fbpx
ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

Читати

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Повідомлення успішно надіслано

Для пошуку
введіть назву запису
Планета — 19.04.21
ТЕКСТ: Маркіян Прохасько
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
Ctrl+Enter.
За лаштунками глобальних змін. Частина 2: народження старого світу

Чому людина винна у вимиранні мегафауни? Чому досі буває холодно, якщо вчені з усіх труб сурмлять про потепління? Читайте у другій частині серії «За лаштунками глобальних змін». Першу частину можна прочитати тут.

Світ, в якому ледь не кожна дитина знає, що колись існували динозаври, почав з’являтися трохи більше ніж два століття тому. Врешті, тоді не існувало навіть мапи цілої земної кулі. Адже Антарктиду відкриють лише за понад 20 років після припущення Кюв’є.

 

Перед 1800 роком французький натураліст і засновник палеонтології Жорж Леопольд Кюв’є заявив, що вважає, ніби колись існував зовсім інший світ з іншими видами, які вимерли. По-перше, він не вірив у поступову еволюцію. Як аргумент він навів те, що привезені з Єгипту муміфіковані тварини, яким кілька тисяч років, абсолютно нічим не відрізняються від сучасних. Твердження науковця спричинили великі дебати, які вплинули на сприйняття теорії еволюції і на десятиліття відтермінували її прийняття в Європі1. Він зауважував, що викопні рештки свідчать, ніби істоти з’являються різко у одних шарах і залишаються незмінними у вищих шарах, аж поки раптом не зникають знову.

 

Оскільки скам’янілі знахідки давніх істот дуже відрізнялися від сучасних тварин, він виступав проти переконання, що жоден вид на землі не вимер. Знайдені шерстистий носоріг і мамонт, на його думку, не були рештками тих самих носорогів та слонів, які досі живуть у тропіках. Це підштовхнуло його до теорії, що деякі види вимерли через певні події, які траплялися на Землі. Тож він зайнявся пошуком скам’янілостей на околицях Парижа й у приватних колекціях чи закапелках музеїв. Доволі швидко назбиралося 23 види, серед яких був печерний ведмідь. Кюв’є риторично запитував: якщо так багато видів знайдено за короткий час, то скільки буде знайдено ще? Сенсаційною думка про вимерлий світ стала після того, як у Баварії знайшли птеродактиля, а в Америці зробили виставку скелета мамонта.

 

Сьогодні давно відомо, що були різні геологічні епохи, і що тварини вимирали від різних катаклізмів, наприклад, під час льодовикового періоду. Це знання тепер таке ж очевидне, як і те, що Земля – не пласка. Втім, 200 років тому все було не зовсім так.

 

Лише на зламі XVIII та XIX століть люди зіштовхнулися з розумінням того, що світ не завжди був таким, як зараз. Саме тоді скам’янілі рештки давніх істот перестали вважати «дивними, але все ж такими, що належать до звичайних видів». І науково довели, що це вимерлі види, зовсім інші тварини. Геологія розвивалася, і тоді вперше теоретично припустили: якщо мамонт схожий на слона, то треба копати глибше. Там знайдуться види ще дивніші, давніші й більш віддалені від сучасних. Вчені почали здогадуватися, що різні пласти порід сформувалися у різний час. 

 

Кюв’є зазначав, що перед світом, який існував до нас, були ще давніші світи. Він вірив у вимирання видів через катастрофи, яких сучасний світ навіть не бачив2. Звідки беруться нові види, він не знав. Утім Кюв’є не помилився у тому, що мамонти та мастодонти зникли внаслідок однієї радикально значної зміни. Пізніше ці вимирання пов’яжуть зі зникненням мегафауни, а причиною визнають поширення одного виду – людини3. Тобто вже тоді людина могла суттєво вплинути на навколишнє середовище.

