Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Переводчик Ирина Евстигнеева

Научный редактор Александр Кислов, профессор, д-р геогр. наук

Редактор Наталья Нарциссова

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Тарасова

Арт-директор Ю. Буга

Дизайн обложки О. Халецкая / www.bangbangstudio.ru

Корректоры Е. Рудницкая, С. Чупахина

Компьютерная верстка М. Поташкин

Издание подготовлено в партнерстве с Фондом некоммерческих инициатив «Траектория» (при финансовой поддержке Н.В. Каторжнова)

© Sarah Dry, 2019

This edition published by arrangement with The Science Factory, Louisa Pritchard Associates and The Van Lear Agency LLC

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2021

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

Введение

История бывает жестока. Сегодня у могилы Джона Тиндаля на тихом кладбище в графстве Суррей не увидеть толп паломников, а его труды мало кто читает. Но при жизни он был знаменитым ученым – и не менее знаменитым спорщиком, утверждавшим, что самые сложные тайны природы – от человеческого сознания до истоков Вселенной – могут быть объяснены посредством движения молекул. Одаренный лектор, он собирал полные аудитории восторженных слушателей. Его книги, в которых переплетались рассуждения о физике и рассказы о приключениях, продавались огромными по тем временам тиражами. Ему довелось общаться со многими выдающимися людьми своей эпохи, в том числе с Томасом Карлейлем и лордом Теннисоном.

Несмотря на былую славу, в XX в. этот человек, энергия и страсть которого раздували пламя викторианской науки, оказался почти забыт. Однако едва мерцавший огонек памяти о нем не угас окончательно – и в последнее десятилетие начал разгораться с новой силой. Благодаря исследованиям того, что сам ученый называл поглощением теплового излучения водяным паром, а мы называем парниковым эффектом, которыми он занимался в конце 1850-х – начале 1860-х гг. в своей лондонской лаборатории, сегодня Тиндаль получил признание как основатель науки о климате. В последнее время был напечатан ряд статей, посвященных его открытиям. Его именем назван Центр по изучению климатических изменений Университета Восточной Англии, опубликована обширная переписка ученого, а недавно, после более чем 65-летнего перерыва, была переиздана его биография[1].

Такой запоздалый всплеск интереса к Тиндалю объясняется тем, что наука, основоположником которой его провозгласили, возникла, как это ни парадоксально, относительно недавно. Еще каких-то 60 лет назад считалось, что климат стабилен и со временем не меняется. Климатология была в первую очередь географической наукой, и работа климатологов заключалась в том, чтобы изучать не изменения климата, а то, как он различается в разных регионах земного шара. Соответственно, ученые занимались описанием и таксономией, а не физическим или математическим анализом. Новая, пытающаяся дистанцироваться от традиционной климатологии наука появилась только в послевоенный период, объединив в себе целый ряд научных дисциплин. В 1977 г. начал издаваться журнал Climatic Change («Климатические изменения»), в редакционной статье которого о ней также говорилось как о существующей на стыке разных наук. В этой новой климатологии объединились не только метеорология, но и антропология, медицина, сельскохозяйственная наука, экономика и экология. Но главная роль отводилась наукам о Земле: океанологии, физике атмосферы, гляциологии, – а также зарождавшейся информатике с ее климатическими моделями[2]. С появлением климатологии в ее современном виде понятие «изменение климата» перестало быть оксюмороном.

Однако тут возникает проблема: как писать историю молодой и, очевидно, междисциплинарной науки? Растущее внимание со стороны сегодняшних климатологов к Тиндалю как к отцу исследований глобального потепления, а также к другим основоположникам, таким как Сванте Аррениус, Гай Каллендар и Чарльз Килинг, стало следствием осознания того, что история может послужить инструментом придания этой дисциплине необходимой цельности. Рассказывая предысторию своей науки, климатологи, обходя вниманием неудачи, акцентируются на успехах и важных открытиях, которые, словно верстовые столбы, отмечают ее путь к будто бы заранее намеченной цели. Одни идейные концепции порождают другие, не осложненные политическими, экономическими или национальными соображениями. Таким образом, история в пересказе ученых нередко предстает в розовом цвете, а в случае с климатической наукой в силу ее междисциплинарного происхождения особенно сильно искушение выбирать в истории именно те моменты, которые наполняют прошлое смыслом и, как вехи, обозначают прямую дорогу в настоящее. Так что скромное возвращение Тиндаля произошло на волне общего стремления климатологов поведать цельную историю своей разнородной науки.

