Полная версия

Главная arrow География arrow Климатология

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗЕМЛИ В ПРОШЛОМ

Для понимания генезиса происходящих в настоящее время изменений климата и для выработки прогноза необходимо знать, что происходило с климатом в прошлом. Действительно, надежность прогнозирования существенно увеличивается, если в качестве начальных условий известно не только современное состояние климата, но и предшествующее.

Климаты прошлого обычно рассматриваются с точки зрения отличий от современного климата. Однако определение отрезка истории климата, когда он уже принял современные черты, зависит от целей, которые поставлены в конкретном исследовании, и от масштаба рассматриваемых процессов. Действительно, можно говорить, что климат принял современные черты в конце кайнозойской эры, т.е. считать «современным» холодный климат чередующихся оледенений и межледниковый — плейстоцен и голоцен (рассматривая последний как очередное межледниковое состояние). Суживая временной масштаб, «современным» следует назвать именно голоцен, поскольку текущий климат представляет собой межледниковое состояние, которое длится уже ~11 тыс. лет. Имея в виду, что и в голоцене происходили заметные вариации климата, «современными» можно считать, по-видимому, последние 2—2,5 тыс. лет (так называемый субатлантический этап), когда в динамике окружающей среды не было заметных трендов и индикаторы ее состояния не выходили за определенные границы.

Интерес к удаленным от нашего времени событиям не исчерпывается изучением того, что происходило в недалеком прошлом. Важной областью анализа являются исследования своеобразных опасных событий — непродолжительных по времени резких изменений. Климаты прошлого демонстрируют их богатую палитру, однако из них требуется выделить те, которые потенциально могут иметь место и в современных условиях, и в недалеком будущем.

Использование палеоинформации необходимо потому, что продолжительность метеорологических рядов не превышает 150 лет, поэтому информация о состоянии климатов прошлого может быть восстановлена только косвенно. Для этого необходимо решить две задачи. Во-первых, требуется выявить косвенные индикаторы (древесные кольца, озерные отложения, кораллы, пыльцу растений, срезы сталактитов и сталагмитов и др.) климатических изменений, которые, с одной стороны, могут быть интерпретированы в терминах климатических вариаций, а с другой — могут быть надежно количественно определены.

Во-вторых, для сопоставления разных источников информации и установления генезиса вариаций необходимо определение абсолютного возраста аномалий индикаторов, т.е. привязка специфических, часто регионально зависимых палеогеографических шкал к «времени инсоляции» или «времени небесной механики». В таких срезах, как кораллы и кольца деревьев, эта проблема решается автоматически. В остальных случаях применяют косвенные подходы, обладающие различной достоверностью. Укажем на использование радиоактивных изотопов, стабильность скорости распада которых в сочетании с гипотезой о стабильности источников этих веществ позволяет выполнить абсолютную датировку. Наибольшее распространение получило использование органических останков в изучаемых отложениях, которые датируются по содержанию радиоактивного изотопа углерода 14С. Этот метод позволяет определять возраст до, примерно, 40 тыс. лет (в более древних образцах содержание углерода 14С уже слишком мало для надежного лабораторного анализа). Однако даже в этом методе, базирующемся, казалось бы, на строгих физических предпосылках, восстанавливаемые отметки времени требуют определенных корректировок. Не останавливаясь на них подробно, отметим, что связь (проверенная по кольцам деревьев) времени 14С и абсолютного времени нелинейная, причем в целом наблюдается занижение возраста радиоуглеродными датировками. Так, возрасту в 18 тыс. 14С лет соответствуют примерно 21 тыс. календарных лет.

Планетарный климатический режим на протяжении истории Земли определялся, с одной стороны, притоком солнечной энергии к планете (обусловленным светимостью Солнца и расстоянием до него) и, с другой стороны, внутренними характеристиками планеты, влияющими на отражательную способность, парниковые свойства и перераспределение энергии внутри климатической системы. Количественные оценки обладают определенной достоверностью лишь за последние —0,5 млрд лет. Рассмотреть всю историю климата Земли с такой детальностью невозможно, потому что с возрастанием удаленности от современной эпохи климатические признаки, заключенные в горных породах, становятся все менее различимыми. Разумеется, подробность реконструкций климата увеличивается при приближении к современному состоянию.

