назад

Дата: 24-05-2007

Борис Берри,

доктор геолого-минералогических наук, Канада. Специально для Великой Эпохи

 

Прошлые, унаследованные и будущие природные опасности

 

http://www.epochtimes.ru/content/view/10749/5/

Любой текущий момент времени находится под воздействием природных колебательных процессов с периодами разной длины. Это многомиллионолетние геологические циклы, тысячелетние и внутривековые климатические ритмы (Берри, 2006 б, 2007). Изучение этих процессов позволяет понять причины возникновения неблагоприятных для биосферы и опасных для человечества событий и предсказывать их.


Если бы всё прошедшее было настоящим, а настоящее продолжало существовать наряду с будущим, кто был бы в силах разобрать: где причины и где последствия.
Козьма Прутков


Геологические периоды. Временные масштабы 107-109 лет
При развитии земной коры и биосферы в горных породах и в ископаемых остатках растений и животных записывается не только история Земли, но и история Вселенной. Сопоставление геологических, палеонтологических и астрономических сведений позволяет создать обобщённую картину самых длительных природных циклов и их опасных явлений. Для получения упомянутого результата кроме геологических данных использовались модели движения Солнечной системы, Галактики и её ветвей1,12,2, (Баренбаум, 1991, Кузнецов и др., 1991, Берри, 1992).


Рис. 1. Элементы нашей Галактики.Фото: www.astrogalaxy.ru
Рис. 1. Элементы нашей Галактики.Фото: www.astrogalaxy.ru

Солнечная система обращается по эллиптической орбите вокруг центра нашей Галактики (Рис. 1) по часовой стрелке. Полный оборот или галактический год Солнца длится 250 млн лет. Спиральные ветви (рукава) Галактики перемещаются в том же напралении быстрее и в результате Солнечная система периодически оказывается внутри этих рукавов. Они являются струйными потоками вещества, которые истекают из ядерного диска Галактики. Вещество представлено газопылевыми облаками, кометами и звёздами. Млечный путь, который мы видим летом на ночном небе, составлен из таких потоков. Солнце пересекает поток примерно за 1-2 млн лет. В это время на Землю выпадает от 100 до 1000 галактических комет, то есть при движении Солнечной системы через рукав, примерно, один раз в несколько тысяч лет комета сталкивается с Землей3 (Берри, 1993).


Рис. 2. 14 галактических лет Солнечной системы (кружки на графике) и их геологические границы в миллиардах лет. Римскими цифрами обозначены геологические эоны: I - Фанерозой, II, III, IV - Верхний, Средний и Нижний Рифей, V - Карелий, VI - Архей2 (Берри, 1992).
Рис. 2. 14 галактических лет Солнечной системы (кружки на графике) и их геологические границы в миллиардах лет. Римскими цифрами обозначены геологические эоны: I - Фанерозой, II, III, IV - Верхний, Средний и Нижний Рифей, V - Карелий, VI - Архей2 (Берри, 1992).

 
Анализ полных периодов обращения Солнца вокруг центра Галактики показал, что за 3,5 млрд лет они постепенно увеличились от 180 до 250 млн лет. Кружками на рис. 2 показаны времена 14-ти прохождений Солнцем перигалактия орбиты (ближайшей точки орбиты к центру Галактики). В перигалактии Солнце приближается к галактическому центру на расстояние 6,6 килопарсек (1 парсек равен 30,9 1012 км; это расстояние свет проходит за 3,26 года). Когда Солнце пересекает спиральные ветви вблизи перигалактия, на Земле формируются чёткие геологические границы. Отрезки линий на рис. 2 указывают на точность определения времени этих границ. В апогалактии Солнце удаляется от центра на расстояние вдвое большее - 13,9 кпс. Здесь потоки разуплотняются и воздействуют на Землю в меньшей степени1,2 (Баренбаум, 1991, Берри, 1992).
График рис. 2 позволяет выявить крайне редкие случайные события (2,6, 1,65 и 1,1 млрд лет назад), обусловленные пролётами звёзд струйных потоков через Солнечную систему. При пролёте звезды вблизи Солнца взаимодействие гигантских сил их притяжения изменяло параметры орбитального движения Солнечной системы вокруг центра Галактики. Резкие колебания внешних сил притяжения буквально потрясали Солнце и все планеты, оставляя на Земле следы мощных геологических катаклизмов13 (Пушкарёв, 1985).
Планетарные события наиболее изученных последних 600 млн лет (формирование гор, зон раздвижения континентов, наступания или отступания океанов, изменения климата, выпадения космических тел), связанные с крупнейшими биологическими катастрофами и с формированием геологических границ (рис. 3), хорошо совпадают с модельными временами прохождения Солнцa через галактические рукава2 (Берри, 1992). В частности, экологические последствия удара галактической кометы, диаметром около 10 км, вызвали массовую гибель земных организмов в конце Мелового периода (К) 65+/-3 млн лет назад.


