Международный полярный день «Изменяющаяся Земля»

Международный полярный день «Изменяющаяся Земля»
В истории нашей планеты, насчитывающей 4,6 млрд лет, Северный и Южный
полюса превратились в холодные и покрытые льдом регионы не так давно.
Развитие нынешнего холодного климата, или климата «ледника», обусловлено
беспрецедентным сочетанием положения континентов и параметров орбиты, которое
вызвало также колебание «быстрых» ледниковых и межледниковых периодов на
протяжении последнего 1 млн лет. При наличии таких глобальных условий «ледника»
циклы взаимодействия океан–атмосфера приводят к региональным климатическим
изменениям с временными масштабами от нескольких десятилетий до нескольких
веков. Для прогнозирования изменения климата по причине антропогенного
воздействия необходимо иметь четкое понимание естественных сил, под действием
которых происходят изменения на планете.
Антарктика
Антарктида обрела свое настоящее местоположение на Южном полюсе и отделилась
от Австралии и Южной Америки в результате непрекращающихся тектонических
процессов приблизительно 35 млн лет назад. С открытием «шлюзов» у Южной
Америки и Австралии развитие циркумполярного Южного океана привело к
драматическим последствиям для Антарктики и глобальной системы океанической
циркуляции. В это время в Антарктике стали формироваться ледяные щиты, которые
впоследствии, приблизительно 12 млн лет назад, обрели повсеместный и устойчивый
характер. В результате таких изменений на южном континенте произошел начальный
этап перехода от теплого к холодному глобальному климату (от «теплицы» к
«леднику»). Подтверждения таких изменений основываются на океанических
донных отложениях, на структуре и составе поверхностных пород (в том числе под
антарктическими льдами) и на результатах тщательных измерений поверхностных и
подповерхностных перемещений земли, происходящих в настоящее время.
Арктика
Покров из морского льда над Северным Ледовитым океаном начал образовываться,
вероятно, 3 млн лет назад. Тектонические изменения в океанических «шлюзах» в
Центральной Америке (закрытие Панамского перешейка) и вблизи Индонезии
подготовили почву для арктического похолодания. Затем небольшие изменения в
параметрах орбиты Земли, приведшие к сокращению количества солнечной энергии,
достигающей полярных регионов и «летних» полушарий, возможно, подстегнули
процесс замерзания Северного Ледовитого океана. После того как толща льда
изолировала атмосферу от океана, изменился также и режим океанической и
атмосферной циркуляции на региональном уровне и в масштабах полушария.
Подтверждения таких изменений основываются на донных отложениях в Северном
Ледовитом и других океанах, а также на рельефе земной поверхности в Северном
полушарии.
Дополнительную информацию об «Изменяющейся Земле»
можно найти на веб-сайте по адресу: www.ipy.org.
Международный полярный день «Изменяющаяся Земля» (2)
Ледниковые периоды
После того как континенты и океанические «шлюзы» приняли свою нынешнюю
конфигурацию и в Антарктике накопились большие ледяные массы, а Северный
Ледовитый океан облекся в вечный ледяной покров, климатическая система начала
колебаться. Такие колебания, более известные под названием ледниковых периодов,
заключаются в том, что холодные ледниковые периоды чередуются с теплыми
межледниковыми периодами, что происходит уже почти 2 млн лет. На протяжении
последнего 1 млн лет ледниковые межледниковые колебания происходили с
удивительной регулярностью, практически в полной синхронизации с орбитальными
изменениями. Здесь, очевидно, прослеживается определенная зависимость
текущего тектонического, океанического и климатического состояния планеты от
незначительных изменений в эллиптичности орбиты Земли, от незначительных
изменений в наклоне Земли на этой орбите, а также от медленной прецессии или
колебаний вокруг этого угла наклона. Такие орбитальные изменения, происходящие
с предсказуемой частотностью, сказываются на количестве солнечного света,
достигающего каждого из полушарий в течение каждого времени года, а также на
доле энергии, оказывающей непосредственное воздействие на полярные регионы.
Подтверждения ледниковых периодов и орбитальных циклов основываются на
ледовых кернах, а также на рельефе земной поверхности в Северном полушарии.
Косвенные подтверждения можно найти в записях, фиксирующих подъем или падение
уровня моря на планете.
Временные масштабы человечества
Люди появились на планете несколько ледниковых периодов назад; они мигрировали
в полярные регионы и через них в течение последней верхней точки ледникового
колебания 22 тыс. лет назад и после нее. Человеческие цивилизации, включая города,
сельское хозяйство, транспорт и письменность, возникли на протяжении последних
10 тыс. лет. Крупномасштабное потребление ископаемых видов топлива началось 150
лет назад. По мере того как мы изучаем всю сложность физической и экологической
структуры нашей планеты, мы начинаем отмечать едва заметные естественные
климатические тенденции, которые, очевидно, не связаны с геологическими или
гляциологическими факторами. У этих режимов изменчивости в океанах и атмосфере
есть региональные названия: система южного колебания Эль-Ниньо; в полярных
регионах — североатлантическое колебание, тихоокеанское североамериканское
колебание и южная кольцевая мода. По отдельности, а также в совокупности они
оказывают воздействие на погодные режимы практически по всему земному шару в
годовых, десятилетних и, возможно, вековых масштабах времени.
Изменения, происходящие в результате деятельности человека
В дополнение к естественным изменениям, в атмосфере удвоится содержание
парниковых газов по причине деятельности человека, что приведет к повышению
температур во временных масштабах от 50 до 100 лет. Антропогенные воздействия
могут также вызвать изменения региональных колебаний или режимов ледниковых
периодов. Впоследствии это приведет к орбитальным и тектоническим изменениям.
Являясь «опекунами» и «бенефициарами» экосистем и цивилизаций, адаптированных
к конкретным климатическим условиям, нам необходимо предпринять серьезные
усилия для понимания и прогнозирования изменений, происходящих под воздействием
естественных сил или деятельности человека.
Produced by the IPY International Programme Office, www.ipy.org
Images: Front - US National Science Foundation; Back - ANDRILL