Катастрофы в природе: климат и погода. Факты, причины, гипотезы и последствия Батыр Каррыев

© Батыр Каррыев, 2019

ISBN 978-5-0050-1349-1

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Предисловие

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.

«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.

Своим состоянием он обязан Солнцу – звезде, в которой сосредоточенно 99,866% суммарной массы всей Солнечной системы. Каждую секунду термоядерный процесс превращает четыре миллиона тонн солнечного вещества в чистую энергию, которая в форме электромагнитных волн примерно за восемь минут достигает Землю и становится источником жизни на ней.

Солнечная система образована звездой и вращающимся вокруг неё восьмью планетами с более 63-мя спутниками (на 2018 год), несколькими десятками комет, огромным количеством астероидов и множеством метеороидов. Все космические тела движутся по своим траекториям вокруг Солнца. Четыре ближайшие к нему планеты определены как планеты земной группы. Это Меркурий, Венера, Земля и Марс в основном состоящие из силикатов и металлов. Более удалённые от звезды образования называются газовыми планетами-гигантами. Это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В Солнечной системе обнаружены четыре карликовые планеты: Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа, а в целом их вероятно больше.

Несмотря на очевидное подчинение жизни на планете Солнцу время от времени оно напоминает о себе в виде магнитных бурь и северных сияний, разгадка причин которых найдена менее двухсот лет назад. В 1859 году произошло «Событие Кэррингтона» сильнейшая за всю историю наблюдений геомагнитная буря на Земле. Её вызвал супершторм (Solar Superstorm) – вспышка на Солнце с мощным корональным выбросом, достигшим Земли через 17 часов 40 минут, а не как обычно через двое-трое суток. Журнал «Scientific American» 16 октября 1859 сообщал: «Теперь полностью установлена связь между вспышками света на северном полюсе и электромагнитными силами».

Энергия длящейся нескольких минут вспышки достигает миллиардов мегатонн тринитротолуола (ТНТ). Благодаря своей атмосфере и магнитосфере Земля избегает их катастрофических последствий, но вбрасываемые Солнцем плазменные облака вызывают геомагнитные бури, а жёсткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение влияет на состояние верхней атмосферы. Считается, что подобные событию Кэррингтона бури возникают на Земле раз в пятьсот лет. Мощные, но более слабые, геомагнитные бури происходили в 1921, 1960 и 1989 годах. Возможны и более мощные, чем в 1859 году геомагнитные бури.