К временным и энергетическим факторам становления нового, современного качества Биосферы Земли прибавим экологические, выведя их на первое место.
Настала пора поговорить о климатических параметрах, как одном из основополагающих факторов в преобразовании Биосферы, за последние 35 – 40 миллионов лет.
Вы сидите у телевизора, а диктор рассказывает о погоде: «За минувшие сутки сильная жара распространилось на центральные районы Европейской части России. Такого резкого повышения температуры не наблюдалось уже пятьдесят лет». «Ого!- думаете, вы – Как изменился климат»! Тут-то вы, как раз и ошибаетесь. Не следует путать климат с погодой. Основным свойством погоды в том и заключается, что она постоянно меняется, и это происходит непрерывно, буквально, не по дням, а по часам.
Под погодой в науке принято понимать физическое состояние атмосферы в данный момент времени. Два - три небывало холодных или жарких и засушливых лета ничего не доказывают. Они вовсе не говорят о переменах климата, тем более глобальных. Просто это причуды погоды, которые существуют по определенным законам.
Ничего нет на Земле постоянного. Устойчивость и инерционность климата планеты можно рассматривать только на малых отрезках времени. Поэтому и климат меняется, но только, по мнению учёных, очень медленно, и его изменения зависят как от сугубо земных факторов, так и определенных космических причин. Хотя если рассматривать климат как систему с определенными параметрами, можно предположить, что он проходил и проходит определённые этапы перестроек и относительно резких изменений, во время которых происходит кардинальная перегруппировка параметров и переустройство равновесий. Эти этапы характеризуются временными преобладаниями определенных параметров, факторов и ситуаций, что приводит к разрушению предыдущей климатической структуры и построением новых, а это ложится тяжким грузом на биосферу планеты и требует от неё адаптационной гибкости и эволюционной предприимчивости. Современное состояние климата, в который вклинился человеческий фактор с его техногенными проблемами, тому пример. Затем происходит гармонизация. Равновесие восстанавливается, но уже в новом, качественно ином состоянии, а тёплом или холодном это зависит от планетарной ситуации, которая возникла на данном этапе истории Земли под действием космических и планетарных факторов.
Приоритет постановки вопроса о влиянии самой земной поверхности на климат нашей планеты принадлежит английскому геологу Ч. Лайелю. Его последователем в России был географ и климатолог А. И. Воейков, который хотя и признавал влияние на климат космических факторов, но всё же во главу угла ставил изменения на поверхности Земли, куда относятся:
- изменения состава атмосферы и содержание в атмосфере количества углекислого газа;
- изменения рельефа земной поверхности и площади мирового океана;
- влияние вулканической деятельности на климат;
- воздействие живого вещества.
Сама по себе тема изменения климата на Земле и его история, увлекательна, но нам она нужна только для раскрытия процесса антропогенеза. Поэтому в подробности и все климатические перипетии, мы вдаваться не будем, только определим общую климатическую картину, предшествующую Кайнозойской эре и изменения параметров климата в ней самой, а каким образом климатический фактор проявился, как эволюционная сила развития наших далёких предков мы рассмотрим в следующей главе.
Изменения параметров климата могут быть вызваны, как мы говорили, изменением состава атмосферы. Например, увеличением количества парниковых газов, таких как метан, озон, диоксид углерода, водяной пар. Увеличение их концентрации в атмосфере планеты, приводит к увеличению температуры воздуха. Химический анализ газов, извлечённых из воздушных пузырьков во льдах Антарктиды и Гренландии, установил, что, в период максимума последнего оледенения количество атмосферного углекислого газа была меньше на 25%, чем в настоящее время.
