четверг, 10 марта 2011 г.

Потенциальный фактор глобальных климатических изменений

потенциальный фактор глобальных климатических изменений

    Мощные вулканические извержения не имеют границ воздействия, поэтому нельзя не учитывать, например, возросшую к 2006 году активность вулканов Камчатки, Аляски, Индонезии и других регионов. Катастрофические последствия извержений (в т.ч. потоки лавы, грязи и вулканического пепла, выбрасываемый пепел и вулканические бомбы, землетрясения и цунами) потрясают воображение и до настоящего времени не прогнозируются, и тем более – не управляются.
    Они относятся к естественным природным процессам, способным уничтожить на Земле всё живое или настолько изменить климат планеты, что исчезнут одни формы жизни и могут образоваться другие.

    Самый древний в мире «спящий» вулкан – крымский Карадаг. Всего же на Земле около 10 000 вулканов, большинство из которых принято считать «спящими», так как периоды их активности могут намного превышать время существования человека. Тем не менее, почти 500 наземных вулканов признаны активными (подводные вулканы в данном случае не рассматриваются, поскольку они не оказывают прямого влияния на загрязнение атмосферы). Большинство активных вулканов находится в «тихоокеанском огненном кольце» Евразии и обеих Америк - 482. Ближайшие к Украине активные вулканы расположены в Средиземноморье (в т. ч. всем известная практически постоянно извергающаяся Этна на острове Сицилия, «спящий» у Неаполя Везувий, островные вулканы, например, Стромболи), в Турции и Иране (влк. Демавенд в горах Эльбурс), условно «спящие» влк. Эльбрус и Казбек в России.

    Однако, следует учитывать, что мощные вулканические извержения не имеют границ воздействия, поэтому нельзя не учитывать, например, возросшую к 2006 году активность вулканов Камчатки, Аляски, Индонезии и других регионов. Катастрофические последствия извержений (в т. ч. потоки лавы, грязи и вулканического пепла, выбрасываемый пепел и вулканические бомбы, землетрясения и цунами) потрясают воображение и до настоящего времени не прогнозируются, и тем более – не управляются.

    Они относятся к естественным природным процессам, способным уничтожить на Земле все живое или настолько изменить климат планеты, что исчезнут одни формы жизни и могут образоваться другие. Все это, безусловно, должно интересовать экологов. Принято считать, что человечество в результате своей деятельности оказывает на природу катастрофическое воздействие. Известны факты: уничтожения лесов (например, в Западной Европе и продолжающееся сейчас уничтожение горных лесов в украинских Карпатах, в Амазонии), обмеление рек и внутренних морей (Аму-Дарья и Сыр-Дарья, Аральское море в Средней Азии), местное изменение климата (например, в результате создания водохранилища плотиной ДнепроГЭС и уничтожения днепровских порогов, создававших аналог островного климата в среднем Приднепровье – где существовало древнее скифское царство, а затем историческое Запорожье), загрязнение рек и почв промышленными отходами и пр.

    Считается, что к наиболее опасным антропогенным воздействиям относятся: сгорание топлива и мусора, ядерные реакции атомной энергетики и испытаний ядерного оружия, металлургическая промышленность, химическая промышленность, в том числе переработка нефти и газа, угля. Ежегодно в атмосферу выбрасывается более 200 млн. т оксида углерода, около 150 млн. т диоксида серы.

    Увлекаясь темой антропогенного (техногенного) загрязнения, каким бы мощным оно нам не казалось, и какие бы неудобства оно нам не причиняло, следует помнить о природных факторах, оказывающих влияние на глобальное загрязнение атмосферы (а, следовательно, и на формирование земного климата): «Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы - вулканическая и флюидная активность Земли. Специальными исследованиями установлено, что поступление загрязняющих веществ с глубинными флюидами в приземной слой атмосферы имеет место не только в областях современной вулканической и газо-термальной деятельности, но и в таких стабильных геологических структурах, как Русская платформа. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году).

    Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы выбрасываются огромные количества газов и частиц, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару.

    Природные загрязнители приземной атмосферы представлены главным образом оксидами азота, серы, углерода, метаном и другими углеводородами, радоном, радиоактивными элементами и тяжелыми металлами в газообразной и аэрозольной формах. Твердые аэрозоли выбрасываются в атмосферу не только обычными, но и грязевыми вулканами».

    В Украине современных действующих «настоящих» вулканов нет. На Керченском полуострове расположены так называемые грязевые вулканы, относящиеся к группе из 100 вулканов Керченского полуострова и Тамани. Неподалеку от поселка им. Войкова (прошлом – Катерлес и деревня Булганак) находится постоянно действующий грязевой вулкан, называемый Булганакским. Это один из наиболее обильных по выделениям грязи вулкан, которых в окрестностях Керчи несколько. По мнению геологов, происхождение сопок на Керченском полуострове объясняется присутствием на глубине под почвой нефти, газообразное состояние которой выдвигается на поверхность почвы через небольшие холмы с отверстиями, из которых выделяется грязь. Грязевая подземная активность доставляет много хлопот жителям Керчи, известны случаи «извержении» грязи на улицы города в объеме сотен кубометров. После румынского землетрясения в 1977 г. активизировался грязевой вулкан на западном берегу реки Луковица, вблизи села Старуня Ивано-Франковской области. Грязевой вулкан имеет больше сотни микрократеров и действует на площади в шестьдесят гектаров.

    Специальными исследованиями установлено, что интенсивность аэрозольных потоков грязевых вулканов Керченского полуострова не уступает таковой «спящих» вулканов Камчатки. Результатом современной флюидной активности Земли могут быть сложные соединения типа предельных и непредельных полициклических ароматических углеводородов, сульфида карбонила, формальдегида, фенолов, цианидов, аминов. Метан и его гомологи зафиксированы в снеговом покрове над месторождениями углеводородов в Западной Сибири, Приуралье, Украине.

    Но основной загрязнитель воздуха настоящие активные вулканы: «Тысячи специалистов занимаются климатом, потому что его изменения влияют абсолютно на всё, что происходит на земном шаре». – Так считает академик РАН Ю. А. Израэль». Пренебрегать природными загрязнителями воздуха невозможно, а недооценивать их влияние опасно: «Антропогенное загрязнение атмосферы составляет лишь всего 0,5% от общего загрязнения природными явлениями (пыльные бури, извержение вулканов, лесные пожары и т.д.)».

    В этом же источнике в качестве иллюстрации глобальности процессов переноса загрязнения атмосферы приведены данные о среднемесячном поступлении в атмосферу европейских стран оксидов серы в 1995 г. (Вклад в разработку Общей экономической перспективы до 2000 г. Материалы ООН. - Нью-Йорк, I996. - С. 17.) по общему объему в тыс. т (доля поступлений из других стран в %):

    - Норвегия 26 (93)
    - Швеция 48 (80)
    - Великобритания 85,7 (20)
    - Нидерланды 16,5 (78)
    - Германия 208 (56)
    - Польша 133,6 (58)
    - Швейцария 14,4 (90)
    - Австрия 34,5 (86)
    - Франция 120 (48,9)
    - Италия 113,7 (31)

    В Украине уделяется достаточное внимание проблемам антропогенного влияния на окружающую природную среду. Изучаются процессы, происходящие в природе и связанные с сохранением биологического разнообразия, очисткой водных бассейнов, рекультивацией территорий, загрязненных отходами промышленного производства и пр. Однако, так сложилось, что влияние глобальных катастрофических природных процессов в Украине до настоящего времени не исследовалось должным образом: здесь редки землетрясения, не наблюдаются цунами или пирокластические вулканические потоки и многое другое. Исключить же влияние на окружающую природную среду в Украине глобальных климатических изменений невозможно, поэтому изучение подобных природных процессов и их прогнозирование вне зависимости от расположения источников в пределах государственной границы актуально. Такая задача уже ставится перед академической наукой, один из ее многих аспектов – изучение потенциального влияния на формирование климата загрязнений верхних слоев атмосферы в результате повышения вулканической активности.