Желание проводить в истории прямые вполне объяснимо, но они почти неизбежно вводят нас в заблуждение. Джон Тиндаль вовсе не был отцом исследований глобального потепления. Доказав способность водяного пара и углекислого газа поглощать тепло, излучаемое земной поверхностью, он, однако, не мог предположить, что люди перенасытят атмосферу углекислым газом в результате сжигания угля и это повлияет на климат в планетарном или хотя бы региональном масштабе. Его не тревожило антропогенное воздействие на климат, и его исследования не побудили никого из современников заняться изучением этого вопроса. Более того, Тиндаль не был первым, кто совершил это открытие. Американка Юнис Фут опередила его на три года. И это далеко не единственный пример того, как «выборочный» подход дает неверное представление о сложной истории климатической науки. Порой он приводит к тому, что влияние отдельных фигур переоценивается, а люди и идеи, не соответствующие современным научным представлениям, остаются без внимания. И в результате мы не вполне понимаем как прошлое, так и настоящее.

Тиндаль действительно помог заложить основу современного понимания планеты и более чем заслуживает того, чтобы о нем помнили, однако его жизнь в науке следовала гораздо более сложными и запутанными путями, чем это предполагает история «замечательного открытия» парниковых газов. Пожалуй, главный вклад Тиндаля в науку заключался в том, что он помог изменить подход к изучению Земли. Отличавшийся энергией и страстностью, заставлявшей его подвергать свою жизнь опасности и предельно концентрироваться на исследуемой проблеме, забывая обо всем остальном, Тиндаль открыл новые способы наблюдения и постижения (а одно от другого неотделимо) главного чуда природы – взаимосвязанности явлений. Никакая другая субстанция, с точки зрения Тиндаля, не могла продемонстрировать эту взаимосвязанность лучше, чем вода, вещество, которое он изучал во всех его формах с почти религиозным рвением. «Каждое явление в природе предшествуется и сопровождается другими явлениями, из которых одни составляют его причину, а другие – следствия, – так начал он самую знаменитую свою работу "Формы воды". – Человеческий ум, не довольствуясь наблюдением и изучением одного какого-нибудь явления в природе, стремится при этом найти связь между рассматриваемыми явлениями и теми, которые ему предшествуют и которые за ним следуют». Тиндаль приглашал читателя присоединиться к нему и проследить путь реки до ее истока, через все притоки, и далее, до самой атмосферы, из которой река проливается в виде дождя. Чтобы этот дождь выпал, вода должна под воздействием тепла испариться с поверхности океана и подняться в атмосферу, что открыло Тиндалю основную причину круговорота, происходящего в природе. «Существует ли в природе источник тепла, производящий облака в атмосфере?» – задавал Тиндаль риторический вопрос, после чего торжествующе отвечал: «Следуя по нашей реке, от впадения ее в море до начала, мы, если не разрывать эту цепь явлений, доходим до самого Солнца»[3].

И в этот момент изучение воды обретает еще большую значимость. Постоянно преобразуемая солнечной энергией, она обеспечивает тот механизм, посредством которого поток энергии движется в природе. Убежденный во взаимосвязанности природных явлений, столь ярко проявляющейся в круговороте воды, Джон Тиндаль уже тогда, в Викторианскую эпоху, предложил собственную концепцию междисциплинарности – философию, преодолевающую границы времени и пространства и связывающую науку с искусством, которые в XIX в. начали все больше расходиться. Таким образом он проложил путь к изучению Земли, а также того, что мы впоследствии стали называть ее климатом, задолго до появления соответствующей «науки» и тем более задолго до осознания нами того факта, что мы, люди, способны сломать этот глобальный климатический механизм. Тиндаль дал нам ключ к иному пониманию истории науки о климате. А одержимость водой, которая подвигла его изучать то, что он назвал взаимосвязанностью в природе, вдохновила меня на написание этой книги. Но мной двигало желание рассказать не только о чуде природы, но и об удивительных людях.

