Чтение онлайн

Как сильно влиял углекислый газ на климат далекого прошлого? Когда мы видим провалы в графиках, 300 миллионов лет назад и в сегодняшней ледниковой эре, количество двуокиси углерода в воздухе составляет всего лишь несколько сотен частиц на миллион, но на подъемах оно вырастает до 5000 и 2000 частиц на миллион. Если захотите перевести это на язык, используемый для современного описания изменений климата, вам придется спросить, насколько поднимутся температуры, если содержание двуокиси углерода возрастет с 280 до 560 частиц на миллион — то есть увеличится в два раза по сравнению с уровнем, существовавшим до промышленной революции? Межправительственная группа экспертов по изменению климата полагала, что цифры будут в пределах от 1,5 до 4,5 градуса Цельсия.

Первоначально Шавив и Вейзер, основываясь на данных за 500 миллионов лет, предполагали, что чувствительность климата к двуокиси углерода могла составить 0,5 градуса Цельсия. Однако они согласились с тем, что следует откорректировать цифры с учетом кислотности морской воды, хотя и полагали, что Дана Ройер с коллегами переоценивают ее влияние. Шавив и Вейзер также подчеркивали, что подсчет атомов тяжелого кислорода, используемый для определения температуры, должен быть скорректирован с поправкой на количество льда в мире, потому что если образуются ледовые щиты, то в морской воде остается больше тяжелого кислорода. Шавив и Вейзер пересмотрели свою оценку чувствительности климата к двуокиси углерода, и в этот раз она составила 1,1 градуса Цельсия.

Их оценка совпала с мнением знаменитого метеоролога Ричарда Линдзена из Массачусетского технологического института о сегодняшнем состоянии атмосферы. Линдзен неоднократно высказывался об умеренном влиянии на климат двуокиси углерода. Как он объяснил в выступлении перед английской Палатой лордов в 2005 году:

«Если главные парниковые субстанции — водяной пар и облака — остаются неизменными, то удвоение количества СО 2приводит, согласно простым расчетам, к повышению среднемировой температуры в среднем на 1 градус Цельсия» [71] .

Итак, древние ископаемые дали Шавиву и Вейзеру возможность получить цифры, очень близкие к расчетам Линдзена, который основывался на исследованиях современной атмосферы. Есть над чем задуматься. Свенсмарк не был уверен, стоит ли учитывать климатическую эффективность двуокиси углерода в своих расчетах. Его также интересовало, оставалось ли количество углекислого газа постоянным на протяжении всей истории и, если его концентрация была разной, как это могло отражаться на климате. Как бы то ни было, результаты Шавива и Вейзера убеждают нас в том, что климат не настолько чувствителен к увеличению углекислого газа, чтобы тревожные предсказания о неминуемом глобальном потеплении, спровоцированном промышленной деятельностью, выглядели убедительными. И, таким образом, эти результаты добавили Свенсмарку оптимизма в его размышлениях о причастности космических лучей к судьбе планеты в промышленную эпоху.

Когда в 2002 году вышли в свет любопытные расчеты Нира Шавива, говорящие о той роли, которую сыграли космические лучи в истории земного климата, Свенсмарк решил взяться за написание собственного труда. Однако доступные ему геологические данные были неполными, и это сильно затрудняло работу, до тех пор пока на встрече на Гавайях в 2005 году Шавив не указал ему на более качественную базу данных. Эксперимент в подвале также сильно отвлекал Свенсмарка. Однако начиная с момента, когда были обработаны первые результаты эксперимента «SKY», Свенсмарк смог уделить больше внимания тем мелодиям, которые с незапамятных времен напевают камни и звезды; ему нужно было лишь постараться расслышать созвучия в их песнях.

Свенсмарка поразили противоречивые мнения астрономов о Млечном Пути и тех временах, когда, по их предположениям, Солнечная система проходила через галактические рукава. В каком-то смысле это разочаровывало даже больше, чем любые геологические данные, не соответствующие изменениям климата. Свенсмарк решил подойти к проблеме с другого конца и использовать данные Яна Вейзера о морских температурах, «записанных» в ископаемых, чтобы помочь астрономии. «Шутки ради, — заметил Свенсмарк, — я назвал это: „Как измерить массу Галактики с помощью термометра“» [72] .

Обитатели морских раковин действуют как чувствительная природная аппаратура, записывая события, происходящие в вечно меняющейся звездной среде, окружающей нас, и они начали выполнять эту работу задолго до того, как человек изобрел астрономические инструменты. С позиций сегодняшнего дня мы можем рассматривать их как телескопы, которые фиксировали интенсивность космических лучей путем усвоения тяжелого кислорода в процессе жизнедеятельности. Так что идея использовать морские ракушки для астрономических целей — не пустая прихоть.

Согласно показаниям окаменелостей, температуры моря колебались, и амплитуда этих колебаний была относительно невысока, зато ритм был более частый, чем тот, который задают климату спиральные рукава. А дело в том, что наше Солнце ведет себя как игривый дельфин. Двигаясь по орбите, оно к тому же как бы выпрыгивает из галактического диска, затем погружается обратно и вновь выпрыгивает, и так все время. Срединная плоскость диска — не просто математический вымысел. Там концентрируются заряженные частицы, поскольку магнитное поле, управляющее ими, удерживается на месте гравитацией — той же самой силой притяжения, которая не дает звездам и газовым облакам разбегаться от диска.

Итак, когда бы Солнце ни пересекало срединную плоскость, идет ли оно наверх или катится вниз, Земля в это время страдает от всплеска космических лучей, и это происходит с интервалом в 32–34 миллиона лет. Когда Солнце покидает срединную плоскость, оно поднимается «в гору» по склону длиной 300 световых лет, доходит до «хребта» и начинает спуск вниз. На этой фазе поток космических лучей слабеет. Такие колебания происходят независимо от того, находится Солнечная система внутри или вне спирального рукава. Но если Солнце заходит в спиральный рукав, то там цикл космических лучей ускоряет свой шаг из-за более высокой концентрации межзвездного газа. Морские температуры позволяют довольно точно устанавливать границы временных отрезков, так как самые холодные периоды каждого геологического цикла с продолжительностью 32–34 миллиона лет совпадают с тем, когда Солнечная система пересекала срединную плоскость Галактики.

Свенсмарк не хотел узнавать заранее, насколько быстро движется Солнце по отношению к спиральным рукавам. То был один из вопросов, которые он хотел выяснить сам. Для этого ему было нужно взять температурные данные Вейзера за последние 200 миллионов лет и «примерить» их на Галактику. Это было похоже на то, как человек, купивший костюм в магазине готового платья, ходит и ищет того, на ком костюм будет сидеть идеально. И нашлась только одна комбинация ключевых цифр, правильно отображающая волнообразное движение Солнца.

Анализ Свенсмарка позволил получить цепочку ответов на вопросы о ближайших к нам областях Млечного Пути и движении Солнца. Относительно вращающихся спиральных рукавов Галактики Солнце перемещается со скоростью 12 километров в секунду. Визит в рукав Щита — Южного Креста Солнце нанесло 142 миллиона лет назад, а в рукав Стрельца — Киля — 34 миллиона лет назад. Ширина рукавов приблизительно 1170 и 910 световых лет соответственно. Плотность вещества в спиральных рукавах на 80 процентов выше, чем в областях между рукавами. Вот уж действительно: колебания температуры позволили измерить Галактику!