Глава 3 - Земля
Катаклизмы
Взглянем теперь на так называемые «катастрофы» в истории Земли. Катастрофами их окрестили мы, разумеется (благо что и поправить нас некому), но таковыми они являются только с точки зрения нас — ну, может, еще и других живых существ. Для самой-то Земли это, надо полагать, «текущие» процессы, ничем особо не выделяющиеся.
идеи
По современным оценкам за последний миллиард лет на Земле случилось 4 Великие Катастрофы: 650, 230, 65 и 35 миллионов лет назад.
Первую из них, 650 миллионов лет назад, связывают с самым большим оледенением в истории Земли: считается, что тогда ледники доходили до экваториальной зоны. Потом потеплело и жизнь стала возрождаться.
Вторую, 230 миллионов лет назад, — тоже с похолоданием, хотя и не таким сильным: ледники захватили полярные области и умеренные широты. В периоды оледенений большие массы воды «изымаются» из океанов, климат становится засушливым, снижается соленость океанской воды и многие организмы этого не выдерживают — считается, 97% морских организмов тогда вымерло, хотя наземной фауны и флоры катастрофа не коснулась (по крайней мере столь масштабно).
Третья, 65 миллионов лет назад, — самая загадочная в геологической истории: внезапно вымерли динозавры и другие рептилии, господствовавшие на Земле 100 миллионов лет до того… Вместе с ними вымерли многие виды морских организмов. Во времена динозавров климат был теплым, к их исчезновению похолодало.
Потом наступил «век млекопитающих» и тоже было тепло — до 35 миллионов лет назад, когда снова очень быстро (примерно за 100 тыс лет) похолодало. Кстати, многие ученые склонны считать, что это похолодание существенно увеличило скорость эволюции — и, значит, способствовало появлению человека.
Есть, однако, и другие оценки:
крупные катастрофы, когда погибало 95% всего живого на Земле, случались трижды — 247, 220 и 65 млн лет назад;
менее крупные, когда погибало 20 – 50% живого, случались 194, 163, 144, 125, 91, 38 и 11 млн лет назад.
Если расположить все эти «даты» в линейку, интервалы между ними окажутся около 26 – 27 млн лет.
Некоторые ученые «привязывают» это к периоду появления гипотетической Немезиды: когда она приближается к Солнцу (и находится в районе около половины светового года от него, что продолжается около миллиона лет), начинается дружный «сбой» в орбитах комет — и они (часть) начинают падать на Землю и Луну гораздо чаще, чем обычно…
Во всех мировых религиях есть понятие «конец света». Исходя из представлений современной космологии — мы об этом много толковали в первой главе — этому термину могли бы соответствовать либо «тепловая смерть», либо коллапс Вселенной. Однако ни то, ни другое как-то не очень похоже — скорее всего, мифологическо-религиозные отголоски подразумевают под концом света одну из вот этих катастроф, когда погибло все — ну или очень много — живого. И во всех же религиях такой «конец света» повторяется неоднократно, то есть является цикличным. Какие же здесь могут быть циклы?
Землетрясения
Крупные землетрясения XX века
(М=7.0 и более [по шкале Рихтера])
(отмечены нанесенные на карту)
|
дата |
место |
шир. |
Долг. |
М |
погибло |
|
|
|
|
|
|
|
|
09/12/1802 |
Япония, Садо |
38 N |
139 E |
|
|
|
10/07/1804 |
Япония |
|
|
|
|
|
25/09/1810 |
Япония, Акита |
40 N |
140 E |
|
|
|
16/12/1811 |
Америка, Нью-Мадрид |
37 N |
95 W |
|
|
|
13/12/1821 |
Япония |
|
|
|
|
|
19/11/1822 |
Чили, Консепсьон |
37 S |
73 W |
|
|
|
07/11/1837 |
Чили, Вальдивия |
40 S |
73 W |
|
|
|
25/04/1843 |
Япония, Нэмуро |
43 N |
146 E |
|
|
|
08/05/1847 |
Япония, Нагано |
36 N |
138 E |
|
|
|
09/07/1854 |
Япония, Токайдо |
35 N |
139 E |
|
|
|
23/12/1854 |
Япония, Токайдо |
35 N |
139 E |
|
|
|
23/01/1855 |
Н.Зеландия, Веллингтон |
42 S |
175 E |
|
|
|
11/11/1855 |
Япония, Эдо (Токио) |
36 N |
140 E |
|
|
|
23/08/1856 |
Япония, Хоккайдо |
41 N |
143 E |
|
|
|
09/01/1857 |
