год. Версии и факты - читать онлайн

Всем трем главам первой части книги можно присвоить статус трех «В» – Версия Высокой Вероятности. С точки зрения научной обоснованности эту часть книги следует назвать основной. Однако едва ли стоит говорить о прочих главах как о приложениях – рассмотренные в них версии угроз человечеству не менее реальны.

Глава 1 Новый ледниковыйпериод

Эпоха глобального потепления закончилась в 1998 году, когда прекратилось повышение средней температуры на Земле. С тех пор мир больше не нагревается. Примерно в 2002-м началось постепенное остывание Мирового океана, а ведь именно его воды – главный накопитель тепла на нашей планете. По предположениям ученых, за десятилетие должны охладиться все слои океана, которые задействованы в создании климата Земли. В 2012 году начнется новый малый ледниковый период: плодородные поля превратятся в смерзшийся камень, застынут моря и реки… Эти огромные пространства покроются снегами, отражающими спасительные солнечные лучи, отчего ситуация станет еще хуже. Около сотни лет на планете будет лишь холодать. После этого остывшему Мировому океану понадобится еще столетие, чтобы прогреться до нынешнего уровня.

К такому варианту развития событий человечество не готово ни технически, ни морально. Да и можно ли подготовиться к чему-либо подобному?

Новый ледниковый период изменит мир, и весьма вероятно, что на скованной холодом планете уже не будет места людям. На рисунке – кадр из фильма Роланда Эммериха «Послезавтра» (2004)

…Возможно, читатель ожидает услышать, что перед ним пересказ фантастического романа? Увы, это не так. Совсем скоро все жители Земли рискуют оказаться действующими лицами подобного «фантастического романа», поскольку это – лишь один из сценариев будущих событий.

Попробуем проанализировать причины его появления. Начать стоит с недавнего прошлого – это поможет установить, что же заставило мировое сообщество поверить в то, что в дальнейшем в мире будет становиться все теплее, и почему этот вывод оказался ошибочным.

Повсеместное повышение температуры действительно наблюдалось вплоть до последнего десятилетия прошлого века. Однако оно было вызвано отнюдь не парниковым эффектом. Сегодня ученые связывают потепление с постепенным выходом Земли из так называемого малого ледникового периода (далее мы поговорим о его причинах), примерными сроками которого считаются 1350-1850 годы. Как видите, холода отступили не так давно.

Есть мнение, что минувший малый ледниковый период был лишь «репетицией» грядущей климатической катастрофы. Но даже эта «репетиция» выглядит впечатляюще.

Своих низших значений температура при малом ледниковом периоде достигла в 1645-1715 годах, во время Маундеровского минимума солнечной активности. Эти годы были самыми холодными за два тысячелетия истории человечества. Предполагается, что средняя температура на планете упала на 2 градуса – данный показатель сам по себе говорит о климатической катастрофе. Вспомним, что за весь XX век температура увеличилась всего на 0,6 градуса – однако даже эти несколько десятых долей заметно повлияли на климат.

Возможно, в ближайшем будущем нас ждет нечто подобное Маундеровскому минимуму, но на этот раз в более жесткой форме – температура будет понижаться вплоть до начала далекого XXII века…

Теория глобального потепления, связанного с выбросом вредных газов, находит все меньше сторонников среди современных исследователей. Читатель, вероятно, помнит, что в конце прошлого века главным климатическим вредителем был назван углекислый газ (CO₂). Уже тогда нашлось немало именитых противников подобного подхода. Среди них известный ученый-географ, членкор Российской академии наук профессор А. П. Капица, назвавший глобальное потепление псевдонаучным мифом.

Сегодня же ученым удалось доказать следующее.

Главная причина глобальных изменений климата – в колебаниях солнечной активности. Существует несколько периодов подобных колебаний – это отрезки времени в 11, 100 и 2500 лет. Описанный выше малый ледниковый период пришелся на время уменьшения количества пятен и вспышек на Солнце[1], а его самые низкие температурные показатели – на годы упомянутого Маундеровского минимума (1645-1715). После этого глобальная температура лишь повышалась. Данный процесс не связан с промышленной и прочей загрязняющей атмосферу деятельностью человека. Его причина – в количестве энергии, излучаемой нашим светилом.

