В Кёльн со своими дровами

На вопрос об отношении к нынешнему аномальному году заведующий лабораторией биоиндикации экосистем, заместитель директора СИФИБРа Виктор Воронин пожимает плечами:

– А что вас так ужасает? Были холодными зима и весна. Но также было жарким лето и тёплой – осень. Годовой баланс температур должен соблюдаться. Вот увидите, за счёт тёплой осени среднегодовая температура выровняется и будет в среднем обычной для нашего региона. Дело в другом: природные катаклизмы совершаются в последнее время по принципу «всё и сразу». Ведь проблемы не сконцентрированы в Иркутске или Сибири: Москва и европейская часть России попали под невиданную жару, а в это время Европу топило, как никогда, в Африке шёл снег, ураганы и прочие стихийные бедствия происходили там, где их никогда не было до этого. И всё это указывает на глобальную перестройку климатической системы планеты, для нас ничего приятного не сулящую. 

Началась наша история в 1998 году, когда Виктора Воронина пригласили поработать в Центр ядерных исследований, базирующийся под Кёльном (Германия). Там в одном месте сосредоточено большое количество институтов, которые могут проводить тонкие физико-химические анализы. Германию в тот период сильно топило (впрочем, продолжает топить и сейчас), и немцы не жалели денег на климатические исследования. Был создан международный проект, в который иркутского учёного, известного только по публикациям, пригласили поработать над темой «Сибирские деревья как регистратор климатических изменений». 

Тогда были обработаны данные за последние несколько десятилетий. Оказалось, что содержание изотопов углерода в годовых кольцах прямо связано с колебаниями температуры. Грубо говоря, данные могли заменить «градусник средних летних температур» Байкальского региона, так точно они его повторяли. 

Эти данные были настолько неожиданными, что немецкие заказчики попросили продолжить исследования и собрать материал за максимально долгий период времени. Самые старые деревья лиственницы в сибирской тайге, которые удалось обнаружить, были возрастом порядка шестисот лет. Образцы собрали в трёх разных зонах: на севере Байкала, под Иркутском и на Ольхоне и повезли на анализ в Германию. 

Когда Виктора Воронина проверяли на таможне по прилёту в Германию, у таможенников глаза выпадали в отвисшие челюсти: багаж состоял из деревянных «карандашиков» (высверленных из стволов буровых кернов) и радиальных спилов деревьев. Пятнадцать килограмм чурбаков и полешек. «Вы ненормальный русский! Нормальные в Европу с водкой и чёрной икрой едут, а вы – с дровами для камина», – с невольным уважением сказали учёному таможенники.    

В 2003 году были готовы данные за последние шестьсот лет, полученные из годичных колец деревьев. Их прогнали через масс-спектрометр и  определили содержание изотопов, которые показывают уровень поглощения углекислого газа и выделения кислорода. Оказалось, что ситуация, сложившаяся в последние годы, не имела аналогов в течение предыдущих шести сотен лет. В результате глубокого анализа выяснилось, что в годовых кольцах начиная с 1996 года  изменилось содержание изотопов, что отражало какой-то неизвестный процесс. Когда доискались до причин, стало как-то неуютно.

Держитесь за стулья: в последние годы деревья перестроили свой обмен веществ настолько, что теперь не так активно поглощают углерод, а выделяют его гораздо больше, чем прежде.  

Шокирующая суть открытия выглядит так. Мы с детства привыкли думать, что дерево вдыхает углекислый газ, а выдыхает чистый кислород. А это ерунда. Дерево, как любой живой организм, дышит кислородом и выдыхает СО2. Поглощение углекислого газа происходит только на свету, ночью дерево дышит, как обычный, извините, человек. Но в нормальных условиях эта система сбалансирована: поглощает дерево 70% СО2, а выдыхает только 30%. И вот баланс нарушился: деревья в сибирской тайге существенно снизили свою способность к поглощению углекислого газа, а выделять его при дыхании стали больше. Вот эта ситуация и была также зафиксирована в изотопном составе годичных колец лиственницы.

Чуть позднее выяснилось, что подобная же ситуация наблюдается в лесах Якутии и Монголии. Что ещё больше заставляло нервничать. Если повышенное содержание углекислого газа в атмосфере в Иркутске и Якутии некоторые пытались объяснить большим количеством промышленных предприятий, то для экологически чистых лесов Монголии это объяснение не подходило.   

Тайга уходит в тундру

Сибирская тайга справедливо считается «лёгкими планеты». Теперь лёгкие сбиваются на кашель, и избыточный СО2 копится в атмосфере – сейчас каждый год его скапливается столько, сколько ещё в прошлом веке копилось за десятилетие. Углекислый газ более теплоёмкий, чем атмосферная смесь кислорода и азота.

Он выполняет роль плёнки в теплице (отсюда и термин «парниковый эффект»), задерживая тепло, выделяемое Землёй в космическое пространство, и тем самым поднимая среднегодовую температуру. Повышение температуры вызывает повышение интенсивности дыхания у растений – тут ещё более уместна аналогия с человеком, который чаще и тяжелее дышит в душной, не проветриваемой комнате – и дерево выделяет ещё больше СО2.