Америка, Форт-Тэйон |
37 N |
120 W |
|
|
|
16/12/1857 |
Италия, Неаполь |
41 N |
15 E |
|
|
|
09/04/1858 |
Япония, Хида (Гифу) |
|
|
|
|
|
05/01/1859 |
Япония, Ивами |
|
|
|
|
|
02/04/1868 |
Гавайи |
20 N |
157 W |
|
|
|
13/08/1868 |
Чили, Арика |
18 S |
70 W |
|
|
|
14/03/1872 |
Япония, Хамада |
|
|
|
|
|
26/03/1872 |
Америка, Оуэнс Валлей |
37 N |
120 W |
|
|
|
09/05/1877 |
Чили, Иквик |
16 S |
70 W |
|
|
|
22/02/1880 |
Япония, Иокогама |
35 N |
139 E |
|
|
|
31/08/1886 |
Америка, Чарлстон |
33 N |
80 W |
|
|
|
28/10/1891 |
Япония, Гифу |
36 N |
137 E |
|
|
|
04/06/1893 |
Россия, Курилы |
43 N |
147 E |
|
|
|
22/03/1894 |
Япония, Нэмуро |
43 N |
146 E |
|
|
|
20/06/1894 |
Япония, Токио |
36 N |
140 E |
|
|
|
22/10/1894 |
Япония, Сенай |
|
|
|
|
|
15/06/1896 |
Япония, Санрику |
|
|
|
|
|
31/08/1896 |
Япония |
|
|
|
|
|
12/06/1897 |
Индия, Ассам |
25 N |
93 E |
|
|
|
03/09/1899 |
Аляска, Яктат |
63 N |
165 W |
|
|
|
18/04/1906 |
Америка, Сан-Франциско |
38 N |
123 W |
8.3 |
503 |
|
17/08/1906 |
Чили, Вальпараисо |
33 S |
71 W |
8.6 |
20 000 |
|
28/12/1908 |
Италия, Мессина |
38 N |
15 E |
7.5 |
83 000 |
|
13/03/1909 |
Япония |
|
|
|
|
|
18/02/1911 |
Россия, Памир |
38 N |
73 E |
|
|
|
15/06/1911 |
Япония |
|
|
|
|
|
12/01/1914 |
Япония, Сакурадзима |
|
|
|
|
|
15/03/1914 |
Япония, Акита |
|
|
|
|
|
13/01/1915 |
Италия |
|
|
7.5 |
29 980 |
|
03/10/1915 |
Америка, Плезент Валлей |
40 N |
120 W |
|
|
|
31/07/1917 |
Японское море |
40 N |
132 E |
|
|
|
08/09/1918 |
Россия, Курилы, Уруп |
46 N |
150 E |
|
|
|
16/12/1920 |
Китай |
38 N |
100 E |
8.6 |
100 000 |
|
08/12/1921 |
Япония, Ибараки |
36 N |
140 E |
|
|
|
11/11/1922 |
Чили, Атакама |
23 S |
70 W |
|
|
|
01/09/1923 |
Япония, Токио |
36 N |
140 E |
8.3 |
100 000 |
|
07/03/1927 |
Япония |
|
|
|
|
|
22/05/1927 |
Китай |
35 N |
105 E |
8.3 |
200 000 |
|
16/06/1929 |
Новая Зеландия, Вуллер |
45 S |
170 E |
|
|
|
18/11/1929 |
Атл.океан, Гранд Бэнкс |
47 N |
55 W |
|
|
|
26/11/1930 |
Япония, Идзу |
35 N |
139 E |
|
|
|
02/02/1931 |
Новая Зел., Хаукс-бэй |
40
S |
175
E |
|
|
|
|
Китай |
|
|
7.6 |
70 000 |
|
02/03/1933 |
Япония, Санрику |
|
|
8.9 |
2 990 |
|
15/01/1934 |
Индия |
|
|
8.4 |
10 700 |
|
30/05/1935 |
Пакистан, Куэтта |
30 N |
67 E |
7.5 |
30 000 |
|
05/11/1938 |
Япония, Фукусима (море) |
37 N |
142 E |
|
|
|
25/01/1939 |
Чили, Чилан |
36 S |
72 W |
8.3 |
28 000 |
|
26/12/1939 |
Турция, Эрцинкан |
38 N |
40 E |
7.9 |
30 000 |
|
18/05/1940 |
Америка, Империал Валл. |
25 N |
112 W |
|
|
|
02/08/1940 |
Япония |
|
|
|
|
|
10/11/1940 |
Румыния, Вранце |
46 N |
26 E |
|
|
|
10/09/1943 |
Япония, Тоттори |
35 N |
134 E |
|
|
|
07/12/1944 |
Япония, Тонанкай (море) |
33 N |
135 E |
|
|
|
01/04/1946 |
Алеуты |
52 N |
175 W |
|
|
|
21/12/1946 |
Япония, Нанкай (море) |
33 N |
135 E |
8.4 |
2 000 |
|
28/07/1948 |
Фукуи, Япония |
36 N |
136 E |
7.3 |
5 131 |
|
10/07/1949 |
СССР, Хайт |
42 N |
80 E |
|
|
|
05/08/1949 |
Эквадор |
|
|
6.8 |
6 000 |
|
15/08/1950 |
Индия, Ассам |
25 N |
93 E |
8.7 |
1 530 |
|
04/03/1952 |
Япония |
|
|
|
|
|
21/07/1952 |
Керн Каунти, Америка |
36 N |
120 W |
|
|
|
04/11/1952 |
Камчатка, СССР |
55 N |
158 E |
|
|
|
18/03/1953 |
Турция |
|
|
7.2 |
1 200 |
|
26/11/1953 |
Япония |
|
|
|
|
|
16/12/1954 |
Америка, Фэйрвью Пик |
40 N |
120 W |
|
|
|
10/07/1956 |
Афганистан |
|
|
7.7 |
2 000 |
|
02/07/1957 |
Иран |
|
|
7.4 |
2 500 |
|
04/12/1957 |
Гоби - Алтай |
50 N |
105 E |
|
|
|
13/12/1957 |
Иран |
|
|
7.1 |
2 000 |
|
10/07/1958 |
Аляска |
65 N |
145 W |
|
|
|
07/11/1958 |
Япония |
|
|
|
|
|
29/02/1960 |
Морокко |
|
|
5.8 |
12 000 |
|
22/05/1960 |
Чили |
50
S |
75
W |
8.3 |
5
000 |
|
|
Япония |
|
|
|
|
|
23/04/1962 |
Япония, Хироо (море) |
42 N |
144 E |
|
|
|
01/09/1962 |
Иран |
|
|
7.1 |
12 230 |
|
26/07/1963 |
Югославия |
|
|
6.0 |
1 100 |
|
13/10/1963 |
Япония |
|
|
|
|
|
27/03/1964 |
Аляска |
65 N |
145 W |
