Одни ученые советуют запасаться дровами, другие уверены, что температура на Земле, напротив, вырастет

В последние месяцы погода ведет себя совсем неадекватно. Едва отбушевали осенние ураганы, как тут же начались зимние дожди. Эти аномалии заставили задуматься не только обычных граждан, но и серьезных ученых. Они в один голос уверяют, что все это не случайность, а свидетельство изменения мирового климата. Но в вопросе о том, как именно он будет меняться, исследователи до сих пор никак не могут прийти к единому мнению.

Гипотезы выдвигаются самые разные. На днях японские ученые выступили с заявлением о грядущем устойчивом снижении среднегодовых температур, начиная уже с этого года. По их прогнозам, глобальное похолодание накроет Землю примерно к 2055 году. Тогда на всей планете упадет температура воздуха, ударят аномальные морозы, словом, все будет примерно как в знаменитом американском фильме «Ледниковый период» Криса Уэджа и Карлоса Салдана.

— Японцы только сейчас это поняли, а я еще десять лет назад предупреждал о наступлении нового Малого ледникового периода, — заявил корреспонденту «Вечернего Петербурга» заведующий сектором космических исследований Солнца Пулковской обсерватории, доктор физико-математических наук Хабибулло Абдусаматов. — Дело в том, что еще с 1990 года продолжает снижаться мощность солнечного излучения. Пока из-за действия термической инерции последствия этого процесса остаются для нас незаметными. Но инерция постепенно затухнет, и на планете наступит новый Малый ледниковый период. Новым я его называю потому, что аналогичная ситуация уже была в XVII веке. К 2060 году мощность солнечного излучения достигнет минимума. Она будет оставаться на низшем уровне в последующие 45 — 60 лет. Только в следующем веке на Земле снова начнется потепление.

По словам ученого, среднегодовая температура в эти десятилетия снизится примерно на 1,5 градуса. Кажется, что это ерунда. Но заметнее это будет как раз в самых «холодных» странах мира, в списке которых Россия занимает первое место.

Хабибулло Абдусаматов считает, что вероятность наступления Малого ледникового периода составляет 100%, то есть избежать его нельзя.

— Но зато к нему можно подготовиться, — уверен исследователь. — Начинать нужно уже сейчас — в прямом и переносном смысле заготавливать дрова, утеплять дома, запасать топливо и продовольствие, которого будет не хватать, так как области земледелия сместятся к экватору.

В отличие от Японии, в родном городе автора теории наступления Малого ледникового периода его точку зрения разделяют далеко не все. Доктор физико-математических наук, заместитель директора Пулковской обсерватории, заведующий отделом физики Солнца Юрий Наговицын говорит, что в ближайшее десятилетие действительно должно произойти новое падение амплитуд 11-летних циклов солнечной активности.

— Но предсказать на этом основании, как и когда изменится климат, да еще с точностью до пяти лет, невозможно, — считает ученый. — Мы пока научились делать такие прогнозы лишь на двадцать лет вперед.

Ректор Российского государственного гидрометеорологического университета Лев Карлин тоже считает, что сейчас невозможно предсказать, как изменится климат на планете к 2055 году.

— Такие вещи можно только прогнозировать, а составляются эти прогнозы на основе математического моделирования, — говорит ректор РГГМУ. — Сейчас в мире имеется около 40 подобных прогностических моделей.

Международная экспертная группа, занимающаяся исследованиями мирового климата, к весне этого года планирует опубликовать научную работу, в которой все эти 40 моделей будут подробно проанализированы. Но многие данные из этого исследования известны уже сейчас. Согласно этой информации, в будущем нам следует ожидать вовсе не похолодания, а как раз роста среднегодовой температуры — на 2 — 3 градуса. Причиной глобального потепления ученые из экспертной группы называют антропогенный фактор — проще говоря, они считают, что в изменении климата виноват человек.

Возможно, Земля находится в начале нового ледникового периода: активность Солнца в 2012 году так и не увеличилась, хотя ее расчетный максимум... →

Солнечная активность имеет циклический характер. Выделяют несколько циклов с различными периодами и свойствами. Самые известные из них - это 11-летний, 90-летний и 300–400-летний. 11-летний цикл проявляется как циклическое уменьшение пятен на поверхности Солнца каждые 11 лет. 90-летняя вариация связана с периодическим уменьшением количества пятен в 11-летних циклах на 50–25%. 300–400-летние минимумы связаны с возникновением каждые 300–400 лет длительного (до нескольких десятков лет) интервала времени, в течении которого пятен очень мало.