На рис. 7.1 показан реконструированный различными методами ход температуры за последние ~0,5 млрд лет. Из этого рисунка следует прежде всего, что одновременно происходят колебания климата всех

Изменение температуры на Земле за последние -0,54 млрд лет

Рис. 7.1. Изменение температуры на Земле за последние -0,54 млрд лет:

Cm — кембрий, О — ордовик, S — силур, D — девон, С — карбон, Р — пермь, Тг — триас, J — юра, К — мел, Pal — палеоцен, Ео — эоцен, 01 — олигоцен, Mio — миоцен

масштабов. Важная особенность — это то, что размах колебаний температуры составил всего ~15°С. Эта цифра выглядит удивительно маленькой, если вспомнить, что за данный период времени происходили грандиозные события: перемещение (разрушение, появление новых) континентов, горообразование, изменение газового состава, появление новых форм жизни, падение крупных метеоритов, вариации орбитальных параметров и др. Возникает вопрос о причинах столь малых термических вариаций. Одна из высказанных идей заключалась в декларировании способности климатической системы развивать процессы, стремящиеся ослабить результаты деструктивных воздействий, т.е. фактически о саморегулировании, отражающем действие принципа Ле Шателье (H.L. Le Chatelier) (внутреннего свойства самосохранения системы) на планетарном уровне.

Речь идет об управлении климатом, которое, теоретически, может быть достигнуто изменением концентрации биогенов (веществ, потребляемых и синтезируемых биотой) в окружающей среде. Такого рода процессы способны вызывать, например, планетарные изменения содержания углекислого газа в атмосфере, что влечет за собой изменение парникового эффекта и температурного режима.

Ортодоксальным воплощением принципа Ле Шателье применительно к биосфере явилась предложенная Д. Лавлюком (G. Lovelock) концепция Геи (богини Земли), в которой биота представляется своего рода чувствительным элементом кибернетической системы, реагирующим на происходящие физические или химические изменения (такие как изменения температуры или концентрации кислорода, уровня загрязнения). Если существует отклонение от равновесия, то было предположено, что биота осуществляет планетарный гомеостаз, т.е. активизирует обратные связи, направленные на то, чтобы поддерживать свое устойчивое состояние.

Оценить степень компенсации, которую может сгенерировать биосфера в ответ на отрицательное воздействие, очень трудно. Во многом это проблема отсутствия критерия, который позволил бы однозначно определить, что считать сильным, а что — слабым изменением биосферы. С одной стороны, можно, например, считать, что биосфера устояла и при глобальных похолоданиях и оледенениях, и при катастрофических метеоритных событиях. Однако с другой стороны, при похолоданиях, например, когда большие территории были захвачены ледниками, вечной мерзлотой, перигляциальными ландшафтами, произошло огромное снижение продукционных процессов и абиотизация суши, которые можно трактовать как дестабилизацию биосферы. В принципе можно принять точку зрения С.П. Горшкова, что такие события демонстрируют ситуации, когда силы неорганической природы оказывались сильнее биосферных эффектов обратной связи.

М.И. Будыко исследовал колебания климата и вариации содержания С02 на протяжении геологической истории и установил их четкую связь с основными тектоническими циклами. Поэтому не биота, а глобальная тектоника является тем фактором, который на масштабах в десятки-сотни миллионов лет контролировал содержание углекислого газа, а вместе с этим и климат (через парниковый эффект). Биота активно включалась в «переработку» поступившей углекислоты, однако этот процесс, так же как и процесс химического выветривания, шел вслед за основным, «задающим» изменения, процессом.

Понижение температуры в позднем ордовике и, особенно, в перми, связанные с изменением содержания углекислого газа в атмосфере, сопровождались формированием криосферы и оледенением материков. Об этом свидетельствуют и следы древних морен (геологических образований, образованных ледниковыми отложениями). Обращено внимание и на то, что в южном полушарии образовался единый суперконтинент (Гондвана), так что южный полюс длительное время находился внутри материка, что снижает теплообе- спечение полярного региона и способствует образованию ледяной шапки и планетарному похолоданию. В конце перми начался рост СО2 в атмосфере, что сопровождалось ростом температуры. Южный полюс оказался уже на акватории Тихого океана, что благоприятствовало дегляциации за счет роста переноса тепла в высокие широты. В начале триаса оледенение исчезло.