Уже с середины XIX века солнце грело все интенсивнее. Мировой океан принимал и накапливал солнечное тепло. А ведь в его водах растворено 95 % углекислого газа планеты. Стоило верхним слоям океана нагреться на доли градуса – и в атмосферу начали поступать гигантские объемы СО₂. Но с недавних пор начался обратный процесс – углекислый газ возвращается в исторгшие его воды. Количество С0₂ в воздухе планеты уменьшается, а человечество между тем продолжает наращивать свой индустриальный потенциал (несмотря на запреты Киотского протокола, загрязнение атмосферы ничуть не уменьшилось, даже напротив – возросло). Если бы опрометчиво признанная ООН в 1995 году теория глобального потепления имела под собой реальную основу, увеличение промышленных производств вызывало бы противоположный эффект.

Пулковская астрономическая обсерватория – главная в Российской академии наук

Однако вернемся к нашему светилу. Проанализировав колебания его активности, ученые пришли к выводу, что пик солнечной «светимости» уже пройден. Например, этого мнения придерживается заведующий лабораторией космических исследований Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН Хабибулло Абдусаматов.

Если эти сведения верны, то в дальнейшем события будут развиваться по сценарию, приведенному в начале главы.

В пользу ученых говорит размах их исследований – как на Земле, так и за пределами ее атмосферы.

Ракета-носитель «Циклон-3»: (сверху) состыковка с уникальным спутником «Коронас-Фотон»; (снизу) в день старта спутника 30 января 2009 года

Например, в начале 2009 года на орбиту была выведена российская космическая обсерватория «Коронас-Фотон». И вот уже второй год этот спутник осуществляет постоянный мониторинг процессов на поверхности и в ближайших «окрестностях» Солнца (в данном случае «ближайшие окрестности» включают в себя значительную часть Солнечной системы).

Для изучения солнечной короны обсерватория использует высокоэнергичные излучения, отправляя в пространство потоки фотонов и различных корпускул – отсюда и название спутника[3]. «Коронас-Фотон» несет полтонны научной аппаратуры, которая в реальном времени транслирует информацию на Землю – с орбиты ежесуточно принимают около гигабайта данных. Главный прибор обсерватории – новейшая разработка Физического института РАН имени Лебедева – не имеющий равных во всем мире телескоп ТЕСИС. Он детально фиксирует множество важных для нас процессов, в том числе возникновение вспышек на поверхности светила и изменения в его магнитном поле (этим явлениям и их земным последствиям посвящена следующая глава).

Кстати, весьма любопытные результаты (в сфере климатологии они оказались просто сенсационными) дал масштабный космический проект, не связанный напрямую с изучением Солнца. Новые неожиданные сведения были получены с Марса.

Spirit – один из марсоходов NASA, доказавших, что управляемые с Земли исследования Марса вовсе не бесполезны

Аппараты NASA (National Aeronautics and Space Administration – Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства) уже не первый год работают над сбором информации на Марсе, а с 2004-го его поверхность бороздят героические марсоходы Spirit и Opportunity. Но только недавно стало известно, что стадии похолодания и потепления на Марсе совпадают с аналогичными периодами на Земле. Однако в случае с Марсом сторонникам теории глобального потепления, которая основана на загазованности атмосферы вследствие человеческой деятельности, просто не к чему аппелировать. Не говоря уж о приверженцах гипотезы, согласно которой решающее влияние на климат оказывает теплое океанское течение Гольфстрим. Для Марса неактуальны все земные причины смены похолодания потеплением и наоборот, кроме одной. Эта причина – само Солнце, единственный общий фактор климатических изменений для обеих планет. Марсоходы неустанно фиксируют температурные показатели «красной планеты». Более пристальные наблюдения за изменениями этих данных в наложении на перемены в активности Солнца и климатические изменения на Земле лишь подтвердили сделанные ранее выводы.

Информация, которую получили с помощью Spirit и Opportunity, стала простым и убедительным подтверждением решающего влияния колебаний солнечной активности на наш климат. Так исследования Марса помогли доказать, что именно Солнце было главной причиной глобального потепления климата на Земле с начала времен. И человеку остается лишь быть сторонним наблюдателем происходящих на поверхности светила процессов – благо нынешний уровень развития цивилизации позволяет подходить к этим наблюдениям по-настоящему профессионально. Однако изменить ситуацию нам пока не дано. Из показаний направленных в сторону нашей звезды приборов человечество может лишь узнавать о намерениях Солнца на ближайшее время – не более того. Светило неуправляемо и во многих аспектах просто непредсказуемо.

