Глобальный климат — механизм поддержания жизни на Земле

климат землиПредставьте, что Земля – это механизм. Система из шестеренок и моторов, питаемая Солнцем и с батарейками. Но к нашей планете нет инструкций. Как же она работает? Каковы внутренне процессы этой великой и тщательно продуманной системы под названием Земля? И почему она так благоприятна для жизни? Ученые запустили множество спутников, в надежде, что они помогут понять, что заставляет Землю функционировать. Они изучают ответы, разбросанные в атмосфере, в океанах и на континентах, в самых отдаленных уголках Солнечной системы и за ее пределами. Подобно любому механизму, Земля состоит из деталей. Они были выкованы в далеких печах нашей галактики. Во взрывах сверхновых. Когда древние звезды взрывались, они оросили млечный путь тяжелыми элементами: железом, кальцием, натрием, всем тем, из чего состоят наши тела. Но также принято считать, что сверхновые бомбардируют галактику быстрыми, смертельными частицами. И именно наша звезда охраняет от них Солнечную систему.

Солнце создают щит, способный накрыть орбиту последней планеты в системе – силовое поле, отражающее космические лучи. Но и солнечный ветер может быть опасен. Особенно во время коронарных массовых выбросов. А если бы на Земле что-то пошло не так?

Кипящий котел Венеры

Посмотрите, что солнечный ветер сделал с нашей соседкой – Венерой. Он унес легкие элемент верхних слоев ее атмосферы: водород, кислород и молекулы, которые они образуют – воду. Осталось лишь отвратительное варево из ядовитых химикатов, включая толстый слой серных облаков. Вплоть до самой поверхности атмосфера Венеры задушена высоким содержанием двуокиси углерода. СО2 – сильно действующий парниковый газ. Он удерживает солнечное тепло. Он превратил Венеру в варочный котел. Это самая горячая планета в солнечной системе. Температура на ее поверхности достигает 500 градусов по Цельсию. А как же Земле удалось избежать печальной судьбы Венеры?

Климат – двигатель Земли

У нашей планеты есть свой защитный экран – мощное магнитное поле, создаваемое ядром. Фактически – это наша первая линия обороны. Большее количество солнечной энергии, которая проникает, отражается в космос облаками, льдом и снегом. Того количества энергии, которое Земля поглощает, достаточно, чтобы питать удивительный планетарный двигатель – климат. Он приводится в  движение неравномерностью потоков солнечного тепла, благодаря смене дня и ночи, времен года. Это вынуждает теплые тропические ветра дуть в сторону полюсов, а холодный полярный ветер – в сторону экватора. Поток воздушных масс приводит в движение океанские течения. Гольфстрим, великая океаническая река, несет столько тепла, что оно в сотни раз, превосходит все потребление промышленности всего мира. Поток разбивается на вихревые течения, способные донести тропические воды до северных морей. Ниже поверхности, оно смешивается с холодными течениями, которое окружает подводные рифы и горы.

Климатический двигатель Земли состоит из бесчисленных шестеренок: приливов и отливов, ландшафта, встречных ветров и течений. Все это регулирует температуру на планете. Но, когда тропическая жара выходит за рамки, она может обернуться бедой.

Ураганы помогают сохранить тепло на Земле

В августе 2005 года, внутри поворотного участка Гольфстрима, океан выпустил монстра – ураган Катрина. Воздушные массы внутри урагана имели несколько потоков. Теплые потоки, по мере подъема, сталкиваются с холодными потоками и образуют облака. Ветра повышают испарения воды с поверхности морей. Это увеличивает отдачу тепла океаном, что вновь усиливает ветер. В эпицентре шторма, скорость ветра может достигать 250 км/ч.

Мощные ураганы, такие как Катрина, способны за 20 минут выделить столько же энергии, сколько может дать десяти мегатонная атомная бомба. И пока шторма выпускают, накопленное океаном тепло, влага, которую они отдают в атмосферу, сохраняет тепло на планете. Водные испарения гасят солнечную энергию, наряду с диоксидом углерода, тем самым парниковым газом, который погубил Венеру. Наше отличие в том, что Земля нашла способ держать СО2 под контролем.

Углерод, путешествующий по пищевой цепочке жизни на Земле

Особый ингредиент, который выделяет Землю среди прочих, называется – жизнь. Все океаны ею переполнены. Слишком мелкий, чтобы рассмотреть, фитопланктон, может быть самой важной составляющей жизни на планете. Он поглощает СО2, принесенный в океан волнами или, поднятый течением из глубины. Питаясь углеродом, он высвобождает кислород. А углерод, начинает долгий путь в пищевой цепочке.

Фитопланктон служит пищей зоопланктону. Стоит назвать лишь радиолярий, появившийся свыше 500 миллионов лет назад, когда жизнь в океане только зарождалась.

Копеподы – мелкие, похожие на жуков, ракообразные. Насчитывая свыше 20 тысяч видов, они являются основным источником протеина в море.

Далее по шкале, следуют создания, меньше кончика пальца, включая личинки осьминога. Это пища для мелкой рыбы, которая в свою очередь служит пищей для рыбы покрупнее, вроде щуки. Такой рыбой питаются крупные хищники: касатка, тунец, акула.

В каждом звене пищевой цепочки, углерод, начав свой путь с рассеянного в воздухе газа, переходи в более крупные организмы. Чем больше тела, тем больше масса углерода.

Одно животное стоит особняком. Кит-горбач, съедает до 1,5 тонн пищи в день. Очень много углерода.

