Михаил Будыко - Путешествие во времени [Сборник эссе]

Даже сравнительно крупные изменения климата, которые развивались на протяжении многих тысяч и тем более миллионов лет, не приводили, как показывают данные палеонтологии, к массовому вымиранию организмов. Наиболее яркие примеры таких изменений климата относятся к случаям развития обширных оледенений, в частности хорошо изученных оледенений плейстоцена.

В ледниковые эпохи этого времени (которое продолжалось около 1 млн лет) резко изменялись климатические условия в тех областях средних и высоких широт, где возникали оледенения. Одновременно с этим изменялся климат на всех широтах, включая тропики, где наряду с некоторым похолоданием существенно менялись условия увлажнения.

Эти значительные изменения климата, оказавшие очень большое влияние на живую природу, не приводили к массовым вымираниям организмов. Причина этого была проста — при медленных изменениях климата не происходило разрушения экологических систем. Эти системы сохранялись в определенных географических зонах, которые перемещались по мере изменения климата. В средних широтах северного полушария при похолоданиях такое перемещение происходило в основном с севера на юг.

При этом и в структуре географических зон, и в экологических системах развивались постепенные изменения, способствующие эволюции организмов, входящих в эти системы. Однако массового вымирания организмов в таких случаях не возникало.

Легко представить себе, что случилось бы с животными и растениями, если бы аналогичные изменения климата произошли не за тысячи лет, а за один-два года. Не подлежит сомнению, что в таком случае имела бы место грандиозная экологическая катастрофа, связанная с вымиранием множества видов животных и растений.

В первом очерке этого сборника говорится, что такая катастрофа может возникнуть при значительном увеличении массы твердых и жидких частиц (аэрозоля) на высотах в 10–20 км, т. е. в нижней стратосфере. Частицы размером в 0,1–1,0 мкм, попавшие в стратосферу, задерживаются там в течение десятков месяцев. Аэрозольные частицы указанного размера ослабляют приток солнечной радиации, поступающей в нижние слои воздуха, что приводит к изменению климата в сторону похолодания.

Сравнительно часто масса аэрозоля в стратосфере возрастает после взрывных вулканических извержений, когда взрыв выбрасывает в высокие слои воздуха твердые частицы и содержащие серу газы, из которых формируются маленькие капли концентрированной серной кислоты.

Первым, кто обратил внимание на возможное влияние на климат газов и пыли от извержений вулканов, был Б. Франклин. Он высказал мнение, что именно крупное извержение вулкана в 1783 г. вызвало «сухой туман», т. е. мглу, сопровождавшуюся холодным летом и низкими урожаями в Европе и Северной Америке. В дальнейшем другие авторы установили, что после вулканического извержения взрывного характера происходит резкое уменьшение солнечной радиация, достигающей земной поверхности. В таких случаях среднее для больших территорий значение прямой радиации в течение нескольких месяцев или лет может уменьшиться на 10–20 %.

За время существования мировой сети метеорологических станций (которое, как можно условно считать, начинается с 1880 г.) было несколько крупных извержений взрывного типа, из которых одно произошло совсем недавно (в 1982 г. вулкан Эль-Чичон в Мексике). Наиболее сильным из взрывных извержений, происшедших в это время, было извержение вулкана Кракатау (1883 г. в Индонезии). После этого извержения в атмосферу было выброшено примерно 20 км 3пемзы и пепла, причем в результате взрыва возникли морские волны, пересекшие весь Тихий океан и проникшие в Атлантический. Во всем мире после извержения наблюдались необычайно яркие закаты, которые объяснялись влиянием на рассеянную солнечную радиацию резкого увеличения массы стратосферного аэрозоля.

Точно определить понижение температуры нижнего слоя атмосферы после извержения Кракатау трудно, поскольку в начале 80-х годов прошлого века мировая сеть метеорологических наблюдений была еще очень редка и несовершенна. Можно предполагать, что понижение средней температуры в северном полушарии составляло примерно 0,5 °C.

Гораздо большие по сравнению с Кракатау взрывные извержения происходили в более раннее время. Самым значительным за последние два столетия было извержение вулкана Тамбора (1815 г., Индонезия), в результате которого в атмосферу поступили 150–180 км 3пемзы и пепла.