Описанный в этой главе мрачный сценарий нашего скорого будущего под режиссурой Солнца – одна из самых вероятных и научно обоснованных версий грядущих событий. Но она не единственная. Следующий вариант заслуживает не менее пристального внимания.

Глава 2 Геомагнитные бури

Все начнется с невыносимых мигреней у значительной части населения планеты. Люди, которые восприимчивы к перепадам атмосферного давления, почувствуют надвигающуюся катастрофу раньше прочих – за сутки или двое до того, как основной удар превратившегося в шторм солнечного ветра достигнет магнитного поля Земли. Направленная на Солнце космическая аппаратура сможет передать данные о случившемся выбросе гораздо раньше – съемки этого решающего для судьбы человечества события поступят на Землю в прямом эфире.

Вероятно, это вызовет бессмысленную (все же с этой планеты бежать некуда) панику. От упреждающей информации будет мало пользы, поскольку нельзя предотвратить последствия солнечных вспышек, как и отвести солнечный ветер куда-нибудь в сторону. Человечеству пока еще рано спорить с настроениями светила. А после этого случая будет, вероятно, уже поздно – развитие цивилизации будет отброшено назад на тысячелетия. Немногим людям, которых помилует эта катастрофа, в дальнейшем останется лишь бороться за выживание.

Посудите сами: основным уроном от катаклизма будут даже не оборванные жизни невообразимого количества людей, а полное обесточивание Земли. В первые же минуты космического шторма будут безвозвратно потеряны несколько сотен ключевых трансформаторов по всей планете. Современный мир не может жить без электричества – без него будет невозможно даже оказание адекватной медицинской помощи пострадавшим, число которых будет лишь возрастать.

Итак, в данном сценарии конца света главная роль также принадлежит Солнцу. А точнее, Солнцу, находящемуся на пике очередного цикла активности. Чтобы добраться до истоков угрозы, необходимо заострить внимание на самом явлении цикла солнечной активности. И, конечно, на геомагнитных бурях, возникновение которых связано с высшими точками этого цикла.

Геомагнитной бурей называется возмущение магнитного поля Земли, возникающее во время его столкновения с ударной волной высокоскоростных потоков солнечного ветра[4]. Ударная волна солнечного ветра возникает во время вспышек на нашем светиле. Вспышки и корональные выбросы массы (подробнее о них читайте далее) становятся результатом внутренних магнитных сдвигов Солнца, признак которых – образование пятен на видимой поверхности светила. Таким образом, все этапы процесса, предваряющего воздействие на магнитное поле Земли, можно показать простой последовательностью.

Геомагнитное поле Земли под ударной волной солнечного ветра

Внутренние процессы Солнца солнечные пятна вспышки, сопровождающиеся выбросами гигантских объемов солнечного вещества – ударная волна, несущая это вещество к Земле с огромной скоростью (солнечный ветер) – столкновение солнечного ветра с магнитным полем Земли – геомагнитная буря.

Итак, пятна появляются на фотосфере – видимой поверхности Солнца с температурой около 5800 градусов. Пятна – это области с пониженной относительно фотосферы температурой – около 4500 градусов. Продолжительность существования «холодных» участков обычно не превышает нескольких дней, но отдельные крупные пятна порой не исчезают неделями. Поскольку затемнения возникают вследствие существенных магнитных сдвигов внутри Солнца, они имеют собственное весьма мощное магнитное поле. Достаточно сказать, что уровень поля среднего по размерам пятна на Солнце в десятки тысяч раз превосходит магнитное поле Земли по всем показателям.

Затемнения, как правило, возникают на поверхности Солнца не поодиночке, а парными группами с разной полярностью поля. Пятна первой группы имеют положительную полярность, а пятна образовавшейся относительно недалеко от нее второй группы – отрицательную. И те и другие представляют собой области возникновения мощнейших солнечных вспышек. Взрывы происходят вследствие взаимодействия силовых линий и свидетельствуют о протекающих в глубинах звезды сложнейших процессах, которые, по всей видимости, так и останутся загадкой для земных исследователей.

