Естественная модель аномалий климата

Сверхмощные компьютеры позволяют ученым создавать динамические модели климатической системы Земли. На них «проигрывают» различные варианты изменений климата при тех или иных условиях.

Компьютерные модели позволяют оценить, что может произойти в крупных регионах и на всей планете при дальнейшем изменении химического состава атмосферы. Результаты таких исследований не дают утешительных прогнозов.

Однако наряду с искусственными существуют естественные модели климатических изменений. На них почему-то не принято обращать внимания. А они, пожалуй, наиболее определенно показывают, как меняется климат в результате деятельности человека.

Самая значительная естественная модель такого рода – пустыня Сахара. Проблема ее происхождения имеет принципиальное значение для понимания того, как радикально и сравнительно быстро меняется климат на огромном пространстве.

Конечно, от России до Сахары «дистанция огромного размера», как говаривал незабвенный Скалозуб. Однако ее знойное дыхание сказывается на климате Европы. А главное, ее судьба поучительна и для нас.

Еще в недавнем прошлом считалось (и мнение это остается популярным), что Сахара возникла благодаря каким-то природным процессам. Теперь все больше исследователей склоняется к мысли, что ее формирование происходило под непосредственным воздействием людей, начиная с позднего каменного века, то есть в последние 10–15 тысячелетий.

«Исследователи Сахары установили, – писал советский географ М.П. Петров в монографии “Пустыни земного шара”, – что сухие русла (вади) Сахары были выработаны еще в четвертичное время, когда климат Северной Африки был более влажным и она была хорошо обводнена».

Ныне Сахара – одна из наиболее жарких пустынь тропического пояса Северного полушария. Здесь средние годовые температуры воздуха выше + 20 °С, июльские доходят до +37 °С (вспоминается московское пекло).

Испаряемость очень высокая – более 4200 мм. А в год на большей части территории выпадает менее 70 мм осадков. На некоторых территориях осадки не выпадают по нескольку лет подряд.

В книге «Блестящее наследие Африки» (1997) из серии «Исчезнувшие цивилизации» сказано: «Сахара представляла собой цветущий сад… где охотники-собиратели, а позже земледельцы и скотоводы создали первые своеобразные общества.

Постепенное изменение климата опустошило этот регион и погубило его обитателей. Древние реки и озера начали высыхать. Пышная растительность сменилась жестким кустарником, потом высох и он; благодатные земли превратились в пустыни, исчезла дичь, люди были вынуждены переселиться в другие, более пригодные для жизни края».

Что же сделало климат знойным и сухим?

Вспомним некоторые общие простые климатические закономерности.

Сушу орошают дожди. Основной источник влаги – Мировой океан. Испаряясь с поверхности морей и океанов, она переносится на острова и материки, питает растения, почвы, озера и подземные воды, поступает в реки и вновь возвращается в гигантскую чашу Мирового океана.

Чем дальше от него расположена территория, тем меньше там выпадает осадков, тем резче контрасты погоды и климата.

Сахара расположена между Индийским и Атлантическим океанами, на севере за горами Атлас и обширными низинами – Средиземное море. Как будто источников для атмосферной влаги предостаточно. На западной окраине Сахары, вблизи океана, часты туманы, хотя осадков выпадает немного и преобладают опустыненные территории.

Почему-то дождевые тучи, которые нередко проплывают над пустыней, не проливают дождей. Хотя, например, в нагорье Тибести, расположенном в центре Сахары, бывают редкие сильные дожди, часты туманы. Значит, местные воздушные потоки не столь уж сухи.

Самые ранние из обнаруженных в Сахаре наскальных рисунков относятся ко времени таяния великих ледников Северного полушария (около 12 тысячелетий назад). Тогда в будущей пустыне климат был влажный; ее покрывала саванна с отдельными лесными массивами, крупными реками и пресными озерами. Это естественно: от таяния великих ледников повысился уровень Мирового океана, теплее стали его воды, усилилось испарение.

Несмотря на это, превращение Сахары из влажной и лесистой саванны в пустыню проходило неуклонно. Одновременно менялся образ жизни местных племен: на смену охотникам пришли скотоводы.