8.4 |
131 |
|
16/06/1964 |
Япония, Ниигата |
38 N |
139 E |
|
|
|
14/03/1965 |
Гиндукуш |
36 N |
70 E |
|
|
|
18/08/1966 |
Турция |
|
|
6.9 |
2 520 |
|
16/05/1968 |
Япония |
|
|
|
|
|
31/08/1968 |
Иран, Даштэ-Бояз |
32 N |
55 E |
7.4 |
12 000 |
|
14/10/1968 |
Австралия |
25 S |
120 E |
|
|
|
12/08/1969 |
Япония, Хоккайдо (море) |
42 N |
146 E |
|
|
|
05/01/1970 |
Китай |
25 N |
100 E |
|
|
|
28/03/1970 |
Турция |
|
|
7.4 |
1 086 |
|
31/05/1970 |
Перу, Анкаш |
10 S |
85 W |
7.7 |
66 794 |
|
10/04/1972 |
Иран |
|
|
6.9 |
5 057 |
|
23/12/1972 |
Никарагуа |
|
|
6.2 |
5 000 |
|
17/06/1973 |
Япония, Нэмуро (море) |
43 N |
146 E |
|
|
|
28/08/1973 |
Мехико |
19 N |
100 W |
|
|
|
28/12/1974 |
Пакистан |
|
|
6.3 |
5 200 |
|
04/02/1975 |
Китай |
25 N |
100 E |
|
|
|
10/06/1975 |
Япония |
|
|
|
|
|
06/09/1975 |
Турция |
|
|
6.8 |
2 312 |
|
30/11/1975 |
Гавайи |
20 N |
157 W |
|
|
|
04/02/1976 |
Гватемала |
15 N |
95 W |
7.5 |
22 778 |
|
06/05/1976 |
Италия |
|
|
6.5 |
946 |
|
28/07/1976 |
Китай, Тангшан |
40 N |
115 E |
8.2 |
800 000 |
|
17/08/1976 |
Филиппины, Минданао |
8 N |
125 E |
7.8 |
8 000 |
|
24/11/1976 |
Турция, Ван |
38 N |
43 E |
7.9 |
4 000 |
|
04/03/1977 |
Румыния, Вранце |
46 N |
26 E |
7.5 |
1 541 |
|
14/01/1978 |
Япония, Идзу |
35 N |
139 E |
|
|
|
12/06/1978 |
Япония, Мияги (море) |
39 N |
142 E |
|
|
|
16/09/1978 |
Иран, Табас |
32 N |
55 E |
7.7 |
25 000 |
|
12/12/1979 |
Колумбия-Эквадор |
|
|
7.9 |
800 |
|
10/10/1980 |
Алжир |
|
|
7.3 |
4 500 |
|
23/11/1980 |
Италия |
|
|
7.2 |
4 800 |
|
23/07/1982 |
Япония |
|
|
|
|
|
13/12/1982 |
Сев. Йемен |
18 N |
52 E |
6.0 |
2 800 |
|
26/05/1983 |
Япония (море) |
39 N |
135 E |
|
|
|
30/10/1983 |
Турция |
38 N |
37 E |
7.1 |
1 300 |
|
19/09/1985 |
Мехико |
19 N |
100 W |
8.1 |
9 500 |
|
07/12/1988 |
Армения, СССР |
40 N |
45 E |
6.9 |
25 000 |
|
17/10/1989 |
Сан-Франциско |
38 N |
123 W |
|
|
|
28/10/1989 |
Соломоновы о-ва |
10 S |
160 E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Более наглядно все это видно на карте. Может, кого-то это заинтересует и он подключится к прочим ЧЧ, бьющимся над извечным вопросом «прогноз землетрясений»?
…Раз в год Академия наук СССР присуждала свою высшую награду—Золотую медаль имени М. В. Ломоносова (одну советскому ученому, одну иностранному) за выдающиеся достижения в области естественных наук.
В 1985 году эта почетная награда была присуждена академику Михаилу Александровичу Садовскому за выдающиеся достижения в области геофизики и геологии…
…В Институте физики Земли имени О. Ю. Шмидта АН СССР, которым руководил тогда М. А. Садовский, созданы и развиваются фундаментальные направления в геофизике: изучение недр Земли, вычислительная геофизика, прогноз землетрясений, разрабатывается новая модель геофизической среды…
…Сейсмичность — одно из многочисленных проявлений тектонической жизни нашей планеты. Хотя энергия, которая высвобождается при землетрясениях, лишь малая толика по сравнению с той, что идет на образование гор, передвижение континентов, на «динамо»-механизм земного ядра, для человечества землетрясения — грозный недуг, который нередко роковым образом влияет на судьбы целых стран...
…Прогноз землетрясения, по существу, состоит из трех задач: предвидение места, силы и момента сейсмического толчка. До сих пор сейсмология в основном решала лишь две первые задачи: оконтуривались сейсмоопасные зоны, оценивалась сила максимально возможного землетрясения. Успехи налицо: созданы карты сейсмического районирования, данные сейсмологии учитываются при строительстве. Третья задача — научиться предсказывать время толчка — оказалась неизмеримо более сложной. Но в принципе и она разрешима.
Подготовка землетрясения в земных недрах происходит постепенно. И Земля сигналит об этом. Успех прогноза землетрясений зависит от умения обнаружить и использовать эти сигналы — предвестниковые явления.
