Антарктида через 50 лет

Алексей Екайкин
«Троицкий вариант — Наука» № 9(303), 5 мая 2020 года

Бельгийская станция Princess Elisabeth Antarctica — первая в мире антарктическая станция с нулевым загрязнением окружающей среды. Фото: International Polar Foundation — René Robert

Алексей Екайкин, гляциолог, полярник, ведущий научный сотрудник лаборатории изменений климата и окружающей среды Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), продолжает серию научных прогнозов, начатых в «ТрВ» № 300 и 301. Его «машина времени» переместилась на полвека вперед и увидела будущее шестого континента и всей антарктической науки.

Начнем, пожалуй, с того, что заглянуть на 50 лет вперед — дело не то что трудное, а, скорее, принципиально невозможное. По одной простой причине: через определенное время накапливаются случайности — и цепочка причинно-следственных связей разрывается, дальнейший прогноз становится теоретически невозможен.

Алексей Екайкин

Характерный пример — прогноз погоды. Можно уверенно предсказать погоду на трое суток, потом сбываемость резко снижается, на неделю вперед можно прогнозировать лишь с очень большой погрешностью, а дальше будущее скрывается «за горизонтом событий».

Впрочем, многие природные процессы обладают временным масштабом в десятки или даже сотни, тысячи лет. Иначе как бы мы могли прогнозировать изменения климата Земли до конца XXI века! Или узнать, что Солнце через каких-то несколько миллиардов лет превратится в красного гиганта...

Горизонт планирования социальных процессов гораздо уже — едва ли пара десятков лет, — а ведь от них в основном и зависит, что будет происходить с наукой в будущем.

А есть еще теория, согласно которой ход истории определяется последовательностью редких случайных событий («черных лебедей») — таких, как, например, пандемия коронавируса в 2020 году, — и потому в принципе непредсказуем.

Поэтому прогноз на 50 лет — это скорее не прогноз, а фантазии и мечтания. Вот и давайте пофантазируем, что будет представлять собой Антарктида в это время.

Пятьдесят лет — для меня знаковая цифра, потому что полвека назад, в январе 1970 года, сотрудники Арктического и антарктического НИИ и Ленинградского горного института начали проект глубокого бурения льда на станции «Восток», которому было суждено стать одной из самых ярких страниц в истории изучения этого континента [1]. Могли ли они тогда представить, что добуриться до дна ледника удастся лишь через 42 года, в феврале 2012-го!

Что же будет с самой Антарктидой, с антарктической наукой и с ролью России в этих процессах через полвека?

Прежде всего, я надеюсь, что через 50 лет Антарктида по-прежнему останется ничейной территорией, каковой она является сейчас, что Договор об Антарктике будет в силе, что на ней по-прежнему будут запрещены добыча полезных ископаемых, оружие и атомная энергия.

Антарктида, вероятно, будет гораздо более доступной для посещения туристами, и можно будет слетать туда на выходные «поглазеть на пингвинов» — неизбежно выросший поток туристов, я надеюсь, не уничтожит хрупкую экосистему ледяного континента.

Визуализация нового зимовочного комплекса станции «Восток». Рисунок предоставлен ААНИИ

Будущее самой Антарктиды как крупнейшего на планете массива льда на данный момент весьма неопределенно. Еще лет тридцать назад мы считали, что антарктический ледяной щит — оплот стабильности на нашей планете. Уж что-что, а Антарктида с ее гигантским запасом холода будет противостоять любым глобальным переменам. Но не тут-то было.

Последние 20–30 лет Антарктида начала активно терять массу, и этот тренд, видимо, надолго [2]. Через 50 лет уже будет ясно, по какой траектории пошел климат Земли — по «синей» (тотальное снижение выбросов, глобальное потепление в пределах 1,5°С к концу века) или по «красной» (все идет как шло, потепление > 2°C) [3]. Если по синей — Антарктида через 50 лет будет примерно такой же, как сейчас; если по красной — через полвека отдельные части ледника встанут на путь необратимого распада, в конце которого сильный подъем уровня Мирового океана и плохо предсказуемые последствия для всей планеты... [4]

Каким будет уровень развития антарктической науки через 50 лет, сказать сложно, но, по крайней мере, приблизительно понятно, по каким путям она будет развиваться в ближайшие десятилетия. Эта дорожная карта была составлена в апреле 2014 года на одной из сессий Научного комитета по исследованию Антарктики (SCAR).

После многодневных дискуссий, споров и голосований десятки ученых из многих стран мира определили шесть основных направлений научных исследований [5]:

1. Лучше понять влияние процессов в атмосфере Антарктики и в Южном океане на нашу планету. Как климат полюсов влияет на климат низких широт и муссонную циркуляцию; как восстановление озонового слоя и растущая концентрация парниковых газов повлияют на эти взаимодействия в будущем; как изменится способность Южного океана поглощать тепло и углекислый газ; что будет происходить с морским льдом и какой обратный эффект это окажет на климат — обо всем этом пока еще известно недостаточно;
2. Понять, как, где и почему антарктический ледяной щит теряет массу. Какие процессы в атмосфере и океане привели к тому, что в некоторых частях Антарктиды резко ускорилось движение ледников; какова роль глобального потепления в этих процессах; каковы пороговые значения температуры и содержания СО₂, при которых начнется необратимый распад ледников; что происходит на ложе ледника — вот основные вопросы;
3. Изучить геологическую историю Антарктиды. Каково геологическое строение земной коры и верхней мантии в центральной части Антарктиды, покрытой льдом; как выглядела Антарктида в теплые эпохи сотни тысяч и миллионы лет назад, сколько льда она могла содержать; поможет ли это знание понять, что будет с Антарктидой, если нынешнее потепление продолжится, — чтобы ответить на эти вопросы, нужно собрать больше образцов льда, коренных и осадочных пород из разных частей материка;
4. Узнать, как развивалась и сохранялась жизнь в Антарктиде. Каково разнообразие жизни в Антарктике; каковы пределы и механизмы адаптации организмов; как разные виды выживали во время прошлых климатических изменений; каковы пороговые значения условий окружающей среды, после которых происходят необратимые изменения в экосистемах; какие виды наиболее уязвимы при современных глобальных изменениях;
5. Использовать уникальные особенности Антарктиды для изучения космоса. Сухая, холодная и тонкая атмосфера Антарктиды — идеальное место для наблюдений за ближним и дальним космосом. Подледниковые озера — прекрасный полигон для тестирования будущих космических миссий к подледным океанам малых планет Солнечной системы. Расположенные вблизи магнитного полюса станции отлично подходят для изучения (и прогнозирования?) солнечных вспышек и их влияния на связь и электронику;
6. Распознать и смягчить влияние человека на природу Антарктики. Насколько эффективна современная система управления Антарктикой; как социальные процессы в будущем повлияют на изменение количества туристов; какие чужеродные организмы заносит человек и как они выживают в антарктических экосистемах; какие меры нужно принять, чтобы защитить и сохранить природные экосистемы континента.

Решение этих вопросов потребует мощной международной кооперации, развития технологий и солидных денежных вливаний, нового поколения моделей (объединяющих атмосферу, океан, ледник, биосферу и земную кору) и вычислительной техники.

Ну а как будут складываться дела у России в Антарктике? Успехи нашей страны в Антарктиде будут определяться траекториями экономического и социального развития, которые на данный момент — увы! — мне кажутся достаточно туманными.

Но будем оптимистами и представим, что траектории эти будут благоприятными для нас: как в этом случае может выглядеть присутствие России в Антарктике через полвека?

Прежде всего, расширится список научных станций. Сейчас, напомню, их пять: Мирный, Прогресс, Новолазаревская, Беллинсгаузен и Восток, — а через полвека добавится еще парочка: одна в Западной Антарктиде и одна в центральной части материка — в районе так называемого ледораздела Б [6]. Трудно сейчас представить техническое оснащение полярных станций через 50 лет, но, во всяком случае, все они будут экологически чистыми и углеродно-нейтральными.

Кардинально расширится список выполняемых на этих станциях научных программ. Сейчас вклад России в изучение Антарктики непропорционально мал (если соотнести количество публикуемых российскими учеными научных статей с количеством станций и полярников) — этот дисбаланс должен быть исправлен.

К 2070 году будут завершены несколько грандиозных научных проектов, о которых сейчас мы можем лишь мечтать. В частности, будет пробурена новая глубокая скважина в районе ледораздела Б, и полученный ледяной керн расскажет нам о климате планеты за последние два миллиона лет. Интерпретация этих данных поможет лучше понять, как будет выглядеть Земля в конце XXI века, если нынешнее потепление продолжится.

Также будет завершен длящийся уже много лет проект изучения озера Восток [7]. В настоящее время он находится в полузамороженном состоянии: мы уперлись в отсутствие как необходимых технологий, так и финансирования. Изучение этого подледникового озера — один из крупнейших научных и технических вызовов современности.

Бурение четырех километров льда к озеру, чистый отбор проб воды из него, исследование осадочных пород — по техническим усилиям и финансовым затратам эта задача сопоставима с космической миссией на Марс. В данный момент такой проект России не под силу, но я верю, что через полвека задача будет решена.

Через пять десятилетий изменится вся инфраструктура и логистика Российской антарктической экспедиции, ее транспортные возможности. Вероятно, у России будет собственный самолет, способный садиться в любой точке материка и при любых климатических условиях. За счет этого центрально-антарктические станции перестанут быть полностью изолированными от остального мира в зимнее время и полярники получат возможность в любой момент уезжать в отпуск и возвращаться обратно.

Добавятся новые средства передвижения и перемещения грузов. Будут ли это суда на воздушной подушке, или дирижабли, или что-то совершенно новое, ныне неведомое, — как знать.

Прогноз, сделанный мореплавателем Куком без малого два с половиной века назад и вынесенный в эпиграф, не оправдался. Скорее всего, и наши представления об отдаленном будущем во многом не оправдаются. В этом случае я предлагаю делать оптимистичные прогнозы! Во-первых, мы ничего не теряем, поскольку прогнозы пессимистичные будут в такой же мере далеки от реальности. Во-вторых, для многих процессов — в первую очередь социальных — известен феномен самосбывающихся прогнозов.

Давайте думать о будущем лучше — и, возможно, оно не обманет наших ожиданий!

Литература
1. А. Екайкин. Полвека в глубине Антарктиды // Вокруг Света, 15.12.2007.
2. Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate // IPCC.
3. Сравнить разные сценарии можно тут (рис. 1).
4. Polar regions // IPCC.
5. Mahlon C. Kennicutt II. Six priorities for Antarctic science // Nature. 2014, v. 512, p. 23–25.
6. Пост в фейсубке ААНИИ, 31.01.2020.
7. Ю. Смирнова. Последние известия из озера Восток // Наука и жизнь, 4.03.2013.