Пыль. История современного мира в триллионе пылинок - Джей Оуэнс

Метеоролог из Университета Рединга Клэр Райдер отмечает, что не только пыль влияет на систему Земли, но и наоборот. Это тоже своего рода петля обратной связи. «Пыль создается погодой, ветрами и поверхностной влажностью, то есть зависит от климата. Но она же оказывает влияние на климат». Меняется он – меняется и мировая пыль.

Еще один аспект этой взаимосвязи – человеческий фактор. По мере изменения климата и засухи люди меняют способы использования земли, и у этих действий могут быть последствия в виде образования пыли. Один из страшных примеров – Пыльный котел 1930-х годов. Тогда снижение уровня осадков и экономическая депрессия объединились и вынудили фермеров использовать для производства больше маргинальных земель. Из-за этого выбросы пыли увеличились, а засуха превратилась в десятилетнюю катастрофу.

Другой пример можно найти в Ираке 1990-х годов. Саддам Хуссейн приказал осушить большие территории Месопотамских болот, чтобы наказать местных «озерных арабов» за антиправительственные восстания. К 2002 году площадь болот уменьшилась с 9 тыс. квадратных километров до всего лишь 760, а количество песчаных бурь возросло десятикратно [593]. Одно исследование показало, что на пике летний ветер шамаль переносил за сутки около 2,5 млн тонн пыли – это «величина того же порядка, что и данные, полученные в результате моделирования на территории ниже по течению от впадины Боделе в Чаде, известной как крупнейший источник пыли в мире»[594]. Такое огромное количество пыли – следствие человеческих решений. Легко списать все на стихийные бедствия, но нет: ключевой посыл этой книги в том, что пыль очень тесно связана с политикой. Восстановит кто-то болота в Ираке или нет, тоже зависит от политического решения.

Вместе с ростом осведомленности о роли пыли в изменении климата и ее влиянии на здоровье человека должно возрастать желание решать проблемы пыльных «горячих точек» мира и участвовать в мероприятиях по восстановлению окружающей среды. Как я уже упоминала, 75 % минеральной пыли в мире – естественного происхождения. Ветра и пустыни делают свое дело с незапамятных времен. Но оставшиеся 25 % – вовсе не мало: от 250 млн до 1 млрд тонн в год. Еще добавляем к этому около 8 млн тонн черного углерода от сжигания ископаемого топлива, а также биотоплива и биомассы при расчистке земель. Эти частицы, может, и легче по массе, но вот последствия от них тяжелые. Из-за повышенной нагревательной способности они – вторые по опасности выбросы в результате деятельности человека после углекислого газа[595]. Мы уже занимаемся геоинженерией нашей планеты. Теперь наш долг – осознать ответственность и действовать намного осторожнее.

* * *

Если Земля – целостная система, то, возможно, получится отразить динамику целой планеты в одной вычислительной модели.

В 1956 году метеоролог Норман Филлипс из Принстонского университета создал первую «общую модель циркуляции» атмосферы Земли на компьютере всего с пятью килобайтами памяти (на диске было еще 10 Кб). В конце 1960-х годов в модель добавили океанические процессы (этим занималась Лаборатория геофизической гидродинамики Национальной океанической и атмосферной службы США), в конце 1980-х годов – облака, а в 1996 году – разные виды почвы и растительности[596].

«Пыль – один из недостающих фрагментов мозаики при моделировании климата», – говорит географ засушливых земель Дэвид Томас[597]. В 2007 году в Четвертом оценочном цикле МГЭИК сообщала, что антропогенные аэрозоли (имелись в виду сульфат, органический углерод, черный углерод, нитрат и пыль) «остаются главной неопределенностью» при моделировании того, насколько сильно планета нагревается или охлаждается[598]. Когда Томас и его коллеги из Оксфордского университета в 2010 году выдвинули свой исследовательский проект, не существовало данных о наблюдаемых источниках пыли, которые соответствовали бы масштабу «сетчатых ячеек», используемых для расчетов моделирования климата. Но, как написали они, численные модели – это «единственные инструменты для прогнозирования будущей погоды и климата, которыми мы обладаем», а потому в них необходимо включать пыль, чтобы избежать серьезных ошибок[599].

В то же время пыль – странная и удивительно разнообразная. Нагревает она планету или охлаждает, зависит от множества факторов. Размер имеет значение: так называемые гигантские частицы размером свыше 20 мкм (для пыли это много) нагревают планету сильнее, отмечает метеоролог Клэр Райдер из Университета Рединга[600]. Форма тоже важна: у сферических и несферических частиц могут быть разные отражательные свойства.

Очень важно и расположение – причем настолько, что «все наши предположения о влиянии пыли на атмосферу могут оказаться неверными», говорил в 2020 году климатолог Вассилис Амиридис[601]. В труде его команды выдвигается следующее предположение: если пылинки будут поляризованы (то есть выстроены параллельно, почти что как планки жалюзи), а не направлены в разные стороны, то через зазоры, возможно, будет проникать на 10–20 % больше радиации. У пыли из разных мест могут быть разные последствия. Например, пыль, попадающую в муссонную систему, может сразу прибить дождем, тогда как пыль над пустыней способна оставаться в воздухе гораздо дольше. Так, одно исследование показало, что охлаждающий эффект аэрозольных выбросов из Западной Европы в 14 раз сильнее, чем из Индии[602]. А согласно другому недавнему исследованию, проведенному в Западной Африке, пыль оказывает согревающее воздействие в атмосфере и на ее верхней границе, но при этом охлаждающее – на поверхности Земли[603].

Это самая настоящая математическая сложность. Пыль – масштабная замысловатая система с множеством движущихся частей, поведение которой трудно моделировать из-за количества взаимодействий и петель обратной связи между ней и окружающей средой. Пыль нелинейна. У пыли могут проявляться неожиданные эмерджентные свойства. Таким образом, пыль чрезвычайно сложно описывать как отдельную часть вычислительной модели всей планеты.

К счастью, климатические отчеты МГЭИК созданы на основе многих климатических моделей, а не одной. В рамках каждого цикла группы по климатическому моделированию по всему миру сравнивают свои модели с согласованным набором будущих сценариев выбросов, известных как «Общие социально-экономические пути». Результаты собираются и усредняются. При составлении Седьмого оценочного доклада в 2022 году 53 группы применили около сотни климатических моделей к восьми сценариям – от немедленного сокращения выбросов углерода до безудержного использования ископаемого топлива.

Тем не менее даже модели нового поколения предлагают совершенно разные выводы о том, что делает пыль. В 2021 году Алсид Чжао из Университета Рединга рассмотрел 16 таких моделей и сравнил их со спутниковыми данными и вычислениями [604]. Обнаружился ряд довольно фундаментальных расхождений. Например, смоделированные глобальные выбросы пыли варьировались от 1,4 до 7,6 млрд тонн в год, хотя последние вычисления показывали 5 млрд. Откуда берется эта пыль, тоже нельзя сказать точно: согласно моделям, источником пыли