Самый известный минимум - это минимум Маундера, который длился примерно с 1645 по 1715 год. За этот период наблюдалось около 50 солнечных пятен вместо обычных 40–50 тысяч.

Основным результатом нашей работы, вызвавшей такое оживление среди общественности, является утверждение, что в период с 2030 по 2040 год начнется минимум солнечной магнитной активности . Данный результат был представлен в докладе на конференции Королевского астрономического общества в городе Лландидно (Уэльс) и готовится к публикации в журнале Nature. После доклада появилось огромное количество новостных статей о нашей работе во многих странах мира, в том числе и в России. К нам приходит большое количество писем от различных исследователей, студентов и даже писателей из разных стран.

- Как вы получили этот результат?

У нас есть ряд публикаций, где мы описали наши модели и методы исследования солнечной магнитной активности. Так, был предсказан минимум солнечной магнитной активности в цикле 26. В другой работе впервые была применена модель двух динамо для объяснения вариаций магнитного поля по широтам. Еще были статьи, где впервые применен метод принципиальной компоненты для анализа магнитного поля Солнца по магнитограммам, и где минимумы активности объясняются с помощью модели двойного динамо.

Мои коллеги применили «анализ главных компонент», который позволяет в наблюдательных данных выявить волны с самым большим вкладом. Такой метод можно сравнить с разложением белого света призмой на цвета радуги, или волны с разными частотами. В результате применения анализа для циклов 21–23 было обнаружено, что магнитные волны на Солнце генерируются парами и самая главная пара отвечает за дипольные изменения поля, которое наблюдается при изменении солнечной активности. Таким образом удалось выделить волны, которые отвечают простому физическому процессу: генерации динамо волны в заданном слое конвективной зоны Солнца. К полученным волнам был применен символический регрессионный анализ, основанный на Гамильтоновой инвариантности, и удалось получить аналитические формулы, описывающие эволюцию обеих волн.

Фактически мои коллеги получили формулу зависимости амплитуды волн и их фаз от времени. Затем эти формулы были использованы для предсказания активности в прошлом (от 1200 года) и будущем (до 3200).

Оказалось, что теоретическая эволюция магнитного поля дала для прошедших эпох глобальные минимумы солнечной активности, совпадающие с наблюдаемыми. Кроме этого, предсказание магнитной активности в 24-м цикле на основе этих формул дало 97-процентную точность при сравнении с наблюдениями, то есть с принципиальными компонентами, которые они вывели из наблюдений.

Относительно долгосрочного прогноза мы пока можем говорить, что аналог Маундеровского минимума будет в цикле 26, этот минимум будет короче чем предыдущий, он продлится в циклах 25–27, а потом активность будет расти . В XVII веке минимум Маундера тянулся 55–60 лет, этот будет не больше 30 . Прогноз на тысячу лет редакция Nature запрещает пока показывать, так как статья еще не вышла. Моя работа заключалась в объяснении физики возникновения глобальных минимумов и эмпирически найденного закона. И эти модельные расчеты очень близки к характеристикам обнаруженных волн как в циклах 21–26, так и в 1000-летнем масштабе.

- Как получилось, что ваш прогноз является наиболее точным, ведь ваша группа не единственная, кто занимается прогнозированием солнечной активности?

Так вышло, потому что у нас собралась удивительная команда соавторов, в которую входят и физики, и математики, и астрономы.

Почему это удалось нам сделать? Потому, что мы сначала поработали с данными, провели спектральный анализ общего магнитного поля Солнца, а не числа пятен, что сейчас используется для описания солнечной активности, и уменьшили их размерность.

Это дало возможность найти волны, которые соответствуют простому физическому процессу, и предложить новый метод предсказания солнечной активности. Мы показали, что индекс по пятнам может быть получен из двух волн, что мы нашли, если сложить эти волны вместе и найти их модуль.

