ВОДА І СУША. СХВАТКА ДВОХ СТИХІЙ
Черговий підйом рівня Світового океану вже почався. Передбачається, що протягом століть він зросте на один метр. Чекати катастрофи або спробувати попередити її?
ТЕПЛО, ХОЛОДНО, ТЕПЛО.
Вік нашої планети наука визначає в 4,6 мільярда років. Найдавнішим із знайдених вченими каменів - вже утворився мінералів - близько 4-х мільярдів років. Перша льодовикова ера на Землі наступила близько 2,5 мільярда років тому. Потім були друга, третя, четверта. Кожна з них тривала від декількох десятків до 200 мільйонів років. Ледниковья чергувалися з не менш тривалими смугами теплого клімату. Льодовикова ера складалася з декількох періодів довжиною в мільйони років, періоди, в свою чергу, дробилися на льодовикові епохи. Остання з них тривала близько 100 тисяч років і закінчилася 25 тисяч років тому.
Середня температура на Землі за часів льодовикового була на 6-7 ° С нижче, ніж в теплі періоди. Велика частина материків (в полярних, приполярних і помірних широтах) покривалася товстим крижаним панциром, виникали великі зони вічній грунтів. І кожен раз все це супроводжувалося вельми істотним зниженням рівня Світового океану. Іноді він знижувався на 100-125 метрів. На освіту гігантських крижаних панцирів, що покривали материки і мілководні моря, воду давали океани, їх випаровування.
Коли ледниковья змінювалися на періоди межледниковий, підвищувалася температура повітря, зледеніння майже повністю або частково тануть, зони лісів, спочатку хвойних, потім листяних, просувалися далеко на північ.
Нерідко клімат межледниковий був істотно тепліше, ніж нинішній. Наприклад, в Європі на широті Вологди росли широколисті дерева, тепер в цих місцях - переважно хвойні ліси. В Англії широко процвітало виноградарство, а нині там уціліли лише деякі сорти виноградника. Близько 40 мільйонів років тому клімат Антарктиди (хоча вона так само, як і тепер, перебувала в районі Південного полюса) був помірним, п'ятий континент покривали ліси.
У всі періоди глобальних потеплінь рівень Світового океану незмінно підвищувався.
За останні 2,5 мільярда років життя нашої планети загальна тривалість Льодовиковий (разом з початковими фазами і часом поступової деградації льодовиків) займає майже стільки ж часу, скільки і тепле, безлёдное.
Причина виникнення і змін оледенений Землі до сих пір не розгадана. Чи то це будь-які зовнішні явища космічного порядку, то чи внутрішні, планетні. Багато вчених схиляються до того, що правильніше причини змін клімату і оледенений шукати в процесах, що відбуваються на самій Землі.
Ми живемо в міжльодовиковий період. І зараз, як це вже визнають більшість фахівців, йде потепління атмосфери. За останнє століття середня приземному температура повітря підвищилася на 0,55 ° С, а рівень океану піднявся (максимальна оцінка) на 20 сантиметрів. Очікується, що в наступаючому столітті середня приземному температура підвищиться на 1,5-4,5 ° С. Цей приріст відносять за рахунок парникового ефекту, викликаного антропогенними забрудненнями.
Розрахунки зміни клімату на найближчі сто років не дають чіткої відповіді - на скільки при цьому підніметься рівень Світового океану. Його підйом пов'язаний з багатьма причинами. І одна з найбільш істотних - як інтенсивно будуть танути льоди Антарктиди, поставляючи воду в океан. А думки найрізноманітніші. Є, наприклад, таке: крижаний щит Антарктиди при глобальному зростанні температур буде не танути, а рости. Прихильники цієї гіпотези припускають, що температура атмосфери над п'ятим континентом, яка зберігає навіть в літні місяці від'ємне значення, буде так сильно охолоджувати насичений водяними парами повітря, що над материком почнуться нескінченні снігопади. І тоді виявиться, що Антарктида сприяє не приросту рівня океану, а його зниження. Але, швидше за все, це буде компенсовано притоком води від танення інших льодовиків. На діаграмах А і Б показані дві групи факторів, що визначають поповнення водної оболонки планети.
