Природных причин глобальной климатической катастрофы может быть много. Мы рассмотрим только главные из них, тем более что любая из них может повториться. Некоторые из этих природных причин в наше время могут быть вызваны к жизни человеком. Они перестанут быть природными, естественными, а станут антропогенными, обусловленными деятельностью человека. Начнем с рассмотрения сильной запыленности атмосферы и ее влияния на катастрофические изменения климата в глобальном масштабе. «Запыленность» в данном случае сказано очень мягко. Речь идет о тех явлениях, когда в атмосферу выбрасываются за короткое время миллионы тонн пепла и пемзы. Таких катастрофических выбросов за всю историю Земли было не мало. И, естественно, они будут и в будущем. Но для нас они представляют интерес и потому, что дают нам представление, что может произойти, если путем взрыва большого количества ядер-ных бомб мы поднимаем в воздух миллионы тонн земли и пыли (и дыма, который в результате сплошных пожаров, закроет небо в глобальных масштабах). Климатические последствия ядерной войны мы рассмотрим отдельно и достаточно детально (люди должны знать, в какие игры они играют и к чему могут привести эти игры). Здесь же мы, рассматривая влияние вулканических извержений на изменение климата, все время будем помнить, что это только слабое, облегченное в сотни и тысячи раз подобие того, что мы сами сделаем для себя, для всего человечества, если затеем ядерную войну. Актуален ли вопрос сегодня? Он всегда будет актуален. Он будет актуален до тех пор, пока имеются ядерные бомбы, пока хотя бы один человек на Земле знает, как их изготовить. Джинна обратно в бутылку уже не загнать.

То, что запыление атмосферы должно привести к изменению климата, становится понятным из простых логических рассуждений. Солнечная энергия, которая приходит к поверхности Земли в виде света, должна на своем пути через атмосферу преодолеть ее влияние. Часть солнечного света атмосферой поглощается, часть отражается, а также рассеивается и до поверхности Земли не доходит. Чистая атмосфера является более прозрачной для солнечных лучей, чем запыленная. В чистой атмосфере имеются атомы и молекулы, которые поглощают солнечную энергию и затем переизлучают ее обратно в космос. Поэтому и чистая атмосфера (без пыльных примесей и аэрозолей) не является полностью прозрачной. Но когда в атмосферу в результате извержения вулканов или пыльных бурь выбрасываются миллионы тонн пыли и разных аэрозолей, то ее прозрачность падает настолько, что свидетели этого говорят о наступлении мглы. Проанализируем отдельные такие случаи, которые имели место в разное время.

В Исландии в 1783 году произошло извержение вулкана Лаки. Через какое-то время в Европе появился «сухой туман» (мгла). При этом климат существенно изменился: лето было холодным и неурожайным. Тогда Б. Франклин высказал мысль, что именно извержение вулкана было причиной изменения климата. С тех пор ученые прорабатывали эту мысль в деталях. Они доказали, что в результате запыленности земной атмосферы после извержений вулканов солнечное излучение, которое достигает поверхности Земли, может уменьшиться на 10–20 %. Это явление занимает огромные территории и может длиться не только в течение нескольких месяцев, но даже и в течение нескольких лет. В результате Земля недополучает значительное количество солнечной энергии и климатическая система меняется. Очень наглядно это иллюстрируется рис. 19, где показано, как изменялась интенсивность прямого солнечного излучения, которое достигало поверхности Земли, после извержения вулкана Катмай на Аляске в 1912 году. Для лучшей наглядности взята не сама интенсивность, а ее отношение к интенсивности солнечного излучения, которое достигало поверхности Земли в безоблачную погоду до извержения вулкана. Если бы выбросы вулкана не влияли на интенсивность солнечного излучения, которое достигает земной поверхности, то мы имели бы прямую горизонтальную линию, которая начинается у цифры 100(%). Но вы видите, что кривая относительной интенсивности резко падает вниз, и только спустя 4–5 месяцев она очень постепенно начинает выравниваться. В данном случае потребовался почти год для того, чтобы прозрачность атмосферы восстановилась до того значения, которое было бы до извержения вулкана.

Специалисты рассчитали, как должна была измениться средняя температура нижнего слоя атмосферы в результате этого извержения вулкана. Результаты показаны на рис. 20 нижней кривой. Видно, что температура приземного воздуха изменялась бы примерно так же, как и интенсивность прямого солнечного излучения, то есть она уже в первые два месяца после извержения вулкана понизилась на все 5 °C. Для средней температуры это очень много. Скажем, что за последние 100 лет изменения средней приземной температуры не превышали 1 °C. Более того, за последние 500 миллионов лет, то есть в продолжение всего фанерозоя, изменение средней температуры нижнего слоя атмосферы не превышало 5 °C. На самом деле такого изменения температуры не произойдет и при сильных извержениях вулкана. Почему? Потому, что на Земле действует своего рода термос, поддерживающий изменение температуры в определенных пределах. Во всяком случае, он не позволяет температуре (средней температуре) изменяться резко, быстро. Роль этого термоса играет вода в Мировом океане. Запасенное ею тепло и не позволяет средней приземной температуре изменяться быстро. Это и спасает нас от климатических катастроф, которых в противном случае было бы слишком много, чтобы можно было рассчитывать на выживание биосферы и в частности человечества.

Специалисты рассчитали, как изменится средняя приземная температура в результате вулканического выброса при учете указанного термоса — вод Мирового океана. Результаты показаны на том же рисунке 20 верхней кривой. Эти изменения также весьма существенны и не могут быть незамеченными, хотя они и составляют только несколько десятых градуса.

Показательным в этом плане является извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 году, а также ряд других взрывных извержений, которые произошли за последние сто лет, когда уже функционировала мировая сеть метеорологических станций. Так, об извержении в 1883 году вулкана Кракатау в Индонезии известно всем. В результате в атмосферу было выброшено примерно двадцать кубических километров пепла и пемзы. Морские волны, которые породил взрыв, пересекли весь Тихий океан и даже проникли в Атлантический. После извержения во всем мире наблюдались необычайно яркие закаты. Известно, что цветной закат объясняется рассеянием солнечного света на частицах аэрозоля. При этом длина волны излучения меняется — а значит, меняется и цвет света, то есть цветовая гамма заката. Поскольку количество аэрозольных частиц в атмосфере резко возросло, то изменились и закаты. Они стали необычайно яркими. Специалисты считают, что в результате взрывного выброса вулкана Кракатау приземная средняя температура в северном полушарии примерно на полградуса уменьшилась.

Когда были проанализированы последствия взрывных извержений вулканов за последние 100 лет, то оказалось, что над сушей средняя приземная температура меняется в среднем на треть градуса, причем максимальное падение температуры наблюдается во второй месяц после извержения. После этого атмосфере требуется несколько месяцев (а то и год) для того, чтобы ее средняя температура восстановилась до нормального уровня.