А потом мы стали искать, какой же процесс сможет описать эти волны, и так пришли к динамо-теории с двумя слоями и меридиональной циркуляцией. В других группах исследователи использовали индекс солнечной активности по пятнам в последние 200 лет и по особенностям предыдущего цикла могут только предсказывать следующий цикл. Неудивительно, что они не смогли предсказывать лучше, чем один цикл, ведь они пытались предсказать одну волну, когда их две и используют только положительную часть этой волны.

- Расскажите подробнее про механизм, которым объясняется минимум активности Солнца. Как была построена эта теория? Насколько большой массив наблюдаемых данных лежит в основе вашей теории?

Моя модель, объясняющая возникновение глобальных минимумов, основана на процессе генерации магнитного поля в звездах и планетах, который связан с работой механизма динамо. Аналогом действия этого механизма является работа динамо-машины. В отличие от теорий, в которых рассматривается одна волна магнитного поля, в моей теории было рассмотрено наличие двух волн магнитного поля, которые были найдены эмпирически. Моя теоретическая модель была построена на основе фундаментальных механизмов генерации магнитного поля Солнца, а сравнение результатов этой модели проводилось как с массивом наблюдаемых данных для магнитных полей за циклы 21–23, так и с наблюдаемыми данными солнечной активности в 1000-летнем масштабе. На этих масштабах мои модельные расчеты оказались очень близки к характеристикам солнечной магнитной активности. Моя модель объясняет наблюдаемые и прогнозируемые по этим данным процессы, но она была построена независимо от этих данных. Она их именно объясняет и воспроизводит особенности солнечной магнитной активности.

Иными словами, мною найдены физические законы, воспроизводящие эмпирические факты. Соответственно, моя модель объясняет и странности в поведении Солнца в текущем цикле активности, который получился аномально низким.

- Насколько холодным будет период из-за минимума активности Солнца? Можно ли сказать что-то более конкретное по этому поводу сейчас? Намерены ли вы обсудить результаты вашей работы с климатологами?

Ряд исследований показал, что минимум Маундера совпал по времени с наиболее холодной фазой глобального похолодания климата, которое было названо малый ледниковый период. В Европе и Северной Америке были очень холодные зимы. Во времена минимума Маундера замерзала вода в русле рек Темзы и Дуная, Москва-река на каждые полгода покрывалась льдом, снег лежал на некоторых равнинах круглый год, Гренландия покрылась ледниками.

В настоящее время понижение температуры может привести к серьезному негативному влиянию на технику и сельское хозяйство.

Например, в статье 2010 года показано, что низкая солнечная активность во время минимума Маундера совпала с более суровыми зимами в Великобритании и континентальной Европе . Годом ранее на основе наблюдений в рамках программы NASA"s Solar Radiation and Climate Experiment показано, что солнечное ультрафиолетовое излучение более чувствительное к солнечному циклу, чем думали ранее .

Используя наблюдаемые данные о солнечном магнитном поле, мы сделали прогноз солнечной магнитной активности, подкрепленный построенной нами физической моделью генерации поля, и получили, что в 2030–2040 годах может возникнуть минимум, который будет длиться примерно 30 лет. Если существующие теории о влиянии солнечной активности на климат верны, то этот минимум приведет к значительному похолоданию, аналогичному тому, которое было во время минимума Маундера. Ввиду того, что наш будущий минимум продлится три солнечных цикла - примерно 30 лет, возможно, понижение температуры не будет таким глубоким, как в минимуме Маундера. Но это надо будет изучить детальнее. Мы сейчас находимся в переписке с климатологами из разных стран. Мы планируем работать в этом направлении.

- А можно ли, на ваш взгляд, уверенно говорить, что в изменении климата виновато исключительно Солнце, и антропогенный фактор с выбросами парниковых газов не имеет существенного значения?

В ряде работ показана связь солнечной активности с климатом. Не существует строгого доказательства, что глобальное потепление вызвано активностью человека . За последние 400 тысяч лет было пять глобальных потеплений и четыре ледниковых периода, как показали исследования дейтерия в Антарктике. Человечество появилось примерно 60 тысяч лет назад. Однако даже если деятельность человека и влияет на климат, то можно сказать, что Солнце с новым минимумом дает человечеству дополнительное время, или второй шанс, чтобы человечество привело в порядок свои индустриальные выбросы и приготовилось к циклу 28 , когда Солнце снова вернется к нормальному режиму активности.