В мезозойской эре в целом и в начале кайнозоя температуры были существенно выше современных. Этому способствовало высокое содержание С02 при уже сравнительно небольших отличиях от современного значения солнечной постоянной. Дополнительным фактором для существовавших условий теплого и мягкого климата явилось то, что оба полюса в то время располагались в океанах и циркуляция водных масс обеспечивала обогрев полярных регионов. Уровень океана был выше современного на несколько десятков метров, однако его трудно сопоставить с современным, поскольку распределение материков и их площадь отличались. Особенно «по- другому» выглядела Азия, отрезанная от Европы и Африки и расчлененная океаном Паратетис на большие фрагменты.

После оптимума эоцена содержание С02 уменьшалось (рис. 7.2) и температура понизилась (рис. 7.1). Этот процесс не был монотонным (он на некоторое время приостанавливался в миоцене), однако генеральная тенденция выражена четко.

Динамика содержания С0 в атмосфере за последние ~45 млн лет. Горизонтальные линии отмечают гляциологические пороги, при переходе через которые происходило оледенение в южном и северном полушариях

Рис. 7.2. Динамика содержания С02 в атмосфере за последние ~45 млн лет. Горизонтальные линии отмечают гляциологические пороги, при переходе через которые происходило оледенение в южном и северном полушариях

Понижению температуры способствовало также и то, что, около ~40 млн лет назад Антарктида уже «окончательно» заняла южную полярную область. Развитие специфической формы циркуляции (течение «Южное кольцо») привело к ограничению межширотного теплопереноса в Южном океане и способствовало изоляции континента и развитию похолодания полярной области, а также и общепланетарному снижению температуры.

Начиная с этого же времени происходило постепенное сокращение океана Паратетис, остатками бассейна которого являются современные Средиземное, Черное и Каспийское моря. Еще в олигоцене климат Центральной Азии и Сибири был гораздо более мягким, чем в современных условиях, напоминая климат современной Европы.

Наряду с изменением конфигурации материков происходили активные орогенические процессы в Центральной Азии и в западной части Северной Америки. Появившиеся мощные горные системы оказывали воздействие на региональные климатические особенности. Так, горная система Тибетского нагорья стала играть роль барьера между холодными и теплыми воздушными массами северной и южной Азии. В поле ветра проявились активные восходящие движения вдоль южного склона Гималаев, сопровождающиеся выпадением большого количества осадков (усиливающие осадки азиатского муссона), и нисходящие движения сухого воздуха в центрально-азиатском регионе, способствующие его засушливости. Поэтому в миоцене климатический режим Азии уже в большей степени напоминает современный, чем климат олигоцена.

На особенности глобального климата оказал влияние и другой региональный тектонический эффект — закрытие панамского перешейка, произошедшее в интервале 13—2,5 млн лет назад. Появление барьера между океанами привело к развитию современной циркуляции в Атлантике: формированию Гольфстрима в его современном виде и активизации переноса тепла в высокие широты северного полушария, что обеспечивало мягкость климата Европы.

Однако главным климатическим фактором плиоцена было прогрессирующее уменьшение концентрации углекислого газа в атмосфере, ослабление парникового эффекта и, как следствие, общее падение температуры. Это привело, наконец, к переходу термических условий в высоких широтах через определенный рубеж (четвертичный ледниковый порог) и формированию криосферы. Было обнаружено (сопоставлением данных реконструкций климата и результатов моделирования климата), что для формирования ледникового щита Антарктиды критично снижение уровня атмосферного С02 ниже 750 млн-1 (см. рис. 7.2). Достигший в среднем миоцене своего «современного» состояния ледяной щит Антарктиды с тех пор ни разу полностью не разрушался.

Для оледенения северного полушария критический порог гораздо ниже (см. рис. 7.2), поскольку здесь нет важной изолированности полярной области, такой, как у южной полярной области. Зависимость процесса образования оледенения северного полушария от снижения концентрации С02 оказывается нелинейной. Ледники появляются при падении С02 ниже 300 млн, причем сначала их площадь нарастает линейно, пропорционально уменьшению С02. Так происходит до значения -240 млн-1, при котором состояние климата и оледенения становится неустойчивым, и небольшого снижения С02 достаточно для резкого (скачкообразного) нарастания площади, занятой льдами, и их массы. Дальнейшее снижение С02 вызывает

вновь лишь небольшое похолодание и приращение площади льда. Подобным образом оледенение реагирует и на вариации радиационного режима: если происходит снижение инсоляции, то до определенного значения реакция линейна, а затем происходит резкий скачок.