Судячи з наведених на стор. 46 діаграм, підйом рівня Світового океану в найближчі сто років очікується на 10-20 сантиметрів, а може, і на 4 метри. Більшість вчених схиляються до того, що приріст рівня води в Світовому океані до 2025 року складе 25 сантиметрів, до 2050-го - 50 сантиметрів, а до кінця століття - 1 метр.
Всі ці розрахунки ускладнюються ще й тим, що частина материків, наприклад Північна Німеччина, опускається, а інші, як Скандинавія, - неухильно і досить швидко "спливають".
Карта народонаселення планети говорить, що 40 відсотків людства живе поблизу від берегів Світового океану і морів. Навіть середня цифра підйому води до 2050 року - 48 сантиметрів - означає, що число людей, що живуть в збільшеному районі дії океану до середини XXI століття значно збільшиться.
Суша буде спадати не тільки в низинних місцях. Високі береги теж відступлять під натиском океану. Який же механізм тут діє?
Спочатку познайомимося з тим, як живе берег при незмінному рівні моря. Взимку море частіше штормить, на сушу накочуються великі сильні хвилі. Усюди, куди проникають хвилі, навіть бризки, відбувається розмивання берегової породи. При відкат вода забирає з собою в море подрібнений прибоєм матеріал: пісок, дрібну гальку. Забирає недалеко, приблизно туди, де починають рости хвилі прибою. З приходом літа змінюється напрямок вітрів, море стає спокійніше, і воно викидає пісок з-під води знову на пляж.
Але ось рівень води в морі піднявся. Удари хвиль припадають тепер уже на більш високу лінію берега. Він стане сильніше розмиватися, зросте кількість піску, увлекаемого відкочується водою в підводну частину. Через те, що рівень води зріс, річний прибій уже не в змозі повернути на пляж весь змитий з нього за зиму пісок. Берег трохи відступить убік суші. Так буде відбуватися з року в рік, поки залишається високий рівень моря. Такий закон в боротьбі океану із сушею.
Комісія по берегових ситуацій (це один з відділів Міжнародного географічного союзу) прийшла до висновку: понад 70 відсотків берегів, раніше нараставших за рахунок матеріалу, принесеного морем, тепер почнуть відступати в глиб суші зі швидкістю 10 сантиметрів на рік, близько 20 відсотків піщано-галькових берегів - зі швидкістю 1 метр в рік.
І це ще не все. Найбільші неприємності принесе не стільки сам підйом рівня океану, скільки пов'язані з ним припливи і шторми. І чим вище буде підніматися температура води і повітря, тим завзятіше стануть бушувати повітряна і водна стихії.
ВІДСТУПАТИ АБО ЗАХИЩАТИСЯ?
Щоб відстояти нинішні берега, протистояти прогнозованого підйому вод в 1 метр, населення земної кулі має побудувати чималу кількість захисних споруд. Підраховано, що вони обійдуться приблизно в 1000 мільярдів доларів. Якщо цього не зробити, то Нідерланди, наприклад, втратять в наступаючому столітті 6 відсотків своєї суші. Через гирла великих річок солоні води океану проникнуть далеко в глиб материків, чому постраждає насамперед сільське господарство. У важкому становищі опиниться Бангладеш. Ця плоска країна при підйомі рівня води на 1 метр втратить 25000 квадратних кілометрів своєї родючої землі. У густонаселеній і бідній країні в трагічному становищі опиняться мільйони людей. У них немає грошей, щоб звести захисні дамби. Уже зараз в прибережних районах, які страждають від штормових нагонов води з Бенгальської затоки, селяни насипають пагорби, на яких намагаються врятуватися самі і врятувати свою худобу.
Надзвичайно похмурі перспективи у острівних держав. Землі багатьох з них підносяться над водою всього на якісь метри. Наприклад, ниці коралові Маршаллові острови в Тихому океані будуть затоплені на 4/5 своєї площі, а інші острови і зовсім зникнуть.
