Алексей Екайкин: вечная мерзлота начала таять из-за глобального потепления

В конце сентября Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), действующая под эгидой ООН, опубликовала доклад "Океан и криосфера в меняющемся климате". Авторы доклада прогнозируют, что к 2100 году многолетняя мерзлота может в среднем оттаять на 3-4 метра. Этот прогноз очень важен для России, поскольку более половины ее территории находится в зоне с многолетней мерзлотой, ледниками и снежным покровом. Грунты под Воркутой, Салехардом, Читой, Улан-Удэ и Петропавловском-Камчатским находятся под угрозой. О том, как глобальное потепление изменит климат России, какие регионы затопит и куда бежать от подтопления, корреспонденту РИА Новости Наталье Парамоновой рассказал ведущий научный сотрудник Арктического и антарктического научно-исследовательского института Алексей Екайкин.

— В докладе, соавтором которого вы выступаете, заложено два сценария развития событий – более-менее благоприятный и не совсем. В чем их различия?

— Доклад по океанам и криосфере делали для двух сценариев концентрации парниковых газов в атмосфере Земли к 2100 году — RCP2.6 и RCP8.5 (Representative Concentration Pathway – определенные учеными сценарии изменения климата – ред.). Разница между этими сценариями в количестве выбросов парниковых газов, а значит в подъеме средней глобальной температуры. По первому сценарию мы начинаем принимать жесткие меры для сохранения климата, а по второму — ничего не делаем. Согласно первому сценарию температуру удастся удержать в пределах 1,5-2 градусов к 2100 году, при втором сценарии температура вырастет на 3-5 градусов. Таким образом, в этом случае 50% многолетней мерзлоты к концу века растает, начнется необратимая деградация ледников Западной Антарктиды. Если мы пойдем по первому сценарию, многих последствий избежим.

— Насколько доклад актуален для России, есть ли в нем что-то конкретное про нас?

— Разделения по странам нет. Доклад называется "Океан и криосфера в меняющемся климате". Для России актуально и то и другое. У нас самая длинная морская граница и половина страны находится в зоне криосферы — многолетняя мерзлота, ледники, снежный покров и морской лед.

Глубина протаивания мерзлоты будет неравномерной. Она активно будет таять по краям. Есть граница распространения мерзлоты: к северу от этой границы мерзлота есть, к югу — ее нет. Везде будет увеличиваться глубина сезонного протаивания. Самый основной показатель для мерзлоты — это температура на глубине, где сезонные колебания превращаются в ноль.

— Можете назвать российские города, которые находятся под угрозой — в самой активной зоне таяния мерзлоты?

— Сейчас вблизи границы мерзлоты — Воркута, Салехард, Чита, Улан-Удэ, Петропавловск-Камчатский.

К концу XXI века граница мерзлоты отойдет дальше на север, в зоне таяния будут уже Игарка, Якутск, Магадан.

В районах, где в России многолетняя мерзлота, населения довольно мало — около 4% от всего населения, однако там обширная инфраструктура. Обычные подходы к ее строительству подразумевают заливку фундамента на глубину протаивания. С таким расчетом строились все трубопроводы и объекты инфраструктуры, а сейчас эта глубина начнет меняться и фундамент окажется не на твердой поверхности. Нефть у нас в Западной Сибири, на Ямале, в тех районах.

Обычно в пример города на мерзлоте приводят Норильск — один из самых крупных северных городов, на мерзлоте также стоит Салехард, Якутск, Оймякон, Тикси.

— Таянием многолетней мерзлоты обычно пугают тем, что высвободятся замороженные объемы парниковых газов, что приведет к дальнейшему повышению температуры на планете. Насколько это верно?

— Разрушение инфраструктуры — это часть проблемы с мерзлотой, потому что надо тратить большие средства, чтобы восстанавливать и ремонтировать инфраструктуру. Другая проблема — влияние вечной мерзлоты на климат. В ней содержится много углекислого газа и метана, но никто не знает точно, какая это величина — оценки очень разнятся. Согласно данным, приведенным в докладе, от 1460 до 1600 гигатонн (1 гигатонна – 10 в девятой степени тонн – ред.) органического углерода заключено в многолетней мерзлоте, что в два раза больше, чем содержание углекислого газа в атмосфере сегодня. Но все оценки в докладе делятся на "высокую степень достоверности", "среднюю" и "низкую".