Вимирання видів

 

Глобальним вимиранням присвячена нашуміла книга – «Шосте вимирання» авторки Елізабет Колберт, володарки Пуліцерівської премії. В історії Землі вчені налічують п’ять великих вимирань. Найвідомішим є вимирання динозаврів, але воно було останнім із цих катаклізмів. Перше відоме глобальне вимирання сталося близько 450 мільйонів років тому. Живі істоти мешкали тоді здебільшого у воді.

 

Найбільш спустошливе вимирання, яке сталося 250 мільйонів років тому, знищило мало не все життя. А через останнє – найвідоміше – зникли динозаври, плезіозаври, мозазаври, птерозаври і молюски-амоніти. Про нове вимирання починають говорити сьогодні. Питання у тому, наскільки глобальним воно стане.

 

У тривалі періоди історії Землі є баланс між зникненням видів і появою нових. Перевага вимирання над видоутворенням стається рідко – тоді, коли умови для старих видів погіршилися, але хороших умов для нових видів ще немає. Це трапляється переважно на межі епох – коли в історії Землі ставалися нетипові чи нові події, які внесли кардинальні зміни у життя на планеті. Люди виділили періоди з різними умовами у різні епохи. Наприклад, приблизно 2,4–2 мільярди років тому відбулася так звана киснева катастрофа. До цього атмосфера складалася в основному із вуглекислого газу, але потім виникли перші організми, які почали виробляти кисень. Склад атмосфери змінився, а сам кисень був отруйний для організмів, які тоді домінували. У цей час виокремлюють сидерійський період.

 

У всякому разі, зникнення багатьох видів у короткий геологічний період (у роках це може бути загалом досить довго, але все ж ненормально швидко) є масовим вимиранням. Тоді Земля у глобальних масштабах втрачає значну частину біорізноманіття. Такі періоди трапляються рідко, але тоді види стоять під загрозою зникнення.

 

У наші дні реальна швидкість вимирання серед усіх груп тварин найвища у земноводних. Проте насправді вимирають всі і повсюдно: за припущеннями вчених, третина коралів, прісноводних молюсків, акул та скатів, а також чверть ссавців, одна п’ята плазунів і одна шоста птахів незабаром зникне. Це відбувається у горах, низинах, пустелях, озерах, на островах і в Антарктиці. (Про зміни в Антарктиці, а також про дослідження на континенті, які свідчать про глобальні зміни клімату, я написав окремо у своїй книзі про подорож до української антарктичної станції «Академік Вернадський»).

 

До вимирання, наприклад, жаб деякою мірою причетна людина. Земноводні гинуть через грибок, який поширюється по шкірі і спричиняє задуху. Але це розповсюдження відбувається через транспорт і переміщення людей. Як зазначає авторка книги «Шосте вимирання», ми живемо у час, коли можливе безпрецедентне перетасування видів, яке не могло відбуватися у попередні мільярди років, відколи існує життя3. Поширення грибка – це лише одна ілюстрація впливу людини. Хай він менш помітний, ніж занесення людством нових тварин у Австралію, що свого часу змінило екосистему континенту, але все одно дуже значний.

Копати вглиб

 

Наприкінці 1970-х років геолог Волтер Альварес разом із геологинею Ізабеллою Сільва знайшли у пластах порід біля італійського містечка Ґуббіо відкладення мушель форамініфер – маленьких одноклітинних організмів із черепашкою, які є чутливими до температур. Багато мільйонів років тому ця суша була морським дном, яке вкривалося мушлями відмерлих морських істот. Пізніше земля піднялася, і утворені навіть майже 100 мільйонів років тому пласти можна оглянути в розломі біля цього містечка.

