Сучасне глобальне потепління причини та наслідки
Ясаманов Н. А. професор, заст. зав кафедрою Екології та наук про Землю, університету "Дубна"
Клімат грає першорядну роль, як у життєдіяльності окремих людей, і у становленні, розвитку та загибелі цілих людських цивілізацій. Від нього залежить добробут суспільства, здоров'я людей, епідеміологічна обстановка, врожайність, стан економіки, темпи та види будівництва, робота та стан транспорту та транспортних магістралей та багато іншого. У відповідність до кліматичними умовами створюються матеріальні та фінансові ресурси суспільства, визначається та розвивається духовне та культурне життя кожного етносу. Клімат безпосередньо впливає на технічну оснащеність, науковий та економічний потенціал сучасної цивілізації. Велика роль клімату у швидкості і спрямованості на ландшафтні обстановки різних природних процесів. Тому до нього звернуто пильну увагу обивателів, науковців та політиків. Особливо рельєфно увага до клімату стала виявлятися після того, як у другій половині ХХ століття було встановлено тенденцію до досить суттєвого зростання приземних температур, і у зв'язку з цим було зроблено прогнози клімату на найближчі десятиліття.
Сучасне глобальне потепління
Наприкінці 60-х і на початку 70-х років ХХ століття кліматологи звернули увагу на існуючу тенденцію до зростання середніх глобальних температур приземного шару повітря. з кінця ХІХ ст. Аналіз середніх температур більш ніж столітній інтервал часу спостережень показував, що існує неплавне зростання температур, а стрибкоподібний перехід з алгоритмом до зростання. Але тлі загального зростання зафіксовані роки значного зниження температур, коли після деякого уповільнення знову спостерігалося їхнє прискорене зростання. У ці роки було показано, що підвищення температур було з парниковим ефектом атмосфери і це викликано присутністю у ній вуглекислого газу. Причому багато дослідників стали вважати наявність вуглекислого газу атмосфері непросто провідним, а головним чинником зростання температур. Відомо, що крім вуглекислого газу парниковий ефект атмосфери забезпечують пари води, метан, озон, аргон, фреони та ін. Щоправда, їхня частка, окрім пари води, у парниковому ефекті, не така велика. Тому при створенні теоретичної бази сучасного глобального потепління стали нехтувати присутністю в атмосфері інших парникових газів і враховувати при математичних розрахунках лише величину концентрації вуглекислого газу. Тим більше, що і в геологічному минулому зростання або зниження температурного режиму аж до наступу на полюсах субтропічних температур або виникнення великих льодовикових покривів материка, як правило, супроводжувалися геологічно доведеними змінами концентраціями вуглекислого газу в атмосфері. Високим концентраціям вуглекислого газу, як, наприклад, у мезозойській ері, відповідали високі приземні температури повітря і, навпаки, коли розвивалися покривні заледеніння, як, наприклад, наприкінці кам'яновугільного часу концентрації вуглекислого газу в атмосфері були навіть набагато нижчими за сучасні. Проте, вважалося, що у геологічному минулому швидкість зростання атмосферної вуглекислоти була значно нижчою, ніж час, та її джерелом служили дуже повільно, які у земних надрах геодинамічні (тектонічні)процеси.
Єдиним джерелом атмосферної вуглекислоти в сучасну епоху, на думку абсолютної більшості кліматологів, могли бути антропогенні викиди, оскільки під час наземних вулканічних вивержень в атмосферу надходили не стільки парникові гази, скільки аерозолі та легкий вулканічний попіл, що істотно знижували прозорість. Виняткова широкість і велика кількість досліджень у галузі сучасного глобального потепління, що проводилася з другої половини ХХ століття, призвели до того, що між сучасним потеплінням та антропогенними викидами вуглекислого газу було поставлено своєрідний знак рівності. Говорячи про причини сучасного глобального потепління, негайно мали на увазі антропогенний фактор. І це при всьому, при тому, що така постановка проблеми про джерело атмосферної вуглекислоти суперечить низці фізичних і геологічних факторів. Серед безлічі прорахунків кричучих невідповідностей, принаймні дві. Перша невідповідність полягає в тому, що неможливо уявити підйом у верхню частину атмосфери та дифузію значно важчого, ніж повітря вуглекислого газу. Це протиріччя намагалися пояснювати можливістю швидкого перемішування через велику рухливість повітряних мас, особливо під час руху атмосферних фронтів. Друга невідповідність виявляється під час аналізу ходу зміни температурного режиму та концентрації атмосферної вуглекислоти за будь-який відрізок останнього століття. На графіках зміни температур та концентрації атмосферної вуглекислоти виділяється то річна, то дво-трирічна періодичність. Причому ця періодичність взаємозалежна та узгоджена. Але її намагалися не помічати і оминати мовчанням. А тим часом вона не тільки важлива, але в ній є ключ розгадки джерела атмосферної.вуглекислоти. Якщо взяти до уваги правоту антропогенного джерела вуглекислого газу, слід вважати, що це джерело має діяти постійно і будь-коли сповільнюватися, а навпаки постійно прискорюватися. Адже у світі з кожним роком розширюється промислове виробництво і при цьому безперервно збільшується необхідність спалювання мінерального палива у великих обсягах і ніколи цей процес не сповільнюється або зупиняється. Періодичність у надходженні вуглекислого газу атмосферу, які фіксують прямі спостереження, передбачає дію природного джерела.
