Некоторые наиболее важные новейшие исследования глобального потепления климата были выполнены Джеймсом Хансеном и его коллегами в Институте космических исследований им. Годдарда (это подразделение НАСА, расположенное в штате Нью-Йорк). Хансен разработал одну из главных компьютерных моделей климата и с ее помощью попробовал спрогнозировать, что произойдет с земным климатом, если в атмосфере планеты продолжится накопление парниковых газов. Хансен был одним из первых, кто тестировал эти модели, сравнивая их с различными климатическими условиями, существовавшими в древности на Земле. (Интересно отметить, что во время последних ледниковых периодов повышенное содержание диоксида углерода и метана поразительно точно сочетается со сравнительно высокими температурами.) Хансен собрал большой массив метеорологических данных за XIX и XX вв., чтобы проверить, как именно изменялись глобальные температуры, а затем сравнить их с компьютерной моделью и узнать, что должно было происходить. Данные и модель согласовывались в пределах погрешности измерения и расчетов соответственно. Хансен отважно выступил перед конгрессом наперекор политически мотивированному распоряжению кабинета Белого дома по вопросам управления и бюджета (дело было в годы правления Рейгана), чтобы подчеркнуть неопределенности и минимизировать опасности. Его расчеты относительно извержения филиппинского вулкана Пинатубо и прогноз спровоцированного стихией временного снижения температуры на Земле (примерно на полградуса по Цельсию) попали в самую точку. Ему удалось убедить правящие круги во всем мире, что глобальное потепление – проблема, к которой следует отнестись серьезно.
Как Хансен вообще заинтересовался парниковым эффектом? Его докторская диссертация (защищенная в университете штата Айова в 1967 г.) была посвящена Венере. Хансен соглашался, что большая радиояркость Венеры обусловлена очень высокой температурой ее поверхности, соглашался, что парниковые газы блокируют теплоотдачу, но предполагал, что основным источником тепла на Венере являются горячие недра, а не солнечный свет. В ходе миссии «Пионер-12», отправленной к Венере в 1978 г., в атмосферу планеты были сброшены спускаемые зонды; они прямо показали, что в действительности парниковый эффект возникает именно из-за того, что планета разогревается Солнцем и тепло удерживается толщей атмосферы. Но именно Венера натолкнула Хансена на размышления о парниковом эффекте.
Вы обращаете внимание, что радиоастрономы признали Венеру интенсивным источником радиоволн. Другие объяснения такого радиоизлучения отпадают. Вы делаете вывод, что поверхность планеты должна быть до нелепости горячей. Пытаетесь понять, чем обусловлены такие высокие температуры, эти рассуждения неизбежно наводят вас на тот или иной вариант парникового эффекта. Спустя десятилетия вы обнаруживаете, что эти упражнения помогли вам понять, а затем и спрогнозировать неожиданную угрозу, нависшую над нашей глобальной цивилизацией. Мне известно множество других случаев, в которых ученые сначала пытались разобраться в устройстве атмосфер других миров, а затем совершали важные и исключительно прикладные открытия о нашем. Другие планеты – великолепный полигон для тех, кто изучает Землю. Они требуют как широты, так и глубины знаний, а также хорошего воображения.
Тем, кто скептически относится к идее глобального потепления, вызванного диоксидом углерода, было бы полезно обратить внимание на грандиозный парниковый эффект Венеры. Никто не предполагает, что он случился по вине неблагоразумных венерианцев, сжигавших слишком много угля, ездивших на автомобилях с избыточным расходом топлива и сводивших леса. Я говорю о другом. Следует обдумать климатическую историю нашей планеты-соседки, во многом похожей на Землю, но раскалившейся настолько, что у нее на поверхности течет свинец. Это особенно касается тех, кто утверждает, что нарастающий на Земле парниковый эффект скорректируется сам собой, что не стоит о нем беспокоиться (подобные утверждения встречаются в публикациях некоторых групп, позиционирующих себя как «консерваторы»), что парниковый эффект как таковой – не более чем «утка».
