Что будет с антарктидой в будущем
Антарктида через 50 лет
Алексей Екайкин, гляциолог, полярник, вед. науч. сотр. лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), продолжает серию научных прогнозов, начатых в ТрВ № 300 и 301. Его «машина времени» переместилась на полвека вперед и увидела будущее шестого континента и всей антарктической науки.
Риск, связанный с плаванием в этих необследованных и покрытых льдами морях
в поисках Южного материка, настолько велик,
что ни один человек никогда не решится проникнуть на юг дальше, чем удалось мне.
Земли, что могут находиться на юге, никогда не будут исследованы…
Джеймс Кук, 1775 год
Начнем, пожалуй, с того, что заглянуть на 50 лет вперед — дело не то что трудное, а, скорее, принципиально невозможное. По одной простой причине: через определенное время накапливаются случайности — и цепочка причинно-следственных связей разрывается, дальнейший прогноз становится теоретически невозможен.
Характерный пример — прогноз погоды. Можно уверенно предсказать погоду на трое суток, потом сбываемость резко снижается, на неделю вперед можно прогнозировать лишь с очень большой погрешностью, а дальше будущее скрывается «за горизонтом событий».
Впрочем, многие природные процессы обладают временным масштабом в десятки или даже сотни, тысячи лет. Иначе как бы мы могли прогнозировать изменения климата Земли до конца XXI века! Или узнать, что Солнце через каких-то несколько миллиардов лет превратится в красного гиганта…
Горизонт планирования социальных процессов гораздо ýже — едва ли пара десятков лет, — а ведь от них в основном и зависит, что будет происходить с наукой в будущем.
А есть еще теория, согласно которой ход истории определяется последовательностью редких случайных событий («черных лебедей») — таких, как, например, пандемия коронавируса в 2020 году, — и потому в принципе непредсказуем.
Поэтому прогноз на 50 лет — это скорее не прогноз, а фантазии и мечтания. Вот и давайте пофантазируем, что будет представлять собой Антарктида в это время.
Пятьдесят лет — для меня знаковая цифра, потому что полвека назад, в январе 1970 года, сотрудники Арктического и антарктического НИИ и Ленинградского горного института начали проект глубокого бурения льда на станции «Восток», которому было суждено стать одной из самых ярких страниц в истории изучения этого континента [1]. Могли ли они тогда представить, что добуриться до дна ледника удастся лишь через 42 года, в феврале 2012-го!
Визуализация нового зимовочного комплекса станции «Восток». Рисунок предоставлен ААНИИ
Что же будет с самой Антарктидой, с антарктической наукой и с ролью России в этих процессах через полвека?
Антарктида, вероятно, будет гораздо более доступной для посещения туристами, и можно будет слетать туда на выходные «поглазеть на пингвинов» — неизбежно выросший поток туристов, я надеюсь, не уничтожит хрупкую экосистему ледяного континента.
Будущее самой Антарктиды как крупнейшего на планете массива льда на данный момент весьма неопределенно. Еще лет тридцать назад мы считали, что антарктический ледяной щит — оплот стабильности на нашей планете. Уж что-что, а Антарктида с ее гигантским запасом холода будет противостоять любым глобальным переменам. Но не тут-то было.
Последние 20–30 лет Антарктида начала активно терять массу, и этот тренд, видимо, надолго [2]. Через 50 лет уже будет ясно, по какой траектории пошел климат Земли — по «синей» (тотальное снижение выбросов, глобальное потепление в пределах 1,5 ºС к концу века) или по «красной» (все идет как шло, потепление > 2 ºC) [3]. Если по синей — Антарктида через 50 лет будет примерно такой же, как сейчас; если по красной — через полвека отдельные части ледника встанут на путь необратимого распада, в конце которого сильный подъем уровня Мирового океана и плохо предсказуемые последствия для всей планеты… [4]
Каким будет уровень развития антарктической науки через 50 лет, сказать сложно, но, по крайней мере, приблизительно понятно, по каким путям она будет развиваться в ближайшие десятилетия. Эта дорожная карта была составлена в апреле 2014 года на одной из сессий Научного комитета по исследованию Антарктики (SCAR).
