В дискуссиях в заметках моего арктического дневника Русские земли с австрийским названием поднимались регулярно климатические вопросы — действительно ли изменения климата в России, да и в мире сильно связаны с изменением климата в Арктике? Насколько уменьшились льды в Арктике в последние годы? Тает ли вечная мерзлота? Угрожает ли таяние льдов белым медведям?

За нашу поездку на ЗФИ в прошлом году, когда мы поставили возможно своеобразный рекорд по максимальному продвижению на север для обычных судов, добравшись практически до 83-го градуса северной широты, я убедился, что в Арктике глобальному потеплению быть! Оно там присутствует во всевозможных формах и проявлениях. Постараюсь раскрыть эту тему более подробно при помощи замечательной работы Алексея Кокорина "Изменения климата: 100 вопросов и ответов" вместе с фотографиями и комментариями, думаю что сам Алексей не будет против :-) Он сам был с нами в той поездке на ЗФИ.

Попутно предлагаю поиграть в ассоциации, на что похожи ледовые образы. Я предлагаю свою версию — вы, если есть идея пишите свою в комментариях к фото.

Для тех кому этой заметки окажется мало, можно скачать всю книгу в формате pdf вот с этой страницы. В ней действительно есть все что человек может захотеть узнать об изменении климата в очень доступной форме: wwf.ru/resources/publ/book/434. Там есть и о проблеме CO2, и о Гольфстриме и о многих других вещах. Ну а в эту заметку я взял только то, что касается непосредственно Арктики.

Итак, начинаем:

1) Надежны ли данные о потеплении в Арктике?

в 1930–40-е годы в Арктике было примерно так же тепло, как сейчас, а в 60–70-е – холоднее. В последнее тысячелетие климат в Арктике, как и везде, представляет собой комбинацию солнечной и вулканической активности, и только в последние десятилетия на это наложилось антропогенное влияние. С помощью «обычных» данных о температуре Арктики его выделить нельзя: важно сопоставление данных о температуре тропосферы и стратосферы. В прошлое потепление прогревались оба слоя (тогда как раз начали запускать радиозонды), что, вероятно, было вызвано Солнцем. Но уже более 40 лет нижняя стратосфера охлаждается – «пленка» парниковых газов под ней стала толще. На этот тренд накладывается влияние вулканов – резкие всплески температуры стратосферы, когда туда заносится много пепла, поглощающего тепло.

Второй показатель – лед: его уже намного меньше, чем было в 30–40-е годы. Здесь на относительно небольшой нисходящий тренд накладываются очень значительные естественные вариации. Сейчас мы находимся в отрицательном полупериоде арктической осцилляции, когда усиливается круговое течение у канадского архипелага (волчок Бофорта) и ослабляется трансполярное течение. В последнем положительном полупериоде в 2007 году был зафиксирован абсолютный минимум летних – сентябрьских – льдов: 4,2 млн км2 вместо примерно 6 млн км2, отмеченных в предыдущие минимумы.

Прогноз таков: к середине XXI столетия температура воздуха зимой над Арктическим бассейном может повыситься на 3-8 С, а площадь, занятая льдами в сентябре, сократится более чем наполовину.

2) Дело не в площади, а в толщине льда

Как видно из ответа на предыдущий вопрос, это так: на относительно небольшой нисходящий тренд накладываются очень значительные естественные вариации. Но более показательна и важна для судоходства толщина льда, тесно связанная с его возрастом. Именно карты возраста и сплоченности льдов еженедельно строятся как в России, так и в США. Зимой возраст льда особенно наглядно показывает суть происходящего, в то время как внешне все неизменно и вся Арктика покрыта льдом. Такая ситуация наводит ученых на мысль, что Арктика тает «снизу». Во-первых, из-за большего заноса тепла водами Атлантики и Тихого океана, а во-вторых, из-за более длинного периода летне-осеннего прогрева воды, когда льда нет и солнце хорошо прогревает воду. Эти факторы особенно четко должны проявляться на западной и восточной окраинах евразийского побережья, что в целом и наблюдается.

3) Из Европы в Китай по Северному Морскому Пути

Конечно, это кратчайший путь, и такая идея была всегда. Виллем Баренц вслед за поморами открыл Шпицберген и исследовал северную часть Новой Земли, так как искал путь в Китай. Его суда везли множество экспортных товаров. Тогда считалось, что полюс чист ото льда, так как лед образуется только в сибирских реках и выносится в море. Прогнозы говорят, что льда в Арктике будет становиться все меньше и меньше. Но полярная область не откроется, а значит, кратчайший путь через высокие широты будет закрыт.