Динамика климата за последний миллион лет представлена на рис. 7.3. Показатель изменений — вариации в донных отложениях относительного содержания (в промилле) тяжелого изотопа кислорода R = (|80 - |60)/160 по отношению к эталонному образцу (Rsmow)‘ |86 = (R - Rsmow)/Rsmow- Интерпретация этих материалов имеет двоякий характер. Во-первых, относительное обеднение (обогащение) морских микроорганизмов (слагающих морские осадки) тяжелым изотопом кислорода отражает вариации его содержания в морской воде. Они объясняются следующими событиями. Из-за испарения соотношение между изотопами 160 и |80, существовавшее в морской воде, нарушается благодаря эффекту фракционирования. Поэтому молекулы водяного пара в воздухе над морем оказываются обогащены более легким изотопом кислорода. Далее водяной пар, перемещающийся вместе с воздушной массой, частично конденсируется и удаляется из воздуха в форме осадков. При этом остающийся в воздухе пар содержит все меньше 180, изотопы которого легче удаляются при фазовых переходах. Поэтому чем дальше вглубь континента перемещается воздух, тем все более «легкими» становятся молекулы водяного пара в осадках, снежном покрове, ледниках и мерзлых грунтах. Осадки над морем и речной сток возвращают воду, восстанавливая изотопный баланс. При похолодании климата часть вод с материков не возвращается в океан, формируя ледниковый покров, обогащенный легкими изотопами (186 < 0). При этом вода в океане оказывается несколько «тяжелее» (|85 > 0). Таким образом, изотопная кривая на рис. 7.3 может быть интерпретирована с точки зрения изменений объема континентального оледенения.

В то же время способность морских микроорганизмов усваивать разные изотопы кислорода из морской воды зависит от температуры воды. Поэтому кривая на рис. 7.3 отражает и колебания температуры. Разделить сигналы достаточно сложно, однако, имея в виду, что планетарные похолодания и оледенения (потепления и дегляциация) происходят совместно и одновременно, можно использовать динамику 186 в качестве комплексного климатического показателя. Ее вариации отражают так называемые морские изотопные стадии изменений климата.

Динамика климата в терминах вариаций содержания тяжелого изотопа кислорода 0 за последний миллион лет (по материалам глубоководного бурения донных отложений)

Рис. 7.3. Динамика климата в терминах вариаций содержания тяжелого изотопа кислорода 180 за последний миллион лет (по материалам глубоководного бурения донных отложений): рост 180 (ось ординат перевернута) соответствует эпохам оледенений;

1,2, 5d, 5е, 6 — некоторые морские изотопные стадии

Помимо морских отложений, важным источником палеоинформации служат данные ледниковых кернов, извлеченных из толщ ледниковых покровов Антарктиды и Гренландии. Анализу подвергаются пузырьки воздуха, заполнившие поры снежного покрова в стадии его формирования и «законсервированные» на сотни тысяч лет. Принципиальной проблемой является датировка кернов. Она выполняется на основе моделей растекания ледяного щита как вязкопластичной сплошной среды, однако для ее применения ряд ключевых параметров (например, скорость аккумуляции и др.) приходится задавать априорно. Для повышения надежности данные разных скважин корректируются сравнением друг с другом и с данными морских изотопных стадий, а также несколько «подкручиваются» в соответствии с календарем астрономических изменений.

Большое количество разнообразных палеогеографических данных поставляется также реконструкциями, осуществляемыми на основе интерпретации данных равнин Европы и Северной Америки. Наличие здесь разновозрастных горизонтов морен, разделенных озерно-болотными отложениями, представляет большие возможности для восстановления природных условий плейстоцена. Важным источником палеоинформации служит Лессовое плато (средняя часть бассейна р. Хуанхэ, Китай). В области распространения многолетнемерзлых грунтов важную информацию о климатах прошлого дает изучение, как показано Ю.К. Васильчуком, относительного содержания изотопов кислорода и водорода в повторно-жильных льдах, которые представляют собой наиболее распространенный вид подземных льдов на равнинах севера.