После многодневных дискуссий, споров и голосований десятки ученых из многих стран мира определили шесть основных направлений научных исследований [5]:
1) Лучше понять влияние процессов в атмосфере Антарктики и в Южном океане на нашу планету. Как климат полюсов влияет на климат низких широт и муссонную циркуляцию; как восстановление озонового слоя и растущая концентрация парниковых газов повлияют на эти взаимодействия в будущем; как изменится способность Южного океана поглощать тепло и углекислый газ; что будет происходить с морским льдом и какой обратный эффект это окажет на климат — обо всем этом пока еще известно недостаточно;
2) Понять, как, где и почему антарктический ледяной щит теряет массу. Какие процессы в атмосфере и океане привели к тому, что в некоторых частях Антарктиды резко ускорилось движение ледников; какова роль глобального потепления в этих процессах; каковы пороговые значения температуры и содержания СО2, при которых начнется необратимый распад ледников; что происходит на ложе ледника — вот основные вопросы;
3) Изучить геологическую историю Антарктиды. Каково геологическое строение земной коры и верхней мантии в центральной части Антарктиды, покрытой льдом; как выглядела Антарктида в теплые эпохи сотни тысяч и миллионы лет назад, сколько льда она могла содержать; поможет ли это знание понять, что будет с Антарктидой, если нынешнее потепление продолжится, — чтобы ответить на эти вопросы, нужно собрать больше образцов льда, коренных и осадочных пород из разных частей материка;
4) Узнать, как развивалась и сохранялась жизнь в Антарктиде. Каково разнообразие жизни в Антарктике; каковы пределы и механизмы адаптации организмов; как разные виды выживали во время прошлых климатических изменений; каковы пороговые значения условий окружающей среды, после которых происходят необратимые изменения в экосистемах; какие виды наиболее уязвимы при современных глобальных изменениях;
5) Использовать уникальные особенности Антарктиды для изучения космоса. Сухая, холодная и тонкая атмосфера Антарктиды — идеальное место для наблюдений за ближним и дальним космосом. Подледниковые озера — прекрасный полигон для тестирования будущих космических миссий к подледным океанам малых планет Солнечной системы. Расположенные вблизи магнитного полюса станции отлично подходят для изучения (и прогнозирования?) солнечных вспышек и их влияния на связь и электронику;
6) Распознать и смягчить влияние человека на природу Антарктики. Насколько эффективна современная система управления Антарктикой; как социальные процессы в будущем повлияют на изменение количества туристов; какие чужеродные организмы заносит человек и как они выживают в антарктических экосистемах; какие меры нужно принять, чтобы защитить и сохранить природные экосистемы континента.
Решение этих вопросов потребует мощной международной кооперации, развития технологий и солидных денежных вливаний, нового поколения моделей (объединяющих атмосферу, океан, ледник, биосферу и земную кору) и вычислительной техники.
Ну а как будут складываться дела у России в Антарктике? Успехи нашей страны в Антарктиде будут определяться траекториями экономического и социального развития, которые на данный момент — увы! — мне кажутся достаточно туманными.
Но будем оптимистами и представим, что траектории эти будут благоприятными для нас: как в этом случае может выглядеть присутствие России в Антарктике через полвека?
Прежде всего, расширится список научных станций. Сейчас, напомню, их пять: Мирный, Прогресс, Новолазаревская, Беллинсгаузен и Восток, — а через полвека добавится еще парочка: одна в Западной Антарктиде и одна в центральной части материка — в районе так называемого ледораздела Б [6]. Трудно сейчас представить техническое оснащение полярных станций через 50 лет, но, во всяком случае, все они будут экологически чистыми и углеродно-нейтральными.
Кардинально расширится список выполняемых на этих станциях научных программ. Сейчас вклад России в изучение Антарктики непропорционально мал (если соотнести количество публикуемых российскими учеными научных статей с количеством станций и полярников) — этот дисбаланс должен быть исправлен.