В целом свободнее станет путь вдоль побережья, особенно в самой восточной его части, ведь при потеплении лед больше всего отступает именно там. Недаром Семен Дежнев в XVII веке смог достичь Берингова пролива из устья Лены: из енисея он бы не прошел. Как подчеркивается в российском Оценочном докладе об изменении климата, останутся узкие места, особенно пролив Велькицкого к северу от Таймыра. В целом в Арктике увеличится межгодовая изменчивость льдов, вероятно увеличение числа айсбергов и дрейф полей многолетнего льда на путь прохождения судов.

Поэтому для безопасного мореплавания по-прежнему будут нужны ледоколы и суда ледового класса, а также совершенная система мониторинга.

4) Таяние полярных ледников ускоряется

Последние исследования показывают, что дело не только в таянии, сколько в разрушении полярных ледников. Когда поверхность ледника подтаивает, образовавшаяся вода по трещинам проникает до его основания. Получается что-то вроде смазки, по которой огромные куски глетчеров сползают в океан и тают. Разрушение идет особенно активно, если основание ледника лежит ниже уровня моря: тогда откалывающимся кускам нужно только продвинуться по шельфу и «отчалить» в море. Особенно это касается западной части Антарктики.

Не всем известно, что Гренландия и Антарктида – это не только горы, но и огромные фьорды, заполненные льдом. если мысленно убрать весь лед, то Гренландия будет разбита на 2 части, а Антарктида потеряет около трети территории.

Согласно современному прогнозу, за XXI век уровень моря поднимется примерно на 1 метр, причем половину этого уровня может дать именно более быстрое таяние и разрушение полярных ледников. Увы, для этого уже есть все основания: сейчас Гренландия ежегодно теряет 250–300 км3 льда, что в 2 раза больше, чем в 1960–1990 гг.

5) Как можно заметить влияние Арктики на мировой океан?

Речь не идет о быстрых изменениях или резких поворотах Гольфстрима в стиле фильма «Послезавтра». В специальном докладе о влиянии климата Арктики на всю планету ученые подчеркивают, что глобальная циркуляция океанских вод не может резко оборваться, но ее изменения в течение XXI века будут достаточно заметны, их можно будет измерить.

Например, в Лабрадорском море, где имеется точка разворота меридиональной циркуляции вод и формирования глубинного течения. Состояние вод Арктики рассматривается как один из факторов, влияющих на данный процесс. Замечено, что глубинные воды становятся легче, что ведет к ослаблению циркуляции. Отдельные статьи говорят о 15- или даже 30%-ном ослаблении, но это спорный вопрос, и нужен детальный и долгосрочный мониторинг.

6) Арктика богата не снегом, а углеродом

Кроме прямого воздействия изменений климата на тундру, возможно и обратное – ее влияние на климат. Сейчас масса всех антропогенных выбросов парниковых газов в атмосферу в пересчете на углерод равна около 13 млрд тонн. Наземные экосистемы сейчас поглощают 15–20% «избыточного» СО2. Арктика дает 10–20% общего поглощения СО2 наземными экосистемами, а сама растительность содержит лишь 60–70 млрд тонн углерода. Но в почвах полярных широт и многолетнемерзлых пород хранится примерно 1650 млрд тонн. Для сравнения: растительность и почвы тропиков содержат 1050 млрд тонн, а лесов умеренных широт – 400 млрд тонн.

Огромные запасы углерода имеются в почвах тех регионов, где ожидается увеличение темпе-
ратуры на 10 и более градусов цельсия – в Арктике. Там возрастет скорость разложения органического вещества, и вместо нетто-поглощения СО2 может быть его эмиссия. По некоторым оценкам, потепление на 10С для субарктических торфяных почв означает поток СО2, равный 0,1 млрд тонн углерода в год. Это немало, причем ученые опасаются нелинейного эффекта при большем росте температуры, поскольку в разложение будет вовлекаться все больший объем органического углерода.
7) Арктика — это метановая бомба

С момента образования, уже более 10 тысяч лет (после окончания ледникового периода), гигантские болота Западной Сибири постоянно генерируют метан. Он образуется при разложении биомассы в условиях дефицита кислорода. Когда почва замерзает, метан не может выйти в атмосферу и накапливается в многолетней мерзлоте. Сейчас летом мерзлота протаивает глубже, чем ранее, а по краям и вовсе постепенно исчезает, и в атмосферу поступает метан, запасенный в прошлые столетия. Более высокие температуры и большее количество осадков также усиливают анаэробное разложение и поток метана. Сейчас в целом для Арктики это 30–100 млн тонн в год.