Модель солнечного пятна (в затемнении). На рисунке область пятна черная по сравнению с более горячими окрестностями – сказывается разница температур: пятно примерно на 1300 градусов холоднее.

Однако именно в этой относительно холодной области до поры затаилась невероятная сила потенциальной солнечной вспышки

Мощные солнечные вспышки – явление нечастое. От слабых они отличаются не только количественными, но и качественными показателями – в частности, диапазоном электромагнитного излучения. Известно, что сильная вспышка генерирует излучение в расширенном диапазоне – от радиоволн до жесткого рентгеновского излучения. Такая вспышка охватывает все слои солнечной атмосферы – корону, хромосферу и фотосферу – и длится зачастую не более нескольких минут. Количество выделяемой во время этого взрыва энергии слишком велико для человеческого сознания: оно достигает биллионов мегатонн в тротиловом эквиваленте.

Что ж, нам удалось выяснить, что значительная часть энергии солнечной вспышки является кинетической энергией заряженных частиц. Солнце исторгает из себя миллиарды тонн вещества со скоростью от 20 до 2000 километров в секунду (в зависимости от силы вспышки). Это явление называется корональными выбросами массы.

Геомагнитные бури бушуют именно тогда, когда выплеснутые миллиарды тонн солнечного вещества достигают магнитосферы нашей планеты. Но подобная бомбардировка не только сминает магнитное поле Земли, как сообщают нам популярные источники, – это упрощение. На самом деле возникновению геомагнитной бури предшествует еще один важный этап.

При нормальной солнечной активности потоки горячей плазмы движутся от Солнца к Земле непрерывными равномерными волнами. На расстоянии около десяти земных радиусов от поверхности планеты частицы несколько изменяют направление под влиянием магнитного поля Земли. Обтекая планету, они образуют кометообразную плазменную полость, которую принято называть магнитосферой. Это весьма сложный объект с множеством удивительных особенностей. Основные его показатели связаны с силой потоков солнечной плазмы и с солнечной активностью в целом. Хвост магнитосферы Земли направлен в противоположную Солнцу сторону – он служит своеобразным накопителем магнитной энергии. Заряд в хвосте накапливается до определенных пределов, после чего происходит нечто вроде магнитного взрыва в удаленной от нас на сотни тысяч километров точке хвоста магнитосферы. Высвобождение накопленной в этом резервуаре энергии нагревает плазму всей магнитосферы. Движения дополнительно разогретой плазмы приводят к возникновению электрических токов мощностью миллионы ампер.

Вследствие вспышек на Солнце подобные высвобождающие энергию плазмы взрывы возникают не только в хвосте магнитосферы, но и по всей ее площади, а электрические токи окутывают пространство около земного шара подобием многократно превосходящей нашу планету грозовой тучи. Это и есть геомагнитная буря – опасное космическое явление. Человечество ощущает на себе лишь малую его часть – настолько малую, что она подобна вершине айсберга. Но что, если на нас обрушится весь айсберг?..

Сделанные LASC0 фотографии Солнца в ультрафиолетовом диапазоне

Из-за нависающей над цивилизацией постоянной угрозы разработка системы раннего прогнозирования солнечных вспышек имеет приоритетное значение. В этом направлении ведутся весьма дорогостоящие работы – по всей планете на них расходуются миллиарды. И сегодня можно с уверенностью утверждать, что техническая база для успешного прогнозирования взрывов в областях солнечных пятен уже подготовлена – чего стоит хотя бы большой космический коронограф LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph), который находится на борту знаменитой станции-обсерватории SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Этот прибор уже больше десяти лет детально фиксирует все солнечные вспышки. Благодаря его показаниям получены неплохие результаты.Так, например, при помощи LASCO доказано, что частота многотонных выбросов массы нашей звезды непосредственно связана с солнечным циклом – при минимуме солнечной активности, как правило, происходит не более 3-4 средних и совсем небольших вспышек в месяц, а во время максимума на это же время приходится около 50 корональных выбросов массы.

Пожалуй, изучив эти данные, можно прийти к выводу, что опасения ученых по поводу приближающегося пика активности очередного солнечного цикла имеют под собой прочную научную основу. Чтобы лучше понять, чего нам следует ожидать уже через пару лет, попытаемся разобраться в некоторых особенностях теории солнечных циклов.