 

У нижніх шарах було велике розмаїття видів, а поверх них був шар глини. Вище шару глини знову були відкладення форамініфер, але видів було у рази менше. Тобто більшість видів вимерла «одним махом». Це збіглося у часі із вимиранням динозаврів. Дослідник подумав, що має бути якась невипадкова причина. Пізніше його батько, фізик Луїс Альварес, порадив зробити аналіз віку відкладень за вмістом радіоактивного іридію. Цей елемент майже не трапляється на землі, але є під землею. Він потрапляє з космосу зі шматочками метеоритів. Що довший період часу накопичувався шар, то більше там має бути іридію. За деякий час виявилося, що у тонкому шарі глини іридій зашкалював. Це дало підстави говорити про катаклізм, що знищив величезну купу видів на землі. Спершу цю гіпотезу не сприйняли.

 

Проте докази того, що якась катастрофа таки сталася і знищила багато видів, накопичувалися. Ба більше, є види, які зберігаються гірше, є – які краще. Тому якщо решток одних видів знаходили менше, то це не означає, що вони були менш поширені. Вимирання зачепило і їх. 

 

Врешті, доказів гіпотези назбиралося досить, щоб перевернути уявлення в науці. На думку Альваресів, головною причиною вимирання був не так удар астероїда і навіть не ударна хвиля від нього, яка особливо вразила Америку. Багато тварин просто випарувалися від розжареної хмари уламків і пари. Але коли маса пилу (а вона була у 50 разів більшою від самого астероїда) осідала, пил в атмосфері розжарювався. Генерувалося дуже багато тепла, внаслідок чого поверхня планети спеклася. Потім ці частки охолодилися, заблокували значну частину сонячного світла і спричинили дуже тривале похолодання. Неймовірна кількість рослин, тварин, мешканців океанів вимерла. На той час припав «пік папороті». Адже ця рослина, що любить затінок і прохолоду, замінила багато інших рослин3.

 

Тож можна сказати, що тривалі періоди стабільності, коли життя дуже повільно розвивається, перериваються порівняно короткими періодами катастроф. Якщо Земля очистилася від димової завіси, яка вбила майже все живе, то і від сміття очиститься, і від парникових газів. Питання – впродовж якого часу? І чи будуть на цей момент люди мати змогу проживати на планеті?

Кліматичні стрибки

 

445 мільйонів років тому стався вибух життя, зокрема почалося активне освоєння суші. З’явилися, наприклад, мохи. Але за мільйон років відбулося перше із п’яти великих вимирань. 85% видів зникло.

 

За теорією, сталося це внаслідок зледеніння. Йому передував так званий парниковий клімат. В атмосфері був дуже високий рівень СО2, це розігріло атмосферу, але потім через збільшення випаровування та кількості опадів атмосфера очистилася, і рівень СО2 різко знизився, адже опади вивели значну його частину із атмосфери. До слова, тоді випадали кислотні дощі і з’явилися кислотні породи. Отож, атмосфера охолонула, вода замерзла – рівень океану впав, багато морських істот зникло. Також змінився хімічний склад океанів, і там стало більше кисню. Хімічний склад атмосфери і океану, які варіювалися через зміни клімату на Землі, дуже сильно впливає на життя на планеті. Більше про це у матеріалі для «Куншту» розповів український зоолог Андрій Утєвський, який вивчає тварин Антарктики.

 

Інше велике вимирання сталося 252 мільйони років тому теж якоюсь мірою через зміни клімату. Відбулося потепління. Вчені точно не знають, звідки в атмосфері взялася гігантська кількість вуглекислого газу. Але внаслідок цього моря нагрілися на 18 градусів. Знизилася кількість кисню у воді, і багато живих істот в океанах задихнулося. Усе це сталося за порівняно недовгий геологічний період. Американські та китайські вчені вважають, що період змін міг тривати дві тисячі років. За цей час зникло 90% усіх видів життя на Землі.

 

Навіть дві тисячі років – це для нас багато. Але якщо уявити, що 9 з 10 усіх видів зникли за останні хай би і 10 тисяч років, то виходить, що все це відбулося б з часу, коли люди вже одомашнили собак і кіз, перейшли до сільського господарства, виготовляли металеві вироби – і до наших днів. На цій «дорозі» через давні цивілізації, античність, середньовіччя і новий час вимерло б 90% видів життя. Можливо, людина теж. Для Землі це швидко.