В отношении подсчетов содержания углекислого газа достоверность средняя. Ученые отмечают, что десятки – сотни гигатонн метана и углекислого газа попадут в атмосферу из мерзлоты из-за потепления к 2100 году. Больше газов — больше парниковый эффект, больше потепление, сильнее тает мерзлота, становится еще теплее — такой каскадный эффект получается.

Таяние мерзлоты — процесс понятый, поэтому нужны срочные меры, чтобы мерзлота таяла не с такой скоростью. В отличие от других процессов, которые затормозить нельзя, таяние мерзлоты остановить можно.

— Допустим, человечество сократит выбросы и мерзлота не будет так активно таять, этого будет достаточно?

— Время "жизни" углекислого газа в атмосфере — 200 лет. Недостаточно уменьшить выбросы до нуля, потому что очень много газа останется в атмосфере. Человечество выпускает 40 миллиардов тонн углекислого газа ежегодно. Один из самых главных выводов доклада – нам необходимы системы извлечения углекислого газа из атмосферы.

Это отдельная история, которая в докладе не обсуждается. Тут можно указать, что в принципе извлечь углекислый газ из атмосферы несложно, но для этого нужно затратить энергию, а чтобы получить энергию нужно снова сжечь топливо. Поэтому все упирается в поиск возобновляемых источников энергии.

Потепление будет продолжаться по разным причинам. При нынешнем содержании углекислого газа в атмосфере температура должна быть гораздо выше. Сейчас климат догоняет уже имеющуюся его концентрацию в атмосфере.

Третий фактор – океан. За прошедшие годы он успел забрать 70-80% лишнего тепла и это тепло аккумулируется на глубинах.

— Вернемся к основному выводу доклада — подъем уровня океана. Его можно затормозить?

— Уровень океана неизбежно будет повышаться в течение XXI века. Будет продолжаться потепление, таяние ледников, в полярных широтах ледники тают, Гренландия тает, вода в океане термически расширяется из-за потепления. По сценарию RCP2.6 к концу XXI века повышение составит примерно 40 сантиметров, а по сценарию RCP8.5 уровень воды может повыситься до одного метра.

Антарктида больше всего дает неопределенности в эти прогнозы. Некоторые районы Антарктиды представляют собой неустойчивую систему, которая может начать разрушаться и давать очень большую прибавку в росте уровня воды.

Еще 15-20 лет назад мы не знали, как меняется масса Антарктиды. Сейчас точно известно, что Антарктида теряет массу и скорость этих потерь возрастает. Это один из новых выводов этого доклада. За десятилетие с 2006 по 2015 год из-за таяния Антарктиды уровень Мирового океана рос со скоростью 0,43 миллиметра в год. Понятно, что каждый кубометр воды, когда тает, попадает в океан и увеличивает его уровень.

— Таяние Антарктиды звучит пугающе, какой процент от нее тает и так ли это страшно?

— В процентном отношении даже к концу XXI века процент Антарктиды, который растает, очень маленький. Для сравнения, если вся Антарктида растает, то будет подъем уровня океана на 65 метров, мы же говорим, что в самом худшем случае к 2100 году уровень повысится на метр, то есть чуть больше 1% от массы Антарктиды стает. В относительном выражении это немного, но для человечества это будет катастрофой. Подъем на один метр — это полная катастрофа для маленьких островных государств Океании. В настоящее время наибольший вклад в уровень моря дают Гренландия (0,77 миллиметров в год) и горные ледники (0,61 миллиметров в год), но к концу XXI века Антарктида может стать главным источником воды.

Но будет не только общий подъем моря, он будет меняться время от времени в связи с экстремальными явлениями. Вырастут нагонные волны (как при наводнениях в Санкт-Петербурге), цунами и другие явления, связанные с экстремальным краткосрочным ростом уровня моря. У нас есть средний уровень моря, а в какой-то момент пришел тропический циклон и уровень моря вырос, плюс волновая деятельность. Маленькие островные государства станут непригодными для жизни к концу XXI века. Надо еще учесть, что и сам уровень моря будет расти неравномерно: если, допустим, в среднем он вырастет на 1 метр, то где-то это будет 1,5 метра, а где-то уровень моря может даже понижаться.

— Каким образом уровень моря будет меняться в разных местах по-разному?