3. Ядерная зима – это гипотетическое потемнение и остывание Земли, которое может наступить после глобальной термоядерной войны. Ядерная зима обусловлена в основном огромным количеством мельчайших частиц дыма, заполняющих атмосферу в результате выгорания городов, нефтеперерабатывающих заводов и нефтехранилищ. Ведутся активные научные споры относительно того, насколько серьезной может оказаться ядерная зима. В настоящее время различные мнения сходятся к одному. Все трехмерные компьютерные модели общей циркуляции показывают, что температуры, которые установятся после глобальной термоядерной войны, должны быть еще ниже, чем в плейстоценовые ледниковые периоды. Последствия такой зимы для нашей планетарной цивилизации – особенно вызванные коллапсом земледелия – будут очень тяжелыми. Именно последствия ядерной зимы почему-то не учитывались гражданскими и военными властями США, СССР, Великобритании, Франции и Китая, когда эти державы накапливали ядерные боеголовки, пока общее количество зарядов серьезно не превысило 60 000. Хотя и нельзя с уверенностью судить о таких вещах, вполне возможно, что концепция ядерной зимы сыграла конструктивную роль (наряду с другими причинами), чтобы убедить ядерные державы, и в особенности СССР, в бесперспективности атомной войны.
Термин «ядерная зима», а также расчеты этого явления впервые появились в 1982–1983 гг. Работа была выполнена группой из пяти ученых, среди которых был и я, чем очень горжусь. Группа получила наименование TTAPS (по инициалам Ричарда Тёрко, Оуэна Туна, Томаса Акермана, Джеймса Поллака и меня). Из пятерых членов группы TTAPS двое были планетологами, а трое других опубликовали много статей по планетологии. Первые подозрения о возможности ядерной зимы возникли в ходе той самой экспедиции «Маринера-9» к Марсу, когда вся планета была охвачена пылевой бурей и мы не могли видеть марсианскую поверхность; тогда установленный на корабле инфракрасный спектрометр показал, что верхние слои атмосферы теплее, а поверхность – холоднее, чем следовало ожидать. Мы с Джеймсом Поллаком сели и попытались рассчитать, чем это может объясняться. В течение следующих 12 лет исследования в этом направлении привели нас от марсианских пылевых бурь к земным вулканическим аэрозолям и далее к вымиранию динозавров – из-за аналога ядерной зимы, который мог возникнуть из-за той пыли, что попала в атмосферу после столкновения Земли с астероидом. Никогда не знаешь, куда тебя заведет наука.
ПЛАНЕТОЛОГИЯ способствует широкому междисциплинарному видению проблемы, которое оказывается исключительно полезным, чтобы открывать и пытаться предотвращать такие надвигающиеся экологические катастрофы. Когда поднатореешь в исследовании других миров, особенно хорошо понимаешь, как уязвима планетарная окружающая среда, и сознаешь, что такие среды могут быть очень разными. Может быть, существуют потенциальные глобальные катастрофы, которые еще только предстоит открыть. Если они есть, то могу поспорить, что ключевую роль в их понимании сыграют ученые-планетологи.
Из всех математических, технических и естественнонаучных дисциплин максимального международного сотрудничества требует область «наук о Земле и космосе» (если судить по признаку соавторства исследовательских статей, написанных учеными из двух и более стран). Изучение Земли и других планет по определению противоречит местечковости, национализму, шовинизму. Люди очень редко идут в эти науки из-за своего интернационализма. Почти всегда они вступают на этот путь по другим причинам, а затем обнаруживают, что превосходная работа, дополняющая их исследования, была выполнена представителями других наций либо что для решения задачи требуется информация или точка обзора (например, для наблюдений южного полушария неба), которых нет в родной стране. Стоит ощутить такое сотрудничество – люди из разных уголков планеты работают на взаимно понятном научном языке и совместно решают проблемы, касающиеся каждого, – и уже сложно себе представить, почему подобного не происходит в других областях, не связанных с наукой. Лично я считаю этот аспект наук о Земле и космосе исцелительным и объединяющим фактором мировой политики; но, полезно такое сотрудничество или нет, оно все равно неизбежно.