- Расскажите именно про ваш вклад в работу.

В данном коллективе я являюсь теоретиком, который построил физико-математическую модель для объяснения наблюдательных фактов. Мною разработана новая уникальная физико-математическая модель эволюции магнитной активности Солнца. С ее помощью мне удалось получить закономерности возникновения глобальных минимумов солнечной активности и дать им физическую интерпретацию. Таким образом, прогнозы, построенные по наблюдательным данным, оказались подтвержденными результатами независимого математического моделирования, что повышает их надежность.

Моя работа заключалась в объяснении физики возникновения глобальных минимумов и эмпирически найденного закона поведения волн магнитного поля. И эти модельные расчеты очень близки к характеристикам обнаруженных волн как в циклах 21–26, так и в 1000-летнем масштабе.

Мне удалось промоделировать изменение амплитуды и фазы двух волн, полученных в наблюдениях, а также промоделировать поведение суммарного магнитного поля Солнца.

Я сотрудничаю с Валентиной Жарковой несколько лет. У нас с ней, Саймоном Шефердом и Сергеем Жарковым вышел ряд работ, посвященных солнечной активности.

Валентина Жаркова - профессор математики, занимается солнечной плазмой и солнечной активностью. Жаркова училась в Киевском университете и там работала до переезда в Глазго. Потом она стала читать лекции в Брэдфорде и с 2005-го является профессором. С 2013-го работает в Нортумбрийском университете (Англия).

Саймон Шеферд - профессор математики Брэдфордского университета. Он бывший военный моряк. В Брэдфорд пришел 25 лет назад.

Доктор Сергей Жарков - доцент Университета в Галле, победитель математической олимпиады в 1991 году, закончил Кембриджский университет, математик и физик в области солнечной активности, занимается гелио- и астросейсмологией, а также автоматизированным распознаванием образов. Он начал изучение солнечной активности, создал каталог особенностей солнечной активности, потом сделал первое сравнение магнитных полей Солнца с солнечными пятнами. Эта работа воодушевила Жаркову и Шеферда сделать «анализ принципиальной компоненты», так как они увидели много волн в наблюдательных данных, которые мешали понять, что на самом деле мы наблюдаем. Затем полученные методы были применены к прогнозу солнечной активности.

- Расскажите, пожалуйста, про себя. Вы закончили физический факультет? Как вы стали заниматься гидродинамикой Солнца?

Я закончила физический факультет МГУ. На младших курсах занималась экспериментальной нейрофизиологией. Диплом и кандидатская диссертация посвящены теории и моделированию генерации магнитного поля в звездах и планетах. Сейчас моя научная деятельность связана не только с магнитными полями в небесных телах, год назад я начала работать в области физики галактических космических лучей совместно с учеными из НИИЯФа и США.

Кроме того, я занимаюсь научной деятельностью в области теории высших спинов, описывающей фундаментальные взаимодействия. Эта теория поля, обладающая максимально высокой калибровочной симметрией. Сейчас учеными ожидается, что теории этого класса позволят по-новому взглянуть на теорию суперструн, которая считается основным кандидатом на роль теории фундаментальных взаимодействий.

Пользуясь случаем, хотела бы пригласить на кафедру физики космоса на физическом факультете тех студентов, кто хочет заниматься тематикой солнечной активности или галактических космических лучей.

С вероятностью 97% в 2030-х годах наступит Ледниковый период?

Недавно я увидела очень интересный заголовок статьи на одном из научных сайтов: «В 2030 году наступит Ледниковый период ». Сначала я подумала, что там написано нечто лженаучное, но прочитав эту статью сочла ее весьма интересной, логичной и менее кричащей, чем ее заголовок.

Оказывается, неделю назад на конференции Королевского астрономического общества российские ученые Валентина Жаркова, Саймон Шеферд, Сергей Жарков и Елена Попова представили очень интересную работу, где выдвинули такую гипотезу. Возможно, вы о ней уже слышали, но я расскажу еще раз.

