Рис. 1–2. Палеотемпературы в центральной части Гренландии, реконструированные по изотопам аргона и азота в ледовом керне GISP 2 [249]. Усреднение за 15 лет. Видно, что похолодание началось в середине XV века и достигло максимума в XVIII веке. Подробнее о реконструкции климата прошлого будет рассказано ниже
Время температурного минимума также различалось в зависимости от конкретного места. Часто в качестве наиболее холодного указывают достаточно протяжённый период: конец XVII – начало XIX века. Малый ледниковый период и средневековый оптимум температур имели место не только в Европе, но и в Африке, и в Южной Америке [274]. С середины XIX века начало заметно теплеть, это видно, в частности, по быстрому отступанию ледников в разных частях земного шара [238].
На рубеже XVI–XVII веков, то есть в те же годы, когда плавали Пет и Джекмен, через Карское море проходил торговый путь в Мангазею. Впрочем, по морю проходила лишь небольшая часть пути, при благоприятных ветрах её можно было преодолеть за сутки, далее суда пересекали Ямал, двигаясь по реке Мутной, затем их тащили волоком до реки Зелёной, и по ней уже попадали в Обскую и Тазовскую губу[24]. Весь же путь от Двины до Оби обычно занимал чуть более месяца. Мангазея была торговой столицей Сибири и единственным сибирским портом, но жизнь её удивительным образом оказалась недолгой – около 70 лет, до 1672 года. Упадок некогда процветавшего города историки связывают с указом царя, запретившим в 1620 году морской путь в Сибирь под страхом смерти, чтобы предотвратить торговые сношения с «немцами» в обход уплаты пошлин. Юрий Чайковский [132] отмечает, что документально не зафиксировано ни одной попытки нарушить царский запрет, что является уникальным случаем в российской истории. По его мнению, основной причиной стало похолодание, начавшееся в регионе в конце XVI века. Мангазея была обречена и без царского указа. Судоходство в Карском море прекратилось более чем на два века, а после неудачных экспедиций Ф. П. Литке к Новой Земле (1821–1824) за Карским морем прочно утвердилась дурная слава. Однако ко второй половине XIX века климатические условия радикально изменились, и в 1869 году в Карском море побывало сразу 24 норвежских промысловых судна – и не встретили препятствий. Их пример вдохновил британского капитана Джозефа Виггинса (1832–1905), в 1874 году его судну «Диана» удалось дойти до устья Оби и вернуться в Британию. На следующий год он попытался повторить рейс на 27-тонном судне «Вим» (whim – «причуда»). Целью было достичь Байдарацкой губы, чтобы отыскать возможность пути в Обь, не обходя Ямал с севера, но из-за плохой погоды ему не удалось пройти дальше Колгуева. В 1876 году он предпринял коммерческий рейс в Сибирь на пароходе «Темза». Достичь Курейки удалось лишь 18 октября – возвращаться на родину было уже поздно. Однако судно после зимовки не удалось вывести в море – оно село на мель и его пришлось бросить. В 1878 году состоялся первый удачный коммерческий рейс Виггинса в Обскую губу на судне «Варкворс». После был предпринят ещё ряд успешных операций, в том числе сопровождение каравана судов с грузом рельсов для строительства Транссибирской магистрали [279]. Согласно ведомости, составленной Андреем Вилькицким [36], с 1874 по 1905 год было сделано 174 попытки пересечь Карское море, из них 142 завершились удачно.
Начавшееся во второй половине XIX века потепление продолжилось и в XX веке. В. Ю. Визе одним из первых обратил внимание на существенное потепление Арктики в 1920–1930-е годы [35]. По его наблюдениям, за этот период средняя температура повысилась на Шпицбергене на 2 °C, на Земле Франца-Иосифа на 3,5 °C, как если бы эти места сместились на 300 км к югу. В качестве примера он приводит наблюдения, сделанные с разницей в сорок лет в дрейфах «Фрама» и «Седова» (рис. 1–3). Визе также отмечает, что Югорский Шар до 1920 года замерзал в среднем 24 ноября, а в период 1920–1937 годов – 25 января, на целых два месяца позже. Визе, впрочем, делает оговорку, что «главные успехи советского полярного мореплавания всё же обусловлены усовершенствованной техникой и большевистской настойчивостью».
