Глава 15. Глобальное потепление

Глобальное потепление связано как с рядом естественных природных процессов, так и с «суммой технологий», созданных человеком, поэтому к чисто природным рискам его можно отнести только условно. Глобальное потепление можно также назвать классическим примером опасного процесса, в отношении которого действует множество факторов, делающих его «непостижимым».

Ограниченное глобальное потепление на несколько градусов не приведёт к вымиранию человечества, поскольку даже таяние ледников в прошлом не привело к гибели всех людей. Поэтому призывы к экономии электричества как к способу спасения мира являются определённой натяжкой, которая только подрывает доверие к самой идее об опасности потепления.

Не общепризнанной, но принимаемой несколькими исследователями возможностью глобальной катастрофы является парниковая катастрофа, называемая по-английски «неограниченно растущий парниковый эффект» (runaway greenhouse effect). О нём пишет А. В. Карнаухов в статьях «К вопросу об устойчивости химического баланса атмосферы и теплового баланса Земли» [Карнаухов 1994], «Парниковая катастрофа»[101], Иващенко О. В. «Изменение климата и изменение циклов обращения парниковых газов в системе атмосфера-литосфера-гидросфера – обратные связи могут значительно усилить парниковый эффект»[102] и А. Ваганов «Сценарии парниковой катастрофы»[103]. Из зарубежных учёных можно отметить Дж. Атченсона, который утверждает, что за счёт цепной реакции дегазации газовых гидратов температура может вырасти на несколько градусов в ближайшие годы, а не за сто лет[104].

В отличие от продвигаемой средствами массовой информации концепции парникового эффекта, которая утверждает, что при худшем сценарии температура земли возрастёт на 2-6 градусов и уровень океана повысится на несколько метров, эти исследователи утверждают, что парниковый эффект находится на пороге необратимости, пройдя который, он войдёт в фазу положительной обратной связи, и температура Земли возрастёт на десятки или сотни градусов, делая жизнь на земле невозможной. Это связано, в частности, с тем, что водяной пар (не в форме облаков, а растворённый в воздухе) является сильнейшим парниковым газом, а запасы готовой испаряться воды на земле огромны. Кроме того, постепенное увеличение светимости Солнца (в сравнении с предыдущими эпохами глобальных потеплений), увеличение длины земных суток, накопление углекислого газа и снижение растворимости углекислого газа в океанах с ростом температуры работают на то, чтобы сделать парниковый эффект более сильным. Но ещё один фактор чреват резким увеличением парникового эффекта – разрушение огромных запасов газовых гидратов на дне моря, которое приведёт к выделению в атмосферу больших количеств метана – сильнейшего парникового газа[105]. Разрушение газовых гидратов может принять характер цепной реакции, что уже однажды произошло 55 миллионов лет назад, когда температура Земли повысилась на период времени в несколько тысяч лет примерно на 10 градусов (позднепалеоценовый термальный максимум). Однако тогда гидратов было гораздо меньше. Возможно, что понимание рисков необратимой катастрофы уже в этом веке стоит за усилиями правительств по снижению выбросов парниковых газов. Этот сценарий можно назвать Венерианским, потому что именно благодаря парниковому эффекту на поверхности Венеры температура составляет более 400 С, при том, что в силу высокого альбедо – ярко белые облака – она получает меньше солнечной энергии, чем Земля. Глобальное потепление является системным риском, поскольку в нём увязано множество разных факторов: Солнце, земные недра, океаны, человек, политика, вулканизм.

Парниковая катастрофа может состоять из трёх этапов:

1. нагрев на 1-2 градуса за счёт избытка углекислого газа в атмосфере антропогенного происхождения, прохождение точки «спускового крючка», подобного порогу срабатывания у нейрона. Только на этом этапе борьба с выбросами углекислого газа имеет смысл. Возможно, пороговый уровень уже пройден, как утверждает профессор Лавлок[106].

2. нагрев на 10-20 градусов за счёт метана из газовых гидратов и сибирских болот и углекислого газа, растворённого в океанах. Скорость этого самоусиливающегося процесса ограничена тепловой инерцией океана, и он займёт не менее 10 лет. Этому процессу можно противостоять только резкими высокотехнологичными вмешательствами, вроде искусственной ядерной зимы и/или взрыва многих вулканов.

3. Включение в процесс парникового эффекта от водяного пара и от разрушения карбонатосодержащих пород в земной коре. Подъём температуры до точки кипения воды.

Исследование необратимого глобального потепления находится под сильным давлением наблюдательной селекции, то есть мы не можем заключать из того, что его не было в прошлом, то, что оно маловероятно в будущем, поскольку мы могли выжить только в том мире, где оно не произошло. Чем менее вероятно состояние атмосферы нашей планеты, тем больше шансов, что оно находится «на грани» и достаточно его легко подтолкнуть, чтобы оно переместилось в некое более устойчивое состояние. С другой стороны, ИИ даст мощный вклад в решение проблемы глобального потепления. Во-первых, он сможет вычислить, какая из моделей изменения климата наиболее реальна, и убедить людей в реальности опасности парниковой катастрофы, если он её обнаружит. Во-вторых, он сможет предложить наиболее безболезненный и дешёвый путь предотвращения парниковой катастрофы. например, он может придумать, как развернуть тонкие экраны в космосе, которые ограничат поток солнечной радиации. Производить эти экраны будут роботы на луне из местного титана. Или можно распылить в точке Лагранжа между землёй и Солнцем некое количество космической пыли, например, взорвав астероид, которая будет рассевать долю процента солнечного излучения и способствовать охлаждению Земли. Поскольку эффект полномасштабной ядерной зимы создаёт всего на всего 150 млн. тонн сажи в тропосфере, то масштаб вмешательства может быть небольшим. Может быть, достаточно будет распылять с самолётов один миллион тонн сажи в год, чтобы удерживать температуру ниже критической на пару градусов. Это потребовало бы только 300 гружёных сажей транспортников в день. Разумеется, ИИ мог бы предложить и способы удалять излишки углекислоты из атмосферы, например, с помощью генетически модифицированных растений и нанороботов.