Смелый первооткрыватель солнечных пятен Галилео Галилей

На фотосфере, видимой оболочке Солнца, пятна нередко возникают группами, и подсчитать отдельные затемнения зачастую весьма проблематично. Считается, что основные трудности связаны с условиями наблюдения, ведь Солнце – весьма сложный объект, к тому же отделенный от нас немалыми расстояниями. Однако можно говорить и о проблемах, которые возникают из-за самой природы солнечных пятен: по сути, четких границ они иметь не могут. Тем не менее не стоит считать, что сливающиеся для наших приборов пятна группы – это одно пятно, так как эти затемнения нередко разделяют тысячи километров (число условное) «нормальной» поверхности Солнца.

Как же их сосчитать? Принцип определения числа Вольфа довольно прост.

Известно, что количество пятен в группе колеблется в пределах 5-15, то есть в среднем составляет один десяток. Поэтому, чтобы определить число Вольфа для конкретного периода, достаточно подсчитать возникавшее за это время количество групп пятен, умножить на 10 и прибавить число отдельных, «отбившихся» от группы затемнений.

Эмблема NOAA

Как уже говорилось, подсчет солнечных пятен ведется с 1749 года. Это же время считается началом условного первого солнечного цикла. Зная, что сейчас мы находимся в начале 24-го цикла солнечной активности, несложно подсчитать среднюю продолжительность такого цикла – она составляет примерно 11 лет. Но эта закономерность далеко не абсолютна – иными словами, не все так просто. Случаются значительные колебания длительности циклов, которые невозможно предсказать (равно как и многие нюансы поведения Солнца). Известны циклы продолжительностью как 7, так и 17 лет. Семидесятилетний период Маундеровского минимума солнечной активности можно отнести к малоисследованным аномалиям – смена циклов в это время, по всей вероятности, тоже имела место, но сам процесс остался внутри солнечного шара…

Принадлежащий NOAA спутник (на рисунке – его трехмерная модель) несет неустанную вахту на орбите Земли

Несмотря на особенности, ставящие под сомнение любые долгосрочные прогнозы поведения Солнца (то есть более чем на один месяц[5]), все же существует несколько объединений специалистов, занимающихся этим неблагодарным делом. Самое известное и, пожалуй, самое авторитетное из них включает три достаточно компетентные организации – SEC (отвечающее за космическое пространство подразделение упомянутого выше центра NOAA), NASA, а также Международное общество по солнечной энергии (ISES, International Solar Energy Society). Когда приближается предполагаемое окончание очередного цикла, эти организации собирают совместную спецкомиссию, официально именуемую Prediction Panel (с англ. здесь prediction – «прогноз», «предсказание»; Panel – «комиссия», «экспертная группа»). Основная задача комиссии – максимально эффективный анализ имеющейся информации о текущем цикле и совместный прогноз основных показателей надвигающегося цикла солнечной активности.

23-й солнечный цикл с 1996 по 2006 год. Фотографии сделаны находящимся на борту обсерватории SOHO космическим коронографом LASCO

Опыт сбора комиссии Prediction Panel невелик – первая анализировала 22-й цикл активности Солнца в 1989 году. Кстати, после созыва комиссии цикл достиг максимума в том же 1989-м, несколько опередив предположения ученых. Эту небольшую погрешность можно назвать скорее удачей – комиссия в своих прогнозах ошиблась примерно на год-два, тогда как о значительной погрешности гипотезы можно было бы говорить при несовпадении прогнозов и действительности на 7-8 лет.

Во второй раз ученые этих разных организаций собрались вместе в 1996 году – ровно через полгода после начала 23-го цикла. Следует признать, что само мероприятие не лишено смысла – прогнозам Prediction Panel, может быть, и не следует верить безоговорочно, но принимать их во внимание определенно стоит.

Менее удачным был созыв комиссии в октябре 2006 года. Ученые пришли к соглашению о том, что 24-й цикл начнется в марте 2008-го, однако Солнце решило иначе. Что же касается интенсивности цикла и количества солнечных пятен, председатель комиссии Дуглас Бизэкер был вынужден развести руками и предупредить журналистов о том, что комиссия не уверена в своем прогнозе по этим определяющим показателям. Что неудивительно, поскольку в этот раз светило спутало карты ученым еще до начала цикла.