К середине XXI века вдоль южной границы мерзлотной зоны эмиссия метана может вырасти на 30-50%, а вблизи арктического побережья – более чем на 50%. Однако в Западной Сибири, где сосредоточена большая часть многолетнемерзлых болот России, увеличение составит не более чем 20%. Более сильное потепление прогнозируется в Арктике и Восточной Сибири, а крупнейшие болота находятся в Западной. это удачное несовпадение ослабляет остроту проблемы. В итоге эмиссия метана из многолетнемерзлых болот России может увеличиться на 8–10 млн тонн в год, что в пересчете на СО2 составляет примерно 10% нынешних антропогенных выбросов парниковых газов в России.

То есть выбросы снижать нужно, и это сможет с запасом компенсировать поток метана из многолетнемерзлых болот. Но снижение выбросов должно быть достаточно быстрым, пока не «запустились» более мощные механизмы высвобождения метана, например, из метангидратов.

8) Топливо будущего — метангидраты

Мировой океан хранит огромные запасы метана в виде газовых гидратов, по виду напоминающих лед. Метан в них «упакован» очень плотно: 1 м3 гидратов дает примерно 1000 «кубов» газа. Какое-то время они могут находиться при атмосферном давлении, и этот лед можно поджечь, пока он не растаял. Обычно гидраты лежат на дне на глубинах от 400 до 1000 м и более. Однако верхняя граница залегания зависит от температуры, и в Арктике она наименьшая. Гидраты залегают и на морском шельфе: в Арктике, возможно, даже на минимальной глубине нескольких десятков метров. Метангидраты могут быть и в районе полюса, но там их относительно немного, а потенциальная добыча на больших глубинах обходится гораздо дороже. Более перспективно в этом отношении Восточно-Сибирское море, где сочетаются потенциальные залежи и небольшие глубины.

Концентрация метана в атмосфере была стабильной на протяжении почти 10 лет, а в
2007–2008 гг., когда в Арктике был минимум льдов, она выросла. Изотопный анализ говорит, что это могут быть метангидраты. Как показывают измерения, концентрация метана в воздухе выше именно в районе Восточно-Сибирского моря. Но нужно ли до-
бывать метангидраты?

С одной стороны, метангидратов, действительно, много: в Мировом океане запасено в целом около 10 000 млрд тонн метана. Для сравнения: в пересчете на метан залежи всего обычного ископаемого топлива (угля, нефти, газа) оказываются примерно вдвое меньше. По ориентировочным оценкам, на арктическом шельфе содержится 2500 млрд тонн метангидратов. Еще 400 млрд тонн залегают в многолетней мерзлоте на суше.

Но они распределены по большой площади, и нет технологий их добычи. К тому же велик риск того, что добыча приведет к оползням на шельфе и прорыву гигантских пузырей метана. В результате 90% газа будет попадать в атмосферу, а ведь парниковый эффект от тонны метана почти в 25 раз выше, чем от тонны СО2.

Что касается денег, то мировой опыт показывает: спросом пользуется не любой газ, а относительно дешевый. Только что удалось резко удешевить технологию добычи газа из сланцев и угольных пластов. Развивается технология улавливания и захоронения СО2, например, обратно в выработанные месторождения. Она может сделать использование дешевого угля безопасным для климата. Поэтому в обозримом будущем «руки» до метангидратов, вероятно, не дойдут по экономическим причинам.

Ученых беспокоит, что повышение температуры океана может повлиять на устойчивость метангидратов и привести к большому потоку метана в атмосферу. Вероятность этого максимальна при неглубоком залегании, то есть в Арктике. Здесь даже 10С потепления донных вод имеет значение, и человеку лучше не «тревожить» метангидраты даже разведочным бурением.

9) Про таяние вечной мерзлоты

На первый взгляд прогноз не внушает больших опасений: к середине века глубина сезонного протаивания возрастет на 10–50%. Причем 50% в основном относятся к отдельным районам Западной Сибири и арктическому побережью. Через 20–25 лет южная граница мерзлотной зоны в Западной Сибири может сдвинуться к северу на 30–80 км, а к 2050 году – на 150–200 км.

Но дело не только в отступлении мерзлоты или глубине протаивания, иначе можно было бы ограничиться более длинными сваями или принять те или иные меры на южной границе мерзлотной зоны. Мерзлота – это не кусок смерзшейся породы, а скорее «сыр с дырками». Причем часто это «рокфор» с многочисленными «мягкими» полостями. Зимой они заполнены льдом, который легко тает при контакте с водой, просачивающейся сверху. В этом случае наиболее вероятны обрушения – осадка термокарста.