В природе есть ряд механизмов обратной связи, которые могут сделать необратимое глобальное потепление невозможным: это в первую очередь рост растительности в ответ на рост концентрации двуокиси углерода в атмосфере, а, во вторых, включение углеродно-силикатного цикла, который приведёт к связыванию и избытков углекислоты.

Однако возможны и более рискованные способы предотвращения глобального потепления: это попытки устроить искусственную ядерную зиму или взрывать вулканы. Очевидно, что люди применят эти способы, если ситуация резко пойдёт вразнос, и не будет времени и сил, чтобы сделать нечто более аккуратное. Здесь есть риск, что непродуманные действия приведут к только временному облегчению, но потом усилят процесс потепления. Или, наоборот, взрывы вулканов с целью охлаждения приведут к слишком сильному охлаждению и начнётся вулканическая зима.

Мы можем заключить, что развитая цивилизация легко сможет противостоять изменениям климата, например, распыляя разные порошки в верхних слоях атмосферы или развёртывая космические экраны, чтобы охладить её или подогреть. Наихудший сценарий подразумевает ситуацию, когда процесс необратимого нагрева атмосферы начался (при этом сам подъём температуры ещё может быть невелик, главное – формирование цепочек положительной обратной связи), а затем цивилизация утратила по каким-то свои внутренним причинам способность к высокотехнологическому регулированию климата и откатилась к более раннему уровню. Тогда она может быть окончательно повержена необратимым нагревом атмосферы, который произойдёт через десятки лет после технического коллапса.

Полное удаление углекислого газа из атмосферы привело бы к гибели растений, а затем и к исчезновению кислорода из атмосферы Земли. Эта перспектива вымирания является гораздо более реальной, чем увеличение светимости Солнца, и может сработать через несколько десятков миллионов лет за счёт естественных процессов захоронения углерода.

В значительной мере проблема глобального потепления – это вопрос о способности общества адекватно реагировать на слабые сигналы. И судя по нынешнему изобилию «климат-гейтов», общество стремится игнорировать слабые сигналы, сводя их ценность к нулю за счёт теорий заговора. Особый вред споры о глобальном потеплении наносят будущим попыткам предсказать другие глобальные катастрофы, так как срабатывает эффект «Волк, волк». Целью должно быть не предотвращение изменений климата, а способность к управлению климатом с большой скоростью реакции. Во втором случае не нужно на основании очень слабых сигналов пытаться спрогнозировать климат на 30 лет вперёд. А достаточно реагировать на текущие изменения климата. Это даст возможность корректировать ошибочные выводы, а также реагировать на непредвиденные обстоятельства – извержения вулканов, изменение числа пятен на Солнце, ядерную зиму.

В 1970–е годы была популярна теория об антропогенном глобальном похолодании, связанном как с выбросами сажи, так и с циклическими изменениями климата – говорилось, что очередному Ледниковому периоду уже давно пора начаться. http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/01/the-global-cooling-myth/ Нынче от этой точки зрения отошли, так как выбросы оксида серы сократились, а исследования земной орбиты показали, что до следующего периода оледенения есть ещё 50 000 лет.

Основным поставщиком сажи в атмосферу в настоящий момент является Азия, и большая часть ее связана с неполным сгоранием дров и навоза в Индии и Китае, а меньшая – с промышленными выбросами от сжигания каменного угля и мазута (что показали радиоуглеродные исследования этой сажи, опубликованные в 2009 г в Science).

Возможно, что эти два процесса компенсируют друг друга, что создаёт видимость того, что ничего не происходит. (Например, если потепление даёт прибавку +4 С градуса, а охлаждение -3,5 С.) Очевидно, что такая ситуация неустойчива, так как если один из процессов прекратится (например, Китай полностью перейдёт на отопление жидким топливом и газом или улучшит очистку выбросов на угольных электростанциях), то другой проявит себя во всей полноте. Во-вторых, она неустойчива потому, что время жизни в атмосфере нагревающих и охлаждающих продуктов горения различно. Сажа оседает за срок от 1 года до 10 лет, а углекислый газ может сохраняться в ней гораздо дольше. Кроме того, периоды холода приводят ещё более интенсивной топке для согревания, что увеличивает выбросы сажи.

Отметим, что опасность высокой температуры для человеческого организма является комбинацией собственно температуры и влажности. При 100 % влажности уже температура в 35 С может быть смертельно опасна, так как человек не сможет бороться с жаром потоотделением. Группа ученых под руководством Стивена Шервуда (Steven Sherwood) из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии показали, что пиковое повышение температуры на половине обитаемых регионов суши до значений, в принципе не переносимых человеческим организмом более нескольких часов может произойти уже в этом столетии, если средние температуры на Земле возрастут на 12 градус. (Подробнее: Steven C. Sherwood, Matthew Huber. An adaptability limit to climate change due to heat stress. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; DOI: 10.1073/pnas.0913352107 http://www.pnas.org/content/early/2010/04/26/0913352107 )