Кажется, мы все умрем. Или нет? Впрочем, последние исследования утверждают, что сделать это быстро можно лишь в том случае, если мы приложим некоторые усилия...

Давным-давно — скажем, до 2013 года — считалось, что внутренняя граница зоны обитаемости в Солнечной системе находится довольно далеко от Земли, примерно в 0,1 а.е., то есть не ближе 0,9 а.е. от звезды. Таким образом, планета вроде нашей перегреется так, что начнет терять воду из атмосферы, лишь через миллиард лет, а вот раньше жизни ничто не угрожает.

Недавняя работа группы Рави Кумара Коппарапу (Ravi Kumar Kopparapu), использовавшая уточненные данные абсорбции солнечных лучей углекислым газом и водяным паром, дала совсем иные данные. Так, оказалось, что внутренняя граница зоны обитаемости находится в 0,99 а.е. от Солнца, то есть жизнь на Земле ходит по очень тонкому льду, который к тому же скоро растает. Получалось, что где-то через сотню миллионов лет светимость Солнца возрастет на 1% в силу неизбежных особенностей тамошних термоядерных реакций, и биосфера Земли прикажет долго жить, скорее всего, так и не успев перейти в ноосферную стадию.

Получив эти данные, Рави Кумара Коппарапу с коллегами решили проверить доселе считавшиеся незыблемыми выводы Кастинга и Акермана, которые в 1986 году провели моделирование последствий парникового эффекта для климата Земли и пришли к тому, что никакое — вообще никакое — увеличение концентрации CO2 в воздухе не приведет к потере ею гидросферы. Что будет через 100 млн лет, предсказать действительно сложно, ибо есть еще вероятность изменения орбиты Земли, а вот углекислый газ, как показывает история антропоцена, у нас получается неплохо производить уже сейчас.

Как выяснилось при помощи одномерной модели климата Земли, в принципе положить конец жизни на ней путем сжигания ископаемого топлива, что называется, достижимо. Хотя это и не так просто, как вы думали. По сути, сценарии разогрева разделяются на две большие группы: быстрой потери воды и медленной. В первом случае планета лишится океанов примерно за миллиард лет. Звучит это так, будто время у нас еще есть, но в действительности океаны очень глубоки, а вот вода на суше может почти исчезнуть куда раньше полного высыхания морей, оттого существенные проблемы типа опустынивания начнутся почти сразу после начала стадии такого moist greenhouse (влажного парникового эффекта).

Менее оптимистичен сценарий медленного прощания с H2O. В этом случае океанская вода будет теряться не столь быстро, поэтому моря испарятся полностью еще до исчезновения водяного пара из газовой оболочки. И хотя кажется, что с водой лучше, чем без нее, на практике такой компонент в атмосфере будет способствовать усиленному поглощению ИК-лучей и приведет к росту температуры не до каких-нибудь жалких 40—60 градусов Цельсия, как в предыдущем варианте, а сразу до полноценных 900 градусов! Как вы понимаете, при таком стечении обстоятельств присутствие на планете водяного пара вряд ли можно назвать счастьем, оттого конец наступит значительно быстрее. Называется же это инферно runaway greenhouse (стремительный парниковый эффект).

Авторы работы считают, что в целом моделирование дало оптимистичные результаты — стремительный парниковый эффект при любом увеличении концентрации углекислого газа исключен.

Итак, металлы на поверхности Земли в ближайший миллиард лет, скорее всего, плавиться не начнут. Зато влажный парниковый эффект доступен при всего лишь одиннадцатикратном увеличении концентрации CO2. Напомним, за весь период с начала промышленной революции до сегодняшнего дня количество этого компонента в атмосфере выросло всего на 31%, поэтому если вы планируете довести планету до потери гидросферы, то без сверхиндустриализации не обойтись. Учитывая слабость промышленной политики в нынешнем мире, вздохните с облегчением.