Рис. 1–3. Среднемесячные температуры, измеренные во время дрейфа судна Фритьофа Нансена «Фрам» (1894–1895) и советского ледокольного парохода «Георгий Седов» (1938–1939). Данные взяты из работы [35]. Дрейф Седова в среднем проходил севернее и восточнее, где в принципе должно быть холоднее. Однако на «Седове» было в среднем на 6 °C теплее. Карта дрейфа приведена на рис. 3–5. – Сам по себе пример является лишь иллюстрацией, но никак не доказательством сказанного Визе – аномально холодные, как и аномально тёплые, годы порой случаются и могут не отражать общую закономерность
Таким образом, в течение исторического периода климат менялся в весьма широких пределах. Именно климат последнего тысячелетия стал больной темой в дискуссиях климатологов. Ведь если климатические изменения сравнительно недавнего прошлого имели столь существенный размах, то и сегодняшнее потепление вполне можно объяснить природными факторами, а не промышленным выбросом углекислого газа. Многие сторонники теории антропогенного изменения климата стремятся доказать, что роль Малого ледникового периода сильно преувеличена и что он носил в основном локальный характер. Оценки средних температур этого периода разнятся в довольно широких пределах и после надлежащей статистической обработки могут быть использованы как аргумент любой из сторон.
О пользе прошлогоднего снега
Откуда мы знаем о тех событиях, которые происходили на Земле в далёком прошлом? Как уже было сказано, об отдельных событиях есть письменные или устные свидетельства. Пролить свет на некоторые загадки прошлого могут археологические находки. Всё это – архивы нашей цивилизации, но они простираются очень недалеко в прошлое, если мерить время масштабом геологических событий. Астрономические наблюдения проводятся в течение нескольких тысячелетий, регулярные наблюдения за погодой – сотни лет. Самая длинная запись температур ведётся в Центральной Англии – с 1659 года, а в России регулярные наблюдения начались при Петре I. Наблюдения за многими важнейшими параметрами, например за облачностью, стали возможны лишь с появлением спутников и покрывают лишь несколько десятилетий.
К счастью, существуют архивы, созданные самой природой, которые могут помочь нам узнать далёкую историю Земли и Космоса. Таким архивом может служить любая система, растущая постепенно, захватывая вещество из окружающей среды. При изменениях в природе состав «строительного материала» тоже будет меняться. Другими словами, естественные архивы несут закодированную информацию о прошлом нашей планеты. Один из наиболее информативных архивов – это ледник. Ледники образуются в горах, есть также полярные шапки в Антарктиде и в Гренландии. Они формируются из снега, который ложится год за годом, трансформируется, постепенно уплотняется до состояния льда. Ледники подпитываются снегом сверху и находятся в постоянном движении. Снег и лёд захватывают твёрдые частицы, соли, пузырьки воздуха, пыльцу растений и др. Таким образом, состав каждого слоя льда несёт информацию о множестве природных факторов в период его формирования, в том числе и о средней температуре. Пузырьки воздуха содержат двуокись углерода и метан: по ним можно понять, как изменялась концентрация парниковых газов в атмосфере. По содержанию сульфатов и золы можно сделать выводы об извержениях вулканов, по содержанию хлорида натрия, основного компонента морской соли, – о частоте и силе штормов, по нитратам – о частоте гроз. Но самое важное – ледники также содержат в себе информацию о температурах прошлого. Вода содержит кроме обычного кислорода (16O) и водорода (1H) тяжёлые атомы этих элементов – 18O и 2H. Тяжёлая вода конденсируется легче, поэтому при охлаждении воздушной массы она сначала теряет тяжёлую воду. Чем ниже температура образования осадков, тем меньше в них тяжёлой воды. Значит, тяжёлые атомы водорода и кислорода, 2H и 18O, можно использовать как палеотермометр – по их содержанию в определённом слое ледника можно судить о средней температуре в тот период, когда слой образовался.
Другой важнейший архив – это донные отложения, которые накапливаются, слой за слоем, в озёрах, морях и океанах. Они тоже весьма информативны, потому что всё, что попадает в окружающую среду, рано или поздно поступает в океан, и каждое событие оставляет свой след в донных отложениях. Анализируя отложения послойно, можно увидеть, например, извержение вулкана Кракатау, чернобыльскую катастрофу или изменения магнитного поля Земли.
Ещё один всем знакомый архив – годичные кольца деревьев. Толщина годичного слоя определяется климатическими факторами, поэтому последовательность чередования толстых и тонких колец будет одинакова у всех деревьев, растущих в одно и то же время в одной местности. Можно протянуть вглубь на несколько тысячелетий дендрохронологическую шкалу, объединяя срезы разных деревьев, ныне живущих и давно спиленных, часть времени жизни которых совпадала. Таким образом, рисунок годичных колец отражает изменения климата. Состав древесины также может служить источником информации о природных факторах, которые влияли на дерево в период его роста.