Многочисленные исследования в нашей стране, в США, КНР, Японии доказали, что существует большое число (до сотни) признаков надвигающейся подземной бури. В зоне будущего очага перед толчком изменяются многие свойства горных пород: электрическая проводимость, скорость сейсмических волн разных типов в разных направлениях и т. д. В области, примыкающей к очагу, меняется режим слабых, предшествующих землетрясений, происходят резкие наклоны и деформации земной поверхности, меняется уровень и химический состав грунтовых вод. В атмосфере над будущим очагом меняется электрическое поле, происходят перемены в ионосфере и магнитосфере — это обнаруживается и по спутниковым измерениям.
Словом, предвестников много, но время их действия и дистанция, на которой они ощущаются, разнообразны. И, главное, нет среди них абсолютно надежного.
Поэтому пути к правильному прогнозу времени землетрясения — это одновременное наблюдение и учет комплекса предвестников, а затем выбор из них небольшого числа наиболее надежных…
…Продвижение на пути к надежному прогнозу землетрясений упирается в неточность существующих представлений об очаге землетрясения, о том, как он устроен и что в нем происходит. Хотя давно известно, что Земля неоднородна, состоит из пород различного состава, различной структуры и свойств, геофизики-сейсмологи в своих описаниях процесса распространения сейсмических волн условно все же принимают ряд упрощений, при которых земную кору представляют однородной, состоящей из небольшого числа толстых слоев, свойства которых мало меняются в горизонтальном направлении.
Для многих современных исследований и расчетов такая модель Земли вполне пригодна. В ее рамках были объяснены особенности распространения упругих волн, нарисована картина слоистого устройства Земли, найдены месторождения нефти. Но загадку очага землетрясения, его механизмы такая модель не объясняет.
В настоящее время в
Институте физики Земли АН СССР разрабатывается новая модель геофизической
среды. В ней учитывается главное структурное свойство земных недр —
неоднородность, кусковатость, разбитость на блоки. Такое свойство наблюдается в
природе постоянно и в большом диапазоне размеров: и в кристаллах, и в
литосферных плитах, отдельности состоят из более мелких, как бы в них вложенных
частей. То же самое можно проследить в размерах тел Солнечной системы. Всюду
существует некий порядок, единые правила устройства. При этом блоки —
отдельности — имеют не любые, а избранные, «излюбленные» природой размеры. Они составляют геометрическую прогрессию, в которой размеры
отличаются друг от друга чаще всего в 3 раза. Замечательно, что это правило
соблюдается в огромном диапазоне размеров (15 порядков): от пылинок до планет,
то есть это достаточно общая закономерность устройства объектов природы.
в переводе на «мягкую пахоту»:
если куски разложить в порядке увеличения их размеров, получается не «ровный ряд», как следовало бы ожидать «по очевидности», а серия кучек. И в каждой следующей кучке размеры кусков примерно втрое больше, чем в предыдущей. А промежуточных почти нет. Статистический анализ большого количества привел к закономерности: около 70% кусков попадают в кучки с «шагом» 3.15. Что бы это могло значить?
Для интересующихся:
«подозрения» в этой области начались в 80-х годах XX века в Физико-Техническом институте имени А.Ф.Иоффе и, как
водится, при исследовании совсем других проблем — ученые изучали «длительную
прочность различных материалов». И обнаружили странную закономерность: быстрое
разрушение любого образца (независимо от материала) начиналось при
деформировании всякий раз после того, как отношение размеров трещин к
расстоянию между ними приближалось к значению 3.5. Потом начались эксперименты
в институте физики Земли… А позже обнаружилось, что и соотношение глобальных
циклов, менявших лик нашей планеты, друг к другу по продолжительности, тоже близко к этой «константе».
Земля, ее породы, блоки не находятся в покое, они непрерывно колеблются. Колебания происходят с разной частотой. Земная кора воспринимает солнечную энергию, тепло недр, тектонические движения, лунно-солнечные приливы. В ней происходят обмен, трансформация, передача энергии. При этом блоки оказываются в различных энергетических состояниях. Такая модель «живой» Земли еще не имеет строгого мате-матического описания, но предсказанные ею эффекты подтверждаются наблюдениями.
Явление землетрясения в свете такой модели может быть понято как то, что часть блоков теряет устойчивость. Подверженные сжатию, деформированию, они теряют равновесие, трескаются, разваливаются, перестраиваются, испытывают фазовые превращения, перемещаются толчками. Резкое излучение сейсмических волн, которое при этом может произойти, и есть землетрясение. Его сила, согласно такой модели, должна быть пропорциональна размеру возбужденного блока — очага землетрясений. И если земные недра состоят из блоков «излюбленных» размеров, то это их свойство должно обнаруживаться и в землетрясениях, в их силе. Чаще должны происходить землетрясения, энергия которых соответствует «излюбленным» блокам. Сейсмические наблюдения это подтверждают…
вулканизм
Плитотектоника довольно стройно и убедительно объяснила возникновение и работу вулканов на стыках плит, в конвергентных зонах. Но вулканы существуют не только там, их довольно много и «внутри» плит, и следов вулканической деятельности тоже (внутри плит обнаружено много так называемых «трапповых излияний» — участков, залитых расплавленным и потом остывшим базальтом). Как все это могло происходить в средних участках плит, далеко от их активных границ?
