Несколько столетий назад значительная часть нашей планеты пережила легкий период охлаждения, вошедший в историю как Малый ледниковый период. Часть этого периода совпала с периодом низкой солнечной активности известную, как Минимум Маундера (по имени астронома Эдварда Маундера). Сочетание пониженной солнечной активности и высокой вулканической активности с изменениями в циркуляции океана были основными факторами, вызвавшими значительное снижение средней температуры в Европе в XVII веке.
Все ли сегодня идет к повторению Минимума Маундера?
В настоящее время солнечная активность демонстрирует долгосрочную тенденцию к понижению и показывает это уже на протяжении последнего столетия. К сожалению, предсказать будущую солнечную активность проблематично. Переход от "большого максимума" (ситуация во второй половине 20-го века) до периода "большого минимума" - хаотичный и непредсказуемый процесс.
Но что произойдет, если Солнце в 21 веке действительно перейдет в следующий минимум Маундера, и как это скажется на климате Земли? Компьютерное моделирование показывает, что падение температуры, вызванное изменением солнечной активности, будет минимальным по сравнению с потеплением, вызванным антропогенными парниковыми газами. Охлаждение, вызванное снижением солнечной активности, оценивается примерно в 0,1°C (максимум 0,3°C), а потепление в результате усиления парникового эффекта составит от 3,7°C до 4,5°C, в зависимости от количества выбросов CO2.
В прошлом наш климат претерпел гораздо большие изменения, чем в Малый ледниковый период. За последние 400 000 лет наша планета неоднократно испытывала оледенения, прерываемые каждые 100 000 лет не продолжительными теплыми межледниковыми эпохами, которые обычно длятся около 10 000 лет. Текущая началась около 11 тысяч лет назад. Означает ли это, что мы находимся на заключительной стадии?
Как начинались ледниковые периоды до сих пор?
Изменения орбиты Земли вызывают уменьшение солнечного света в северном полушарии в течение лета. В итоге ледники на севере летом теряют меньше своего веса и, следовательно, продолжают постепенно расти на протяжении тысяч лет. Это, в свою очередь, означает, что поверхность Земли не поглощает свет, а отражает его, ускоряя охлаждение и еще больше расширяя диапазон ледников. Этот процесс занимает от 10 000 до 20 000 лет, что ведет к наступлению ледникового периода.
Какое влияние окажут наши выбросы CO2 на будущие ледниковые периоды?
Этот вопрос рассматривается в исследованиях, направленных на определение так называемого "Триггера" оледенения, т.е. падения солнечного света в северном полушарии, которое положило бы начало процессу роста ледников. Чем больше CO2 находится в атмосфере, тем сильнее падает солнечный свет, что способствует началу ледникового периода.
Существует график, который показывает реакцию климата на различные сценарии выбросов CO2. На этом графике представлена ситуация с естественным поведение климата без выбросов CO2, ситуация, когда в атмосферу в результате деятельности человека выбрасывается 300 миллиардов тонн углерода (или 1100 миллиардов тонн CO2) - порог, который мы уже превысили и ситуация когда 1000 гигатонн углерода (или 36666 миллиардов тонн CO2) предотвратил бы ледниковый период на 130 тысяч лет. С другой стороны, если бы мы сожгли все ископаемые виды топлива и выбросили в атмосферу 5000 гигатонн углерода (18 300 миллиардов тонн CO2) или более, то оледенение не продолжалось бы более полумиллиона лет. В современных условиях сочетание относительно слабой орбитальной силы и большой продолжительности жизни углекислого газа в атмосфере сделает текущий межледниковый период самым продолжительным за последние 2,6 миллиона лет (т.е. за всю историю ледниковых периодов).
Поэтому мы можем быть уверены, что ледниковый период не наступит в ближайшем будущем. Наблюдение за северными ледяными шапками рассеивает все сомнения. Их рост может свидетельствовать о том, что процесс оледенения уже начался. Однако в настоящее время лед в Арктическом море тает беспрецедентными темпами, ареал вечной мерзлоты в Арктике сокращается, а ледниковая шапка Гренландии все быстрее теряет в весе. Поэтому не приходится рассчитывать на приближающийся ледниковый период, который устранило среднее повышение температуры на Земле.