«Мы все сгорим в адском пламени». Какой будет погода на Урале через миллион лет

Какой будет погода на Урале через миллион лет? Переживет ли человечество глобальное потепление и почему в свердловских лесах не осталось по-настоящему старинных деревьев? На эти вопросы ответил палинолог, инженер лаборатории филогенетики и биохронологии ИЭРиЖ УрО РАН Арсений Галимов.

Ученые-палинологи занимаются реконструкцией климата по пыльце растений. Вы не поверите, но с помощью этих частичек можно вычислить преступника, найти причину пожара или даже заглянуть в будущее. Обо всем этом — в интервью E1.RU с Арсением Галимовым.

— Что такое реконструкция климата? Чем вы занимаетесь в этой лаборатории?

— Я занимаюсь историей растительности. Пытаюсь разобраться, как менялся состав флоры в прошлом, как это привело к той растительности, которая есть сейчас. Леса, которые мы видим, не всегда такими были, потому что в конце плейстоцена на территории Среднего Урала были тундростепи. Как леса тут появились и что с ними будет? Это всё можно посмотреть в прошлом.

Например, 120–80 тысяч лет назад на Урале тоже были леса, причем соответствующие более теплому климату. Они росли, расцветали, а потом умерли. Используя эту растительность как аналогию современной, мы можем посмотреть, как возникли наши леса в начале периода голоцена, как они сейчас развиваются, сколько еще будут жить.

— То есть леса могут исчезнуть сами по себе, а не из-за массовой вырубки?

— Мы, к сожалению, не можем в прошлом найти что-то похожее.

Но они точно и без нас бы исчезли, даже если бы мы их не вырубали. Вопрос в том, насколько этот процесс мы ускоряем вырубкой. Сейчас мы пытаемся установить, через сколько леса исчезнут без учета вырубки. Надо хотя бы эту часть узнать.

Вернемся к реконструкции климата. Это можно сделать разными способами, я это делаю с помощью растений. Пыльца — это часть растений, которая нужна им для размножения.

Пыльцы продуцируется большое количество, и выглядит она по-разному. Оболочка пыльцы очень стойкая, в подходящих условиях с ней ничего не происходит на протяжении тысяч лет. Это, например, болото, озеро, пещера. Иногда археологи находят пылинки в кувшинах, в курительных трубках, их тоже можно изучать.

Если мы хотим не просто установить, было ли тепло или холодно, влажно или сухо на этой территории, а желаем узнать конкретные показатели, например сколько было градусов, тогда мы составляем список растений, пыльцу которых обнаружили. И, например, составляем диаграмму, на которой одна ось — это температура, другая — уровень влажности.

Приведу пример. Мы отмечаем диапазон температур, уровень влажности, при которых живет сосна. У лиственницы или березы другие параметры. Все данные мы заносим в диаграмму. Область, где пересекаются все эти «ареалы», — это условия, при которых у нас возможно существование всех этих растений одновременно.

Есть другой вариант, когда мы берем ископаемый спектр пыльцы и сравниваем его с современными пыльцевыми спектрами рядом с метеостанциями по стране. Современные спектры отражают состав растительности за последние 30 лет, а данные с метеостанции показывают, какие климатические параметры были в эти годы. Если данные по пыльце совпадают, то и температура и влажность, при которых существовали эти растения, будут совпадать.

— Есть другие методы, основанные на более чувствительных к изменению климата организмах. То есть если в июле станет на пару градусов теплее или холоднее, лес почти не заметит этого, а вот с помощью таких организмов установить климат можно с точностью до полуградуса.

Можно пойти к дендрохронологам. Что они делают? У нас есть дерево, оно нарастает каждый сезон. Зимой растению плохо, клетки синтезируются маленькие, на срезе ствола образуется темная полоска. Летом нарастают большие, крупные клетки, на срезе появится светлая полоса. По ширине этого годичного кольца мы можем выйти, на какое изменение градусов отреагировало растение.

— Но это можно сделать по дереву, которое выросло не так давно? То есть далеко в прошлое не заглянуть, потому что «возрастных» деревьев осталось очень мало, так ведь?

— Ошибочное мнение, потому что есть полуископаемая древесина. Если условия подходящие, дерево консервируется и может лежать годами. Например, сейчас не проблема найти уголек в древних отложениях и посчитать его возраст, даже за 300 миллионов лет.

Другой пример: на Ямале есть серия спилов деревьев, которым по пять-десять тысяч лет, они еще между собой соединены в общую шкалу. Ученый находит дерево, которое растет сегодня, изучает последовательность полос. Потом находит дерево, которое начало расти 50 лет назад. Затем дерево, которое росло за 200 лет до этого.