К 2070 году будут завершены несколько грандиозных научных проектов, о которых сейчас мы можем лишь мечтать. В частности, будет пробурена новая глубокая скважина в районе ледораздела Б, и полученный ледяной керн расскажет нам о климате планеты за последние два миллиона лет. Интерпретация этих данных поможет лучше понять, как будет выглядеть Земля в конце XXI века, если нынешнее потепление продолжится.
Также будет завершен длящийся уже много лет проект изучения озера Восток [7]. В настоящее время он находится в полузамороженном состоянии: мы уперлись в отсутствие как необходимых технологий, так и финансирования. Изучение этого подледникового озера — один из крупнейших научных и технических вызовов современности.
Бурение четырех километров льда к озеру, чистый отбор проб воды из него, исследование осадочных пород — по техническим усилиям и финансовым затратам эта задача сопоставима с космической миссией на Марс. В данный момент такой проект России не под силу, но я верю, что через полвека задача будет решена.
Через пять десятилетий изменится вся инфраструктура и логистика Российской антарктической экспедиции, ее транспортные возможности. Вероятно, у России будет собственный самолет, способный садиться в любой точке материка и при любых климатических условиях. За счет этого центрально-антарктические станции перестанут быть полностью изолированными от остального мира в зимнее время и полярники получат возможность в любой момент уезжать в отпуск и возвращаться обратно.
Добавятся новые средства передвижения и перемещения грузов. Будут ли это суда на воздушной подушке, или дирижабли, или что-то совершенно новое, ныне неведомое, — как знать.
Прогноз, сделанный мореплавателем Куком без малого два с половиной века назад и вынесенный в эпиграф, не оправдался. Скорее всего, и наши представления об отдаленном будущем во многом не оправдаются. В этом случае я предлагаю делать оптимистичные прогнозы! Во-первых, мы ничего не теряем, поскольку прогнозы пессимистичные будут в такой же мере далеки от реальности. Во-вторых, для многих процессов — в первую очередь социальных — известен феномен самосбывающихся прогнозов.
Давайте думать о будущем лучше — и, возможно, оно не обманет наших ожиданий!
Алексей Екайкин
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Антарктида через 50 лет
Бельгийская станция Princess Elisabeth Antarctica — первая в мире антарктическая станция с нулевым загрязнением окружающей среды. Фото: International Polar Foundation — René Robert
Алексей Екайкин, гляциолог, полярник, ведущий научный сотрудник лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), продолжает серию научных прогнозов, начатых в «ТрВ» № 300 и 301. Его «машина времени» переместилась на полвека вперед и увидела будущее шестого континента и всей антарктической науки.
Риск, связанный с плаванием в этих необследованных и покрытых льдами морях в поисках Южного материка, настолько велик, что ни один человек никогда не решится проникнуть на юг дальше, чем удалось мне. Земли, что могут находиться на юге, никогда не будут исследованы.
Джеймс Кук, 1775 год
Начнем, пожалуй, с того, что заглянуть на 50 лет вперед — дело не то что трудное, а, скорее, принципиально невозможное. По одной простой причине: через определенное время накапливаются случайности — и цепочка причинно-следственных связей разрывается, дальнейший прогноз становится теоретически невозможен.
Характерный пример — прогноз погоды. Можно уверенно предсказать погоду на трое суток, потом сбываемость резко снижается, на неделю вперед можно прогнозировать лишь с очень большой погрешностью, а дальше будущее скрывается «за горизонтом событий».
Впрочем, многие природные процессы обладают временным масштабом в десятки или даже сотни, тысячи лет. Иначе как бы мы могли прогнозировать изменения климата Земли до конца XXI века! Или узнать, что Солнце через каких-то несколько миллиардов лет превратится в красного гиганта.
Горизонт планирования социальных процессов гораздо уже — едва ли пара десятков лет, — а ведь от них в основном и зависит, что будет происходить с наукой в будущем.
А есть еще теория, согласно которой ход истории определяется последовательностью редких случайных событий («черных лебедей») — таких, как, например, пандемия коронавируса в 2020 году, — и потому в принципе непредсказуем.