Американский специалист по Африке Г. Кларк после многолетних исследований пришел к выводу: в конце ледниковой эпохи «Сахара, по всей вероятности, представляла собой в высшей степени благоприятную среду обитания для охотников, рыболовов и скотоводов… Плоскогорья были покрыты средиземноморскими лесами, и на всей территории распространились крупные животные. Начавшийся после V тысячелетия постепенный процесс высыхания обусловил, по-видимому, формирование современных границ Сахары, окончательно установившихся около III тысячелетия до н. э.».

Другое свидетельство Г. Кларка: со времени появления первобытных охотников в Африке почти не осталось удобных для обитания районов, не занятых ими. Ничего удивительного: люди стремятся осваивать территории, на которых природные условия наиболее благоприятны для жизни. А в такой среде численность людей увеличивается.

Один из ярких примеров, подтверждающих воздействие человека на природу, приведен знатоком африканских первобытных культур А. Алиман в книге «Доисторическая Африка». В восточной части Сахары был обнаружен круг, выложенный из камней, диаметром 100 м. Вся его площадь была покрыта слоем золы толщиной 40 см. В золе вместе с гончарными изделиями лежал скелет человека, захороненного в согнутом положении. Возраст такого оригинального погребения около 2–3 тысячелетий.

Какое огромное количество дров использовали для огненного обряда! Значит, тогда обитатели саванны Сахары не испытывали недостатка в древесине, употребляя ее расточительно. Можно даже сказать – безобразно относились к природным ресурсам. В те времена люди вряд ли задумывались о дальних последствиях своих поступков (хотя в этом отношении ничего всерьез не изменилось и в наши дни).

Сравнительно недавно, в 1970-е годы, ученые всерьез задумались о возможности экологических катастроф по вине человека. Не происходило никаких изменений климата, а Сахара ежегодно захватывала территории в десятки, а то и тысячи квадратных километров.

Эколог и агроном Мохаммед Скури, сотрудник ЮНЕСКО, отметил: «Начиная с 1977 г. количество осадков (в Сахеле, на южной границе Сахары. – Р.Б.) увеличивалось, однако к 1983 г. растительный покров как в качественном, так и в количественном отношении не восстановился до уровня, существовавшего до засухи… Во-первых, дожди в те “благополучные” годы были недостаточно обильны и выпадали крайне неравномерно… Во-вторых, темпы увеличения нагрузки на пастбища со стороны человека и животных опережали скорость регенерации растительного покрова…

Человек, несомненно, во многом повинен в развитии процессов опустынивания, поскольку его деятельность усиливает неблагоприятное влияние климатических условий».

Итальянский ученый Атиллио Гаудио, изучавший прошлое и настоящее Северной Африки, писал: «Слово “Сахара” вызывает в нашем воображении образ знойной пустыни, огромного песчаного океана… А между тем из кабины самолета взору открываются высохшие долины, глубокими ущельями прорезавшие высокогорные плато и избороздившие равнины причудливым переплетением извилин, – одним словом, настоящая гидрографическая сеть, которой не хватает только воды».

Такое же впечатление испытываешь, пролетая над пустынями Средней Азии – Каракум, Кызылкум. Отложения в этих сухих долинах песчаные, речные (аллювиальные), а подземные воды залегают неглубоко. Значит, сравнительно недавно речной поток «ушел под землю». Полтора столетия назад это объясняли тем, что климат изменился и произошло высыхание Средней Азии. Почему? Внятных объяснений не было.

Исследователи пустынь пришли к выводу: ныне безводные регионы с бесчисленными барханами имеют аллювиальное, речное происхождение. М.П. Петров отметил: «Наиболее широко распространены в пустынях мира эолово-аллювиальные пески. Это обусловлено тем, что большая часть песчаных пустынь мира имеет аллювиальное происхождение.

Эолово-аллювиальными песками сложена верхняя часть пустынь Каракумы, Кызылкумы, Ордос, Алашань, Такла-Макан в Средней и Центральной Азии, эрги Сахары и др.» (эолово-аллювиальные пески – это развеянные ветром речные отложения).

Но почему же погибли в пустынях речные системы? Обычный ответ: влажный период сменился засушливым, растения зачахли, почвы иссохли и выгорели, а ветер стал перегонять с места на место гряды сыпучих песков.