Несмотря на то, что для каждого вида информации осуществляются датировки, результирующие кривые оказываются несколько отличающимися друг от друга: количество экстремумов часто различно, и они имеют разную выраженность, совпадающие по конфигурации участки кривых иногда сдвинуты по шкале времени относительно друг друга. Эти различия могут быть связаны с неточностями реконструкций, но могут отражать и реально наблюдавшиеся региональные особенности.

Сопоставим календарь морских изотопных данных с событиями, реконструированными в умеренной зоне северного полушария. Предыдущее межледниковье (микулинское) коррелирует с изотопно-кислородной стадией 5е (см. рис. 7.3). Вслед за этим наступила длительная холодная эпоха, которой соответствовала, по шкале Восточно-Европейской равнины, так называемая Валдайская ледниковая эпоха. Ее хронологическим аналогом в Северной Америке стало Висконсин- ское оледенение, а в Альпах — эпоха вюрм. При этом стадия 5d — это ранневалдайское оледенение, затем следует средний валдай и, наконец, стадия 2 соответствует поздневалдайскому оледенению. Современный теплый период (голоцен, первая изотопная стадия) прослеживается во всех средах. События, предшествовавшие мику- линскому межледниковью, коррелируют между собой менее определенно.

В макроциклах (похолодание — межледниковье) обращает на себя внимание то, что похолодание развивалось ступенчатыми этапами, каждый из которых был холоднее предыдущего. Потепление же, наоборот, было быстрым, хотя и осложненным резкими флуктуациями. Суммарная доля времени, занятая межледниковьями, оказывается невелика — -10%.

Похолодания сопровождались серьезными изменениями состояния природной среды. В это время увеличивался объем морских льдов, развивалось наземное оледенение, причем не только за счет Гренландии и Антарктиды, но и из-за появления новых ледниковых щитов в Северной Америке (Лаврентийский и Кордильерский щиты) и Северной Европе (Скандинавский, шельфа Баренцева моря и некоторые другие щиты). Вода, «консервируемая» в ледниках, изымалась из глобального круговорота, что приводило к снижению уровня Мирового океана. Синтез различных данных дает оценку падения уровня порядка 100 м.

Снижение уровня океана приводило к осушению части океанского шельфа. В некоторых случаях из-под воды появлялись обширные территории. Например, в западной части Арктики область современного Баренцева моря частично стала сушей, и на ней сформировался наземный ледниковый комплекс. На тысячи лет осушалась северная часть Тихого океана (так называемая Берингия), здесь в пик ледниковой эпохи формировались условия арктической пустыни и тундры. Геологические разрезы, проанализированные А.А. Сви- точем, показывают здесь чередование морских и континентальных отложений, означающее неоднократное осушение территории, а затем новое ее затопление океаном. В восточной части Атлантики падение уровня сопровождалось осушением Северного моря, и в это время речные воды, движущиеся по тем же долинам, что и современные Эльба, Темза, Сена, Рейн, Маас, Шельд и др., сливались в единую короткую мощную реку, которая протекала по осушенному дну современного Ла-Манша и после этого впадала в океан. Во время максимума позднеплейстоценового похолодания уровень Средиземного и Черного морей падал, и Босфор пересыхал. В послеледниковый период Черное море наполнилось быстрее, чем вырос уровень Мирового океана, и какое-то время по Босфору с севера на юг текла слабосолоноватая река.

В целом глобальное похолодание сопровождалось усилением засушливости материков, существенным снижением стока рек (не связанных напрямую с ледниковым питанием). Усиливающаяся ариди- зация суши приводила к резкому возрастанию запыленности атмосферы. Это увеличение оптической толщины также играло роль положительной обратной связи, способствуя развитию похолодания климата. Изменения термического режима затрагивали интенсивность биогеохимических циклов. Это приводило к изменениям содержания в атмосфере парниковых газов, происходившим так, что изменения климата за счет этого ускорялись.