Поэтому прогноз на 50 лет — это скорее не прогноз, а фантазии и мечтания. Вот и давайте пофантазируем, что будет представлять собой Антарктида в это время.
Пятьдесят лет — для меня знаковая цифра, потому что полвека назад, в январе 1970 года, сотрудники Арктического и антарктического НИИ и Ленинградского горного института начали проект глубокого бурения льда на станции «Восток», которому было суждено стать одной из самых ярких страниц в истории изучения этого континента [1]. Могли ли они тогда представить, что добуриться до дна ледника удастся лишь через 42 года, в феврале 2012-го!
Что же будет с самой Антарктидой, с антарктической наукой и с ролью России в этих процессах через полвека?
Антарктида, вероятно, будет гораздо более доступной для посещения туристами, и можно будет слетать туда на выходные «поглазеть на пингвинов» — неизбежно выросший поток туристов, я надеюсь, не уничтожит хрупкую экосистему ледяного континента.
Визуализация нового зимовочного комплекса станции «Восток». Рисунок предоставлен ААНИИ
Будущее самой Антарктиды как крупнейшего на планете массива льда на данный момент весьма неопределенно. Еще лет тридцать назад мы считали, что антарктический ледяной щит — оплот стабильности на нашей планете. Уж что-что, а Антарктида с ее гигантским запасом холода будет противостоять любым глобальным переменам. Но не тут-то было.
Последние 20–30 лет Антарктида начала активно терять массу, и этот тренд, видимо, надолго [2]. Через 50 лет уже будет ясно, по какой траектории пошел климат Земли — по «синей» (тотальное снижение выбросов, глобальное потепление в пределах 1,5°С к концу века) или по «красной» (все идет как шло, потепление > 2°C) [3]. Если по синей — Антарктида через 50 лет будет примерно такой же, как сейчас; если по красной — через полвека отдельные части ледника встанут на путь необратимого распада, в конце которого сильный подъем уровня Мирового океана и плохо предсказуемые последствия для всей планеты. [4]
Каким будет уровень развития антарктической науки через 50 лет, сказать сложно, но, по крайней мере, приблизительно понятно, по каким путям она будет развиваться в ближайшие десятилетия. Эта дорожная карта была составлена в апреле 2014 года на одной из сессий Научного комитета по исследованию Антарктики (SCAR).
После многодневных дискуссий, споров и голосований десятки ученых из многих стран мира определили шесть основных направлений научных исследований [5]:
Решение этих вопросов потребует мощной международной кооперации, развития технологий и солидных денежных вливаний, нового поколения моделей (объединяющих атмосферу, океан, ледник, биосферу и земную кору) и вычислительной техники.
Ну а как будут складываться дела у России в Антарктике? Успехи нашей страны в Антарктиде будут определяться траекториями экономического и социального развития, которые на данный момент — увы! — мне кажутся достаточно туманными.
Но будем оптимистами и представим, что траектории эти будут благоприятными для нас: как в этом случае может выглядеть присутствие России в Антарктике через полвека?
Прежде всего, расширится список научных станций. Сейчас, напомню, их пять: Мирный, Прогресс, Новолазаревская, Беллинсгаузен и Восток, — а через полвека добавится еще парочка: одна в Западной Антарктиде и одна в центральной части материка — в районе так называемого ледораздела Б [6]. Трудно сейчас представить техническое оснащение полярных станций через 50 лет, но, во всяком случае, все они будут экологически чистыми и углеродно-нейтральными.
Кардинально расширится список выполняемых на этих станциях научных программ. Сейчас вклад России в изучение Антарктики непропорционально мал (если соотнести количество публикуемых российскими учеными научных статей с количеством станций и полярников) — этот дисбаланс должен быть исправлен.
К 2070 году будут завершены несколько грандиозных научных проектов, о которых сейчас мы можем лишь мечтать. В частности, будет пробурена новая глубокая скважина в районе ледораздела Б, и полученный ледяной керн расскажет нам о климате планеты за последние два миллиона лет. Интерпретация этих данных поможет лучше понять, как будет выглядеть Земля в конце XXI века, если нынешнее потепление продолжится.
