В прошлой статье мы рассмотрели, как могут прогнозироваться глобальные изменения, и какие риски могут понести ключевые ресурсы планеты. Предлагаю продолжить.
Риски для системы Земли
Палео-запись показывает, что в системе Земли характерны резкие изменения и неожиданности, и что экстремальные экологические явления, выходящие за рамки тех, которые были зафиксированы в период инструментальной съемки, происходят часто.
Социально большие риски для системы Земли связаны с поведением "порогового изменения", которое возникает, когда хорошо буферная система вынуждена преодолевать определенный предел. До тех пор, пока порог не будет достигнут, система, по-видимому, не реагирует на принудительную функцию. Как бы то ни было, когда порог пройдет, система может очень быстро перейти в другое состояние, состояние, которое может оказаться трудным для отмены или даже необратимым.
Изменения подобного рода особенно опасны в контексте глобальных изменений. Общества не могут иметь практически никакого предупреждения о приближении форсирующего фактора к такому порогу, и к тому времени, когда будет наблюдаться изменение в функционировании системы Земли, будет, вероятно, уже слишком поздно предотвратить серьезные изменения.
Катастрофические разрушения, вызванные резкими изменениями, возможны по мере того, как система Земли адаптируется к постоянно ускоряющемуся набору взаимодействующих человеческих образований.
Возможно, наиболее известным потенциальным катастрофическим возмущением в системе Земли является замедление или прекращение циркуляции североатлантического термогалина и сопровождающее его смещение в Гольфстриме. Однако эпизод со стратосферным озоном показывает, что катастрофические разрушения системы Земли не только возможны, но и что совсем недавно человечество едва избежало их.
Развитие озоновой дыры явилось непредвиденным следствием широкого использования хлорфторуглеродов в качестве аэрозолей в аэрозольных баллонах, растворителях, хладагентах и пенообразователях.
Если бы вместо них непреднамеренно использовались бромофторуглероды, результат мог бы оказаться катастрофическим.
По своим функциям, как хладагент или изолятор, бромофторуглероды столь же эффективны, как и хлорфторуглероды. Однако на основе принципа "атом за атом" бром примерно в 100 раз эффективнее разрушает озон, чем хлор.
Как писал нобелевский лауреат Пол Круцен: "Это наводит на мысль о том, что если бы химическая промышленность разработала соединения органобромида вместо ХФУ, или, наоборот, если бы хлорная химия работала больше, чем бром, то без какой-либо готовности мы столкнулись бы с катастрофической озоновой дырой повсеместно в течение 1970-х годов. Отмечая, что до 1974 года никто не задумывался об атмосферных последствиях выброса Cl или Br, могу лишь сделать вывод, что человечеству очень повезло".
Еще одним примером потенциально катастрофического возмущения в системе Земли является изменение способности земной и морской биосфер замедлять накопление атмосферного CO2.
Возможно, что эта способность ослабнет или потерпит неудачу в конце этого столетия. Аренда поглотителей на суше и в океане удаляет в среднем более половины CO2, выбрасываемого в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива. Поглотитель земли очень чувствителен к изменчивости климата, при этом в теплые годы его прочность снижается. Модели, основанные на процессах управления земными поглотителями, предполагают, что сила поглотителей будет выравниваться примерно в середине столетия и может снизиться в дальнейшем. В то же время накопление CO2 будет продолжаться неуклонно, если не будет эффективно снижаться.
Поглощение CO2 океаном также чувствительно к температуре, так как растворимость CO2 в морской воде снижается по мере потепления воды. Моделирование процессов, контролирующих биологическое поглощение СО2 в океанах, позволяет предположить, что этот поглотитель также ослабнет в связи с прогнозируемым изменением климата.
С учетом того, что основные процессы, связывающие углерод из атмосферы, вероятно, ослабнут в течение этого столетия, Система Земли может не справиться с проблемой накопления CO2 в атмосфере по инициативе человека. Концентрация может резко возрасти, что приведет к цепочке позитивных обратных связей в системе Земли, которые могут привести к ее переходу в другое состояние.