Рис. 3. Восстановленная по ископаемым остаткам интенсивность вымирания в % биологических родов в разные геологические периоды (млн лет тому назад): Неоген (N), Палеоген (Pg), Мел (K), Юра (J) Триас (Tr), Пермь (P), Карбон ( C ), , Девон (D), Сирур (S), Ордовик (O), Кембрий (Cm). Фото: en.wikipedia.org
Рис. 3. Восстановленная по ископаемым остаткам интенсивность вымирания в % биологических родов в разные геологические периоды (млн лет тому назад): Неоген (N), Палеоген (Pg), Мел (K), Юра (J) Триас (Tr), Пермь (P), Карбон ( C ), , Девон (D), Сирур (S), Ордовик (O), Кембрий (Cm). Фото: http://en.wikipedia.org

 
Точки К = 1 и 2 (рис. 2) прохождения Солнцa струйных потоков вблизи перигалактия орбиты соответствуют геологическим границам Триаса (Tr) - Перми (P) и Ордовика (O) - Кембрия (Cm) (рис. 3). Они связаны с наиболее значительными вымираниями, разделёнными временем полного оборота Солнца вокруг центра Галактики в 250 млн лет. Пересечение очередной ветви Галактики снова произойдёт вблизи перигалактия орбиты и снова вызовет значительное вымирание биологических родов.
Интервалы попадания Солнца в струйные потоки Галактики изменяются от 19 до 37 млн лет. Периодичность этих изменений соответствует длине галактического года в 250 млн лет12 (Кузнецов и др., 1991). Последний раз Солнце вошло в струйный поток (рукав Ориона) 2,7 млн лет назад и вышло из него 0,7 млн лет назад (Рис. 1). В это время сформировалась граница (1,5+/-0,3 млн лет назад) между (Рис. 3) Неогеном (23 - 1,5 млн лет назад) и текущим Четвертичным геологическим периодом4 (Berry, 1998 a).
Наблюдаемая сейчас повышенная геологическая активность Земли и других планет, запылённость межпланетного пространства и наличие в нём большого числа метеоритов, комет и астероидов с малыми временами жизни обусловлены недавним выходом Солнечной системы из галактического рукава Ориона.
В следующий раз Солнечная система войдет в галактическую ветвь Персея (Рис. 1) через 18 млн лет2 (Берри, 1992). Если звезда из этого потока пройдет вблизи Солнца, основная часть биосферы будет стёрта с лица Земли. Если эта участь нас минует, то просто прозойдёт вымирание родов, подобное тому, что случилось на границе Триаса (Tr) - Перми (P) 250 млн лет назад (Рис. 3).
В настоящее время мы находимся в относительной безопасности. Геологическая активность, метеоритная и кометная угрозы, унаследованные от прохождении спирального рукава Ориона, медленно спадают. Но в конце Неогена, примерно 3 млн лет назад, уменьшилась циркуляции тёплых вод через арктические моря. Это произошло из-за сужения Берингова пролива при сближении Евразии и Северной Америки. Постепенное похолодание за время от 2,8 до 0,8 млн лет  (Рис. 4) привело 0,7 млн лет тому назад к закономерному чередованию длинных ледниковых и коротких межледниковых климатических периодов4 (Berry, 1998 a).
Сейчас нас ожидает новый ледниковый период. Это основная опасность, которая досталась нам в наследство от периода последнего прохождения Солнцем струйного потока вещества.
Ледниковые периоды. Временные масштабы 104-106 лет.
Для последних 3 млн лет имеется замечательная запись изменений природных условий, основанная на изотопно-кислородном анализе (d18О%о ) ископаемых раковин, захороненных в осадках морских слоёв14 (Raymo, 1994). Содержание тяжёлого изотопа кислорода (dО) с атомным весом 18, выраженное в тысячных долях (%о) от содержания обычного лёгкого кислорода с атомным весом 16 сопоставлено с экологическими характеристиками Земли (Рис. 4).
Молекулы воды с лёгким изотопом кислорода легче испаряются из океанов и накапливаются в ледниковых покровах. В воде остаётся больше тяжёлых изотопов кислорода. Когда в ископаемых раковинах морских отложений обнаруживают больше тяжлых изотопов, это значит, что данные слои формировались в ледниковую эпоху. Чем больше соотношение d18О%о, тем больше льда находится на поверхности Земли (Рис. 4).