И если эти деревья росли рядом, то у них ширина колец на том интервале времени, когда они росли вместе, будет одинаковая. В прошлом году коллеги из нашего института в лаборатории дендрохронологии довели эту непрерывную летопись до 11 тысяч лет! Благодаря ей, когда находят любую деревяшку в районе Ямала, ее могут привязать к этой шкале и тут же узнать возраст этого артефакта.

Другой вариант — реконструкция климата по еще более чувствительным организмам. Например, есть семейства маленьких комаров, у личинок которых хорошо сохраняются челюстные аппараты. То есть сама личинка со временем разрушается, но остаются маленькие зубчики размером до полумиллиметра. Эти личинки очень чувствительны к температуре.

Один вид этих комаров может жить в диапазоне от +0,5 до +1,5 градуса, а другие — в диапазоне от +1 до +3 градусов. И когда мы их находим, мы можем установить температурный диапазон, в котором существовало сообщество этих личинок, а значит, какая была температура в это время.

— Какую пользу приносят комары, удивительно!

— Но они, например, никак не реагируют на влажность, просто потому что живут в воде. Чтобы определить этот параметр, мы используем раковинных амеб. Они выглядят как обычные амебы, только строят себе домики. Причем разные домики.

Например, кто-то его строит себе сам из органических лепесточков, которые амебы накладывают одну на другую, как черепицу. Получается раковинка, которая хорошо сохраняется в ископаемом состоянии, и мы ее можем обнаружить. Кто-то эти раковинки собирает из того, чтобы было вокруг. Кто-то подбирает песчинку к песчинке очень аккуратно, а кто-то ест других амеб и из их домиков делает себе раковину. Получаются «летучие голландцы», склеенные просто из кусков чужих домиков.

Раковины этих амеб сохраняются, их видовой состав очень зависит от уровня влажности. Через них мы можем выйти на реконструкцию этого климатического параметра.

К решению вопроса мы стараемся подходить комплексно. Всеми возможными способами узнать информацию о прошлом, чтобы в итоге нарисовать детальную картину давно минувших дней. И максимально точно, достоверно реконструировать климат прошлого.

— Известно ли, как менялся климат на Урале? Какие данные есть сейчас?

— Важно определиться, о каком времени мы говорим. Все-таки Земле 4,5 миллиарда лет, обсудить всё не получится. Мы с вами находимся в четвертичном периоде, который делится на две неравные по времени части. Первая — это плейстоцен, интервал, охватывающий промежуток от 2,5 миллиона лет до 11,7 тысячи лет назад. И голоцен — начинающийся от 11,7 тысячи лет назад до сегодняшнего дня и далее.

Сам по себе голоцен делится на три части. Примерно 8,2 тысячи лет назад было очень сильное похолодание, а 4,2 тысячи лет назад произошло сильное осушение. Эти события разделили голоцен на ранний, средний и поздний.

В плейстоцене были периодические ледниковые периоды, покровное оледенение существовало на некоторых территориях.

И леса были распространены на более северных территориях.

Данных много. Если очень сильно усреднять историю, она будет такая: холодно в начале плейстоцена, потом потеплело, началось распространение лесной растительности на месте тундростепных сообществ. Оптимум в середине голоцена, с 8 до 4 тысяч лет назад, с максимумом распространения таежных лесов. Потом снова некоторое похолодание, и сейчас потепление.

При этом сейчас мы в той стадии потепления, которая еще не дошла до пика. Сейчас еще не так тепло, как было даже шесть тысяч лет назад.

— Можно ожидать, что с каждым годом будет всё теплее и теплее?

— Конечно, есть тренд на повышение температуры. Факт, что мы его ускоряем, но и без человека всё бы так складывалось. Сколько-то этот теплый период еще точно продлится, потом снова будет спад. Когда-то теплый период закончится, и начнется такая же история, как в плейстоцене. Есть разные оценки, сколько еще он продлится. Это тысячи и тысячи лет, на наш с вами век точно хватит.

— Как можно объяснить то, что происходит с климатом сейчас? Почему зимы на Урале стали только холоднее, а лето — жарче?

— Это называется континентальным климатом. Мы находимся на континенте, даже в его центре.

В среднем для климатологии 30 лет усреднения — это момент. Поэтому, чтобы уверенно говорить про изменения, нужно смотреть многолетние данные. Например, за последние 50 лет у нас вроде как действительно есть какой-то тренд на повышение континентальности. А если смотреть промежуток времени от 100 до 50 лет, то, наоборот, есть общий тренд на размазывание континентальности.

— Это норма, и до конца нашей жизни это будет продолжаться?

— Скорее да, чем нет, но есть и дестабилизирующие факторы, такие как антропогенное воздействие.