В 1609 году Галилео Галилей солнечные пятна - это была сенсация! Но вскоре после смерти Галилея эти пятна почему-то исчезли. А вместе с этим повсюду резко начинает падать температура. Замерзают на полгода Темза, Москва-река, Дунай, Балтийское море и другие водоемы, летом в средней после почему-то иногда даже идет снег. Все это длилось с 1645 по 1715 год. Связав этот период с отсутствием пятен на Солнце его называют «Минимум Маундера» в честь первооткрывателя. После данного открытия другие ученые задумались, а может ли это повториться, и, если повторится, то когда? Обычно Солнце показывает нам стандартный 11 летний цикл имени Швабе, в начале которого пятен на Солнце нет, а в конце их количество резко возрастает. Но по теории , и с Солнца на десятки лет совсем пропадают пятна. Тогда-то и наступает, как его назвали, Малый Ледниковый период и температура на Земле понижается на 1-2 градуса (краткосрочное локальное понижение температуры доходит и до 10 - 20 градусов, что приводит к значительно похолоданию и даже морозу в летний период). Но до сих пор люди не знали, когда ждать следующего Ледникового периода, и вот неделю назад наши ученые ответили на этот вопрос.

Оказалось, что данное явление имеет отношение к магнитной природе солнечных пятен . Они являются областями выхода сильных магнитных полей, что приводит к остановке поступления тепла из нижележащих слоев Солнца, а, следовательно, и к охлаждению поверхности Солнца с появлением в тех местах темных пятен. Магнитные поля формируются в двух различных слоях нашей звезды, таким образом, они могут друг друга либо усиливать, либо ослабевать. Данная новейшая модель российских ученых отлично согласуется с архивными данными и дает прогноз , что в 2030-х годах на Солнце должны пропасть пятна на 30 лет . Точность модели составляет 97% , что весьма обнадеживает. Однако то, что на этот раз минимум Маундера будет длиться в 2 раза меньше, чем 400 лет назад, дает нам надежду на менее сильное похолодание. На диаграмме показано, что уже текущий цикл солнечной активности (№24) в 2 раза ниже прошлых максимумов. Число пятен за последние 3 цикла солнечной активности (1985 - 2015 гг).

Но, надо заметить, что эта теория не была единодушно принята научным сообществом, а поэтому не стоит ей беспрекословно доверять. Природа сама покажет нам, что нас ждет, стоит лишь дождаться срока. Хотя, если вдруг Малый Ледниковый период таки наступит , в нем тоже будут свои плюсы - полярные сияния можно будет наблюдать куда чаще и гораздо ярче! Так что, нам остаётся лишь ждать и продолжать гадать над еще одной загадкой нашего мира!

Моделирование солнечной активности строится несколькими разными путями. Наиболее часто пытаются построить предсказание активности Солнца с помощью, так называемых, стохастических моделей. В таких моделях опираются не на глубокое физическое понимание процессов на Солнце, а на сам ряд наблюдений того или иного параметра солнечной активности. Чаще всего прибегают к анализу чисел пятен на Солнце , которые с помощью простой процедуры сводятся к числам Вольфа .

Более-менее надежный ряд чисел Вольфа начинается с 1749 года , хотя первые инструментальные наблюдения проводили ученые в начале XVII века, в том числе, Галилей. Минимум Маундера лежит до 1749 года и имеются лишь отрывочные сведения о числе пятен в этот период. В XX веке стали измерять и другие показатели солнечной активности, например, поток энергии радиоизлучения Солнца с помощью радиотелескопов. После запуска спутников Земли стали измерять рентгеновское излучение Солнца . На Земле его не измеришь, поскольку оно полностью поглощается в атмосфере Земли. Чем длиннее ряд наблюдений, тем лучше для возможности что-то предсказать. И таких попыток много существует.

На рисунке из приведены результаты предсказания с помощью одной из таких статистичеких моделей. У таких моделей всегда есть проблемы, связанные со случайными факторами , которые "зашумливают" регулярный процесс, который и служит основой предсказания. Поэтому такие модели до сих пор не дают хорошего предсказания на два три цикла вперед. Для того, чтобы это понять, надо взгляднуть не на три последних цикла, как на приведенном графике, а на всю известную запись чисел Вольфа с 1749 года .