    Грандиозные вулканические извержения всегда производили впечатление на человека своей гиперестественной с его точки зрения мощью. Изучение вулканов и их активности происходит повсеместно и постоянно. В наше время информационной цивилизации можно ежедневно в Интернете получать информацию о вулканической активности Земли.

    Среди вулканов, наиболее привлекающих внимание, постоянно извергающаяся Этна (Сицилия), Попокатепель (Мексика), влк. Эребус (Антарктида) с постоянно существующим озером лавы в кратере, влк. Южной Америки, Сант-Августин (Аляска, США), известный катастрофическим извержением Кракатаю (Индонезия), символ Японии влк. Фудзи и другие.

    Менее известны неспециалистам вулканы Камчатки и Курильской гряды, расположенные в малонаселенной зоне. Но именно вулканы Центральной и Южной Камчатки, известные своими взрывными извержениями с выбросом кубокилометров пепла и воды вплоть до стратосферы, могут представлять интерес для исследователя выбранной темы. Известен своим извержением 1907 г. влк. Ксудач – после этого извержения загрязнение атмосферы Земли продолжалось не менее двух лет, светящиеся вечером облака наблюдались при этом даже над Парижем.

    При изучении активности вулканов, как правило, рассматриваются геологические аспекты, влияние на формирование климата, а, точнее, только прогноз погоды в связи с этим делается избирательно в отдельных случаях (например: влк. Augustine, Аляска, США).

    Изучение влияния вулканической активности на формирование климата в планетарном масштабе возможно только на стыке наук: вулканологии, климатологии, наук о Земле в части атмосферы и др. – каждая из которых не ставит перед собой подобную задачу. Экология – та наукоемкая сфера, в которой возможно проведение исследований по рассматриваемой теме. Для этого должно формироваться новое направление в рамках природопользования с учетом естественных природных явлений: исследование влияния вулканической активности в глобальном масштабе на загрязнение атмосферы выбросами, которые могут привести к климатическим изменениям.

    В связи с тем, что в настоящее время в Украине и мире не проводится постоянный мониторинг по такой теме, рассматриваются два основных направления:

    - исторические аналоги исследования вулканической активности по рассматриваемой теме в части отдельного вулкана или группы вулканов;

    - наличие инструмента глобальных наблюдений в режиме реального времени для получения информации в течение суток.

    В качестве примера может быть рассмотрена работа по моделированию влияния извержения влк. Кракатау на климат («Were the Dark Ages Triggered by Volcano-Related Climate Changes in the 6th Century? (If so, was Krakatau volcano the culprit?)» by Ken Wohletz Los Alamos National Laboratory LA-UR 00-4608, сopyright © 2000 UC).

    Отправной точкой такого моделирования стала книга «Catastrophe An Investigation into the Origins of the Modern World», автор David Keys, о бурных изменениях в человеческом обществе в VI-VII веках: «Дэвид Кейс исследует историю и археологию, чтобы связать все человеческие перевороты с дестабилизацией климата в 535 году нашей эры, навлеченной естественной катастрофой, с имеющимися свидетельствами этого в кольцевых срезах деревьев и данных изучения ледников. Письменные источники Китая и Индонезии описывают редкие атмосферные явления, которые возможно указывают на вулкан в индонезийской дуге».

Потенциальный фактор глобальных климатических изменений    Была проведена экспедиция к вулкану Кракатау и обнаружены следы гигантского извержения: кальдера «Прото-Кракатау» имела размер до 60 километров в диаметре, само извержение образовало Зондский пролив в Индонезии примерно в VI в., разделив Яву и Суматру. По результатам компьютерного моделирования при извержении выбросы могли достигнуть высоты 50 км, в результате действия магмы до 100 кубических километров морской воды были выброшены в стратосферу, гидровулканическая зола сформировала ледяные облака. Результаты обсуждались в лаборатории климатического моделирования в Лос-Аламосе (США). Вполне возможно, что сформировавшиеся в стратосфере облака покрывали зону обоих полушарий Земли в течение нескольких десятилетий.