Рис. 4. Содержание изотопа 18О%о  в донных осадках14 (Raymo, 1994), глобальные изменения температур земной поверхности, объёмов ледниковых щитов и океанов в последние 3 млн лет и их прогноз (слева от 0) на 300 тысяч лет4 (Berry, 1998 a).0 - текущий момент времени.
Рис. 4. Содержание изотопа 18О%о в донных осадках14 (Raymo, 1994), глобальные изменения температур земной поверхности, объёмов ледниковых щитов и океанов в последние 3 млн лет и их прогноз (слева от 0) на 300 тысяч лет4 (Berry, 1998 a).0 - текущий момент времени.

Длинная стрелка указывает на интервал вблизи 2,9 млн. лет назад, когда средние температуры соответствовали современному межледниковому климатическому оптимуму, а колебания температур в циклах 10-100 тыс. лет были мeньше 1° С.
Вертикальные шкалы графика рис.4 показывают температуры (t) в градусах Цельсия (tE°С) поверхности океанов в экваториальном поясе (Е), температуры земной поверхности (tNH°С) в северном полушарии (NH), изменения уровней (l) поверхности океана (O) в метрах lO(m), объёмы (V, Mkm3) и площади (А, Mkm2) ледниковых щитов в миллионах км3 и км2. Такое сопоставление оказалось возможным благодаря обобщению существующих экологических реконструкций последнего ледникового периода. Дополнительные шкалы на рис. 4 позволяют судить об изменениях экологии, происходивших в последние 3 млн лет (Berry, 1998 a).
Десять стабильных колебаний природных условий с периодами от 14 до 294 тысяч лет были выделены из последних 700 тысяч лет графика2 (Берри, 1992). Эта часть графика характеризуется однородным чередованием длительных ледниковых и коротких тёплых периодов. Модель процесса, представленная суммой этих 10 колебаний, позволяет дать экологический прогноз на ближайшие 300 тысяч лет (левая часть графика)4 (Berry, 1998 a).
Периоды колебаний связаны с изменениями орбиты Земли, а их амплитуды сильно зависят от земных условий2 (Берри, 1992). Например, в заключительный период существования океанической циркуляции через полярные моря (3,1-2,7 млн.лет назад) изменения орбиты мало влияли на колебания температур (Рис. 4). В то время тёплые течения, проходящие через Северный Ледовитый океан, не позволяли формироваться морским льдам и уменьшали амплитуды колебаний температур в северном полушарии4 (Berry, 1998 а).
Тенденции к похолоданию и увеличению амплитуд колебаний в последние 3 миллиона лет (Рис. 4) были вызваны уменьшением водообмена между Тихим и Северным Ледовитым океанами и усилением похолоданий при формировании морских льдов. Рост площадей морских льдов и снежного покрова увеличивает количество солнечного тепла отраженного обратно в космос, что опять способствует похолоданию, росту площадей льда и дальнейшему похолоданию. 
Вечная мерзлота начала формироваться около 1 млн лет назад и проникла к настоящему времени в Азии и Северной Америке до максимальных глубин соответственно равных 1600 и 1000 м5 (Berry, 1998 b).  700 тысяч лет назад площади морских льдов достигли своих критических размеров и создали условия для чередования длинных ледниковых и коротких межледниковых периодов4 (Berry, 1998 a). Периодические потепления разрушали ледниковые покровы северных материков только на 10 тысяч лет, но не могли уничтожить вечную мерзлоту, которая до сих пор занимает северную часть Канады, Аляску, Азиатскую часть России, присутствует в Монголии и на севере Китая.
Следующий ледниковый период начнётся примерно через 4 тысячи лет (Рис 4). Следует отметить, что этот прогноз не очень надёжен, так как в модели используются только очень длинные периоды, начиная с периода в 14 тысяч лет. Нам очень мало известно о природных колебаниях в диапазоне периодов от 1000 лет6 (Berry, 2006) до 14 тысяч лет2 (Берри, 1992), использование которых может существенно изменить результаты моделирования. Поэтому существует опасность, что ледниковый период может начаться значительно раньше, например, в текущем тысячелетии8 (Берри, 2006 г, Жить в тепле и уюте нам осталось не долго).
При этом температура поверхности материков в северном полушарии снова понизится на 6°С, площадь ледниковых щитов увеличится на 30 млн км2, их объём - на 60 млн. км3. Уровень океана понизится на 80 м (Рис 4). Современные портовые сооружения окажутся вдали от морских берегов. Разрушится инфраструктура промышленных северных стран. Ледники толщиной в 2-3 км снова покроют северные части континентов (Рис. 5).
В Азии ледники образуют плотины, которые препятствуют стоку рек, впадающих в Северный Ледовитый океан. В Западной Сибири сформируется гигантское пресное море, часть воды которого может спонтанно прорываться в Каспийское море. Сотни миллионов людей необходимо будет переместить в более южные регионы: южнее штата Висконсин в Америке, южнее Киева в Восточной Европе и южнее Монголии в Азии.
На этом фоне предстоящих похолоданий особенно абсурдно выглядит борьба северных стран с отсутствующим техногенным потеплением8,11 (Берри, 2006 б, 2007).
Программа стабилизации климата
При объединении усилий человечество в состоянии противостоять очерёдной ледниковой эпохе. Для этого необходимо препятствовать росту площадей морских льдов в арктическом регионе. Для сохранения средних температур поверхности суши на уровне 14-15 °С, которые мы имели в северном полушарии в последние 10000 лет, и уменьшения амплитуд их колебаний человечеству необходимо искусственно воссоздать климатические условия, существовавшие 2.9 млн. лет назад (Рис. 4, стрелка).