Кроме минимума Маундера, о котором идет речь в сообщении, есть еще и минимум Дальтона . Он виден на графике в конце XVIII начале XIX веков . Были и другие понижения числа пятен, но не столь значительные. Видно, что закономерность в самом ряде чисел Вольфа обнаружить сложно, кроме, естественно, самого 11-летнего цикла.

Надо отметить, что стохастические модели имеют вспомогательный смысл и дают информацию для построения физических моделей процессов, протекающих на Солнце. Конечно, физические модели значительно более предпочтительны, поскольку основываются на моделировании физических процессов. Но тут как раз и кроются все основные трудности .

Как сказано в сообщении, авторы предсказания построили свою модель, опираясь на модель магнитного динамо . Эта модель развивается уже больше 100 лет, сначала применительно к земному магнетизму , а после обнаружения магнитной активности солнечных пятен в начале XX века и к солнечному магнетизму . Следует сказать, что модель магнитного динамо является практически единственной, относительно хорошо, обоснованной моделью . Однако она содержит целый ряд трудностей, которые до сих пор не преодолены. Здесь следует сказать, что еще в 30-х годах XX века была доказана теорема математиком Каулингом о невозможности "простой" динамо машины .

Не вдаваясь в детали, можно сказать, что для создания динамо-эффекта требуются весьма специфические течения жидкости или плазмы в ядрах планет и звезд . Поскольку физики с трудом находят способы организовать в моделях нужные "турбулентные" течения, то в моделях фигурируют всякие, не очень обоснованные математические конструкции . Введение таких конструкций опирается на исключительно эмпирические соображения и подгонки . Для солнечного динамо это, например, стандартный $\alpha$-эффект. Желающие могут найти его описание в Интернете. Общая трудность состоит в том, что энергетика процессов на Солнце столь велика , что обычные способы анализа физических процессов внутри Солнца мало пригодны . В частности, до сих пор нет единодушной теории самих пятен на Солнце .

Авторы предсказания, видимо, используют свой вариант динамо-модели , в которую неизбежно входят не очень обоснованные конструкции. Поскольку в сообщении мало говорится о сути предлагаемой модели, то трудно сказать, чем она лучше других. Скорее всего, это один из способов подгонки , который относительно хорошо описывет какие-то стороны процесса. Посколько не говорится о прорыве в понимании основных процессов на Солнце, то анонсированные 97 % кажутся очень оптимистичной оценкой достижений. Остается только дождаться обозначенного времени для нового минимума. Осталось-то всего лет 15. Поживем - увидим.

Спасибо за подробный и интересный отзыв! В данной гипотезе и правда много трудностей, однозначно верной ее назвать никак нельзя. А поэтому, как Вы правильно сказали, нам остается только дождаться, чтобы подтвердить или опровергнуть.

по теории раз в 400 лет этот цикл сбивается , и с Солнца на десятки лет совсем пропадают пятна.

Но ведь только в 1609 году Галилео Галилей впервые поглядел на Солнце через телескоп и обнаружил там солнечные пятна . С этого момента как раз и прошли "первые " 400 лет. Сразу вспомнился анекдот о коллайдере:

Раз в 13 миллиардов лет ведущие физики собираются вместе и строят Большой адронный коллайдер…

(13 миллиардов - предполагаемый возраст нашей Вселенной)

Несмотря на скептицизм, эта статья выставляется на главную страницу сайта. Аргументы:

1. Погода и климат интересны всем.

2. Материал предложен представителем юного поколения.

3. Летом особенно мало новостей из мира науки. Тем более подождать и проверить всего через 15 лет - не срок. Конец света 21 декабря 2012 года мы уже пережили.

P.S. Редакторская правка: в конце поставлен вопросительный знак (на всякий случай)

То, что минимум наступит в 2030, а не 2009 году, в работе, насколько я помню, тоже объясняется. Не просто же так ученые назначили именно такую, весьма точную дату. В их трудах все очень подробно объяснено, и, если уж, разбирать работу, то именно подробно изучив материал, предоставленный на конференции российскими учеными. Моя статья - это лишь краткий ознакомительный обзор. Да, и, как я уже говорила, вся эта теория, хоть и хорошо обоснована, пока остается лишь теорией, и только время сможет проверить ее на правдивость. Однако я не стану сравнивать ее с теорией о конце света. Ведь конец света - это бред. Как на всей планете разом могут начаться такие сильные катаклизмы? Его обещали уже миллион раз и, как и предполагалось, он ни разу не произошел. А теория о Малом Ледниковом периоде не просто обоснована - это уже случалось ранее, а значит, действительно может повториться заново. Будем ждать и наблюдать. И. кто знает, что может произойти...