Повышение температуры параллельно снижает способность деревьев к «выеданию» углекислого газа. Цикл замкнулся. А теперь про последствия.

Мы, Сибирь вообще и, в частности, Иркутская область, в ближайшей перспективе оказываемся в бескрайней голой степи. Уменьшение количества осадков и повышение температуры для наших лесов губительны, и они начинают помаленьку «отползать» на север, в тундру. 

– Пока нас спасает то, что количество осадков не снижается, держится на одном уровне, – рассуждает Виктор Иванович. – Климат – это 30 лет. То, что было в прошлом году, – это погода. Так вот, за последние 30 лет мы не наблюдаем никакого устойчивого тренда – ни на повышение, ни на понижение количества осадков. А вот температура постоянно, безостановочно ползёт вверх. 

И этот год, скорее всего, также будет в среднем одним из самых тёплых. Вы же сами начали разговор с длинной и теплой осени, которая компенсирует холодные зиму и весну. И в Москве вчера опять очередной  температурный рекорд зафиксирован. Пока с осадками ситуация стабильна, всё ещё не так плохо. Однако это ненадолго. Свойство сложных природных систем, к которым относится и климатическая система, – иметь фазовые переходы. Коренные изменения в них не бывают плавными, чаще всего система моментально, скачком переходит в новое состояние и в нём стабилизируется, уравновешивается. Так вот, в ближайшие годы что-то должно случиться. И скорее всего, количество осадков понизится. Можете это написать, я голову даю на отруб:  в следующем году в Иркутской области и Бурятии будет такая же пожароопасная ситуация, которая была летом этого года в центре России.

Связано это с тем, что в конце лета и по сейчас не было дождей, и мы в зиму уходим с совершенно сухой почвой – никакой снег нас уже не спасёт. Как изящно выразился Виктор Воронин, «мы будем гореть, как шведы». В европейской части России сгорело три миллиона гектаров, очень большие пожары следует ожидать и у нас. На месте в южных районах области тот хвойный лес, который был, уже не вырастет: выжжена почва, изменится гидрологический режим, недостаточно влаги и высокая температура – всё это неприемлемо для нашей тайги, особенно для темнохвойников. В лучшем случае на месте вековой тайги вырастут берёзовые и осиновые рощицы. А скорее всего – кустарники и открытые степные участки. Пара-тройка пожаров – и лесостепная зона раскинется от Бурятии до северных районов Иркутской области. 

Лес – это регулятор влаги. С уходом тайги изменится сток вод, обмелеют реки, и, как в нормальной степи, весной всё будет широко разливаться, потом обратно уходить в водотоки, оставляя узкие прерывистые речушки. В связи с этим погода станет абсолютно неустойчивой, с частыми засухами, с сильными ветрами. 

Европе отключают отопление

Сдвиг лесной растительности на север указывает на то, что там протаяла вечная мерзлота и прогрелась почва. 

– Это же явление мы сейчас наблюдаем в поясе горных тундр, на гольцах вокруг Байкала: туда лес стройными рядами шурует, – объясняет Виктор Воронин. – Там дерево не могло расти, потому что холодно. Сейчас лес пошёл в гольцы, сдвижка – 200-300 метров. А сто метров вверх по склону горы – это по эквиваленту 110 километров по меридиану. То есть всё равно, что деревья ушли бы по прямой на север на сто километров.  

То, что тайга приходит в зону вечной мерзлоты, показывает, что она, мерзлота, тает. А это смерти подробно  для инженерных сооружений северной промышленности, которая на ней, мерзлоте, стоит, как на фундаменте. Все газо– и нефтепроводы, все линейные сооружения и крупные предприятия по добыче полезных ископаемых – всё это поплывёт и погрузится, как жёлтая подводная лодка, в болотную жижу. И это дело нескольких ближайших десятков лет. 

Самое печальное, что всё вышеописанное – это не наши мелкие местечковые проблемы. Климатическая система меняется на планетарном уровне. В «вечно» мёрзлой тундре содержатся колоссальные запасы метана, который даст сто очков вперёд углекислому газу, как драйвер глобального потепления. В смысле создания «парникового эффекта» он многократно опаснее. Среднегодовая температура будет повышаться ещё стремительнее – как говорят учёные, по экспоненте. Станет совсем тепло и влажно, вот вам и полноценный «парниковый эффект». Как говорится, «приходи, кума, париться». Глобальное потепление состоялось, и начались парадоксы. 

При активном таянии льдов Арктики и ледников суши пресная вода устремится в Северный Ледовитый океан, понизит плотность воды океанской. Изменение солевого градиента, объясняют учёные, изменит течение Гольфстрима: он перестанет проникать далеко на север. А Гольфстрим – это батарея парового отопления для Европы. Когда её отключат, в Европе настанет новый ледниковый период. Всемирное похолодание состоялось. Чем всё это закончится – неизвестно. Но учёные говорят, что наша планета уже не раз переживала ледниковые периоды, переживёт и этот, но, возможно, уже без нас. Так что это только наша, человечества, частная проблема. И поделом после того, что мы сами сотворили с планетой.