От китов, до мельчайшего фитопланктона, морская фауна является частью глобальной системы извлечения диоксида углерода из атмосферы, а потом постепенно его возвращает. Ключ круговорота углерода – способность Земли накапливать его. Спутник НАСА, настроенный на обнаружение хлорофилла – индикатора жизни растений, демонстрирует биосферу в действии. В соответствии со сменой времен года, растения поглощают огромное количество диоксида углерода, вырабатывая кислород, которым мы дышим. На Земле углерод находит способ вернуться в почву после смерти живых организмов. Планета и в этом принимает участие.

Открытые скалы – вбирают СО2 во время дождей. Эрозия отравляет его в океан. Если углерод становится частью пищевой цепочки, обогащенные им отходы, опускаются на дно.

Несметное число организмов, вроде сальпы – медузообразного животного, размером с палец, рождается и умирает каждый год. Все такие отходы, все тела с запасом углерода, стекаются на дно океана. Тут они накапливаются слой за слоем. Со временем, такие богатые углеродом отложения, превращаются в нефть, или камень, например, известняк. Углерод вернется в виде СО2, когда камень выйдет на поверхность, или после подземных сдвигов, так называемых, плита-тектонических процессов. Давление и жара также делают свое дело, пока не произойдет извержение.  Каждый год, более 100 миллионов тонн диоксида углерода попадает в океан или атмосферу из вулканов.

Действуя словно по часам, на протяжении миллионов лет, углеродный цикл помог нашей планете стать обитаемой. Но возможным это стало благодаря жизни. Мы сами и есть работа Земли. Если бы углеродный цикла пошел не так, какой бы была Земля? Она бы стала потерянным миром вроде Венеры.

Здесь, СО2, извергаясь из вулканов, никуда не уходит. Венера подобна дому с закрытыми окнами, в котором полыхает пожар. Частично вину на это можно возложить на испепеляющий солнечный ветер. Закрытая от такого ветра Земля, сохраняет баланс СО2, поглощая и, выделяя его, в, примерно, одинаковых количествах.

Нарушение углеродного баланса грозит глобальной катастрофой

Но в последнее время, баланс нарушен. Сейчас, количество диоксида углерода из-за деятельности человека, из-за машин, заводов и фабрик, превышает его выбросы из вулканов в 200 раз. Большая часть образуется от сжигания нефтепродуктов и угля, копившихся в земле миллионы лет. С начала промышленной революции, содержание СО2 в атмосфере выросло на 40%, по большей части, за последние 50 лет. Как результат, температура на Земле выросла на 1 градус по Цельсию. Этого достаточно, чтобы усилить таяние огромного количество снега в горах и льда на полюсах.

Начиная с 80-х годов прошлого века, ученые НАСА постоянно проводят мониторинг сезонных изменений в Арктике. Они выяснили, что за лето сходит четверть всего ледового покрова. Оставшийся слой, крайне тонкий. И это только начало тех изменений, которые могут перекроить наш мир, заливая дождями одни регионы и иссушая другие. Пустыни расширяются. Все чаще бушуют лесные пожары. Жизнь в дикой природе сокращается. Полярные области покрываются лесами, а растаявший лед, пополняет океаны. К концу этого столетия, уровень моря, вполне ожидаемо, поднимется на метр, затопив береговую линию по всему миру.

Наше воздействие на климат выросло, но и еще одно влияние на Землю не за горами. Из космоса. Технологии позволяют нам оценить свое положение. Создать продуманные взаимосвязанные климатические системы, чтобы спасти наш мир, сохранить его. Среди ветра и воды, во времени, и среди тектонических сдвигов, наша планета взрастила еще одного участника этого процесса – жизнь.


Сегодня мы хозяева мира, который открывается нам с все более удивительных сторон. И даже продолжая исследовать его устройство, мы должны спросить себя: в чем цель? Потерять этот мир, или, спасти его?

Наука 2.0

One thought on “Глобальный климат — механизм поддержания жизни на Земле”

  1. Изучение ледников и геологических находок наглядно демонстрирует: климат всегда был динамическим явлением. Климат постоянно меняется, потому что Земля это динамическая система. И не нужно так бояться этих изменений. Чего нужно бояться, так это масштабов изменения климата. Человечество влияет на это уровнем выбросов парниковых газов. Некоторые люди говорят, что может быть это нормальное потепление в двадцать первом веке, естественный процесс. Да, может быть, но, что, если мы, ухудшаем ситуацию? Тогда мы оказываемся в … плохом положении.
    Всего лишь крохотный дополнительный толчок может вывести климатическую систему Земли из равновесия. И наши выбросы парниковых газов вполне могут качнуть маятник изменения климата слишком сильно и оказаться тем самым роковым толчком. И тогда климат станет меняться стремительно. В результате этого человечество может довольно быстро потерять большие участки побережья с высокой плотностью населения. Многие мегаполисы стоят на берегах морей и океанов. Там живут миллионы людей, а значит, им придется мигрировать вглубь континентов. Население земли еще больше уплотниться, лишившись многих своих территорий, и начнется глобальная война за природные ресурсы, которых будет не хватать все больше и больше.
    Уже сейчас ООН оценивает, что каждый год мир будет тратить 135 миллиардов долларов на борьбу с последствием изменений климата. При сохранении текущих тенденций для ряда стран эти затраты составят до 20% ВВП.
    Уже не приходится сомневаться, что нам нужно переосмыслить способ существования на этой планете.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


7 + 7 =