Такие «внутренние» вулканы располагались цепочками и в 80-х годах канадец Т.Вильсон, американец Д.Морган и наш С.Ушаков «выдали» идею: плита движется над аномально горячей точкой мантии и в плите «прожигаются» дырки, через которые и выходит на поверхность вещество мантии. При этом сами горячие точки неподвижны, точнее сказать, они движутся значительно медленнее, чем плиты. По расчетам получалось, что такие точки — восходящие потоки очень горячего вещества из нижней мантии диаметром всего несколько сотен километров, их назвали мантийными струями. Что могло бы держать такие «столбы» горячего вещества? Почему они не рассасываются?
Вскоре трудами геохимиков было установлено, что вулканизм питают какие-то три разных источника, поскольку лавы оказались трех типов: типа выходящей из рифтов океанского дна; типа переплавленной континентальной коры; базальты, излитые в «горячих точках», сильно напоминающие первичное вещество Земли. Где эти разные «резервуары», почему они не смешиваются, почему «горячие точки» неподвижны и что их «держит» на месте…
Вопросов здесь пока много больше, чем ответов.
Каждые два года на Земле образуется три новых вулкана, из которых один подводный.
Из вулканических извержений на памяти (нашей) цивилизации особо выделяются три.
Первое — Везувий в 79 году нашей эры. Под его выбросами были полностью погребены города Помпея и Геркуланум, вместе с остальными там погиб и римский ученый Плиний Старший, а его племянник настолько точно и проникновенно описал эти события, что его записки с тех пор потрясают не только простых читателей, но и вулканологов.
Второе — Мон Пеле на острове Мартиника в 1902 году, оно в несколько минут погребло город Сен Пьер с его 30 тысячами жителей, спастись удалось лишь двоим.
Третье — Кракатау в 1883 году. Третье только потому, что о нем чуть подробнее — на самом деле оно было самым мощным и разрушительным из трех. Его взрывы слышали на острове Родригес у Австралии, а туда 4800 километров… 19 кубических километров(!) его выбросов поднялись на высоту 40 – 50 км и надолго затмили Солнце… порожденная им волна цунами высотой 40 метров обрушилась на берега островов Ява и Суматра, снеся более 300 городов и поселков вместе с их 36 тысячами жителей, вулканическая пемза покрыла плотным слоем все море в радиусе 40 км... О нем сохранилось очень много достаточно надежных данных (на Западной Яве в то время случилось жить голландскому геологу Р.Д.М.Фирбеку и он обследовал район бедствия через несколько дней после того, как вулкан перестал бушевать — это получился толковый и обстоятельный отчет специалиста) вплоть до записей в судовых журналах... И эти данные позволили составить надежную хронологию событий. Но не будем живописать все это — об этом написано много. А отметим две вещи:
вулкан расположен в зоне субдукции Индо-Австралийской плиты под Евроазиатскую, и именно такие зоны являются «родиной» большинства цепочек вулканов.
выбросы держались в стратосфере несколько лет и вызвали как необычайные зрелища (Солнце и Луна были то голубыми, то зелеными, то давали мощнейшие гало при восходе и заходе), так и заметное похолодание во всем северном полушарии планеты.
А вот так расположены на нашем «гамбургере» 600 вулканов, зарегистрированных сейчас на суше, причем 418 из них — в «Тихоокеанском огненном кольце». Сюда же, кстати сказать, приходится и около 80% «сейсмической энергии» нашей планеты.
антропогенные
Подобные выбросы в атмосферу могут происходить и при ударе крупных метеоритов о земную поверхность… А в наше время «вылез» и еще один фактор — мы сами, люди. Точнее — наши сооружения и “технические достижения”, самое страшное из которых — ядерное оружие.
…В Вычислительном центре Академии наук СССР группа исследователей создала математическую систему «Гея» для изучения биосферы как единого целого... сотрудники решили с помощью этой математической модели проанализировать климатические изменения, которые могут произойти в результате ядерной войны. Результаты оказались ошеломляющими…
…Выяснилось, что подобный конфликт приведет не к каким-то локальным похолоданиям и мраку под пологом отдельных сажевых облаков, а к глобальной ядерной ночи, которая продлится около года. Сотни миллионов тонн грунта, поднятого в атмосферу, дымы континентальных пожаров - зола, и главным образом сажа, горящих городов и лесов сделают наше небо непроницаемым для солнечного света.
Пятна сажевых облаков постепенно сольются в одно целое, и через 1,5—2 месяца вся Земля окажется окутанной сплошным черным покрывалом, практически не пропускающим света. Уже в первые недели после ядерного взрыва средние температуры Северного полушария должны упасть на 15—20°С ниже ординара. В отдельных местах, например в Северной Европе, температура понизится на 30°, а на Восточном побережье США и в центральных районах районах Сибири — даже на 40—50°С. Похолодание охватит также и значительно более южные районы. Так, в Саудовской Аравии к концу первого месяца после ядерной катастрофы температура упадет на 30°С и более. В дальнейшем, когда образуются сплошные сажевые одеяла, похолодание распространится и в Южное полушарие. В экваториальной зоне температура упадет на 15—20°С. Похолодает даже в Антарктиде.
Произойдет полная перестройка всей атмосферной циркуляции. Хорошо известны так называемые циклы Гадлея: теплый воздух в экваториальных областях поднимается вверх и затем растекается в полярные области, где, охлаждаясь, спускается вниз, потом постепенно вдоль земной поверхности снова возвращается в экваториальные области. Там он опять нагревается, поднимается вверх и т. д. Это основные энергетические потоки в земной атмосфере, которые играют решающую роль в формировании атмосферной циркуляции. Расчеты последствий ядерного взрыва показывают, что когда облако сажи сдвинется на Юг и прекратится нагревание экваториальных областей, то исчезнет и основа для формирования гадлеевских циклов. В Аравийской пустыне и Сахаре сделается так же холодно, как в Антарктике. Расчеты показывают, что эти циклы начнут затухать и исчезнут.