 

Проте саме тільки потепління океанів і атмосфери не може пояснити, наприклад, того масового вимирання 252 млн років тому. Тому вчені будують гіпотези, які б могли це пояснити. Ймовірно, одні зміни запустили інші – почалися ланцюгові реакції. Можливо, нагріті океани спровокували розвиток бактерій, які продукують сірководень, що отруйний для живих організмів. Потім сірководень міг потрапити і в атмосферу. Можливо, колір океанів і неба був зовсім іншим, ніж зараз3.

Як на Венері

 

За словами Світлани Краковської4, української кліматологині, керівниці Лабораторії прикладної кліматології Українського гідрометеорологічного інституту й української дослідниці Антарктиди, яка була учасницею цілорічної Української антарктичної експедиції, прямий зв’язок між кількістю парникових газів та температурою можна побачити по Венері. Венера – друга від сонця планета, однак через те, що атмосфера сповнена парникових газів, планета більш розжарена, ніж Меркурій – найближча до Сонця планета. На Меркурії немає атмосфери, тобто він взагалі не захищений від сонячної енергії. Однак максимальна температура там – 467 градусів. А буває і мінус 183. На Венері ж температура майже не змінюється і становить 470 градусів. Між полюсами та екватором різниця 1–2 градуси. Поверхню планети ховає шар хмар, що на 80% складається із сірчаної кислоти.

 

Антропогенний парниковий ефект на Землі відбувається внаслідок збільшення в атмосфері парникових газів. Вуглекислий газ (СО2) виділяється внаслідок спалення палива; метан (СН4) – від гниття сміттєзвалищ та тваринництва; оксид азоту (N2O) – із добрив на полях. Через збільшення кількості молекул цих газів, більше енергії сонця, яка потрапила на планету, не може покинути атмосферу і підігріває її. Через нагрівання в атмосфері збільшується кількість водяної пари. Через виникнення такої «ковдри» Земля нагрівається ще більше.

 

Однак термін «глобальне потепління» трактує проблему однобоко. Хоча глобально, тобто у середньому по всій поверхні Землі, стає тепліше, але самі кліматологи від початку говорили про зміну клімату. І потепління – лише один з індикаторів. Тому правильніше говорити про глобальні зміни клімату, а не глобальне потепління. Але через те, що температура є для всіх чи не найзрозумілішою, то журналісти і спростили до глобального потепління. Тепер вже й кліматологи втомилися пручатися і також вживають цей термін.

 

Тож це поняття лишилося у ЗМІ. Однак коли кажуть про глобальне потепління, то може здатися, що всюди теплішає однаково. Та це не так. Підтверджень того, що клімат змінюється, є безліч: це не лише зміна температур, але і зростання кількості екстремальних явищ. Зокрема потужніших ураганів (категорії 3, 4 і 5), які зароджуються в Атлантиці й спустошують узбережжя Америки. Це результат підвищення температури океану5.

 

Зміни погоди, що відбуваються внаслідок підігрівання планети, тягнуть за собою безліч катаклізмів – як-от урагани – і нищать інфраструктуру та вбивають людей. З іншого боку, є посухи, які руйнують сільське господарство. Все це завдає збитків економіці і робить мільйони людей по всьому світу вразливішими. Адже через зміни клімату також підвищиться неврожайність. За розрахунками Nature (що опираються на дослідження6 Едварда Байєрса, Меттью Ґіддена, Девіда Леклера та інших, а також на звіт7 ООН про вплив підвищення глобальної температури на 1,5 градуса), при зростанні глобальної температури на 2 градуси, середовище проживання 680 мільйонів мешканців планети стане непридатним для життя. Загроза зміни урожайності може торкнутися 362 мільйонів людей. А від дефіциту водних ресурсів постраждає три мільярди і 658 мільйонів жителів Землі. Водночас під дією загрозливих спек опиниться майже шість мільярдів осіб. А у разі, якщо температура підніметься на три градуси, то усі ці показники зростуть. Деякі – у кілька разів. Наприклад, за таких умов загрозу від змін урожайності відчуло б на собі понад один мільярд і 800 мільйонів людей. Цифри подані із урахуванням тієї кількості людей на планеті, яка передбачається на час прогнозованого зростання температури8.

