История климата с 1000 года: читать начало книги онлайн

Это крупное колебание в ходе осадков, охватившее два столетия, по своей длительности и интенсивности было самым выдающимся из всех зарегистрированных соснами и пихтами на севере Америки за последнее тысячелетие. За ним, намного уступая ему и тем не менее занимая второе место в ряду колебаний, следует длительная засуха конца XVI в. «Последние двадцать пять или тридцать лет XVI столетия на юго-западе, — пишет Шульман,— в целом характеризовались жестоким дефицитом как в приросте деревьев, так и в количестве осадков и расходе рек, дефицитом, значительно более резко выраженным, чем во время знаменитых засух 1900 и 1934 гг. Данные, полученные при изучении очень старых деревьев, показывают, что это действительно была самая жестокая засуха из всех когда-либо известных после длившейся почти столетие засухи 1200-х гг.». Шульман отмечает к тому же важные местные особенности этой засухи. Она была очень сильной в Калифорнии (с 1571 по 1597 г. дефицит осадков, зафиксированный замедлением прироста деревьев, был почти в два раза больше, чем за любой другой аналогичный промежуток в периоде с 1450 по 1950 г.), очень интенсивной в Колорадо (между 1573 и 1593 гг.) и слабее на севере — в Орегоне (в отдельные периоды между 1565 и 1599 гг. отмечен только незначительный дефицит прироста деревьев).

Такая географическая дифференциация важна не только сама по себе, но имеет, кроме того, и более общее значение: она свидетельствует о том, что совершенно бесполезно распространять выводы, справедливые для засушливых зон, на умеренно влажные области. То, что годится для Лос-Анджелеса, непригодно для Портленда; то, что в Европе могло бы быть приемлемым для Средиземноморья, не обязательно применять к странам на побережье Северного моря и тем более к прибалтийским.

Как бы то ни было, но длительная и суровая засуха в конце XVI в. привела к серьезным последствиям на юго-западе современных Соединенных Штатов. Как говорит Шульман, она была здесь значительно более интенсивной, чем самые суровые засухи XX столетия, то есть засухи 1900 и 1934 гг. А эти две засухи были страшными, если судить по двум романам Джона Стейнбека: «Неведомому Богу» и «Гроздья гнева».

Нет сомнений, что сильная засуха конца XVI в. оказалась еще более губительной для отсталого и раздробленного хозяйства индейцев Аризоны, Колорадо, Нью-Мексики. Во всяком случае, именно период 1560—1570 гг. выбрали индейцы племени chichimèques для массовой миграции к серебряным рудникам, открытым испанцами на севере Мексики [299]. Взаимосвязаны ли отталкивающее действие слишком сухого климата и притягательная сила развивающихся горных разработок?

Всем работам о режиме осадков в засушливых зонах можно найти аналогию в виде работ о режиме температуры в арктических районах. В этой исключительно холодной зоне толщина годичных колец пропорциональна сумме тепла, полученного за время роста дерева. Гиддингс [148] смог восстановить историю климата в арктической области за пять столетий, используя для этой цели данные, полученные по группам деревьев, расположенным вблизи дельты реки Маккензи (севернее полярного круга, у границы Канады с Аляской). И тут также основной вывод, который можно сделать, — это большая устойчивость полученной кривой. На протяжении столетий она колеблется около одной и той же средней и лишь слегка повышается с 1850 г.[15] [148].

Что же касается десятилетних и даже междесятилетних колебаний температуры, то они легко прослеживаются на этом графике. Наиболее примечательна серия жарких летних сезонов между 1628 и 1650 гг. Нет никакого сомнения, что в Европе, особенно в северных и горных районах, колебания такого же типа, хотя и не совпадающие во времени с флуктуациями на Аляске, не могли не привести к отрицательным или к положительным последствиям в зависимости от того, в каком направлении эти колебания осуществлялись. И в этом направлении предстоит работа для исследования нашего континента.

Одним словом, дендроклиматологические исследования представляют двоякий интерес: методологический и в некоторой степени исторический. В отношении методологии эти работы позволяют получить точную хронологию, строго погодичные и непрерывные кривые, дают возможность пользоваться локальными и региональными средними и сопоставлять их между собой, в них используются данные для тех древесных пород и тех зон, которые особо чувствительны к тому или иному климатическому фактору. Все это объясняет чувство неловкости, которое мы испытываем, перечитывая затем те работы по истории климата, в которых за основу взяты отрывочные, разбросанные, несвязные, а иногда и малозначительные явления.