Черное покрывало сажи постепенно надвинется и на Южное полушарие. В Австралии, Южной Америке и Антарктиде также установится черная «ядерная ночь» и «ядерная зима». К началу третьего месяца после ядерной катастрофы черное покрывало сажи целиком окутает всю Землю. На материках в экваториальной зоне (в тропических лесах Африки и Амазонской сельве) всюду температуры будут отрицательными. Положительными они останутся только в океане — в его экваториальной зоне и в средних широтах. Из-за огромной теплоемкости воды температуры воздуха над поверхностью океана снизятся гораздо меньше, всего лишь градусов на 10, а значит, останутся положительными.
Постепенно сажа станет оседать, атмосфера начнет просветляться и прогреваться. Однако этот процесс имеет ряд особенностей. Поскольку обволакивающее Землю покрывало будет черным, оно, по-видимому, должно отражать значительно меньше солнечной энергии, чем сейчас Земля отражает в космос. Иными словами, Земля в целом получит солнечной энергии больше, чем она получает теперь. Но энергия, получаемая от Солнца, начнет концентрироваться в верхних слоях атмосферы, там, где черное покрывало. Между тем сегодня нагревание атмосферы идет от поверхности Земли. С высотой температура воздуха в тропосфере падает. В обычных условиях тяжелый холодный воздух находится над более легким теплым воздухом. Это порождает неустойчивость атмосферы: легкий воздух стремится подняться наверх, холодный — опуститься вниз. Возникают вертикальные потоки воздуха, возникает конвекция. С ней связано образование облачности, выпадение осадков.
После ядерной катастрофы все изменится. Верхние слои атмосферы
(на границе тропосферы) разогреются до плюс 100°С, а у поверхности Земли
воцарятся глубокие отрицательные температуры.
При таком распределении температур атмосфера сделается гораздо более устойчивой, чем сейчас. Исчезнет конвективный перенос. Из-за этого просветление атмосферы — выпадение и вымывание сажи — должно идти медленнее, чем это предполагалось первоначальным сцена-рием. Характеристики «ядерной ночи» и «ядерной зимы» в первые месяцы будут меняться очень медленно. Просветление начнется только в начале четвертого месяца. И процесс пойдет очень медленно, потому что из-за от-сутствия конвективных токов не будет облачности, а значит, и осадков, которые вымывают сажу. Оседать она будет только за счет силы тяжести.
Одновременно с просветлением начнется медленное прогревание
атмосферы. Очень медленное, тоже из-за сверхустойчивости атмосферы.
Представьте, что мы хотим нагреть стакан воды, положив на поверхность
электрическую спираль. Таким способом нагреть воду можно, но придется затратить
очень много времени, поскольку нагревание будет происходить только за счет
теплопроводности. Иное дело, когда нагревают воду снизу: нагретая вода
поднимается наверх, уступая место более тяжелой холодной воде, которая затем
снова нагревается, и т. д.
Вот почему, несмотря на то, что замутненная атмосфера и сажевые облака в тропосфере нагреются очень сильно, прогревание атмосферы займет многие и многие месяцы. Первыми это прогревание почувствуют Гималаи и другие высочайшие горные хребты. Начнут таять ледники и вечные снега. Огромные массы воды станут низвергаться вниз — еще один катаклизм. Но он уже, наверное, будет происходить без свидетелей. Катастрофический процесс таяния захватит и Антарктиду, где гигантские ледники вздымаются на высоту до 5 километров.
Еще одно явление сопровождает «ядерную зиму». Мы уже говорили
о том, что температура поверхности океана понизится сравнительно мало. Возникнет
огромная разность температур между сушей и океаном и между воздухом и водой.
Можно представить себе, какие невиданные штормы это породит в прибрежных
районах.
В Вычислительном центре Академии наук проведены расчеты процессов в атмосфере и океане на период в 380 дней после ядерной катастрофы. Они показывают, что и через год атмосфера не сможет просветлиться полностью. Ее состояние будет еще очень далеким от современного, устоявшегося. Биосфера в результате ядерного удара полностью перестроится. В каком состоянии она окажется, будет ли вообще Земля пригодна для того, чтобы на ней смогли приютиться остатки рода человеческого,—на эти вопросы мы пока точно ответить не можем...
...В 1984 году были проведены новые расчеты, которые показали,
что даже если в ядерной войне использовать всего лишь 100—150 мегатонн ядерного
горючего (то есть в 50 раз меньше, чем по сценарию Сагана), но они будут
распределены по основным городам Европы, Азии и Америки, то эти города сгорят в
огненных вихрях, и образуются облака сажи такого размера, что «ядерная зима»
все же наступит. Только за-кончится она не через год, а через несколько
месяцев. Но и это
достаточный срок, чтобы покончить с жизнью человека на Земле...
...в математическом эксперименте мы проводили много разных
расчетов, варьировали параметры в допустимых пределах, в десятки раз «меняли
мощность» возможных ядерных ударов, но основной вывод оставался неизменным —
после ядерной войны наступит «ядерная ночь», которая будет длиться долгие
месяцы. И вместе с ней наступит «ядерная зима». Она скует Землю. Источники пресной воды
замерзнут, и пережить этот кошмар не будет дано никому, где бы он ни
жил, в Америке, в Европе или на Южном полюсе...
...Советские и американские специалисты, независимо друг от друга, работая с разными моделями, используя различные вычислительные средства, пришли к однозначному результату. Человечество имеет теперь совершенно новое, основанное на точных научных данных представление о том, что его ожидает после ядерной войны.
