Человек воды
О глобальном потеплении
В условиях глобального потепления Северный Урал и Западная Сибирь могут стать источником повышенной опасности. Никто до сих пор не знает, что таит в себе вечная мерзлота и каким будет эффект от ее таяния
Весной в Екатеринбург в очередной раз приехал Жан Жузель, всемирно известный климатолог, участник Межправительственной группы экспертов по изменению климата (создана в 1988 году), награжденной в 2007-м Нобелевской премией мира. Его цель — создание в Уральском федеральном университете лаборатории физики климата и окружающей среды. Она сосредоточится на исследовании влияния глобального потепления на вечную мерзлоту Урала и Западной Сибири.
Грант в 150 млн рублей на создание лаборатории университет и Жан Жузель выиграли осенью прошлого года. Тогда министерство образования и науки из пяти сотен заявок российских вузов одобрило 39, и только одну — уральскую. Лаборатория должна быть сформирована за два года.
Мыслите изотопами
— Господин Жузель, почему именно вечная мерзлота Урала и Сибири стала объектом вашего исследования?
— Во-первых, она содержит множество органических материалов. Во-вторых, вечная мерзлота очень чувствительна к изменению климата. Ее таяние может привести к неконтролируемому выделению метана и углекислого газа. Последствия этого процесса непредсказуемы.
Сегодня в этом направлении проводится множество исследований. Однако тема все еще остается неизведанной. Если вы посмотрите на гипотезы, предложенные различными группами ученых, то заметите, что они сильно разнятся в определении состава вечной мерзлоты. Никто не знает, что она в себе таит.
— Каким образом будут проводиться исследования?
— Наша цель — исследовать углеродный и водный циклы в северных районах, спрогнозировать их изменение под влиянием глобального потепления.
Главный источник информации для нас — изотопный состав воды и газов: углекислого и метана. Водные и углеродные циклы являются наиболее важными климатическими подсистемами.
Для обычного человека снег, который идет, например, сегодня и выпадет через неделю или год, совершенно одинаков. Ученые же, изучая изотопный состав осадков, соотношение, скажем, кислорода-16 и кислорода-18, способны узнать много нового об истории водного цикла. Изучая льды, мы можем реконструировать климатические процессы, которые происходили на Земле тысячи лет назад, а также строить прогностические модели.
В последнее время в этой научной области разработана масса новых подходов, инструментов, оборудования. 30 лет назад, когда я только начинал заниматься наукой, мы изучали изотопный состав воды методом масс-спектрометрии. Теперь есть инфракрасные спектрометры, позволяющие производить непрерывные измерения содержания необходимых нам изотопов в водяном паре. Кроме того, в исследованиях мы намерены активно использовать спутниковые данные, а также наземную инфракрасную фурье-спектрометрию (необходимое оборудование установлено в Коуровской обсерватории, принадлежащей УрФУ).
— Лабораторное оборудование будет поставляться из-за рубежа?
— Оборудование, измерительные инструменты для исследования водных изотопов выпускаются лишь двумя компаниями, и обе расположены в Калифорнии (США). Мы пытались начать подобное производство во Франции, но успехов не добились.
— Слишком сложно?
— Наоборот, главная его характеристика - простота и надежность. Во Франции существует немало лабораторий, которые производят необходимое оборудование, но оно используется для их собственных нужд и на продажу не идет. Выпуск оборудования можно наладить и в лаборатории УрФУ, но нам понадобятся высококвалифицированные специалисты по оптике и другим направлениям.
— В продолжение разговора о кадрах: кто будет работать в составе исследовательской команды лаборатории?
— Она будет международной: помимо ведущих ученых УрФУ в нее войдут около 20 специалистов из Германии и Франции, а также студенты и аспиранты факультетов Института естественных наук УрФУ.
Наша задача — за два года создать сильную группу профессионалов. Поэтому мы планируем организовать активный обмен кадрами. В начале весны группа молодых ученых из Екатеринбурга отправилась в нашу лабораторию в Институте Лапласа в Париже, занимающуюся аналогичными исследованиями (до назначения директором всего института ее возглавлял Жан Жузель, — Ред.). Они будут работать со спутниковыми данными. В скором времени на Урал приедет один из специалистов французской лаборатории для установки и настройки нового оборудования в Коуровской обсерватории и обучения российских коллег.
— Вы по своей инициативе решили принять участие в этом проекте?
— Скорее, это была инициатива УрФУ. В феврале 2011-го в Екатеринбурге состоялась встреча, посвященная сотрудничеству России, Франции и Германии. Она не была связана с мегагрантами. Вячеслав Захаров (профессор Института естественных наук УрФУ. — Ред.), с которым в 2004 году написали научную статью, где впервые опирались на спутниковые данные, тогда убедил меня подать заявку на грант. Если бы встреча не состоялась, я бы этого не сделал: мой настрой был не слишком оптимистичным - конкуренция высока, в конкурсе участвовали десятки ученых с мировым именем.
— Какой у вас рабочий график?
— Планировалось, что я буду уделять этому проекту четыре месяца в год. Так и происходит. На Урале я провожу два-три месяца, остальное время работаю над проектом во Франции. Уверен, что после создания лаборатории я буду посещать Россию регулярно, отправлю сюда и своих коллег.
— Уральский проект способен дать вам что-то в профессиональном плане?