Но дендроклиматические работы в определенной степени представляют также и непосредственно исторический интерес: разумеется, ничто не позволяет переносить выводы, полученные на основе изучения метеорологических условий в Америке, на сходные условия в Европе. Шульман энергично восставал против попыток шведа Э. де Йеера применить так называемую телесвязь. Йеер хотел датировать балки в скандинавской крепости, сопоставляя ряды характерных годичных колец со шкалой, полученной... по калифорнийским секвойям. Попытка, явно обреченная на неудачу! Нельзя переносить выводы метеорологии, сделанные для одной страны, на другую, если их разделяет целый материк или океан. Американские деревья не могут пролить свет на то, что мы должны раскрыть по европейским деревьям. Тем не менее они могут помочь сделать предположения, создать полезные гипотезы о некоторых аспектах истории климата нашего континента. Так, например, отсутствие или незначительность вековых колебаний в приросте деревьев в Соединенных Штатах и в Канаде между 1450 и 1850 гг. заставляет сомневаться, разумеется, не в существовании эпохи «малого оледенения» (это почти достоверный факт), а в степени влияния этого события на жизненные условия. Если бы в Европе биологические показатели в современную эпоху были столь же нечувствительными к вековым колебаниям климата, как и в Америке, то следовало бы допустить, что малое оледенение было длительным, но слабым, не оказавшим хоть сколько-нибудь измеримого влияния на жизнь людей.

Различные предпосылки, рабочие гипотезы — вот, что дают нам американские деревья для изучения длительных тенденций изменений климата Европы. Зато о кратковременных тенденциях можно говорить с некоторой уверенностью: систематическое изучение очень старых деревьев, проведенное в Северной Европе, выявило не столько вековые колебания за последнее тысячелетие, сколько последовательности внутридесятилетних или десятилетних, или междесятилетних групп лет, в которые отмечалось преобладание то жарких, то прохладных летних сезонов ([342], Приложение 8 в настоящей книге). Эти последовательности сходны с обнаруженными в Америке, хотя они и не синхронны с ними. Когда число подобных исследований возрастет, они, возможно, осветят по-новому историю сельского хозяйства и, следовательно, историю экономики. Но и тогда не следует слишком упрощенно представлять себе воздействие тех или иных метеорологических условий на урожаи.

Наконец последний вопрос. Данные, полученные при изучении деревьев, представили бы еще больший интерес, если бы они позволяли не только получить метеорологические ряды в их эмпирической последовательности, но и установить некую регулярную закономерность, что в свою очередь открыло бы возможность предвидеть повторение в этих рядах, их периодичность. Тогда в историю климата, как и в прогноз, был бы введен вполне рациональный элемент.

Опираясь на работы Дугласа и Антева, считали возможным утверждать, что дендроклиматология устанавливает влияние на климат цикла солнечных пятен, равного 11,4 года. Кривая прироста деревьев как будто обнаруживает периодические колебания длительностью в одно десятилетие, превосходно отражающие солнечный цикл. Временное исчезновение десятилетнего цикла в ходе кривых прироста в период между 1645 и 1715 гг. заставило Дугласа даже предположить, что царствование Людовика XIV было отмечено «подлинной скудостью» солнечных пятен. Надо признать, что создатель американской дендрохронологии не следовал в этом вопросе по пути чистой дедукции: в 1922 г. один исследователь, по фамилии Маундер, работая с документами старых обсерваторий, указал на поразительно малое число солнечных пятен именно в период между 1645 и 1715 гг. Свидетельство Маундера, к которому я еще вернусь, не является окончательным, далеко нет. Но оно, однако, интересно и малоизвестно. Поэтому небесполезно упомянуть о нем здесь хотя бы вскользь: это краткое отступление лишь ближе подведет нас к теме, которая в данной главе связана в основном с проблемой прироста деревьев.

В 1922 г. английский астроном Маундер опубликовал в «Журнале британской астрономической ассоциации» заслуживающую большого внимания статью. В этой статье, продолжая работы своего немецкого коллеги Шпёрера, Маундер сообщает о «длительном минимуме солнечных пятен с 1645 по 1715 г.».