Рис. 5. Ледниковые покровы и морские льды северного полушария в последний ледниковый период. LA - Лос Анжелос, W - Вашингтон, A - Анкоридж, P - Пекин, M - Москва, Мадрид, B - Берлин, St - Стокгольм, R - Рим. Фото:  en.wikipedia.org
Рис. 5. Ледниковые покровы и морские льды северного полушария в последний ледниковый период. LA - Лос Анжелос, W - Вашингтон, A - Анкоридж, P - Пекин, M - Москва, Мадрид, B - Берлин, St - Стокгольм, R - Рим. Фото: http://en.wikipedia.org

Астрономическая ситуация в то время соответствовала ледниковому периоду, но были такие же как сейчас средние межледниковые температуры, а амплитуды их колебаний составляли примерно 0,5 °С. Для обеспечения таких климатических условий необходимо постоянно уничтожать морские льды Арктики, не допуская большого отражения солнечного излучения в космическое пространство. Таяние плавучих льдов не влияет на уровень мирового океана. Это легко проверить, наблюдая за таянием куска льда в стакане воды.
Проект отепления поверхности океана целесообразно связать с комплексным освоением Арктики. Отепление поверхности океана до 0°С, в первую очередь, следует проводить за счет изменения направлений существующих потоков энергии7,9,10 (Берри, 2006 а, в, г)
1. Использования космических отражателей на стационарных полярных орбитах, фокусирущих солнечную энергию и свет на поверхностях полярного бассейна.
2. Увеличения притока тёплых вод в арктический бассейн за счёт корректировки течений Антлантического океана отклоняющими экранами, ускорения вывода ледовых полей Арктики в Антлантический океан, строительства приливных сооружений для обмена вод Северного Ледовитого и Тихого океанов и создания электростанций в районе Берингова пролива.
3. Использования тепла земных недр и более тёплых вод из глубин арктических морей.
4. Использования подземных рассолов для увеличения солёности океанических вод в областях впадения рек, других физико-химических методов таяния морского льда.
5. Создания плавучих сборно-разборных атомных электростанций для жизнеобеспечения Севера и отепления арктических вод, систем утилизации и хранения ядерных отходов. (Человечеству надо увеличить производство энергии в 1000 раз за 1000 лет. Для этого каждый год необходимо увеличивать её производство на 0,7%).
6. Вынесения в полярные регионы производств с большими отходами тепла.
7. Использования новых целенаправленных разработок.
Столь радикальное преобразование климата требует достаточно средств, изобретательности и, главное, времени для поэтапной и критической оценки получаемых результатов. Длительность одного климатического эксперимента не должна быть меньше внутривекового цикла в 22 года8,11 (Берри, 2006 б, 2007) и может достигать сотен лет. Для решения такой задачи 1000 лет уже не кажется столь невообразимо длинным сроком.