…Осенью 2008 года прошло сообщение: группа британских ученых под руководством Энн Осборн из Бристольского университета пришла к заключению, что первобытные люди могли перемещаться из Центральной Африки на север через территорию Сахары по исчезнувшим ныне рекам.

«На спутниковых снимках Сахары можно увидеть нечто похожее на русла пересохших рек. В этих местах ученые взяли из-под полуметрового слоя песка образцы ископаемых моллюсков: содержание в них изотопов неодима свидетельствовало о сходстве с образцами, взятыми на несколько сотен километров южнее. Это говорит о том, что моллюски были принесены на север речным течением. По всей вероятности, реки на территории Сахары получали воду благодаря муссонным дождям. “Это исследование также поможет больше понять о том, как происходит опустынивание, – говорит Штефан Хельпль, геохимик из Мюнхена. – Может быть, мы даже научимся предотвращать это явление”» («Русский Newsweek», 2008).

Эта публикация наводит на печальную мысль: современные исследователи, используя новейшие технологии, космические снимки, изотопный анализ, открывают то, что давно уже было доказано, о чем можно узнать из истории науки.

На аэрофотоснимках видно, что в пустынях светлые россыпи песков протягиваются в направлении преобладающих ветров от сухих долин. И это не удивительно. Ведь главный источник песка в пустыне – речные наносы. Для образования гигантских массивов песка – триллионы тонн! – ветру, обдувающему прочнейшие граниты или песчаники, требуются миллионы лет. За такие сроки от былых речных долин не осталось бы и следа.

…При слове «пустыня» наше воображение вызывает образы гряд барханов – застывших волн великого моря песка. Но пустыни бывают разными, нередко они каменистые (вспомним аналогию с городом). А барханы слишком часто свидетельствуют не о природной обстановке, а о результате деятельности людей.

Когда я работал севернее пустыни Кызылкум, то быстро убедился в этом. В районе колодцев находились барханы, видные издалека: ярко-желтые обнаженные пески среди зеленовато-серых холмиков, покрытых скудной, но все-таки растительностью.

Скотоводы постоянно останавливаются около колодцев. Здесь пасутся стада, поедают растения (верблюды лакомятся даже колючкой), вытаптывают почву, а пастухи жгут саксаул. Происходит примерно так, как в стихотворении Лермонтова «Три пальмы».

Корни растений укрепляют почву. В пустыне они уходят на большую глубину, добираясь до подземных вод. Здесь часто формируется верховодка за счет конденсации влаги из воздуха при резких перепадах температур. Если уничтожаются растения, начинается цепной процесс эрозии, завершающийся появлением барханов.

Человек, сам того не желая, порой вызывает образование дюн даже в средней полосе, где выпадает немало осадков. Основоположник почвоведения и учения о зонах природы В.В. Докучаев в книге «Наши степи прежде и теперь» обратил внимание на некоторые печальные последствия вырубки лесов и распахивания земель:

«Поучительно, что во многих местах по берегам Днепра, Воркслы, Псла и др. можно видеть, что эти теперь совершенно голые и, как ртуть, подвижные пески были когда-то покрыты сплошной, местами травянистой, а местами и лесной растительностью. Так, близ Кременчуга… под желто-белыми сыпучими песками сохранилась совершенно нормальная почва… Значит, существовало даже время, когда из Полтавы в Кременчуг можно было проехать не по той пустыне-Сахаре, по которой теперь во многих местах пробегает железная дорога».

Считалось, что эти пески обнажились из-за участившихся засух. Но согласно его исследованиям, нет никаких доказательств серьезного ухудшения климата в степной зоне за последние сотни или даже тысячи лет. Наиболее сильный урон местной природе нанесло уничтожение лесов и хозяйственное использование земель.

В жарком сухом климате почвенный покров значительно более уязвим. Там, где распространены саванны, люди обосновались давно. Здесь наиболее удобные для обитания территории – речные долины, берега озер. Прошли сотни, тысячи лет, и в этих краях первобытные охотники и рыболовы вырубили и выжгли кусты и деревья. Затем уничтожали растения и вытаптывали почву стада домашних животных. Облик местности менялся радикально.

Так на частных примерах существования былых крупных речных долин в пустынях или барханов в районе колодцев можно сделать предварительный вывод о том, что за последние тысячелетия в ряде регионов шло опустынивание, и человек этому активно способствовал.