Член-корреспондент АН СССР М.И. Будыко, в конце 70-х годов произвел приблизительную оценку масс известняков и углеводородов, отложившихся в земной коре, в разные геологические периоды и определил, как менялось содержание углекислого газов в атмосфере с кембрийских времен до наших дней. А менялась она в довольно широком диапазоне. Это сейчас она в пределах трех сотых процента, а 600 млн. лет назад была раз в десять больше. Если бы в атмосфере в настоящий момент снизить концентрацию углекислого газа вдвое, то это снизило среднюю температуру на планете примерно на 3 – 5 градусов Цельсия. А если бы, наоборот, концентрация возросла вдвое, то потеплело бы градуса на 2 – 4. Представляете, какой был эффект, когда концентрация углекислого газа была в 10 и более раз. Правда, тут нужно учитывать то, что при повышение температуры усиливается испарение мирового океана и землю начинает окружать плотная облачность. Планета недополучает, из-за этого, солнечную энергию и потепление уменьшается.
Не менее активное воздействие на климат планеты оказывает её живое вещество. Например, американский учёный Дж. Лавлок совместно со своими сотрудниками привели доказательства того, что планктон – мельчайшие морские организмы – участвует в регулировании температуры Земли. В процессе своей жизнедеятельности он вырабатывает диметилсульфид, который, накапливаясь в водах океанов, постепенно проникает в атмосферу, где он, окисляясь, выделяет сульфатные частицы, служащие ядрами конденсации водяных паров, образующих облака. Таким образом, изменение количество планктона влияет на плотность облачности, отражающей тепло, а значит и на температуру земной поверхности.
В последнее время в теории глобальных климатических изменений, значительная роль отводится содержанию в атмосфере пыли и аэрозолей. Это предположение имеет и подтверждение. Так, изучение керна льда, возрастом до 160 тысяч лет с антарктической станции «Бэрд» показало, что в образцах соответствующих ледниковым эпохам, концентрация пыли была в 8 раз больше, чем в пробах межледниковых отложений.
Источником выброса огромного количества пыли и аэрозольных частиц в атмосферу планеты, являются вулканы. Их деятельность, особенно в периоды тектонической активности, вызывает сильное помутнение атмосферы. Тут можно высказать и некоторые возражения – массы льда в ледниковых покровах периодов оледенений с огромной мощью давят на земную кору в районах их концентрации, что меняют картину напряжений в материковых плитах планеты, тем самым, провоцируя извержения вулканов.
Аэрозольные частицы из вулканов, в свою очередь, способствуют увеличению облачности. Например, в конце юрского периода в Антарктиде, Северной Америке и Южной Африке, представляющих, в то время единое целое, происходила колоссальная вулканическая деятельность. Эти извержения выбросили в атмосферу планеты огромное количество пыли и дыма, которые в некоторых временных моментах, уменьшили доступ солнечных лучей на поверхность Земли. Это послужило одним из нескольких факторов похолодания, что привело к вымиранию многих видов животных того времени. В конечном итоге это ознаменовало окончание юрского и начало мелового периода.
Наиболее яркими примерами в наше время служат извержения вулкана Кракатау в 1883 г. и вулкана Катмай на Аляске в 1912 г. Пепел этих извержений распространился на огромную часть атмосферы Земли и вызвал уменьшение притока солнечной радиации на 20 – 25%. Это привело к тому, что средняя приземная температура в северном полушарии понизилась на 0,5 – 0,7 градусов Цельсия.
Климат во многом зависит от характера земной поверхности и процессов её изменяющих. Проблемы, связанные с влиянием материков и океанов на климат планеты разрабатывал английский климатолог Ч. Брукс (1952). Он отмечал колоссальное влияние температуры вод океанов на равномерность климата вследствие большой их теплоёмкости. Чтобы изменить среднюю температуру поверхности Земли на 1 градус достаточно изменения температуры вод океанов всего на 0, 001 градуса.
Он указывал на значительную роль океанских течений перемещающих огромные массы воды с определенной температурой. Нужно заметить, что циркуляция океанских вод, согласно современным знаниям, может меняться довольно быстро при изменении даже такого фактора как соленость морской воды. Например, в Северной Атлантике воды намного солонее, чем на севере Тихого океана. Как более плотные и холодные, воды Северной Атлантики, непрерывно опускаются на глубину и в промежуточных слоях уходят на юг, а на их место поступают более тёплые. Такой тепловой поток у поверхности, а также дующие здесь довольно сильные ветры повышают солёность вод, а значит, поддерживается и процесс их опускания.
