При оценке интеграционных изменений климата надо учитывать сильно нелинейные эффекты

Профессор Тель-Авивского университета Лев Эппельбаум является частым гостем нашей газеты. Он - автор около 430 публикаций (включая 11 книг, вышедших в международных изданиях); Google Scholar дает 6300 ссылок на его научные публикации.

Сегодня израильский ученый отвечает на вопросы нашего корреспондента, которые касаются причин аномально высокого температурного режима, установившегося во многих странах мира.
- Лев Виленович, вы много лет занимаетесь исследованием теплового поля Земли. Что вы можете сказать про сегодняшние изменения температуры?
- Совершенно верно. Я - автор популярной в международной научной среде монографии Applied Geothermics («Прикладная геотермия»), вышедшей в издательстве Springer в 2014 году, и множества статей, посвященных обработке тепловых данных, которые можно было наблюдать в скважинах, на земной поверхности, в акваториях и над поверхностью Земли.  
Кроме того, у меня много разработок в области анализа теплового поля. Одна из наших методологий обработки тепловых данных в скважинах получила в международной научной общественности название «KEM» - «метод Кутасова-Эппельбаума» (И.Кутасов - мой соавтор, увы, ушедший из жизни около трех лет назад). При этом я должен отметить, что я не метео­ролог и непосредственно в оценке климата Земли участия не принимаю.
- Тем не менее ваши исследования связаны с тепловым полем? 
- Это верно. Нами (опять же с И.Кутасовым) была предложена и опробована модификация обработки тепловых данных, измеренных в скважинах, для оценки климата прошедших столетий. Суть метода заключается в том, что тепловые волны распространяются в глубинах Земли с большим временным опозданием. И температура, измеренная в скважине, скажем, на глубине 400 метров, содержит в себе данные о флуктуациях климата, существовавшего на Земле несколько сотен лет назад (время запаздывания зависит от ряда термофизических параметров среды). Необходимо подчеркнуть, что сама идея этого метода предложена американскими учеными около 35 лет назад, нами же были разработаны различные методы борьбы с возникающими помехами.
Я должен отметить, что борьба ученых-индустриалистов (считающих, что виной всему является индустриальная деятельность человека) и ученых-естественников (полагающих, что происходят естественные геологические периодические события) уже просто выходит за рамки приличия.
- А в чем проблема?
- Главная проблема в том, что интегральная сумма аномальных влияющих факторов весьма сложна и трудно поддается расчету даже на суперкомпьютерах. Кроме того, здесь имеют место сильно нелинейные эффекты, правильно учесть воздействие которых зачастую невозможно. Все же я считаю, что мы имеем дело с двумя неравновесными суммами факторов, где сумма естественных геологических факторов превалирует.
Мы знаем, например, что 12 тысяч лет назад почти три четверти поверхности Земли (в заключительную часть ледникового периода) были покрыты сплошным мощным слоем льда, который внезапно и быстро растаял. Единственными заметными источниками СО2 тогда были естественные причины: костры первобытных людей (тогдашняя индустриальная компонента), лесные пожары и извержения вулканов.  Понятно, что дыхание живых существ (источник углекислоты) составляло тысячные доли процента от общего объема СО2. 
Кроме того, известно, что климат Земли подвержен долгопериодным изменениям за счет изменений орбиты, расстояния от Земли до Солнца, прецессии вращения и ряда других факторов. Все это обобщено в теории циклов Миланковича, разработанной им в середине 40-х годов прошлого столетия. Но надо учитывать и различные тектоно-геодинамические факторы, например, развитие горячих плюмов, идущих от мантии к поверхности Земли. Американские ученые недавно обнаружили несколько значительных тепловых аномалий в верхней мантии и земной коре Западной Антарктиды. Возможно, что именно эти тепловые аномалии и являются главной причиной ускоренного таяния льдов в Антарктиде, а также в других регионах Земли.
- Что вы понимаете под сильно нелинейными эффектами?
- Это процессы, при которых небольшие (незаметные) изменения одного параметра могут привести к существенным и даже глобальным изменениям других параметров и процессов. Чтобы просто ответить на этот вопрос, давайте вспомним «эффект бабочки» Рэя Брэдбери.
Другой пример. Международная группа ученых смоделировала ситуацию изменения направления азимута течения на один градус мощнейшего океанского течения Гольфстрим. Было показано, что это скорее всего приведет к серьезным изменениям климата на всей Земле.
- Можете ли вы предоставить какой-либо пример изменения температуры прошедших эпох?
- Пожалуйста. Давайте посмотрим на совокупность графиков, созданных большой группой экспертов МГЭИК. Как видите, Землю бросает то в жар, то в холод. И максимальная температура, превышающая теперешнюю более чем на 12 градусов C, наблюдалась в нижнем эоцене, то есть порядка 53 миллионов лет назад. Поскольку индустриального компонента в то время не наблюдалось, то здесь, наверное, главной причиной была возросшая тектоническая активность. 
- Поясните, пожалуйста, что означает аббревиатура МГЭИК.
- Международная правительственная группа экспертов по изменению климата. Эта достаточно серьезная организация была создана в 1988 году.
- Что, по вашему мнению, ожидает нас в будущем по представленным графикам?
- К 2300 году температура на Земле может повыситься в среднем на 6-7 градусов. Но я лично оптимист и полагаю, что к этому времени человечество безусловно научится оптимально управлять климатом.
- На этой неделе температура в Баку превысила 40-градусную отметку и достигла 42 градуса С. Как же нам бороться с повышением температуры?
- Один из способов предложен климатологами из Норвегии, Франции и Германии. Суть их метода состоит в использовании инъекции морской соли в атмосферу для снижения глобальной температуры Земли. Моделирование результатов этой работы представлено Scientific American.
- В чем заключается идея эксперимента?
- В создании в атмосфере облаков соли, которые бы привели к отражению части солнечного света и соответственному снижению температуры. Соль предполагается кристаллизовать из морской воды с помощью специальных плавучих платформ, курсирующих в области экватора. По словам ученых, соль, кристаллизованная из водяного пара, будет подниматься в верхние слои тропосферы самостоятельно, с конвекционными потоками воздуха.
- Коль скоро мы заговорили о температуре воздуха в Баку, давайте поговорим и о Бакинской бухте. Почему происходит такое резкое снижение уровня моря? Это как-то связано с повышением температуры?
- Связано косвенно и лишь отчасти. Безусловно, общий речной сток в Каспийское море уменьшился, и это частично связано с увеличением испарения с водной поверхности рек и самого моря под воздействием высокой температуры. Но существуют и другие причины, среди которых я бы назвал неотектонические подвижки дна. О возможности таких осциллирующих подвижек на Каспии писал еще сорок лет назад знаменитый тектонист, действительный член Академии наук Азербайджана, первый президент Национального комитета геологов страны Эдхем Шихалибейли (1911-1996). Очень надеюсь, что неотектоника сменит знак своих движений на положительный, и великолепный Приморский бульвар, который я очень люблю, примет свой прежний облик.