— Это история про глобальное потепление? Как это работает?

— Глобальное потепление складывается из нормального тренда на повышение температуры, аридизации (уменьшение влажности. — Прим. ред.) и человеческого воздействия. Это естественные изменения климатических параметров в ходе развития земного шара с добавлением нового фактора — человека.

Сейчас мы находимся в интервале, который для нас расценивается как глобальное потепление, потому что до этого было холодно, а сейчас стало теплее относительно Средних веков. Если смотреть относительно периода среднего голоцена, когда толком еще не было цивилизации, мы пока ни в каком глобальном потеплении не находимся.

Человек добавляет к этому тренду свой вклад. Это парниковые газы, повышение CO2, может быть, добавление метана. Парниковые газы повышают температуру, они не дают охлаждаться планете. Она как одеялом удерживает тепло, а мы снова его выбрасываем, и Земля нагревается еще сильнее. Этот пугающий замкнутый цикл может привести к тому, что у нас начнется испаряться метан с болот, который был там законсервирован вечной мерзлотой, и добавит еще больше парникового эффекта.

Если брать самый пессимистичный прогноз, то где-то всё высушится, а где-то очень сильно поднимется уровень воды и уменьшится площадь лесов.

— Растительность на Урале тоже менялась?

Если говорить про последние 11 или даже 300 тысяч лет, то гигантских растений не было. Были очень понятные, привычные нам виды: елки, сосны. Просто в разном соотношении. И вот в начале голоцена были открытые ландшафты, тундростепи, такого сейчас нигде нет, а тогда они существовали.

Где-то отдельно встречались сосенки, где-то лиственницы, елки, но они не образовывали сплошных лесов. Были кустарниковые березы, кустарниковые ивы. Полыни, гвоздики, злаков было много.

Леса стали продвигаться на север по рекам, зарастать постепенно. К промежутку в 10 тысяч лет назад у нас начали формироваться лесные сообщества. Приблизительно 6 тысяч лет назад окончательно сформировалась хорошая, большая лесная растительность. Потом установились еловые, сосновые леса, и произошло разделение. Степь осталась на юге, тундры остались на севере, а тайга — посередине.

— У нас остались какие-то растения, сосны и ели, которым больше тысячи лет? Чем это обусловлено?

У нас — нет. Самому старому можжевельнику, который был обнаружен на Урале, было около 4 тысяч лет. Его случайно спилили, насколько я помню.

У деревьев есть свои сроки жизни, это зависит от того, находится оно в горах или где-то еще. Например, есть дубы старше 500 лет Но самые древние — это секвойи, самой старой около 2,5 тысячи лет.

— Если пофантазировать, что может быть с нашим климатом, например, через миллион лет?

— Что угодно. У нас есть экстраглобальный тренд — это повышение температуры. Солнце умирает, и умирая, оно начинает всё больше светить.

— Так через миллион лет здесь будет как на Черном море?

— Это может даже раньше произойти. Например, 200 миллионов лет назад тут уже было как на Черном море. Даже, наверное, жарче, ведь континенты по-другому располагались.

Ну вообще есть несколько предположений, что континенты стремятся к тому, чтобы снова слиться в единое целое. Происходит постоянное перемещение плит, что-нибудь [подобное] произойдет.

— Поделитесь с нами тремя необычными фактами о пыльце. Что с ее помощью еще можно сделать?

— Она используется в криминалистике, чтобы найти преступников. Есть множество успешных кейсов. Часто на преступниках находят пыльцу, которая позволяет связать их с местом преступления. Кстати, чтобы избавиться от пыльцы в вашем свитере, его надо постирать три раза.

— Такие доказательства принимают в суде?

— В некоторых странах это включено в судебные протоколы. Например, в Великобритании, Новой Зеландии и США это обязательная часть. Насчет России я, к сожалению, не могу сказать с уверенностью. Знаю, что есть такие работы, но за рубежом есть опубликованные, открытые дела.

По пыльце можно сказать, что вы ели 20 часов назад. Так, например, было с ледяной мумией — человеком, умершим 5 тысяч лет назад. Мумию нашли во льдах, из ее кишечника извлекли пищевые комки, внутри которых была пыльца. Выяснилось, что этот человек сначала питался в горах, потом спустился, пообедал у своей деревни, а потом в него прилетела стрела, и, спасаясь бегством, он поднялся в горы, где пообедал в последний раз.

А еще по пыльце можно сказать, на самом деле ли мед сделан, например, из липы. Если вы продаете свой мед, вы должны его отнести к одной из трех категорий по ГОСТу, это обязательное условие.

А если вы хотите знать более короткий прогноз погоды на Урале, обратите внимание на данные по июлю и по всему лету.