Хенрик Свенсмарк - Леденящие звезды. Новая теория глобальных изменений климата

• Название: Леденящие звезды. Новая теория глобальных изменений климата
• Автор: Хенрик Свенсмарк
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-91678-093-2

Как образуются облака? Оказывается, «виновники» этого процесса — космические лучи. А от облачного покрова зависит температура нашей планеты. Больше космических лучей — на Земле холоднее. Потоки заряженных частиц из космоса уменьшаются — планета теплеет. Так все просто? Нет, конечно же, не просто; картина куда более сложная и… захватывающая!

В своей книге, впервые выходящей на русском языке, датский физик Хенрик Свенсмарк и английский писатель, популяризатор науки Найджел Колдер объясняют, каким образом наше родное Солнце и далекие галактики участвуют в формировании погоды над нашими головами.

---

Это открытие привело к сегодняшнему представлению о связи Солнца и земного климата. Первые шаги в этом направлении были сделаны в 1960-е годы. Роджер Брей из Департамента научных и промышленных исследований Новой Зеландии проследил колебания солнечной активности, начиная с 527 года до н. э., и обнаружил, что содержание в атмосфере изотопов углерода связано с другими показателями слабой магнитной активности Солнца.

Один из таких признаков — уменьшение пятен на солнечном лике, так как пятна эти не что иное, как области сильного магнетизма. Сохранились сведения о полярных сияниях, полыхавших в северных небесах в ответ на активность Солнца. Согласно этим сведениям, в те годы, когда возрастало количество радиоактивного углерода, полярных сияний почти не наблюдалось. И что более примечательно, Брей отметил связь между спокойным Солнцем, деловитостью космических лучей и зафиксированным в истории разрастанием ледников, сунувших свои холодные рыла вниз, в долины. Продвижение ледников особенно было заметно в XVII–XVIII веках, когда случился самый холодный эпизод малого ледникового периода.

Впрочем, некоторые ученые более преуспевают в раскрутке своих идей, и уже через несколько лет Брея позабыли. Джек Эдди, работавший в высотной обсерватории в Колорадо, придумал щегольское название для весьма необычного состояния Солнца в конце XVII столетия. В докладе, сделанном в 1976 году, он рассказал об этом явлении и назвал его в честь Уолтера Маундера, занимавшегося наблюдениями за Солнцем в Королевской обсерватории в Гринвиче, — «минимум Маундера». Еще в 1890-е Уолтер Маундер заинтересовался состоянием Солнца в период с 1645 по 1715 год, когда солнечные пятна практически исчезли.

Яркие определения, такие как «большой взрыв», «черная дыра», играют немаловажную роль в распространении научных идей, и Эдди понимал, что не прогадает с минимумом Маундера.

«Я знал: чтобы люди приняли мою трактовку неправильного поведения Солнца, мне нужно было сделать свой „товар“ как можно более привлекательным, поэтому я искал такое название, которое легко было бы запомнить. В словосочетании „минимум Маундера“, где повторяется буква „м“, было что-то ономатопоэтическое[5]. Думаю, придумав это название, я немного поработал и на самого Маундера, притом что он позаимствовал эту идею у [Густава] Шпёрера, который был известным немецким астрономом. Сразу после публикации моя работа подверглась критическому обстрелу, и несколько пуль прилетели из Германии. „Знаете, а ведь вы назвали это явление в честь совсем не того человека“, — упрекали меня. „Да знаю, знаю“, — мог бы ответить я»[6].

Позже в качестве некой компенсации имя Шпёрера присвоили периоду с 1450 по 1540 год, когда также наблюдалась низкая солнечная активность и высокий уровень космических лучей. Более короткие эпизоды похожего типа, с 1300 по 1360 и с 1790 по 1820 годы, называются соответственно минимумы Вольфа и Дальтона. Эти четыре эпизода «слабого Солнца» разделены небольшими перерывами, когда оно восстанавливало свои силы, и это объясняет, почему историки климата не могут прийти к согласию и определиться, с какого же момента вести отсчет малого ледникового периода. Зато в его суровости не приходится сомневаться: ледники снесли фермы и деревни, подобно бульдозерам; передышки на лето были болезненно короткими; люди повсеместно умирали от голода.

Скрипичный мастер Антонио Страдивари жил во время минимума Маундера. Тогда деревья в Европе росли очень медленно, что подтверждают самые узкие годовые кольца за последние пятьсот лет. Может, поэтому цена скрипок Страдивари сегодня столь высока? В 2003 году дендролог, специалист по годовым кольцам Генри Гриссино-Майер из университета Теннесси и климатолог Ллойд Беркл из Колумбийского университета, изучая скрипки Страдивари, сделали интересное открытие. Они заметили, что благодаря тонким годовым кольцам древесина, которую использовал скрипичных дел мастер, была особенно плотной и твердой. Вероятно, в этом причина ее необыкновенных музыкальных качеств, которые никому так и не удалось впоследствии воссоздать.