На рис. 7.4 изображена динамика изотопа тяжелого кислорода по данным бурения в Гренландии. Видно, что предшествующий голоцену период характеризуется наличием резких потеплений — так называемых событий Дансгора — Оешгера (DO), образующих вместе с соответствующей стадией похолодания цикл DO. Размах этих колебаний был близок к изменению температуры при переходе от плейстоценового криохрона к голоцену, а продолжительность составляла несколько сотен лет. Иногда события DO следовали одно за другим (события с номерами 11—9, 7—5, 4—3), иногда представляли собой изолированные явления, например, событие 1 (потепление Аллеред (или Беллинг-Аллеред)). Аллеред сменился резким похолоданием Молодого дриаса (YD — YoungerDryase) (см. рис. 7.4, 7.5).

Во время YD температура в Гренландии понизилась по сравнению с Аллередом на 15°С (рис. 7.5). Эта аномалия отразилась и в интенсивности индийского муссона, она реконструируется в покровножильных льдах Сибири, отмечена в донных отложениях Тихого океана и др., т.е. носила характер глобально прослеживаемого явления. Окончание YD интерпретируется как начало голоцена.

Колебания климата в Северной Атлантике и Гренландии

Рис. 7.4. Колебания климата в Северной Атлантике и Гренландии: а — динамика изотопа тяжелого кислорода 180 по данным бурения ледникового щита Гренландии; б — реконструированные вариации температуры воды (°С) на поверхности моря в Лабрадорской котловине; в — реконструированные вариации числа частиц (размером более 150 мкм) в 1 г донных отложений (103 1/г). Цифры — номера событий (стадий) Дансгора — Оешгера. Серым цветом отмечены

интервалы событий Хайнриха

Изменения климата по данным бурения ледникового щита Гренландии

Рис. 7.5. Изменения климата по данным бурения ледникового щита Гренландии

Иной тип ритмичности был детектирован по признаку прерывания морских донных осадков осадочным материалом материкового происхождения (песок, глина и др.). На этом основании возникла концепция так называемых событий Хайнриха (//-событий), связанных с выносом в Атлантику осадочного материала армадами айсбергов. Изучение минералогического состава отложений позволило идентифицировать районы выноса — оказалось, что в этом процессе играли роль Лаврентийский, Гренландский, Баренцевомор- ский и Исландский ледниковые щиты.

Для голоцена характерно то, что в средних широтах температуры (преимущественно летние) были выше современных значений в его начале (это отмечено в Сибири) или в его середине (Северная Америка, Европа) (рис. 7.6) и снижались при приближении к настоящему времени. Южноазиатский муссон постепенно становился слабее (см. рис. 7.7). Моделирование климата показало, что в главных чертах такой ход явился реакцией на изменения инсоляции на внешней границе атмосферы (рис. 7.8), которые были связаны с вариациями орбитальных параметров, что было установлено М. Миланковичем (М. Milankovitch) и подтверждено А. Берже (A. Berger).

В голоцене изменчивость климата типа циклов DO не имела места, во всяком случае амплитуда наблюдавшихся колебаний была существенно меньше. Тем не менее, отмечается изменчивость процессов как в умеренных широтах, так и в тропиках. Впечатляет резкое уменьшение интенсивности муссона Южной Азии (см. рис. 7.7),

Аномалии температуры в центральной части Восточно-Европейской равнины за последние 13 тыс. лет

Рис. 7.6. Аномалии температуры в центральной части Восточно-Европейской равнины за последние 13 тыс. лет

Динамика индийского муссона за последние 12 тыс. лет, реконструированная по изотопным данным содержания тяжелого кислорода. Обозначены события YD и «4,2»

Рис. 7.7. Динамика индийского муссона за последние 12 тыс. лет, реконструированная по изотопным данным содержания тяжелого кислорода. Обозначены события YD и «4,2»

Аномалии инсоляции на ВГА (Вт/м2) за последние 21 тыс. лет

Рис. 7.8. Аномалии инсоляции на ВГА (Вт/м2) за последние 21 тыс. лет

происшедшее около 4,2 тыс. лет назад (по амплитуде это событие сопоставимо с тем, которое вызывал здесь Молодой дриас). Существуют обоснованные представления о том, что данное событие явилось причиной экологического кризиса и вследствие этого коллапса древней цивилизации Аккад.

