потоки, прерывистыми – приповерхностные.

Для нас существенны 2 из 6 зон глобальной атмосферной циркуляции: северная полярная и среднеширотная. В не кольцевом режиме и в начале метастабильного состояния теплый влажный воздух над Северо-Атлантическим течением попадал в восходящий глобальный атмосферный поток (на широте около 600) над Баренцевым морем. Здесь он отдавал свою влагу, пополняя Ледовитый океан, и тепло, которое уходило в верхние слои атмосферы и излучалось. По мере перехода к кольцевому режиму циклоны, эти главные переносчики тепла и влаги, все больше попадали в приземные потоки глобальной атмосферной циркуляции (текущие с юго-запада на северо-восток), взаимодействие с которыми (рис. 6) вынуждало их двигаться в восточном и юго-восточном направлениях. При этом их запасы влаги стали изливаться на материк, а тепло оставаться в приземном слое. Отсюда, во-первых, растущая среднегодовая норма осадков, прежде всего, в Европе вдоль предгорий хребтов широтного простирания, во-вторых, пресловутое потепление климата.

Схема взаимодействия циклона с потоком глобальной циркуляции
Рис.6. Схема взаимодействия циклона с потоком глобальной циркуляции. Циклон смещается по стрелке А.

Однако, ситуация продолжает качественно меняться при дальнейшем приближении системы к устойчивому кольцевому состоянию. Снижение количества приносимого в Арктику тепла достигает критического значения, при котором снег и лед не успевают растаять за лето. С этого момента начинается бурный рост материковых ледников, который продолжается до толщин в несколько километров (при этом осадки начинают выпадать на южных склонах ледников) и до выхода южных границ оледенения в средние, хорошо "отапливаемые" широты. Процесс оледенения останавливается, затем "радиационная" положительная обратная связь запускает его в обратном направлении.

К этому времени система атлантических течений уже находится в устойчивом кольцевом состоянии, но к уравновешивающим друг друга потокам теперь добавляются талые воды ледников, которые смещают кольца еще дальше к югу. Устанавливается новое динамическое равновесие с перетоком северных вод на юг. Оно удерживается не только до таяния ледников, но и продолжается еще некоторое время до возникновения превышения уровня Атлантики над уровнем Ледовитого океана. Этот перепад переключает состояние системы, и процессы повторяются.

"Высокочастотные" колебания уровня Ледовитого океана и течения в "исландском протоке", Южное циркумполярное и Мальвинское течения, конечно, вносят свой вклад, но только в те сравнительно короткие промежутки времени, когда система близка к переключению.

Вполне очевидно, что длительность накопления конечных объемов льда в материковых ледниках зависит от интенсивности переноса влаги, а интенсивность переноса растет с расширением Атлантического океана и поворотом литосферной латиноамериканской плиты.

Резюме.
Оледенения Северной Атлантики в течение последних 2-х миллионов лет вызваны релаксационными явлениями в системе океанических течений всего Атлантического океана.

Ключевыми точками системы являются Азорское плато и шельфовая отмель мыса Сан-Роке. Дополнительное воздействие на состояние системы оказывают Южный Антильский хребет (близ Антарктиды) и Антильская островная дуга (на экваторе).

Продолжительность фаз процесса при фиксированном ледниковом депозитарии в Северо-Атлантическом регионе определяется мощностью Атлантических пассатных течений и положением Бразильского выступа относительно экватора.

В настоящее время мы находимся в последней стадии метастабильного состояния, очень близко к фазе оледенения.

Близость источника влаги, смещение полюса холода от Оймякона и Верхоянска к Северной Земле, а также наличие "центров кристаллизации" в виде скандинавского возвышения обеспечивают стремительность роста ледникового щита.

Следует ожидать заметного увлажнения климата Сахары и среднеазиатских пустынь, потепления в Восточной Сибири и покрытия ледником Исландии, Скандинавии, Северо-запада России, Балтики и прилегающих к ней районов в пределах, несколько меньших, чем при Вюрмском оледенении (оно же Вислинское, Валдайское, а также Висконсинское и Зырянское).

 

Приложение.

Некоторые результаты наблюдений, имеющие отношение к тематике статьи

1. Вторая антарктическая скважина в рамках европейского проекта EPICA прошла через всю толщу ледника и достигла грунта… 17 января этого года бур достиг нижней границы ледника на глубине 2774 метра… По предварительным оценкам, возраст самых нижних слоев льда, поднятого из скважины, составляет 900 тысяч лет.

2. По данным Генри Стоммела около Флориды температура вод Гольфстрима до глубины 1500 м достигает 200С. Скорость его достигает 220 км/сутки.

3. Космический спутник НАСА подтверждает, что скорости вертикальной циркуляции вод в Северной Атлантике убыстряются и замедляются на 20-30% в течение 12-14-летних циклов.

4. Сирпа Хэккинен и Питер Райнс зафиксировали замедление субполярного морского течения, просмотрев альтиметрические данные за 1980-е и 1990-е годы, полученные с франко-американского спутника и других спутников (ERS-1, ERS-2, Seasat, Geosat), а также показатели приборов, замеряющих скорость морских течений. Это замедление, в частности, отмечено в субполярном течении Северной Атлантики, между 50 и 65 градусами северной широты.

5. Группа исследователей под руководством Гарри Брайдена (Harry Bryden) из британского Национального океанографического центра в Саутгемптоне (National Oceanography Centre, Southampton) обнаружила, что теплое течение, которое несет к северу воды Гольфстрима, в последнее время ослабло на 30%.

6. Один из примеров резкой смены климата – потепление, произошедшее в конце Позднегляциального периода, когда ледники в последний раз начали отступать. Период продолжался с 13000 до 8300 лет до н.э. Согласно анализу ледяных ядер Гренландии в конце позднего Триаса, 8850 – 8300 лет до н.э., температура стала быстро расти и буквально в пределах нескольких десятилетий на смену тундре в Северной Европе и Канаде пришли леса.