Произошло это так.

В конце июля 2006 года на фотосфере Солнца возникло относительно небольшое пятно с обратной полярностью. С одной стороны, оно должно было стать вестником нового цикла, однако все показатели говорили против этого – затемнение возникло и исчезло слишком близко к экватору, оно было слишком малого размера и чересчур недолгим.

Ситуация остается прежней до сих пор – неопределенность и несколько гипотез. По всей видимости, таковой она и будет до 2012 года – именно этот год большинство ученых считают пиком 24-го цикла. Относительно же силы цикла существует три гипотезы, каждая из которых кажется весьма вероятной даже опытным специалистам.

Одна из гипотез подтверждает сценарий первой главы: астрономы предполагают весьма тихое поведение Солнца – аномально тихое – и наступление периода глубокого минимума с редкими одиночными пятнами. Эта версия имеет массу приверженцев – гораздо больше, чем другая гипотеза, согласно которой 24-й цикл будет умеренно сильным (с числом Вольфа около 150 солнечных пятен и пиком в начале все того же 2012 года).

Бушующее Солнце. Изображение, полученное космическим коронографом LASCO во время предыдущего пика солнечной активности, который был далеко не самым сильным в истории наблюдений

Существует также немало сторонников еще одной радикальной гипотезы. Многие факторы (некоторые из них мы рассмотрим ниже) указывают на то, что очередной солнечный цикл будет одним из самых сильных в истории (пока эти лавры принадлежат 19-му циклу – на март 1958 года число Вольфа превысило 200). Более того, в последние годы предположение о мощном 24-м солнечном цикле с несколькими сотнями крупных пятен на фотосфере Солнца набирает в ученом мире все больше голосов. Сторонники этой гипотезы поместили предполагаемый пик активности аномально сильного цикла на август 2012 года. Среди них – всемирно известные ученые, отстаивающие свою точку зрения весьма аргументированно. Например, доктор Сэми Соланки из цюрихского Института астрономии прогнозирует на ближайшее будущее самые высокие показания солнечной активности за последнее тысячелетие.

Последствия этих явлений могут катастрофически повлиять на нашу цивилизацию, ведь солнечная активность неразрывно связана с самим явлением жизни на планете. Далее – всего несколько примеров подобной зависимости.

Метафора, под которой подпишется любой кардиолог: от пульса этой звезды зависит сердцебиение всего человечества

К концу прошлого века стало очевидным, что техногенный путь развития человечества делает нашу цивилизацию легкоуязвимой для любых природных катаклизмов. Ведь даже простой обрыв линий электропередачи во время очередного ненастья превращается для обесточенных районов в катастрофу и блокирует деятельность жителей, вынуждая ждать, пока неисправность устранят специалисты. Человечество давно перешло границу, за которой «блага цивилизации» (не только свет, газ, канализация, отопление, лекарства и тому подобное, но и такие неотъемлемые компоненты нашей жизни, как чай и сигареты, СМИ и кинофильмы и невообразимое множество других) превратились в насущную необходимость.

В связи с этим угрозу привычному существованию человека сегодня представляют даже солнечные вспышки средней силы.

Одновременно с перспективой лишиться благ цивилизации сегодня можно говорить об угрозе здоровью большинства жителей планеты. Неоднократно доказано, что во время магнитных бурь изменяется характер кровотока в наших сосудах, случаются перепады кровяного давления и количества адреналина в крови.

В фильме Алекса Пройаса «Знамение» (2009) (на рисунке показан постер данного фильма) в ход идет именно этот вариант катастрофы – гибель человечества вследствие чрезмерной активности Солнца. Создатели картины не стали отрицать очевидного: единственный способ спастись в этом случае – покинуть Землю. Не стали они и идти против реалий, утверждая, что человеческая техника способна помочь в этом деле (посмотрим правде в лицо: она не способна). Однако для рода людского еще не все потеряно: молодые и перспективные особи будут спасены и доставлены на другую планету альтруистично настроенными пришельцами. Инопланетяне вот уже полвека как нашептывают избранным ими людям числа, указывающие на будущие катастрофы…