На основе данных, полученных о климате, нетрудно уже оценить и экологические последствия ядерной войны. Приведем некоторые соображения на этот счет. Поскольку на материках температуры практически всюду окажутся отрицательными, то все источники пресной воды замерзнут, а урожай на всем земном шаре погибнет. К этому надо добавить еще и радиацию, интенсивность которой на огромных территориях превзойдет смертельную дозу. В этих условиях человечеству не выжить. Предположим, уцелеют группы людей, упрятавшихся в специальные бункера, или обитатели отдельных маленьких островов в экваториальной зоне Мирового океана. Но и их дни в той пустыне, в которую превратится наша планета, будут, вероятно, сочтены. Как показывают расчеты, слой озона, поглощающий сегодня жесткое излучение Солнца (ультрафиолетовые лучи), будет почти уничтожен. Это еще одно дополнение к тому радиационному фону, который возникнет и который для всего живого, а особенно для человека, губителен...
...Погибнут тропические леса и все то, что живет под их пологом: не смогут вынести отрицательных температур. Судьба северной растительности и лесов средней полосы будет в значительной степени зависеть от того, в какое время года произойдет катастрофа. Значительная часть растений Северного полушария находится зимой в состоянии анабиоза, а животные в спячке. В этих условиях у них есть некоторые шансы перенести дополнительное похолодание.
В океане причина гибели живых организмов будет иной. Существует понятие трофических цепей — так принято называть пищевые цепочки, например: трава — скот — люди. Траву едят коровы, овцы и другие травоядные. А ими, в свою очередь, питается человек. Таких цепей существует множество. Они между собой пересекаются, образуя затейливый клубок.
Так вот, основа всех трофических цепей в океане — это фитопланктон, те микроскопические водоросли, которые способны осуществлять реакцию фотосинтеза, то есть с помощью энергии Солнца восстанавливать растворенный в воде углекислый газ, превращая его в углерод живого вещества и в кислород. Для того чтобы жить и давать начало любой другой жизни в океане, фитопланктон нуждается в солнечном свете. А его не будет! Сможет ли фитопланктон в течение года вынести отсутствие Солнца — основы его жизнедеятельности? Ответить на этот вопрос очень не просто. Не исключено, что вся биота будет отброшена к эпохе первобытных водорослей, которые жили 3,5 миллиарда лет назад в тех невероятных условиях, которые существовали тогда на нашей планете.
Биосфера... сохранится. Сохранятся ее очаги, которые снова дадут начало новому развитию. В. И. Вернадский заметил, что, несмотря на катаклизмы, которые, безусловно, были в истории планеты, несмотря на смены климата и другие факторы, которые приводили к полной перестройке биосферы, объем биомассы в биосферах прошлых времен был практически одним и тем же.
Но что из себя будет представлять эта новая обедненная биосфера?.. представляется, что та биосфера, которая может возникнуть после ядерной войны, вряд ли будет пригодна для жизни человека. Во всяком случае, в первый миллион лет!..
...как точно определил создавшуюся в мире ситуацию академик Е.П.Велихов, «теперь стало всем ясно, что ядерное оружие уже не инструмент политики, и даже не инструмент войны. Это инструмент самоубийства».
...уже говорилось о быстром росте могущества цивилизации и об опасностях, которые ее подстерегают. Могуществом надо научиться разумно пользоваться. Ядерная война — это как раз один из примеров неразумного и бесконечно опасного способа использования своей мощи для решения «человеческих междоусобиц». Применение ядерного оружия способно полностью извести род человеческий. Но ядерная война — это далеко не единственный способ поставить человечество в условия, когда возможность его дальнейшего существования окажется весьма проблематичной.
Все факты свидетельствуют о том, что человечество действительно находится на пороге того этапа эволюции нашей планеты, который мы теперь называем периодом ноосферы. На этом этапе благодаря непрерывно возрастающему воздействию человека на природу, все эволюционные процессы, процессы развития биосферы многократно ускоряются — определяющим фактором эволюции становятся действия людей. В этих условиях разум должен обрести способность определять пути эволюционного развития, а человечество — принять на себя ответственность за дальнейшую судьбу планеты, биосферы и самого человеческого общества...
...Однажды маленький арабский мальчишка-бродяга нашел на берегу теплого синего моря бутылку. А в бутылке той жил джинн, которого мальчишка выпустил наружу. И джинн готов был выполнить любое желание своего спасителя. Может быть, в той сказке джинну впрямь доступно все! Теперь мы тоже видим джинна, выпущенного из бутылки. Но современный джинн — это не сказочный арабский волшебник. Как бы ни был могуч разум человека, какие бы силы ни были в руках человека, он должен знать, что ускорение равно силе, деленной на массу, и что изменить этот закон ему не под силу. Точно так же он обязан знать, что существует роковая «запретная черта», за которой нет обратного хода — эволюция пойдет по новому и неизвестному руслу, в котором человеку не будет места.
Таким образом, управляемое, или, лучше сказать, направляемое, развитие становится необходимостью. Но говорить, а тем более реализовать направленное развитие можно лишь тогда, когда мы знаем: 1 — цели, к которым должны стремиться, 2 — имеем для этого необходимые возможности и, наконец, 3 — когда мы способны предвидеть результаты собственных действий.
Разберем эти исходные позиции.