Піднімається і все теплішає південне море загрожує загибеллю коралових рифів. Корали не можуть розвиватися ні на великих глибинах, ні при температурі вище 37 ° С. А в нинішніх південних водах вже зараз тепліше. Загинуть коралові рифи, що оточують острови, - відкриється шлях потужним океанських хвилях до берегів островів. Жителі Мальдівських островів вже зараз відчайдушно борються, намагаючись захистити свої корали. Навіть прийнятий закон, що забороняє туристам виламувати їх.
Фахівцям ясно, що більше 20 густонаселених прибережних районів планети найближчим часом потребуватимуть потужних гідротехнічних спорудах, які якщо і не усунуть прийдешні катастрофи, то все ж значно зменшать збитки, яких принесе зростаючий рівень вод океану.
Про те, як багато значать подібні захисні споруди, можна судити на прикладі Нідерландів. За допомогою складної техніки і щедрих фінансових вливань країна вже давно відвоювала у моря неабиякий шматок дна, перетворивши його в родючу землю. Але в 1953 році під час сильного шторму води Атлантичного океану прорвалися через старі греблі і ринули в глиб країни. Збиток був нанесений величезний. Загинули 1800 чоловік.
На жаль, нерідко буває і інакше: будівельна діяльність людини приносить не успіх, а величезної шкоди, якщо без глибоких знань люди втручаються в налагоджені природні процеси. І прикладів цьому, на жаль, - чимало.
Кам'яний, або, як кажуть фахівці, уламковий, матеріал - основа міцних берегових систем. Надходить він з гирла річок, переважно гірських, які разом з водою женуть до моря тисячі тонн каменів. У верхів'ях камені великі, але потім, на підході до гирла, вони подрібнюються в гальку. Головний напрямок вітрів на узбережжі визначає напрямок ударів хвиль і, отже, руху галькові-піщаної маси. Так було завжди. Але лише до тих пір, поки на річках, що впадають в озера, моря і океани, не почали ставити греблі і гідроелектростанції. Вони перекрили надходження кам'яного матеріалу з русла річок в великі водойми. В результаті замість галькових і піщаних пляжів - голі скелі. Висунуті в море інженерні споруди (дамби, хвилерізи, порти) теж ускладнюють рух піщано-галькового матеріалу уздовж берегів. Наприклад, споруджений на Чорному морі порт в Поті став перешкодою кам'яного потоку, що рухається на південний схід. Через короткий час за портом, на південь від нього, виявилася розмитою смуга суші шириною 900 метрів. Інший приклад. Коли була побудована Асуанська гребля, мул не став доходити до дельти Нілу. Береги там почали розмиватися і відступати зі швидкістю до 40 метрів на рік.
Як поведеться ОКЕАН, скувало льодом?
Протяжність морської берегової лінії Росії приблизно 60 тисяч кілометрів. Дванадцять морів, що омивають наші береги, знаходяться в самих різних фізико-географічних умовах. І очікувані зміни їх берегових зон теж будуть зовсім не однаковими.
Ми торкнемося лише наших арктичних морів. Їх узбережжі становить 2/3 всіх морських кордонів Росії, а специфічні особливості вимагають і особливо серйозного вивчення, і постійного спостереження, напевно, більше, ніж де-небудь на інших морях.
На заході наше арктичне узбережжя починається від Кольського півострова. Тут берега носять фіордових характер - гірське узбережжі, порізане глибокими ущелинами. Підйом рівня океану на цих скелястих берегах навряд чи може мати будь-які катастрофічні наслідки. Такі ж фіордових скелі захистять сушу на багатьох відрізках узбережжя Нової Землі і Землі Франца-Йосипа. Чи встоїть, ймовірно, і півострів Таймир: його берега теж складені досить твердими породами. А ось доля узбереж морів Карського, Лаптєвих, Східно-Сибірського викликає серйозні побоювання.