Также будет завершен длящийся уже много лет проект изучения озера Восток [7]. В настоящее время он находится в полузамороженном состоянии: мы уперлись в отсутствие как необходимых технологий, так и финансирования. Изучение этого подледникового озера — один из крупнейших научных и технических вызовов современности.
Бурение четырех километров льда к озеру, чистый отбор проб воды из него, исследование осадочных пород — по техническим усилиям и финансовым затратам эта задача сопоставима с космической миссией на Марс. В данный момент такой проект России не под силу, но я верю, что через полвека задача будет решена.
Через пять десятилетий изменится вся инфраструктура и логистика Российской антарктической экспедиции, ее транспортные возможности. Вероятно, у России будет собственный самолет, способный садиться в любой точке материка и при любых климатических условиях. За счет этого центрально-антарктические станции перестанут быть полностью изолированными от остального мира в зимнее время и полярники получат возможность в любой момент уезжать в отпуск и возвращаться обратно.
Добавятся новые средства передвижения и перемещения грузов. Будут ли это суда на воздушной подушке, или дирижабли, или что-то совершенно новое, ныне неведомое, — как знать.
Прогноз, сделанный мореплавателем Куком без малого два с половиной века назад и вынесенный в эпиграф, не оправдался. Скорее всего, и наши представления об отдаленном будущем во многом не оправдаются. В этом случае я предлагаю делать оптимистичные прогнозы! Во-первых, мы ничего не теряем, поскольку прогнозы пессимистичные будут в такой же мере далеки от реальности. Во-вторых, для многих процессов — в первую очередь социальных — известен феномен самосбывающихся прогнозов.
Давайте думать о будущем лучше — и, возможно, оно не обманет наших ожиданий!
Ледовый апокалипсис. Как таяние Антарктиды погубит человечество
NASA опубликовало шокирующие кадры с Южного полюса. Льды тают, причём происходит это так стремительно, что разговоры о конце света перестают быть фантастическими. Есть версия, что если таяние будет продолжаться с той же интенсивностью, то цивилизации осталось всего несколько даже не веков, а десятилетий.
Кадр из фильма «Послезавтра» © Кинопоиск
Жаркое дыхание Антарктиды
На этой фотографии остров Игл на Антарктическом континенте. Снимки сделаны со спутника Landsat-8 при помощи прибора дистанционного зондирования. Слева остров — он по центру и чуть левее — практически полностью покрыт льдом, тогда как на снимке справа уже видны прогалины. А в самом центре оставшейся ледяной шапки образовалось озеро. Разница между снимками — не годы и не месяцы: первый был сделан 6 февраля, а второй — 13 февраля. То есть между заснеженной Антарктикой и растаявшей прошла всего неделя. За это время растаяло 10 сантиметров снежного покрова — почти пятая часть.
Температура воздуха к 13 февраля побила антарктический рекорд и достигла 18,3 градуса по Цельсию. А уже 14 февраля установилась на 20 градусах, также потеплела и вода в океане. Такого стремительного изменения учёные не ждали. Это вновь подтолкнуло к разговору о том, что таяние льдов — не банальные пугалки экозащитников, а реальная проблема, которая может поставить человечество на край гибели. Ведь если исчезнут антарктические ледники, погибнут миллионы.
Часы ледового апокалипсиса
Внимание на ледяную угрозу учёные обратили в конце 70-х годов, хотя теории о влиянии человеческой деятельности на ледяные шапки полюсов появились намного раньше. За время исследований выяснилось, что с 1979 по 2017 год скорость таяния льда в Антарктиде выросла в шесть раз. И континент стал самым быстро нагревающимся: общая температура там поднялась на три градуса.