Цели. Их еще в начале века в общих чертах сформулировал В. И. Вернадский. Направляемое развитие должно обеспечить совместное, гармоничное развитие природы и общества. Человек и впредь должен будет изменять биосферу. Это ему необходимо, чтобы обеспечить свое будущее развитие. Но одновременно он должен менять и свою общественную структуру, приспосабливать ее к законам развития биосферы, ча-стью которой он является. Вот такое развитие общества и природы «в интересах человека» мы называем коэволюцией человека и биосферы... Совместное развитие природы и общества должно происходить таким образом, чтобы человечество не переступило той «роковой черты», за которой начинаются необратимые процессы разрушения условий, допускающих на Земле существование цивилизации...
Средства. Чтобы достигнуть желаемого, люди должны располагать определенными возможностями — средствами достижения целей, Так вот, такие средства, ресурсы, необходимые для обеспечения коэволюции человека и биосферы, мы можем получить лишь через то могущество, которое человечество обрело в последние десятилетия. Это новые технологии, которые позволят включить в сферу деятельности человека силы природы, до сих пор от него скрытые, это новая техника, которая непрерывно создается, и, конечно, энергия, производимая человеком. Таким образом, средством, обеспечивающим гармоническое развитие природы и человека, как раз должно стать то могущество цивилизации, которое таит в себе основные опасности для ее судьбы. Вот она — диалектика и вечная противоречивость вашей жизни.
Наконец, третья позиция. Капитану, ведущему свой корабль, мало знать цель и иметь средства ее достижения — паруса, весла, двигатель, руль... Ему еще нужны знания, нужен инструмент, позволяющий точно предсказать положение судна, скорость его движения в зависимости от того, как будут использованы те или иные возможности на пути к цели. Капитан должен уметь предвидеть свое будущее в зависимости от тех действий, которые он предпримет.
Сейчас мы видим, что и третье условие, необходимое для того, чтобы человечество вошло в эпоху ноосферы и могло решать задачи управляемого развития, уже сегодня может быть выполнено. Исследования ученых показали, что современные средства системного анализа, математического моделирования и расчетов на ЭВМ способны представлять наши знания в такой форме, что человеку становится постепенно доступным предвидение путей эволюции в зависимости от тех действий, которые будут предприняты.
Советские и американские работы привели к результатам, имеющим даже более глубокое значение. По существу, они позволили определить одну из точек «запретной черты». Мы знаем теперь, какое количество сажи, будучи выброшенным в атмосферу, способно полностью уничтожить род человеческий.
Черная непроницаемая пелена из сажи может образоваться не только в результате применения ядерного оружия...
...Любая энергия, произведенная на Земле, сказывается на характере теплового баланса — и, значит, климата — планеты. Пока количество искусственной энергии, то есть энергии, производимой людьми, составляет сотые доли процента от той, которую Земле дает Солнце. Однако скоро многое может измениться, поскольку удвоение производства энергии происходит каждые 15 - 18 лет...
...тонкая (даже мономолекулярная) пленка, образующаяся на поверхности моря из-за его загрязнения, существенно изменяет спектральную структуру энергообмена океан — атмосфера и уменьшает поток энергии, который идет от океана к атмосфере. Кроме того, и это, наверное, самое опасное, вместе с поверхностным загрязнением уменьшается испарение. Как показали измерения, которые проводились в акваториях портов иди заливов, где судоходство достаточно напряженно, а в воду вольно или невольно сбрасываются многие и многие тонны нефтепродуктов, испарение с поверхности уменьшается на 25—30 и даже больше процентов... Как это сказывается на процессах в атмосфере и осадках?..
...крупные инженерные сооружения, создаваемые человеком, тоже
заметно воздействуют на окружающую среду. Серьезно обсуждается проект создания
канала, соединяющего Средиземное море со впадиной Катар в Ливийской пустыне,
что приведет к появлению внутреннего моря в Северной Африке. Обсуждаются
различные проекты изменений течений в океане. Говорят, например, о канале,
который рассечет полуостров Канин Нос и даст возможность северной ветви
Гольфстрима подойти к Карскому морю. В печати в свое время дискутировался
вопрос о строительстве дамбы в районе Ньюфаундленда, которая повернула бы одну
из струй Гольфстрима вдоль побережья полуострова Лабрадор...
...планета — единое целое, и каждый район — ее неотъемлемая часть. Любые изменения, которые произойдут, например, в Ливийской пустыне, скажутся и на всей Северной Африке и на Средиземноморье. Это влияние может оказаться существенным и в более отдаленных районах. А вот где именно и как — этого заранее мы сказать не можем. [а должны, ибо последствия могут оказаться уже за пределами «запретной черты»]...
Вот такой получился сценарий. Не сценарий фантаста, нет. И, может, вообще лучше сказать не сценарий: отчет об итогах моделирования…
8 октября 1987 года в газете «Mainichi Daily News» была опубликована
статья под названиеми «30 years of Space Development». Мне
хочется привести оттуда несколько фраз. (перевод мой)
«Тридцать
лет прошло с тех пор, как первый изготовленный руками Человечества Спутник был
выведен в космическое пространство…
…Главным
результатом этого стало понимание: мы перешли от земного к звездному
существованию, а отсюда — двух вещей…
Одна из них
— Земля не очень большое «место жительства», из которого пока выехать нельзя. И
поэтому сохранение земных ресурсов становится проблемой, которой дÓлжно уделять наивысший приоритет…
Другая — у
всех жителей Земли одна судьба. Коллапс космического
корабля «Земля» будет означать гибель всех его пассажиров. А экспансия
вооружений развитыми странами, в том числе и в космос, только увеличивает эту
опасность…
…К счастью,
космическое пространство пока не имеет национальных границ. Как и в случае с
Антарктикой, оно используется свободно для всего Человечества… И Япония должна
сказать свое слово в развитии новой «логики космического пространства»: оно должно остаться всеобщим…»
И не только Япония, добавил бы я…