Мы во власти осени, и становится все холоднее. Не движемся ли мы к ледниковому периоду, интересуется один из читателей.

Быстротечное датское лето позади. Листья опадают с деревьев, птицы улетают на юг, становится темнее и, конечно, холоднее тоже.

Наш читатель Ларс Петерсен (Lars Petersen) из Копенгагена начал готовиться к холодным дням. И он хочет знать, насколько серьезно ему нужно подготовиться.

«Когда начинается следующий ледниковый период? Я узнал, что ледниковые и межледниковые периоды сменяют друг друга регулярно. Так как мы живем в межледниковье, логично предположить, что впереди нас ждет следующий ледниковый период, не так ли?» - пишет он в письме в раздел «Спроси науку» (Spørg Videnskaben).

Мы в редакции вздрагиваем при мысли о холодной зиме, которая подстерегает нас на том конце осени. Мы тоже с удовольствием узнали бы, не на пороге ли мы ледникового периода.

До следующего ледникового периода еще далеко

Поэтому мы адресовали преподавателю Центра фундаментальных исследований льда и климата при Копенгагенском университете Суне Расмуссену (Sune Olander Rasmussen).

Суне Расмуссен изучает холод и получает информацию о погоде прошлого, буря гренландские ледники и айсберги. Кроме того, он может использовать свои знания для того, чтобы исполнять роль «предсказателя ледниковых периодов».

«Для того, чтобы наступил ледниковый период, должно совпасть несколько условий. Мы не можем точно предсказать, когда начнется ледниковый период, но даже если бы человечество не влияло дальше на климат, наш прогноз таков, что условия для него сложатся в лучшем случае через 40 - 50 тысяч лет», - успокаивает нас Суне Расмуссен.

Раз уж мы все равно разговариваем с «предсказателем ледникового периода», мы можем получить и еще кое-какую информацию, о каких это «условиях» идет речь, чтобы немного больше разобраться в том, что же такое на самом деле ледниковый период.

Вот что такое ледниковый период

Суне Расмуссен рассказывает, что во время последнего ледникового периода средняя температура на земле была на несколько градусов ниже, чем сегодня, и что климат на более высоких широтах был холоднее.

Большая часть северного полушария была покрыта массивными ледяными покровами. Например, Скандинавия, Канада и некоторые другие части Северной Америки были покрыты трехкилометровым ледяным панцирем.

Огромный вес ледяного покрова вдавил земную кору на километр внутрь Земли.

Ледниковые периоды дольше, чем межледниковье

Однако 19 тысяч лет назад начали происходить изменения в климате.

В Гренландии последние остатки панциря сошли очень резко 11 700 лет назад или если быть точным 11 715 лет назад. Об этом свидетельствуют исследования Суне Расмуссена и его коллег.

Значит, с момента последнего ледникового периода прошло 11 715 лет, и это совершенно нормальная длина межледниковья.

«Забавно, что мы обычно рассматриваем именно ледниковый период как "событие", хотя на самом деле все как раз наоборот. Средний ледниковый период длится 100 тысяч лет, тогда как межледниковье продолжается от 10 до 30 тысяч лет. То есть, Земля чаще находится в ледниковом периоде, чем наоборот».

«Пара последних межледниковых периодов длилась всего примерно по 10 тысяч лет, что объясняет широко распространенное, но ошибочное мнение, что наш нынешний межледниковый период приближается к концу», - говорит Суне Расмуссен.

Три фактора влияют на возможность начала ледникового периода

То, что Земля погрузится в новый ледниковый период через 40-50 тысяч лет, зависит от того, что у орбиты вращения Земли вокруг Солнца есть небольшие вариации. Вариации определяют, какое количество солнечного света на какие широты попадает, и тем самым влияет на то, насколько там тепло или холодно.