Проблема стабилизации климата важна для выживания всего человечества и является объективной причиной для его объединения перед лицом грядущей опасности.
Список литературы
Баренбаум А. А., 1991. Мегацикличность геологических процессов и эволюция Галактики. В сб.: Циклы природных процессов, опасных явлений и экологическое прогнозирование. Ред. С. Л. Афанасьев, Б. Л. Берри, О. Л. Кузнецов. Вып. 1, М. 1991, с. 27-47.
Берри Б. Л., 1992. Основные системы геосферно-биосферных циклов и прогноз природных условий. Биофизика. Т.37, вып. 3, с. 414-428.
Берри Б. Л., 1993. Периодичность геофизических процессов и её влияние на развитие литосферы. В кн.: Эволюция геологических процессов в истории Земли. Ред. Н.П. Лаверов. М. «Наука», с. 53-62.
Berry B. L., 1998 a. Regularities of natural cycles, predictions of climate and surface conditions. Hydrol. Process. 12, 2267-2278.
Berry B. L., 1998 b. Long-term predictions from three million years of climatic, glacial and periglacial history. Permafrost. Seventh International Conference. June 23-27, 1998, 115-116.
Berry B. L., 2006: Solar system oscillations and models of natural processes. Journal of Geodynamics 41, 133-139.
Берри Б. Л., 2006 а. Прогноз природных процессов и проблемы стабилизации климата. В кн.: Математические методы анализа цикличности в геологии. Том 13, Ред. С.Л. Афанасьев. Материалы ХIII международной конференции. 13 марта 2006. М. Воентехиниздат, с. 158-168.
Берри Б., 2006 б. Пора кончать с Киотской диктатурой. 05-12-2006. Великая Эпоха
Берри Б. Л., 2006 в. Освоение Арктики и стабилизация климата. 'Том 1, Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз её изменений. Материалы международной конференции. Тюмень, 29-31 мая 2006. Proceedings Earth Cryosphere assesment: theory, applications and prognosis of alterations. International conference. Vol. 1. Development of the Arctic region and stabilization of the global climate, с. 59-62.
Берри Б., 2006 г. Живём по правилам похолодания. Знание-Сила, 3, с. 16-21.
Берри Б., 2007. Жить в тепле и уюте нам осталось не долго. 07-02-2007. Великая Эпоха
Кузнецов О. Л., Берри Б. Л., Баренбаум А. А., 1991. Природные циклы и экологическое прогнозирование. В сб.: Циклы природных процессов, опасных явлений и экологическое прогнозирование. Ред. С. Л. Афанасьев, Б. Л. Берри, О. Л. Кузнецов. Вып. 1, М. 1991, с. 27-47.
Пушкарёв Ю. Д. Изотопно-геохимическая модель общей металллогении. Кольский филиал АН СССР, Аппатиты. 1985. 43 с.
Raymo, M. 1992. "Global climate change: a three million year perspective". In.: Kukla, G.J. Went, E., eds. Start of a Glacial, NATO ASI Series, v.13, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 207-223.

 
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия автора.