 

Разом із тим, те, що ми називаємо глобальним потеплінням, характеризується також і різкими змінами погоди, і перепадами температур. Не раз доводилося чути у 2019 та 2020 роках, що «погода стрибає». То прохолодно, то перепад на 15 градусів, то змінився різко тиск і таке інше. Не одна людина звернула увагу на те, що у Львові після зливи у 2020 році не ставало холодно і сиро, як зазвичай. Погода була така як, наприклад, у Болгарії: злива випала, а тепло лишилося.

 

Еколог Микола Рябика, який займається питаннями зміни клімату, пише9, що глобальне потепління дестабілізує клімат і робить його непередбачуваним. Однак те, що для мешканців певного регіону є незвичним і незрозумілим, вже спрогнозували науковці завдяки кліматичним моделюванням. Таким чином, збільшення кількості опадів також є наслідком потепління планети. Рекордні снігопади у Північній Америці та Європі, зокрема у Львові, на початку лютого 2021 року також є наслідком глобального підвищення температури. Через підвищення випаровуваності океанів у атмосфері накопичується більше водяної пари. Більша кількість вологи у повітрі і призводить до зростання кількості опадів.

 

Yale Climate Connections – ініціатива Єльського університету – опублікувала статтю10 із заголовком «Глобальне потепління справжнє, то чому на вулиці холодно? …Коли у вашому регіоні відбувається похолодання, не випускайте з уваги цілісну картинку». Авторка Тіффані Мінс пояснює, що, по-перше, холодніші дні, ніж звичайно, можуть траплятися і на тлі більш глобального потепління. Наприклад, у січні 2019 року на північному сході США сталося нетипове похолодання, коли температура опустилася до 5–15 градусів нижче нуля. Водночас на загал січень 2019 у США все одно став на понад 1,6 градуса теплішим за норму. Також у цей час на заході США температури коливалися на рівні 1,6–5 градусів вище за норму, а в Австралії та Азії температури тоді були на чотири градуси вищі за січневу норму. Тобто те, що стається локально або у короткі проміжки часу, не суперечить загальносвітовій тенденції до підвищення середньої температури. Асистент-професорАсистент-професор – академічний ранг, нижчий від професора. Використовується зокрема у системі США. метеорології університету Оклахоми Джейсон Фуртадо зауважив: «Один день падіння індексу Доу-Джонса не означає, що економіка розлетілася на друзки. Один холодний день раптом не означає, що загальна тенденція щодо глобальних змін клімату несподівано розвернулася у протилежному напрямку»11.

 

Так само Союз стурбованих вчених зробив пояснювальний матеріал, у якому зазначається, що Земля швидко нагрівається, але іноді все одно стає холодно. Вони аргументовано стверджують, що глобальне потепління існує, і що тицяння скептиків у холодну погоду є недоречним. Також вони наводять дані про те, що середня температура на планеті у 2020 році була на 0,98 градуса вищою, ніж за період із 1901 по 2000 роки. Крім того, попереднє десятиліття, тобто 2010-ті, було найгарячішим за часи інструментальних спостережень. Автори навіть іронізують: аби зрозуміти те, що холод надворі не суперечить глобальному потеплінню, потрібно розрізняти поняття «погода» і «клімат».