Переходим к концу голоцена — историческому времени, т.е. к реконструкциям климата в последние 1—2 тыс. лет. Здесь, с приближением к современному времени, количество и информативность данных увеличиваются. Тем не менее, объем информации недостаточен для однозначных выводов. Поэтому в интерпретации динамики индикаторов важную роль играют статистические методы обработки, причем на одном и том же первичном материале могут быть получены различные решения. Не останавливаясь на подробностях, примем во внимание, что в настоящее время имеются две «альтернативные» кривые динамики климата в последние 1—2 тыс. лет (рис. 7.9). У первой кривой (М. Манн) не наблюдается практически никаких серьезных вариаций. Вторая кривая (А. Моберг (A. Moberg), Д.М. Сонечкин) демонстрирует низкочастотную изменчивость с заметным похолоданием с XV по XIX в. {малая {маленькая) ледниковая эпоха {LIA — Little Ice Age). Ей предшествовала средневековая теплая эпоха {MWE — Medieval Warm Epoch). Современный этап истории климата характеризуется потеплением.

Реконструированные изменения средней температуры северного полушария

Рис. 7.9. Реконструированные изменения средней температуры северного полушария:

1,2 — «альтернативные» кривые; заштрихованы области неопределенности

Малая ледниковая эпоха прослеживалась во многих регионах земного шара, т.е. представляла собой глобальное событие. В среднем она занимала 1350—1850 гг. Это была не эпоха стабильно сниженной температуры, а фактически статистический результат некоторого преобладания короткопериодных холодных аномалий. Экстремумы приходятся на конец XVI в., середину XVII в. и начало XIX в.

Рассмотрим, каковы были в обозначенный период аномалии увлажнения. Поданным В.А. Климанова, в центре Восточно-Европейской равнины заметных отклонений от современного состояния не наблюдалось. Серьезные изменения были реконструированы в зоне Сахеля. Поданным С. Никольсона (S. Nicholson), здесь за последнюю тысячу лет неоднократно чередовались влажные и сухие эпохи. Так, X—XIII и XVI—XVIII вв. были влажными, а XIV—XV вв. — сухими. Сильные засухи наблюдались в 1680-х и 1740—1750-х гг. Засушливая эпоха XIX в. достигла пика в 1820—1830-х гг. В конце XIX в. увлажнение выросло, затем вновь снизилось в начале XX в. Последнее столетие в целом было одним из самых сухих за тысячелетие; современный пик аридизации пришелся на 1968-1993 гг.

Средневековая теплая эпоха приходится, в среднем, на 900— 1200 гг. Она также не была стабильной — положительные и отрицательные аномалии чередовались между собой. Наиболее заметным событием явилась интенсификация засушливости южной части современной территории США. В центре Восточно-Европейской равнины аномалии (как летом, так и зимой) были порядка ГС, южнее они составили менее 0,5°С, а у арктического побережья — 1,5—2°С. В это же время наблюдалась Дербентская регрессия Каспийского моря. При переходе климата от MWE к LIA уровень Каспия вырос. В некоторых регионах максимум температуры MWE не проявляется, во всяком случае, его обоснованность меньше, чем у LIA.

Косвенной характеристикой условий MWE служат исторические сведения о путешествиях викингов в арктических морях, которые могли быть возможны лишь при их малой ледовитости. К этому же периоду относится и колонизация Гренландии, которая не была полностью покрыта льдами.

Событию MWE предшествовала холодная аномалия. Помимо немногих данных реконструкций, в пользу этого предположения свидетельствуют некоторые исторические признаки. Такими считаются противоречащие реальности названия Исландии и Гренландии. Относительно названия острова «Исландия», колонизированного в VIII—IX вв., можно предположить, что климат того времени был холоднее современного, и современная «зеленая» Исландия была в тот период в значительной степени покрыта снегом и льдом. И наоборот, название «Гренландия» говорит о том, что во время колонизации этого острова викингами его климат был существенно теплее современного.

Как неоднократно отмечалось, заметные теплые и холодные события слагались из гораздо более коротких по продолжительности аномалий. В некоторых случаях определенные периодичности выглядят предпочтительнее, но в любом случае их статистическая значимость мала. Чаще всего встречаются колебания с периодами порядка нескольких первых десятков лет.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>