Аргументация обоих астрономов основана на исторических и документальных материалах: известно, что к 1610—1611 гг. благодаря использованию хороших обсервационных приборов относится окончательное открытие солнечных пятен (хотя нельзя сказать, что они были совершенно не известны раньше). С тех пор их тщательно изучали Галилей, Шейнер и др. По этим первым сведениям (эпоха классицизма) можно обнаружить два минимума солнечных пятен — в 1619 и в 1634 гг. и хорошо выраженные максимумы — в 1625 и в 1639 гг. Считалось, что следующий максимум должен наступить к 1650 г. В действительности же в дальнейшем пятна появляются исключительно редко, и сведения о них поступают от случая к случаю. Лишь как крайне редкие явления отдельные пятна отмечаются в 1650, 1655, 1660 и 1661 гг.

Тем не менее 9 апреля 1671 г. Кассини наблюдает большое пятно. Он пишет: «Вот уже приблизительно двадцать лет, как астрономы не видели значительных солнечных пятен, хотя до этой эпохи, после изобретения телескопа, они иногда и наблюдались».

Секретарь Королевского общества в Лондоне Ольденбург настолько взволнован этим открытием Кассини, что вновь публикует старое сообщение Бойля, наблюдавшего пятно 27 апреля 1660 г. Он пишет в «Трудах по философии»: «В Париже достопочтенный Кассини недавно вновь обнаружил пятна на солнце, хотя их не видели уже на протяжении многих лет». Маундер приводит еще и другие тексты: текст Вейгеля из Йены (1665 г.), Пикара, который открыл пятно 1671 г. независимо от Кассини. Пикар писал: «Я был тем более доволен открытием этого пятна, что за целых десять лет не видел ни одного, несмотря на все мои большие старания их увидеть».

Затем вслед за Шпёрером Маундер перечисляет «случайные» пятна, о которых поступали сведения между 1672 и 1713 гг.

Он приходит к выводу, что солнечная активность на протяжении сорока лет была исключительно слабой (что касается этих заключительных хронологических данных нашего автора, то здесь вероятно, не лишней была бы строгая критика цитированных текстов, которая позволила бы подтвердить или опровергнуть его выводы).

Начиная с 1714—1715 гг. малое число солнечных пятен, характерное для периода царствования Людовика XIV, сменяется обилием их и заметным возобновлением солнечной деятельности. В «Истории Академии» в 1716 г. мы читаем: «В этом году наблюдалось еще больше пятен, чем в предыдущем, и возможно, что ни в одном году не было такого их количества. Все они отмечались двадцать один раз, если считать за один случай одновременное возникновение нескольких пятен. Солнечные пятна отсутствовали лишь в феврале, марте, октябре и декабре... Одновременное возникновение двух отдельных пятен — теперь совсем не редкое явление...». Возобновление солнечной активности постепенно нарастало, она достигла в 1718 г. четко выраженного максимума. С этого времени период «длительного недобора» солнечных пятен заканчивается.

Итак, начало периода «длительного недобора», по всей вероятности, можно отнести к 1645 г. (после «затухания» максимума, наблюдавшегося в 1639 г.). Затем, если верить Маундеру (который, возможно, был склонен к замалчиванию текстов), этот период прерывался лишь крайне редким, от случая к случаю, появлением какого-либо одного изолированного пятна и слабым оживлением солнечной деятельности в 1703—1707 гг. Закончился он с наступлением максимума в 1715—1720 гг.

Вывод Маундера содержится в одной фразе, которую я оставлю на его ответственности: «Таким образом, с 1645 по 1715 г. цикл солнечных пятен как бы затих, и наблюдения за эти семьдесят лет дают общее число солнечных пятен, едва равное числу пятен, отмечавшихся за один год их обычного минимума, по наблюдениям на протяжении века».

Несмотря на некоторые преувеличения, тезис британского астронома способен довольно хорошо противостоять различным возражениям, которые могут быть выдвинуты против него. Можно ли в действительности сказать, что отсутствие пятен объясняется просто несовершенством приборов XVIII столетия?

Совсем нет. Чтобы обнаружить солнечные пятна, нет надобности иметь совершенные приборы. Во всяком случае в период семидесятилетнего «недобора» приборы были лучше, чем в предшествующую эпоху, во времена Галилея и Шейпера, которые наблюдали достаточно солнечных пятен.