Підводний берегової схил Льодовитого океану характерний малими ухилами, але там панують досить сильні вітри, що зароджуються на північному заході Атлантичного океану. Тому, незважаючи на низький, пологий берег, висота вітрових нагонов води на цих берегах становить 2,5-3 метра. Ці хвилі вигладжують берегової рельєф, і ширина пляжів там досягає 25 кілометрів. Такі умови, як ми вже говорили, пом'якшують атаки наступаючого моря. І все ж в даний час швидкість розмиву корінних ділянок узбережжя в цих місцях досягає 20-40 сантиметрів на рік, а якщо на узбережжі багато льодів і морських відкладень, то море вже настає зі швидкістю 2-4 метри на рік. Береги моря Лаптєвих відсуваються вглиб континенту ще швидше - 4-6 метрів в рік. Цифри взяті з зведень спостережень, проведених нашими дослідниками за останні роки в Арктиці.
Про те, що чекає ці берега в майбутньому, поки будуються лише прогнози. І вони невтішні. Узбережжя морів Карського, Лаптєвих, Східно-Сибірського і Чукотського - приморські рівнини, складені сильнольодистих піщано-суглинними породами. Вони схильні до сезонному промерзанню і протаивания. І є приклади виключно швидкого настання морських вод на полярні берега такого типу. Наприклад, море Лаптєвих на деяких ділянках просувається на південь зі швидкістю 10-12 і навіть 40 метрів в рік.
Потепління клімату позначиться на стані багаторічної мерзлоти, що грає в грунтах роль міцного каркаса. Береги, звернені на південь, розмиваються вже в наші дні зі швидкістю 40-50 метрів на рік.
Вся гострота проблеми, пов'язаної з підвищенням рівня океану, була оцінена порівняно недавно, коли стало очевидним, що різкі зміни в земному кліматі дійсно відбуваються. Але не можна сказати, що природа захопила науку зненацька. Взаємодія води та суші біля берегів різного типу вже багато років вивчають і західні, і російські фахівці. Радянські, російські вчені зробили багато в цій галузі. Світову популярність здобула школа дослідників берегової зони морів, творцем якої був нині покійний академік В. П. Зенкович (див. "Наука і життя" № 8, 1966 р .; № 7, 1968 р .; №№ 3 і 12, 1970 р .). Їм були закладені основи вчення про розвиток морських берегів. Їм же розроблена класифікація берегів океану для "Морського атласу" (1953 р). Академік В. В. Шулейкин багато років присвятив своєму основному праці з теорії взаємодії Світового океану, атмосфери і материків (див. "Наука і життя" № 8, 1972 г.). Тепер ці напрямки в океанології продовжують їхні учні.
Істинний подарунок дослідникам берегових процесів недавно піднесла сама природа. Об'єктом досліджень стало Каспійське море.
Складні геотектонічні процеси в період 1928-1977 років сприяли значному зниженню рівня моря. Його поверхня за ці роки впала на 3 метри. Спочатку багато хто вирішив, що все пов'язано з Волгою: через водосховищ, споруджених на ній, в Каспій стало надходити менше води. Але на початку 80-х років, хоча водосховища при ГЕС ніяк були вдосконалені, рівень води в Каспії почав підніматися і досить помітно: по 12-15 сантиметрів на рік. За 20 років підйом склав 2 метри. Справа виглядала так, ніби природа спеціально вирішила допомогти вченим розібратися в берегових процесах, пов'язаних з підйомом рівня моря. Звичайно, не всі типи узбереж представлені в цій природній моделі, але спасибі природі і за ці уроки. Вона нам піднесла абетку, а, так би мовити, азбука - до мудрості сходинка.
Зенкович В. П. Дельта Нілу потребує захисту. - № 12, 1970.
Як лікувати пляж Піцунди? - № 3, 1970.
На кораловому рифі. - № 8, 1966.
На рубежі землі і моря. - № 5, 1963.
Перемогти море можна. - № 7, 1968.
Шулейкин В. В. Вітрова хвиля в океані і в лабораторії. - № 8, 1972.