 

Клімат – дуже складна система, і його зміни впливають на багато явищ, які змінюються, і зміни можуть ставати раптовими. Ось приклад: Арктика стає теплішою, зміни там – безпрецедентні за останні принаймні 1450 років. Полярний вихорПолярний вихор – циркуляція в атмосфері у приполярних районах, спричинена різницею нагріву земної поверхні біля полюсів та на помірних широтах. За нормальних умов полярний вихор стримує холодне арктичне повітря у приполярному регіоні. в останні десятиліття також зазнав змін. Через це потік повітря навколо Арктики, який розташований на межі між полярним регіоном з холодним повітрям та помірними широтами із теплим повітрям, змінює свої межі. Це явище більш виражене взимку і призводить до того, що холодна повітряна маса з Арктики доходить туди, де її не мало би бути. Водночас тепліше ніж зазвичай може бути, наприклад, на Алясці, у Північній Канаді чи Північних Європі та Азії12. Відповідно, коли у помірні широти проривається холодне повітря і змішується із тутешньою вологою, стаються різкі похолодання. Причиною порушення полярного вихору є те, що тепло, зокрема із Північної Америки, Європи та Азії, яке є наслідком глобального потепління, приходить у верхні шари атмосфери над Арктикою і може підвищити температуру на 30–50 градусів всього за кілька днів. Тож раптові похолодання – це, найімовірніше, нова норма, спричинена глобальними змінами клімату і підвищенням середньої температури на планеті13.

 

Через глобальні зміни клімату може збільшитися навіть кількість землетрусів. Дослідження14 вулканічної активності у Ґренландії свідчать про те, що коли льодовик відступає, змінюється розподіл тиску на земну кору, що може вплинути на рух магми. Різкі зміни, пов’язані з рухом льодовиків, викликають так звані льодовикові землетруси. Пік таких явищ у Ґренландії припадає на літні місяці, і, ймовірно, ці явища будуть ставати інтенсивнішими через потепління. Антарктичний льодовиковий щит же – це 8,3% суші планети, вкритої льодом, середня товщина якого майже два кілометри. Тож значні зміни у перерозподілі цієї маси також можуть мати вплив.

 

Тож Волтер Альварес прокоментував для Елізабет Колберт, що після доказу катаклізму з астероїдом, можна було думати, що всі вимирання мали схожий механізм. Але «зараз ми бачимо, що масове вимирання може бути спричинене людьми»3.

 

Приблизно з 2030 року Земля ввійде у природну фазу потепління клімату, що триватиме 30 років. Якщо на нього накладеться ще і вплив від потепління через збільшення в атмосфері антропогенних парникових газів, температура зростатиме ще швидше. Разом із зимою теплішатиме і літо. Стане більше днів із температурою понад 30 градусів, а також ночей із температурою понад 20 градусів. Попри те, що з кінця ХХ століття мала би тривати тридцятирічна фаза похолодання, вона так і не «ввімкнулася». А значні коливання клімату в минулому відбувалися за довгі періоди, а не за кілька десятків років4.

ТЕКСТ: Маркіян Прохасько
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Статті
Наука
Біт у мішку

Як виміряти та впорядкувати масиви інформації, які постійно збільшуються? На допомогу приходить математична теорія інформації!

Біологія
Як допомогти котам, що постраждали від війни

Як допомогти котам, що втратили свій дім внаслідок воєнних дій, адаптуватися до притулку або нової домівки та як війна впливає на їхню поведінку?

Суспільство
Ігри на справедливість. Уривок з книжки «Поведінкова економіка» Річарда Талера

Чому люди часто обирають співпрацювати, а не діяти егоїстично, навіть якщо це вигідно? Пояснює економіст Річард Талер.

Промо
Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 2: Кібервійна

Як росія веде війну з Україною у кіберпросторі?

Технології
Що упало, те пропало: чому не варто чіпати збиту авіацію ворога

Які загрози приховує розбита авіація та як убезпечити себе та інших від небезпек? З'ясовуємо з авіаекспертом і хіміком.

Біологія
Гриби зі смаком лобстера. Які їстівні дикороси можна знайти в Україні

Де шукати дикі їстівні рослини й гриби та як їх готувати? Розповідає ботанік Олексій Коваленко.