Далее, в ответ на другие возражения, можно сказать, что в период 1645—1715 гг. уже были хорошие наблюдатели. Маундер насчитывает шестерых в Англии (в том числе Бойль, Дирхам и Галлей), одного в Голландии (Гюйгенс), четверых во Франции (в том числе Кассини, Пикар и Дагир) и пятерых в германских государствах. Как пишет в 1711 г. Дирхам: «Вне всякого сомнения существуют длительные периоды, когда на солнце нет пятен, как, например, с 1660 по 1671 г. или с 1676 по 1684 г. В это время пятна вряд ли могли ускользнуть от внимания стольких наблюдателей, непрерывно следивших с помощью приборов за солнцем в Англии, Франции, Италии, Германии...»

Нельзя все же полностью отвергать тезис Маундера, хотя он и преувеличен. К тому же этот тезис опирался на другую предположительную связь: продолжительный период минимального числа солнечных пятен сопровождался (по-видимому, это так) между 1645 и 1715 гг. заметным ослаблением магнитных возмущений, которые проявляются в полярных сияниях. По меньшей мере именно это вытекает из документальной сводки данных о полярных сияниях, составленной Маундером (однако и по данному вопросу следовало бы продолжить анализ. История северных полярных сияний и сбор относящихся к ним текстов еще далеко не завершены).

Разумеется, Маундер не утверждает, что между 1645 и 1715 гг. одиннадцатилетний солнечный цикл исчез, это было бы абсурдом. Те случайные пятна, которые отмечались в 1660, 1671, 1684, 1695, 1707 гг., вплоть до максимума пятен в 1718 г., хорошо соответствуют регулярно осуществляющемуся десятилетнему ритму. Нормальный одиннадцатилетний режим не исчезает и даже не нарушается. Он просто проходит (если Маундер прав) внутривековую фазу убывания, пришедшуюся на весь период царствования Людовика XIV.

В самом этом факте нет ничего ни удивительного, ни сенсационного: фазы убывания солнечной активности такого же типа, как в XVII столетии, отмечались между 1795 и 1825 гг. [46, стр. 182, рис. 8] и между 1875 и 1915 гг.

И наоборот, начиная приблизительно с 1920 г. мы присутствуем при внутривековой фазе усиления солнечной активности. Чтобы в этом убедиться, достаточно рассмотреть кривые многолетнего хода средней суммарной площади солнечных пятен за период 1900—1955 гг. Явно видно, что на вековую тенденцию к слабому росту накладываются хорошо известные колебания десятилетнего цикла [267, стр. 248, рис. 6А и В; 103, стр. 192, рис. 2].

Нет сомнений, что слишком схематичная и несистематизированная работа Маундера в настоящее время устарела. Однако она никем не была исправлена. Следовательно, ее нужно было бы обновить в целом. Однако коренная переделка потребовала бы критических и статистических разработок историка, усердствующего над текстами, научного анализа астронома, рассматривающего физический смысл тех явлений на солнце, которые прежние наблюдатели только описывали и зарисовывали.

Как бы то ни было проблема, поставленная еще сорок лет назад, увлекательна и сейчас. На конгрессе в Нью-Йорке (1961 г.), посвященном колебаниям солнечной активности и изменениям климата, Митчелл и Дзердзеевский независимо друг от друга высказали мысль, что современная климатическая флуктуация (потепление XX столетия) связана сложным, не непосредственным образом с очень медленным увеличением солнечной активности, начавшимся с 1900—1920 гг. И наоборот, не совпадает ли по времени предполагаемая малочисленность солнечных пятен между 1645 и 1717 гг. с одним из наиболее ярко выраженных эпизодов «малой ледниковой эпохи»?

Само собой разумеется, что в данном случае речь идет лишь о некотором приближении — приближении, которое может быть как перспективным, так и бесполезным. Действительно, наряду со многими другими пробелами в этой цепи не достает по крайней мере одного решающего звена, соединяющего космос и флуктуации климата. Посредником между ними оказывается циркуляция атмосферы, хотя роль ее до сих пор мало изучена.

[15] Несомненно, это повышение кривой следует связывать с потеплением, которому сопутствует отступание ледников во всем мире, начавшееся в то же время, но Гиддингс не высказывает своего мнения об этом.