Разногласия среди поклонников Солнца

Астрофизики, как, впрочем, и климатологи, были очарованы минимумом Маундера. Более четверти века астрономы вели постоянные наблюдения за звездами солнечного типа и выяснили, что иногда их магнитная активность может идти на спад, так же как это случилось с нашим Солнцем триста лет назад. В 1993 году Роберт Ястров из обсерватории Маунт-Вилсон (Калифорния) и Сэлли Балиунас из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики сделали доклад, где сообщали, что среди двенадцати наблюдаемых звезд солнечного типа большая часть показала циклы активности, подобные солнечным циклам, в то время как одна из них — Тау Кита — была практически неактивной в магнитном смысле. Но наиболее показательным было поведение другой звезды, 54 Рыб: она вела себя нормально до 1980 года, а затем ее магнитная активность внезапно снизилась и оставалась крайне низкой, как если бы она вошла в состояние, похожее на минимум Маундера.

Первым, кто обратил внимание Джека Эдди на теорию Маундера о том, что Солнце лишилось своих пятен во времена малого ледникового периода, был Юджин Паркер. Этот физик из Чикагского университета разработал теорию солнечного ветра, согласно которой Солнце служит магнитным щитом против космических лучей. И в 2000 году на конференции в Тенерифе Паркер призвал уделить больше внимания именно таким изменениям других звезд.

«Из наблюдений над некоторыми звездами солнечного типа мы знаем, что часть из них потеряла 0,4 процента своей светимости за очень малый срок. Если бы такое происходило и с Солнцем, это могло бы привести к быстрому наступлению холода, что, видимо, и произошло триста лет назад, в период, называемый минимумом Маундера, когда солнечная активность была минимальной. Чтобы выяснить, на что способно наше Солнце, нам необходимо организовать автоматическую систему, которая будет наблюдать за тысячей звезд солнечного типа»[7].

Как и многие другие ученые, например, Джек Эдди и Сэлли Балиунас, Юджин Паркер считает, что роль Солнца в изменениях климата очень важна и что именно бездействие Солнца привело к понижению температур во время малого ледникового периода. По мнению этих ученых, на климат влияют собственно изменения в интенсивности видимых и/или невидимых солнечных лучей. Увеличение потока космических лучей во время малого ледникового периода, с их точки зрения, — это лишь симптом солнечной слабости, а не причина похолодания.

В противоположность им авторы этой книги рассматривают спад солнечной мощности только как один из факторов, приведших к воцарению холода на Земле. В 1996 году Свенсмарк впервые заметил, что набирающий силу поток космических лучей ведет за собой армии облаков, остужающих планету. Но, отстаивая свою точку зрения, он вынужден был сражаться на два фронта: с теми, кто вообще отрицал роль Солнца, и с теми, кто считал, что вклад Солнца очень важен, но не признавал влияния космических лучей на климат. В непрекращающихся спорах связь климата и Солнца стала даже более твердой и убедительной.

Дрейфующие льды

В Исландии и Гренландии жертвами малого ледникового периода стали викинги, поселившиеся на островах до того, как лед загромоздил побережья. Исландцев поразил голод, а в Гренландии умерли все новые поселенцы, хотя аборигенам удалось пережить холода. Лед двигался на юг, завоевывая все новые территории, и по мере продвижения к Атлантическому океану таял, освобождая чужеродные гравий и песок, которые мы и по сей день можем найти на дне океана.

Глубоко под беспокойными волнами донные организмы и медленный дождь из раковин моллюсков, а также мусора с поверхности океана в течение миллионов лет молчаливо выстраивают уровень за уровнем осадочную породу. Если вы, находясь на исследовательском судне, мерно покачивающемся на поверхности, воткнете длинные трубки в морское дно, то сможете получить образцы многослойного грунта, различного по цвету и составу. Глаза специалиста читают эти слои, как страницы исторической книги, возвращаясь назад во времени, — чем глубже слой, тем древнее события.

Если среди довольно невзрачных раковинных отложений белого цвета, характерных для теплых условий, встречаются прослойки ила или песка, это говорит о наступившем похолодании. Плавающий лёд может переносить осадочные материалы на очень большие расстояния и, растаяв, сбрасывает их на дно. Изучение грунта со дна Северной Атлантики доказывает, что малый ледниковый период — лишь последний в цепочке других, зачастую более серьезных похолоданий, длившихся приблизительно по полторы тысячи лет. До минимума Маундера был еще один печальный период, начавшийся около 800 г. до н. э. и совпавший с переходом от бронзового века к железному. Это был один из тех моментов, когда перевал Шнидейох вновь перекрыли льды. На археологической площадке в Фрисландии (Нидерланды) были найдены свидетельства того, что холодная и дождливая погода в этом районе привела к повышению уровня воды, и люди, обитавшие в низине, были вынуждены покинуть свои деревни. Эти события также происходили при попустительстве ленивого Солнца. В 1997 году палеоэколог Бас ван Гел из Амстердамского университета поведал об этих находках Свенсмарку и Колдеру, прокомментировав свое сообщение следующим образом: