Голубая точка - Страница 60

2. Было теоретически предсказано, что глобальное потепление возникает в результате нарастающего парникового эффекта, обусловленного в основном диоксидом углерода, выделяющимся при сгорании ископаемого топлива, но также связанного с накоплением других газов, поглощающих инфракрасное излучение (это оксиды азота, метан, все те же хлорфторуглероды и другие молекулы).

Допустим, у нас есть трехмерная компьютерная модель общей циркуляции для земного климата. Программисты, разработавшие эту модель, заявляют, что могут спрогнозировать, как выглядела бы Земля, если бы содержание того или иного компонента в ее атмосфере повысилось или, наоборот, понизилось. Модель очень хороша в «прогнозировании» современного климата. Но нам не дает покоя одна навязчивая мысль: ведь модель была «отрегулирована», поэтому она и получается правильной – то есть были выбраны определенные значения параметров настройки, и сделано это было не исходя из основных физических закономерностей, а с расчетом на получение верного результата. Нельзя назвать это жульничеством, но если применить ту же самую компьютерную модель к совершенно иным климатическим условиям – например, к сильному глобальному потеплению, – то «регулировка» может оказаться неподходящей. Модель может быть адекватна для современного климата, но не может экстраполироваться на другие.

Один из способов протестировать такую программу – испытать ее в совершенно иных климатических условиях других планет. Позволит ли она спрогнозировать состав марсианской атмосферы и климат на этой планете? Погоду? А что насчет Венеры? Если в этих тестовых случаях программа не сработает, то мы сможем с полным правом не доверять ее прогнозам и относительно нашей родной планеты. На самом деле используемые сегодня климатические модели довольно хорошо описывают климат Венеры и Марса, исходя из основных физических принципов.

На Земле известны колоссальные излияния расплавленной лавы. Их происхождение связывается с суперплюмами, которые в ходе конвекции поднимаются из глубин мантии и образуют обширные плато застывшего базальта. Около 100 млн лет назад произошел особо масштабный случай такого рода – возможно, тот суперплюм выбросил в атмосферу до 10 % ее нынешних запасов диоксида углерода и спровоцировал существенное глобальное потепление. Считается, что такие плюмы эпизодически возникают в истории Земли. Вероятно, подобные подъемы мантии происходили и на Марсе, и на Венере. Существуют веские основания, по которым нам требуется понять, как могут неожиданно происходить масштабные изменения рельефа и климата Земли, причины которых локализованы на глубине сотни километров.

Некоторые наиболее важные новейшие исследования глобального потепления климата были выполнены Джеймсом Хансеном и его коллегами в Институте космических исследований им. Годдарда (это подразделение НАСА, расположенное в штате Нью-Йорк). Хансен разработал одну из главных компьютерных моделей климата и с ее помощью попробовал спрогнозировать, что произойдет с земным климатом, если в атмосфере планеты продолжится накопление парниковых газов. Хансен был одним из первых, кто тестировал эти модели, сравнивая их с различными климатическими условиями, существовавшими в древности на Земле. (Интересно отметить, что во время последних ледниковых периодов повышенное содержание диоксида углерода и метана поразительно точно сочетается со сравнительно высокими температурами.) Хансен собрал большой массив метеорологических данных за XIX и XX вв., чтобы проверить, как именно изменялись глобальные температуры, а затем сравнить их с компьютерной моделью и узнать, что должно было происходить. Данные и модель согласовывались в пределах погрешности измерения и расчетов соответственно. Хансен отважно выступил перед конгрессом наперекор политически мотивированному распоряжению кабинета Белого дома по вопросам управления и бюджета (дело было в годы правления Рейгана), чтобы подчеркнуть неопределенности и минимизировать опасности. Его расчеты относительно извержения филиппинского вулкана Пинатубо и прогноз спровоцированного стихией временного снижения температуры на Земле (примерно на полградуса по Цельсию) попали в самую точку. Ему удалось убедить правящие круги во всем мире, что глобальное потепление – проблема, к которой следует отнестись серьезно.

Как Хансен вообще заинтересовался парниковым эффектом? Его докторская диссертация (защищенная в университете штата Айова в 1967 г.) была посвящена Венере. Хансен соглашался, что большая радиояркость Венеры обусловлена очень высокой температурой ее поверхности, соглашался, что парниковые газы блокируют теплоотдачу, но предполагал, что основным источником тепла на Венере являются горячие недра, а не солнечный свет. В ходе миссии «Пионер-12», отправленной к Венере в 1978 г., в атмосферу планеты были сброшены спускаемые зонды; они прямо показали, что в действительности парниковый эффект возникает именно из-за того, что планета разогревается Солнцем и тепло удерживается толщей атмосферы. Но именно Венера натолкнула Хансена на размышления о парниковом эффекте.

Вы обращаете внимание, что радиоастрономы признали Венеру интенсивным источником радиоволн. Другие объяснения такого радиоизлучения отпадают. Вы делаете вывод, что поверхность планеты должна быть до нелепости горячей. Пытаетесь понять, чем обусловлены такие высокие температуры, эти рассуждения неизбежно наводят вас на тот или иной вариант парникового эффекта. Спустя десятилетия вы обнаруживаете, что эти упражнения помогли вам понять, а затем и спрогнозировать неожиданную угрозу, нависшую над нашей глобальной цивилизацией. Мне известно множество других случаев, в которых ученые сначала пытались разобраться в устройстве атмосфер других миров, а затем совершали важные и исключительно прикладные открытия о нашем. Другие планеты – великолепный полигон для тех, кто изучает Землю. Они требуют как широты, так и глубины знаний, а также хорошего воображения.