Но не все так просто. Жизнь, конечно, выживет, делают одолжение жизни авторы работы, а вот у человека будут большие неприятности. Уже при температуре по влажному термометру, равной примерно 35 градусов Цельсия, мы начинаем испытывать гипертермию, что редко имеет счастливый конец, особенно если вы склонны к сердечнососудистым заболеваниям, — ведь кожа должна быть на два градуса холоднее организма, чтобы эффективно отдавать тепло в окружающую среду. При невыполнении этого условия охлаждение не работает, и о, скажем, беге или физических усилиях можно забыть. Проблема в том, что уже при учетверении количества углекислого газа такая температура сезонно возникнет в летний период в умеренных широтах, а при увосьмерении продвинется даже в высокие.

Теперь хорошо бы задаться вопросом, можем ли мы, такие талантливые и бездумные человекообразные, сжечь достаточно ископаемого топлива, чтобы добиться гипертермии в средних или высоких широтах? Согласно подсчетам, при нынешних ценах на топливо экономически целесообразное его сжигание не может затронуть все доступные запасы вообще. Часть из них пока просто слишком дорого добывать. Поэтому в сегодняшней ситуации максимум повышения концентрации углекислого газа не превысит трехкратного. То есть если отключить здравый смысл и включить сжигание угля, то будет жарко, но не до гипертермии в анамнезе. Правда, при резком росте цен на энергоносители или включении в расчеты метангидратов, опыты по добыче которых сейчас ведет Япония, достичь 4—8-кратного повышения концентрации в принципе возможно.

Что ж, убить себя, если очень постараться, все же можно. Но ученые обнаружили и менее сомнительные поводы для радости. В частности, при учете облачного покрова и неполного перемешивания тропосферы Земли внутренняя граница обитаемой зоны в Солнечной системе может быть сдвинута с 0,99 до 0,97 а.е. А при относительно благоприятном сценарии развития облачного покрова в будущем основная часть растений на планете сможет заниматься фотосинтезом еще 350 млн лет, некоторые — едва ли не миллиард лет, хотя среди самых устойчивых не будет деревьев и папоротников — лишь растения с фотосинтезом C4, в основной массе — травы. То есть в ближайшую сотню миллионов лет вымирание человечеству не грозит, хотя слишком долго коптить небо тоже не получится. Ни о каком миллиарде лет до конца света речь, видимо, все-таки не идет: Земля — готовьтесь — станет нам неподходящим домом куда раньше.

Несомненно, рассмотренная работа все еще не учитывает многих факторов. Сами исследователи говорят, что хорошо бы построить более сложную трехмерную модель развития климата. Да всего и не предусмотреть: скажем, исчезновение лесов в ближайшие 300—350 млн лет, очевидно, прилично изменит альбедо Земли, а значит, затронет и климат. Те же деревья интенсивнее всего генерируют облака над планетой, так что уверенно прогнозировать облачность после их пропажи явно будет тяжело.

Но представленная модель для современного уровня знаний вполне проработана, так что в принципе может служить руководством к действию — или, точнее, руководством к тому, каких именно действий стоит избегать.

Все-таки до 900 градусов Цельсия наши экологические безумства планету не доведут: прямо сейчас потребуются усилия даже для того, чтобы довести ее до состояния пустыни Мохаве (Ravi Kumar Kopparapu et al., Wikimedia Commons.)

A — наш мир сегодня; В... Е — он же, но в различные моменты мелового периода. Как видим, местами постоянный температурный стресс для человека существовал уже тогда. Если среднегодовая температура поверхности преодолеет отметку в 300 градусов Кельвина, гипертермия географически широко зашагает по планете (Ravi Kumar Kopparapu et al., Wikimedia Commons.)

 

Источник: А. Березин, compulenta.computerra.ru / Ramses M. Ramirez, Ravi kumar Kopparapu, Valerie Lindner, James F. Kasting How close is Earth to a runaway greenhouse? — arxiv.org

 

На заставке фото с сайта club.foto.ru