Циклы Миланковича это:

1.Орбита вращения Земли вокруг Солнца, которая изменяется циклически примерно раз в 100 000 лет. Орбита превращается из почти круглой в более эллиптическую, а затем обратно. Из-за этого расстояние до Солнца изменяется. Чем дальше Земля от Солнца, тем меньше солнечного излучения получает наша планета. Кроме того, когда меняется форма орбиты, меняется и длина времен года.

2.Наклон земной оси, который колеблется между 22 и 24,5 градусами по отношению к орбите вращения вокруг Солнца. Этот цикл охватывает примерно 41 000 лет. 22 или 24.5 градуса - кажется не такая уж существенная разница, но наклон оси очень сильно влияет на выраженность различных времен года. Чем больше Земля наклонена, тем больше разница между зимой и летом. В настоящий момент наклон земной оси составляет 23,5 и он уменьшается, что означает, что различия между зимой и летом будут в ближайшие тысячи лет снижаться.

3.Направление земной оси относительно пространства. Направление изменяется циклически с периодом в 26 тысяч лет.

«Комбинация этих трех факторов определяет, есть ли предпосылки к началу ледникового периода. Практически невозможно представить, как происходит взаимодействие этих трех факторов, но с помощью математических моделей мы можем рассчитать, сколько солнечного излучения получают определенные широты в определенное время года, а также получали в прошлом и будут получать в будущем», - говорит Суне Расмуссен.

Снег летом приводит к ледниковому периоду

В особенности важную роль в этом контексте играют температуры летом.

Миланкович понял, что, чтобы была предпосылка для начала ледникового периода, лето в северном полушарии должно быть холодным.

Если зимы снежные, и большая часть северного полушария покрыта снегом, то температуры и количество солнечных часов летом определяют, будет ли снегу позволено остаться на все лето.

«Если снег летом не тает, то в Землю проникает мало солнечного света. Остальное отражается обратно в космос белоснежным покрывалом. Это усугубляет охлаждение, которое началось из-за изменения орбиты вращения Земли вокруг Солнца», - рассказывает Суне Расмуссен.

«Дальнейшее же охлаждение приносит еще больше снега, который еще больше снижает количество абсорбированного тепла, и так далее, до тех пор, пока не начнется ледниковый период», - продолжает он.

Точно так же период с жаркими летами приводит к тому, что ледниковый период заканчивается. Тогда жаркое солнце растапливает лед достаточно для того, чтобы солнечный свет вновь мог попадать на темные поверхности, вроде почвы или моря, которые абсорбируют его и нагревают Землю.

Люди оттягивают следующий ледниковый период

Еще один фактор, который имеет значение для возможности начала ледникового периода - это количество углекислого газа в атмосфере.

Так же, как снег, отражающий свет, усиливает образование льда или ускоряет его таяние, повышение содержания углекислого газа в атмосфере от 180 ppm до 280 ppm (миллионных долей) способствовало выведению Земли из последнего ледникового периода.

Однако с того момента, как началась индустриализация, люди все время занимаются дальнейшим повышением доли углекислого газа, так что сейчас она почти 400 ppm.

«У природы ушло 7 000 лет, чтобы после окончания ледникового периода поднять долю углекислого газа на 100 ppm. Люди сумели сделать то же самое всего за 150 лет. Это имеет большое значение для того, сможет ли Земля вступить в новый ледниковый период. Это очень существенное влияние, которое означает не только то, что в настоящий момент не может начаться ледниковый период», - говорит Суне Расмуссен.

Мы благодарим Ларса Петерсена за хороший вопрос и посылаем по-зимнему серую футболку в Копенгаген. Также мы благодарим Суне Расмуссена за хороший ответ.

А еще мы призываем наших читателей присылать больше научных вопросов на [email protected].

А ты знал?

Ученые всегда говорят о ледниковом периоде лишь в северном полушарии планеты. Причина в том, что в южном полушарии слишком мало суши, на которой может лежать массивный слой снега и льда.

За вычетом Антарктиды, вся южная часть южного полушария покрыта водой, которая не обеспечивает хороших условий для возникновения толстого ледяного панциря.