    Если эта вулканическая гипотеза правильна, глобальные последствия должны были затронуть, сельское хозяйство, политику, экономика, и религию, поднимая потенциальную роль вулканизма как главного климатообразующего фактора, обуславливающего связь с жизнедеятельностью человечества и природой.

    Проведенное моделирование показывает возможность влияния извержения отдельной группы вулканов, учитывая его глобальные масштабы и имеющиеся исторические сведения.

    В историческое время существования человека, вероятно, имели место именно отдельные извержения, безусловно влияющие на формирование самого человека и цивилизации. Вполне возможно, что активность вулканов в доисторические времена была в отдельные периоды значительно интенсивнее. В настоящее время наблюдаются как активизация отдельных групп вулканов (например, в настоящее время активизировались вулканы Камчатки), так и периоды затишья – «спящие» вулканы.

    Для определения перспектив изменения климата планеты Земля необходимо разработать модель влияния вулканической активности в части потенциального загрязнения атмосферы, для чего следует:

    - выделить вулканические зоны, по характеру извержений способные выбрасывать пепел, газы, пар в стратосферу;
    - проводить постоянный мониторинг активности таких зон;
    - провести исследование древних «спящих» вулканов, остающихся в тектонических зонах, в т. ч. В Украине влк. Карадаг;
    - разработать математическую модель загрязнения атмосферы на основе космических снимков с заверкой данных по результатам наземных исследований;
    - составить стратосферную карту потенциального загрязнения атмосферу в зоне границ Украины на основе стабильных стратосферных воздушных потоков, определить расчетным путем скорость загрязнения атмосферы потенциальными извержениями;
    - определить критическую степень одновременной активности отдельных вулканов и групп вулканов для загрязнения атмосферы;
    - определить расчетным путем время возможного длительного загрязнения атмосферы исходя из модели, связывающей выбросы вулканических материалов на разные высоты в атмосфере.

    Эти и другие задачи могут быть решены при использовании инструментов наблюдений.

    К таким инструментам в настоящее время можно отнести:

    - информацию в Интернете на постоянных сайтах по вулканологии, климатологии, экологии, геологии;
    - космические снимки, распространяемые в Интернете бесплатно для осуществления экологических программ;
    - данные центров наблюдений вулканической активности в различных странах, в т.ч. по программе «Вулканоопасность» Российской АН;
    - экспедиции к конкретным вулканам в период их активности для проведения непосредственных наблюдений.

    Из этого перечня следует, что максимально быстро можно получить информацию из Интернета, в т.ч. и космические снимки, анализ которых даст сведения для моделирования процесса.

    Постоянная вулканическая активность Земли не даёт оснований полагать, что на Земле не произойдет новое извержение типа «Прото-Кракатау». Известно, что извержение современного влк. Кракатау в 1883 г. стоило жизни 36 000 человек, его активность возобновилась после 1927 г. Нет гарантии, что не произойдут одновременно несколько мощных извержений вулканов с выбросом в стратосферу пара или вулканического пепла, пара и газов.

    Глобальный характер климатических изменений так же актуален для Украины, как проблема восстановления бассейна реки Днепр или рекультивация экологически неблагополучных промышленных зон. Более того: резкие изменения климата скажутся на биологическом разнообразии живого мира планеты, к одному из видов которого относится человек. Модель прогнозирования климатических изменений на основе загрязнения атмосферы является необходимой составляющей экологического мониторинга для обеспечения устойчивого развития общества.

Автор: Левенко А.С.



Кое-что по теме:
    • Вулканический Армагеддон
    • Если почернеют небеса
    • Планете грозит ледниковый период
    • Люди умирали прямо в полях
    • Желудочный Сок Вулканов

Комментариев нет :

Отправить комментарий