— Люди представляют Землю в виде шара. Если мы льем на шар воду, то она должна повышаться равномерно, но это не так. Форма Земли — не идеальный шар, она меняется, есть еще вертикальные движения земной коры. Классический пример — это Венеция. В районе Венеции сама суша опускается вниз. То есть это не только море поднимается, это еще и суша опускается. Еще хороший пример — Джакарта. Там тоже суша опускается, потому что люди качают грунтовые воды, чтобы пить, то есть речь идет о неправильном использовании ресурсов. С другой стороны, есть Санкт-Петербург, где суша немного приподнимается, поэтому Петербург находится в относительной безопасности по сравнению с городами Европы и Джакартой.

Уровень подъема также осложнен подводным рельефом, динамикой подводных вод и темпами расширения воды из-за потепления. Все знают, что при повышении температуры вода расширяется, то есть начинает занимать больший объем. Разница в подъеме уровня воды для разных регионов планеты может составлять плюс-минус 30%.

Больше среднего вода поднимется на Восточном побережье США, в Южной Африке, Восточной Австралии, на северо-востоке России. Ниже среднего вода поднимется в тех районах, где сейчас идет активное таяние льда и/или сильный подъем земной коры — вокруг Гренландии, в Скандинавии, на северо-западе России.

Также надо учитывать не только средний уровень моря, а и экстремальные подъемы воды, частота, которая будет расти практически повсеместно.

— Мы постоянно слышим о смерти кораллов, их еще можно спасти или уже нет?

— С тропическими кораллами печальная история. Это очень хрупкая экосистема, сильно подверженная внешнему влиянию. У них низкая толерантность к температуре. Если температура меняется в ту или иную сторону, они плохо это переживают. Кроме того, в океане увеличивается содержание кислоты, то есть он становится агрессивной кислой средой, которая растворяет известняк.

— Может случиться, что океан станет ядовитым для людей?

— Была история про кислотные дожди, из-за которых портились известняковые и мраморные памятники. То есть капля кислоты, известняк шипит и разрушается. Примерно такое же происходит, когда окисляется океан, он растворяет известковые скелетики кораллов.

В 70-80 годы был пик выбросов промышленных серных газов, но с этим человечество справилось. Но сейчас то же самое происходит с океаном — он закисляется (то есть pH понижается), но не в том смысле, что ты прыгаешь в воду и у тебя ожог, не настолько сильная кислота, но для кораллов это фатально. По второму сценарию кораллы погибнут, а по первому что-то от них останется.

— В докладе говорится о "волнах жары в океане", что это такое?

— Понятие "волна жары в океане" пока не очень распространено в России. Если провести аналогию с атмосферой, то это похоже на волну тепла в Европе прошедшим летом, когда температура повышалась выше 40 градусов. Примерно то же самое происходит в океане — количество дней, когда (в течение пяти дней — ред.) сохраняется аномально высокая температура в океане. Если сейчас это довольно редкое событие, то его вероятность будет увеличиваться до конца XXI века.

— Как вы думаете, может ли быть способ привести климат в порядок, о котором мы не знаем?

— Часто задают вопрос, вдруг мы что-то не знаем, что может предотвратить катастрофу. Я могу сказать, что все необходимые законы физики мы знаем и вряд ли будет открыт какой-то новый фундаментальный закон физики. Все, что вокруг нас происходит, укладывается в 10-15 дифференциальных уравнений. Но мы не можем предсказать все с большой точностью, потому что у нас есть нелинейные связи и факторы, которые влияют на все, и их сложно учесть. Что-то можно упустить. Если где-то мы не понимаем, это в основном связано с недостатком данных. Данные по той же криосфере начинаются с 1979 года, когда начали летать спутники.

В следующем докладе будет следующее поколение климатических моделей. Если посмотреть первые доклады МГИЭК, то уже в них имеющие место тенденции были обозначены верно.

Неоспоримый факт, что при любом сценарии уровень моря будет повышаться. Вопрос в том, насколько быстро это будет происходить. Например, за период с 1900 по 1901 год уровень моря рос на 1,4 миллиметра в год, а с 2005 по 2015 на 3,6 миллиметра в год. Главная причина повышения уровня океана — влияние человека. Основные факторы повышения уровня моря в порядке значимости: термическое расширение воды, таяние Гренландии, таяние ледников и уменьшение массы Антарктиды.

Уровень Мирового океана по первому сценарию вырастет на 0,43 метра к 2100 году и на 0,84 (от 0,61 до 1,10) метра, согласно второму сценарию. Самый большой вклад в подъем уровня океана к концу века может дать Антарктика, до 28 сантиметров, при этом сама она потеряет около 0,4% льда. С одной стороны, это звучит как не слишком большая цифра, но на самом деле это оказывает огромное влияние на планету.