Таким глобальним природним джерелом швидше за все є океанський вулканізм, про який у 60-ті та 70-ті роки ХХ століття було мало, що відомо й певні наземні ландшафти. Проте в даному випадку може йтися не так про прямі викиди вуглекислоти з земної поверхні в атмосферу, що малоймовірно через велику щільність, як про інший парниковий газ - метан, концентрація якого в атмосфері також як вуглекислого газу безперервно зростає. Хоча метан згідно з даними дослідникам з НАСА має 20-кратний порівняно з вуглекислим газом ефект утримання тепла, але його роль у сучасному глобальному потеплінні полягає не так у прямій участі у парниковому ефекті, як у тому, що саме метан є прямим джерелом атмосферної вуглекислоти. Коли метан потрапляє в атмосферу, він вступає в реакцію з молекулами кисню та водню. І така реакція особливо енергійно відбувається у верхній частині тропосфери та нижній частині стратосфери. Метан не тільки частково знищує озон, але і після реакцій з киснем і воднем відтворює діоксид вуглецю і водяну пару, тобто гази, що мають найвищий парниковий ефект. Якщо перший через свою високу щільність повільноопускається в тропосферу, тим самим збільшує в ній концентрацію, водяна пара перерозподіляється у верхній частині тропосфери, створюючи перламутрові хмари, які, крім своєї парникової ролі, ще й змінюють прозорість атмосфери і тим самим регулюють надходження сонячного тепла на поверхню Землі.
Після цього важливо відповісти на запитання, звідки і яким чином може надходити в атмосферу такий величезний об'єм метану, який може змінювати приземні температури. Добре відомо, що головним виробником метану на земній поверхні є озерно-болотні системи та тундрові ландшафти, в яких в умовах дефіциту кисню розкладається органічна речовина та створюється "болотний" газ. Аналогічним виробником метану є тропічні мангрові ландшафти, поширені на приморських низовинах з обох боків від екватора, а також райони, в межах яких розташовуються родовища твердих, рідких та газоподібних горючих корисних копалин.
Лише кілька років тому було виявлено нове і найпотужніше джерело метану, що розташовується на дні Світового океану. У межах існує глобальна система серединноокеанських хребтів, загальна протяжність яких становить 60000 км. Через розлами в осьової частини цих хребтів, іменовані рифтами, на поверхню океанського дна з певною періодичністю надходить мантійна речовина, яка при зіткненні з морською водою змінюється. У процесі гідратації виникає метан. Цей легкий газ швидко досягає поверхні океану та віддаляється в атмосферу. Однак відомо, що під час підводних вивержень, крім метану, виділяється вуглекислий газ і різноманітний тонкий вулканічний матеріал. Якщо діоксид вуглецю добре розчиняється в холодних придонних водах і надалі витрачається напроцеси метаболізму гідробіонтів, то тонкий вулканічний матеріал осідає на морському дні на схилах підводних вулканів та серединноокеанських хребтів. Вулканічні явища у межах Світового океану відбуваються також у межах про районах субдукції, в областях колізії океанських літосферних плит й у місцях розташування острівних дуг. Надходження метану в цих частинах Світового океану регламентується лише тим, за яких умов і як відбуваються вулканічні виверження. У тому випадку, якщо вони підводні то виділяється в основному метан, а при наземних виверженнях, як це, наприклад, відбувається на Алеутських, Гавайських, Командорських та ін. та пірокластичного матеріалу. Тривале перебування останнього в атмосфері призводить до погіршення прозорості атмосфери та призводить до зниження температурного режиму. Таким чином, як сама періодичність вулканічних явищ, так і місце підводних виливів викликає періодичність надходження в атмосферу метану і регулює зміни температур і концентрацію атмосферою вуглекислоти. Іншими словами головність спредингових (розсування земної кори) явищ, які відбуваються в областях розвитку серединноокеанських хребтів або субдукційних областях (місцях сходження літосферних плит), які фіксується острівними дугами і колізією з відповідним характером підводних або наземних вулканічних то вулканічного попелу, але іноді процеси підводного вулканізму, як і на земної поверхні згасають, тобто. спостерігається тимчасове зупинення цих глобальних процесів. В останньому випадку атмосфера Землі щодо температурногорежиму через попередню порцію метану та вуглекислого газу, починає діяти як звичайна інерційна "теплова машина".