Фото © David Silverman / Getty Images
В 2018 году учёные, которые изучают крупнейший в Антарктиде ледник Росса, опубликовали статью в Geophysical Research Letters. Они пришли к выводу, что под поверхностью относительно монолитного ледника идут постоянные процессы таяния. Антарктида перестаёт быть главной морозильной камерой планеты. Это неминуемо приведёт к двум вещам. Во-первых, континент хранит до 90% всей пресной воды. С 2012 года скорость таяния возросла втрое. И с такими темпами это вызовет подъём уровня воды в океане на 3–4 метра. И второе — это температура. Уже сейчас на планете нередки аномально тёплые зимы, а дальше будет только хуже.
Сколько осталось человечеству
Согласно исследованиям западных учёных, чуть более тридцати лет. Точка невозврата будет пройдена между 2030 и 2052 годами. Это значит, что если страны не пересмотрят свой подход к защите окружающей среды, уровню выбросов, вредным производствам, то через три десятилетия всему живому будет вынесен приговор. Дальше есть несколько вариантов. И один неприятнее другого.
Фото © David Silverman / Getty Images
Уровень воды будет стремительно подниматься, что спровоцирует затопление прибрежных городов, гибель целых государств. А стало быть, и миграцию сотен миллионов человек, что, в свою очередь, породит кризисы, войны и эпидемии. Добавит огня и повышение температуры окружающей среды, которое будет чревато засухой, неурожаем, дефицитом пресной воды. Таким образом, человечество должно будет выбрать: либо медленно умирать от голода, болезней и непогоды, либо уничтожить себя в междоусобных войнах за ресурсы. Страшнее всего, что это не дни отдалённого будущего, всё это начнётся и, вероятнее всего, закончится уже на нашем веку. На это нам намекают тающие льды Антарктиды.
Нагреет холодом
Сейчас ученые с тревогой следят за поведением других гигантских ледников. Скажем, от ледника Якобсхавн уже отрываются айсберги, которые возвышаются над водой почти на 100 метров, а ведь подводная часть в девять раз больше. Пока подъем воды из-за таяния Антарктиды небольшой, примерно 0,25 сантиметра в год. Но ситуация может резко измениться, если таяние доберется до ледника Туйэтса. Он способен уже в этом веке поднять уровень океана сразу на 3,5 сантиметра. Что в свою очередь еще больше подхлестнет глобальное потепление.
Не отстает и Арктика, где глобальное потепление шагает ударными темпами. Только за последние три года побиты многочисленные климатические рекорды, некоторые с ошеломляющим скачком. Вот лишь несколько цифр. Так, в 2016 году средняя температура была на 9 градусов больше, чем в 1979 году. За 40 лет площадь летнего ледяного покрова в Северном Ледовитом океане сократилась наполовину, а объем морского льда уменьшился на четверть. А ведь еще недавно ученые были уверены, что подобное произойдет только к середине столетия. Многие специалисты говорят, что при нынешней скорости климатических событий уже в этом столетии мир увидит Северный Ледовитый океан вообще без льда. Подобного не было в течение тысячи лет. А известный климатолог профессор Рутгерского университета Дженнифер Фрэнсис еще «оптимистичнее». Она уверена, что океан может освободиться ото льда уже к лету 2040 года, то есть на 60 лет раньше, чем предполагали еще 10 лет назад.
Почему же Арктика и Антарктика являются, по мнению ученых, абсолютными лидерами в формировании климата? Почему здесь потепление идет особенно стремительно? Механизм, по мнению ученых, примерно такой. Незначительное количество тепла расплавляет яркий белый лед, отражавший солнечные лучи. В итоге открываются большие темные поверхности океана, а он уже наоборот поглощает солнечный свет, работая на потепление. Поглощенное тепло продолжает нагревать лед, он тает, открывая новые темные площади, что дополнительно работает на потепление. Вот такая она, положительная обратная связь.
Но что же делать нам в такой ситуации? Прежде всего, по мнению Стеффена, надо как можно быстрей осознать, что ситуация с климатом стремительно меняется, что она куда тревожней, чем представлялось еще несколько лет назад, что Парижское соглашение не даст ожидаемого эффекта. Поэтому человечеству надо срочно начинать действовать.