— Я ученый, мой основной результат - публикация статей. Я доволен тем, что в рамках проекта их появится целая серия. Кроме того, я рад научному сотрудничеству.
Два градуса до катастрофы
— Глобальное потепление - в последние два десятилетия одна их самых обсуждаемых тем в мире. С климатом действительно что-то происходит: ладно, на Урале две последние зимы были не слишком мягкие, но и Европа в этом году замерзла - во Франции доходило до минус 30...
— Вы меряете слишком маленькими промежутками. Процесс потепления в вашем регионе действительно идет. За последние 50 лет средняя температура выросла больше чем на один градус. Эти темпы в два раза превышают мировые показатели в целом (средний темп климатических изменений - плюс два градуса за сто лет).
Конечно, я понимаю, что глобальное потепление по-разному воспринимается в Африке и на Урале. Но факт остается фактом: последнее десятилетие (не рассматривая отдельно год за годом) было самым теплым из тех, которые мы пережили. Даже в вашем регионе выпало меньше снега. Из-за нагревания атмосферы уменьшается концентрация морского льда, увеличивается температура Мирового океана, который в свою очередь распространяет тепло по Земле. Кроме того, очевидно, что мы становимся свидетелями таяния ледников. Они повышают уровень океана на 3 мм в год.
— Почему Урал и Западная Сибирь опережают весь мир?
— Причиной глобального потепления прежде всего является человеческая деятельность. За последние 50 лет она привела к резкому увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере Земли: углекислого газа - на 40%, оксида азота - на 20%, метана - в два раза. Очевидно, что из-за развитой промышленности и использования ископаемого топлива уровень выбросов на Урале, в Сибири и России в целом достаточно высок.
— Каковы последствия глобального потепления?
— Если мы не снизим уровень выбросов, то в столетие глобальная температура будет прибавлять по 4 — 4,5 градуса.
Последствия нужно рассматривать в региональном разрезе. Странам, находящимся внутри материков, грозят засухи и лесные пожары, эрозия почвы и уничтожение растительности. Государства, граничащие с водой, и острова сильно пострадают от таяния ледников. Повышение уровня воды в Мировом океане в течение столетия на несколько метров больше остальных прочувствуют Вьетнам, Таиланд, Бангладеш, прибрежная часть Китая. Значительная часть их территорий будет затоплена. В тропических районах увеличится циклонная активность, климат станет экстремальным. России, Уралу и Сибири в этом плане немного легче (если не брать во внимание проблему таяния вечной мерзлоты). Однако вас затронут последствия иного рода. Адаптироваться к таким изменениям практически невозможно. Очевидно, что из-за невозможности адаптации начнется новое великое переселение народов.
— То есть на Урале через какое-то время все-таки может установиться тропический климат?
— Это трудно представить. Думаю, что единственным способом установления тропического климата на Урале является перемещение его в тропики. Это займет некоторое время: около пяти миллионов лет...
— Всегда хотелось задать глупый вопрос климатологу: фильм «Послезавтра» может стать реальностью?
— Главная идея фильма состоит в том, что человечество сталкивается с внезапным охлаждением океана. В ленте это происходит за неделю, что, конечно, нереально. Однако мысль «Послезавтра» — не совсем уж фантастическая. Она основана на знаниях, которые мы получили, изучая ледяные керны в Гренландии. В фильме из-за глобального потепления началось опреснение океана, за чем последовала остановка Гольфстрима. По одной из теорий, что-то подобное уже случалось около 20 тыс. лет назад, когда, вероятно, огромный ледник откололся и попал в океан.
Я следую теории непрерывности океанического течения (из-за вращения Земли). Тем более, даже если представить, что Гольфстрим через три столетия встанет, мир будет уже другим. Температура вырастет на 5 — 7 градусов. Так что «Послезавтра» - это красивая страшная сказка.
— А если серьезно, что нужно изменить и сколько у нас осталось для этого времени?
— На мой взгляд, принципиальные шаги к снижению эффекта глобального потепления должны предприниматься прямо сейчас, до 2017 года, максимум - до 2020-го. Это критическая точка. Потом процесс примет необратимый характер.
— Вроде бы власти мировых держав это сознают. По крайней мере, Китай собрался до 2020 года на 40% сократить выбросы. В конце концов, есть Киотский протокол...
— Он не эффективен, поскольку его ратифицировали не все страны. Кроме того, он предусматривает сокращение выбросов на 5%. Во вторую фазу Киотского протокола вступят, по сути, только европейские государства, может быть, еще кто-то. Но это всего 15% мировых выбросов. В 2020-м заработает новое соглашение по выбросам, надеюсь, к нему присоединятся уже все государства.
Мы не в состоянии остановить глобальное потепление. Но ограничить его можем. Киотский протокол предусматривал плюс два градуса в столетие. Я считаю эту планку разумной.
Чтобы удержать климат, всем странам, в том числе и России (сейчас ее задача, по Киотскому протоколу, - держать выбросы на уровне 1990 года. - Ред.), необходимо сократить выбросы углекислого газа, прежде всего от использования ископаемого топлива. Я не буду повторять прописные истины: надо использовать возобновляемые источники энергии, рассмотреть возможность развития ядерной энергетики.
Совершенно точно, пока мы далеки от того, чтобы сдержать температуру на уровне двух градусов в 2100 году. Есть веские основания полагать, что мы столкнемся с потеплением более чем в три градуса. Надо готовиться к тому, что к концу века человечеству будет очень сложно.