Леденящие звезды. Новая теория глобальных изменений климата
Шрифт:
Может быть, со временем конкретные эпизоды похолоданий будет проще связать с увеличением заряженных частиц, извергнутых во время звездных
«Биологи говорят об экологических возмущениях, имея в виду то воздействие, которое ураганы, извержения вулканов и прочие стихийные бедствия оказывают на разнообразие форм жизни. Широко обсуждаются столкновения Земли с кометами и астероидами. Однако надо полагать, космические возмущения звездного происхождения тоже частенько играли определенную роль в истории Земли. Каков был эффект таких возмущений — это надо еще изучать. Увязать астрономию звездного окружения Солнечной системы с геологией и палеонтологией — трудная работа, но мы уже начали этот путь» [95] .
95
Из личной переписки Роланда Диля и Найджела Колдера, 2006 г.
Мало научных исследований имеют столь же сильную мотивацию: ведь ученые обещают пролить свет на те космические обстоятельства, которые способствовали появлению человека. С 1946 года, когда Фред Хойл в Кембридже призвал по-новому взглянуть на происхождение химических элементов, стало уже общим местом говорить, что мы произошли из звездной пыли. За исключением изначального, первородного водорода, каждый химический элемент в человеческом теле порожден той или иной звездой. Возможно, пришла пора нового осмысления нашей истории — истории, в которой мы, как разумные создания, обязаны своим существованием свету, более не сияющему в небесах. Неужели мы — дети сверхновых из Пояса Гулда, изменивших наш климат?
В этой главе мы побывали на морском дне близ берегов Африки и посмотрели на звезды Южного Креста. Среди экспонатов этой главы — заточенные каменные ножи и беглецы-пульсары. Предыдущие главы провели нас по оледеневшему перевалу Швейцарских Альп, по магнитной империи Солнца, по теперь уже удаленным спиральным рукавам Млечного Пути и соседним галактикам, все еще беспокоящим наш звездный мир. Мы спустились с вами и на уровень атомов, и лабораторный эксперимент раскрыл нам химические тайны обычных облаков. То, что мы предложили вам, — это ожерелье новых знаний, нанизанных на нитку космических лучей.
В течение девятнадцатого и двадцатого веков научные изыскания, нацеленные на то, чтобы понять, как же устроена природа, раскололись на множество узких специализаций. Таблички на дверях лабораторий с надписями «Антропология», «Астрофизика» или «Атмосферная химия» — это притязания на независимость. Ученым, придерживающимся традиционных взглядов, широкомасштабные исследования, описанные в этой книге, скорее покажутся смехотворными. И каким же образом, — спросят эти ученые, — маленькая группка людей, вовлеченных в эту работу, надеется внести сколь-нибудь заметный вклад в столь большое количество областей специализированных знаний? Наш ответ будет таков: когда учителя разделили содержание науки на легкоуправляемые и, казалось бы, самодостаточные предметы, они слишком мало знали о связях, созданных природой.
С каждым разом, с каждым шагом вперед независимость специализированных областей оказывается иллюзией. В двадцатом веке химия была вынуждена слиться с квантовой физикой, биология — с кристаллографией, геология — с исследованием планет, лун, астероидов и комет. Естествоиспытатели из поколения наших прадедушек сильно удивились бы, узнав о межнаучных связях, которые в наши дни стали уже привычными и проявляются даже в названиях научных дисциплин — таких как астрохимия, молекулярная экология или физика мозга.
Начав с относительно простого утверждения, подкрепленного спутниковыми данными, о том, что космические лучи могут влиять на облачность, Свенсмарк волей-неволей втянулся в разработку новых тем: от физической химии рождающейся в небе серной кислоты до развития Галактики и от аномальной температуры в Антарктике до вечно меняющейся продуктивности биосферы. Ожерелье из космических лучей, облаков и климата почти готово, однако на нитке еще много места для других жемчужин. Изучение уже сделанных открытий и обоснование необходимых выводов могли бы обеспечить работой десятки научных руководителей и аспирантов. Некоторые из таких возможностей будут обрисованы в последней главе.
8. Программа действий для климатологии
Космические лучи высоких энергий объясняют многие детали рассказанной истории.
Нам нужно яснее представлять себе, что происходило с нашей Галактикой.
Хроника климата Земли тоже требует уточнений.
Наша зависимость от Солнца побуждает нас активнее искать внеземную жизнь.
Климатология должна не вещать и не провозвещать, а приносить пользу.
Летом 2006 года Свенсмарк с помощью своего сына Якоба продолжил вычисления параметров, описывающих судьбу космических лучей в земной атмосфере. Немецкая программа «КОРСИКА» помогла им с большой точностью рассчитать, что ослабление магнитного поля Земли не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на климат. Как уже было объяснено во второй главе, космические лучи, рождающие те мюоны, которые проникают в нижние слои атмосферы, обладают столь высокими энергиями, что практически «не замечают» никаких изменений в магнитном поле Земли. Если земной магнетизм и влияет на потоки мюонов, то лишь в пределах 3 процентов от общего количества этих частиц, рожденных космическими лучами.
Расчеты, сделанные с помощью программы «КОРСИКА», также пролили новый свет на иные астрономические и солнечные процессы, которые управляют заряженными частицами и климатом, и эти процессы оставляют далеко позади все вопросы, связанные с магнитным полем Земли. После того как несколько остававшихся загадок были решены и многие сомнения растаяли словно по волшебству, Свенсмарк торжествующе воскликнул: «Доказательств множество; наша история похожа на сказку, воплощающуюся в жизнь» [96] .
96
Из сообщения Хенрика Свенсмарка Найджелу Колдеру, 2006 г.
Космические лучи, порожденные каким-либо близким источником, например, сверхновой (именно о них шла речь в предыдущей главе), — это лишь часть общей картины. В гораздо большей пропорции космические лучи содержат в себе другие высокоэнергетические частицы, рожденные очень далеко: многие из таких частиц, покидая Галактику, тоже попадают на Землю. Расчеты показывают, что если взять две равные дозы тех и других космических лучей, то частицы, испущенные взорвавшейся поблизости сверхновой, породят в атмосфере в три раза больше мюонов, чем фоновые космические лучи галактического происхождения. Подсчет бериллия-10 и других специфических атомов, оставленных космическими лучами относительно слабых энергий, которые «работают» лишь на больших высотах, приведет к заниженной оценке воздействия сверхновой на климат. Есть и обратная сторона той же медали: когда магнитное поле Земли ослабевает, число атомов бериллия-10 резко возрастает, однако на высокоэнергетических мюонах, участвующих в облакообразовании и таким образом влияющих на климат, это изменение земного магнетизма почти не отражается.