Обследование показало, что в Норильском промышленном районе около 250 сооружений существенно деформированы, что связано с ухудшением мерзлотных условий в последнее десятилетие. Уже снесены или планируются к сносу около 40 домов. На ямале мерзлый грунт сильно засолен из-за близости моря. При этом «рассол» остается жидким и при небольших отрицательных температурах и проникает на большую глубину вдоль стен и опор, что приводит к разрушениям. Только в одном Ханты-Мансийском автономном округе на нефтяных месторождениях происходит в среднем 1900 аварий в год.

Некоторое время назад в поселке Черский, что в верхнем течении реки Колымы, обрушился жилой дом – под его фундаментом оттаяла многолетняя мерзлота. Возникают проблемы с канализационными сооружениями, дорогами, взлетно-посадочными полосами аэродромов. Конечно, можно использовать вертолеты, но это гораздо дороже.

Причина – во многом из-за неравномерной осадки грунта при таянии мерзлоты или же выдавливания опор и фундаментов при последующем промерзании. Таким образом, ситуация гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд.

10) Кто такие едомы?

Действительно, берега в Арктике всегда размывало: недаром есть старое сибирское слово «едомы» – острова, которые «съедает» море.

Проблема в том, что сейчас «едомыми» стало гораздо больше берегов, причем «аппетит» моря резко усилился. это следствие повышения температуры и сокращения площади морских льдов. Потепление ведет к более глубокому протаиванию многолетнемерзлых пород, особенно там, где они содержат немало льда. А открытая вода приводит к росту числа штормов – главных разрушителей берегов. В последние 10 лет в море Лаптевых скорость разрушения берегов в 1,5–2 раза превышает среднемноголетнюю норму. Морские берега, где породы
содержат лед, а это более трети побережья Восточной Сибири, сейчас отступают со скоростью от 0,5 до 25 м/год. Отмечены разрушения домов, кладбищ, геодезических знаков, навигационных и других береговых объектов. Опасна также утеря радиоизотопных источников питания маяков.

Ежегодно в Восточной Сибири Россия теряет более 10 км2 прибрежной суши, а по всему побережью Арктики – до 30 км2. Кроме того, происходит быстрое развитие оврагов, оползней и провалов. эти процессы, сопутствующие разрушению берегов, очень опасны для инфраструктуры, поскольку охватывают значительные площади и быстро распространяются в глубь суши.

11) Белым медведям угрожают браконьеры, а не климат

Жизнь белых медведей зависит от морского льда: во льдах они охотятся на тюленей, по ним отправляются в далекие путешествия. Если летом лед будет почти полностью исчезать (что может произойти уже в этом столетии), то для медведей останется одно: адаптироваться к летней жизни на суше.

Около 120 тысяч лет назад они выжили в теплый межледниковый период, когда летом почти во всей Арктике льда не было. Но тогда не было и браконьерства. Поэтому, борясь с нелегальной охотой, WWF помогает медведям выжить. В Чукотском и Восточно-Сибирском морях в последние годы медведи регулярно оказываются отрезанными от ледяных полей (и от тюленей) сотнями километров чистой воды.

Одни животные успевают уйти вслед за льдами, а другие пытаются плыть, и часть их погибает во время штормов. Но многие остаются на суше и бродят у прибрежных поселков в поисках пищи. Чтобы защитить медведя и человека друг от друга и следить за популяцией зверя, при поддержке WWF созданы бригады «Медвежий патруль». Бывали случаи, когда от жилья отгоняли до 40 медведей в день! С помощью трактора патрульные буксировали туши погибших моржей подальше от жилья, и медведи шли на эту «кормушку», а не в поселки.

Медведи могут переключить свой рацион с тюленей на моржей. Но и моржам без льда труднее совершать ежегодные миграции, животные бывают ослаблены. Лежбища могут появляться в новых местах, как, например, у мыса Кожевникова. Там моржи облюбовали участок побережья, расположенный на пути захода самолетов на посадку. Напуганные ревом двигателей огромные самцы в панике давили десятки малышей. Сотрудники «Медвежьего патруля» создали наблюдательный пост и до прибытия самолета шумом отгоняли моржей в море. Такие простые, но эффективные меры приходится предпринимать, чтобы помочь природе адаптироваться к новым, увы, неблагоприятным, условиям.