В этой книге вода несет с собой не поток энергии, а поток человеческих идей и устремлений, воплотившихся в работах Джона Тиндаля и его современников, изучавших нашу планету в XIX в., и в трудах тех ученых, которые создавали науки о Земле в XX в. Это делает науку живой, а также помогает рассказать историю такой междисциплинарной области знаний, как климатология в современном ее понимании. Поскольку ее значение выходит далеко за рамки сугубо научного, история того, как мы пришли к современному видению планеты, важна не только для климатологов, но и для всех нас. В жизни и работе ученых прошлого кроется возможность осознать истоки нашего взгляда на мир.

Сегодня перед человечеством стоит задача понять, как устроена наша планета и как мы повлияли и продолжаем влиять на нее. В этом нам не обойтись без науки о климате. Рассказывая о нескольких выдающихся людях, посвятивших свою жизнь изучению воды, эта книга показывает, как в течение последних полутора веков менялось наше представление о планете, на которой мы живем. При этом я рассчитываю обнаружить не только преемственность, но и разрывы между прошлым и настоящим, потому что и то и другое влияет на нас.

Сегодня следы человеческой деятельности можно обнаружить по всей планете, даже в самых отдаленных ее уголках. В открытом океане плавают острова из пластика. Мусор прибивает к далеким берегам Аляски. В атмосфере неуклонно растет содержание углекислого газа. Тают ледяные щиты, которые датский ученый Вилли Дансгор, создатель метода изотопного анализа ледяных кернов, назвал замороженными анналами истории Земли. В этих уникальных «архивах» содержатся подробнейшие сведения об атмосфере и климате, об извержениях вулканов, пылевых бурях и множестве других событий далекого прошлого планеты. Ледяные щиты, отложения на дне озер и океанов, подземные сталактиты и древесные кольца хранят в себе историю Земли, а также человеческого присутствия на ней.

Такие «летописи» не только рассказывают о прошлом, но и обеспечивают нас данными, позволяющими усовершенствовать климатические модели, и таким образом дают возможность заглянуть в будущее. Между тем наряду с этими материальными свидетельствами существуют и свидетельства иного рода, неосязаемые, но не менее важные. Эти свидетельства остаются в значительной степени неизученными, несмотря на острую потребность в как можно более глубоком понимании проблемы климата. Речь идет не о реальных данных, которые можно добыть, чтобы узнать, каким климат был раньше, а о представлениях о климате, сформировавшихся в прошлом. Наше видение планеты обусловлено нашими воззрениями, и особенно повлияли на него взгляды ученых. В своей книге «Пейзаж и память» Саймон Шама утверждает, что «даже те из пейзажей, которые мы считаем наиболее свободными от нашей культуры, при ближайшем рассмотрении оказываются ее продуктом»[4]. Чтобы убедиться в правдивости этой мысли, достаточно посмотреть, как менялось наше отношение к пейзажам с течением времени. Горы, некогда внушавшие ужас, стали восприниматься как величественные и прекрасные. Первые поселенцы, прибывшие в Америку, видели перед собой дикую и пустынную местность, безжизненную и лишенную каких бы то ни было красот. Сегодня мы восхищаемся ее удивительными, полными жизни пейзажами. Каждый из нас реагирует на окружающий мир через призму культурных установок, неосознанно усвоенных еще в детстве. Конечно, у всех есть свои пристрастия: кому-то больше по душе морское побережье, кому-то – долина в горах, кому-то – просторы полей или городской пейзаж, но эти индивидуальные различия проявляются на фоне общепринятого восприятия, устойчивого в рамках одного культурного пространства, хотя и не одинакового в разных культурах.

Я хотела бы добавить к прозорливой мысли Шамы, что именно те пространства, которые кажутся нам наиболее свободными от культурного влияния человеческого вмешательства, такие как верхние слои атмосферы, глубины океана и толщи ледяных покровов планеты, особенно ему подвержены. Наука как явление культуры стремится освоить и изменить занимаемые ею территории. Это можно рассматривать как положительную тенденцию – упорядочивание кажущегося хаоса. Однако при взаимодействии науки с миром природы неизбежно возникает искажение восприятия. Иными словами, мы видим то, что хотим видеть. Более того, в процессе наблюдения мы изменяем наблюдаемый нами объект. Присутствие людей очень мало влияет на ледник, однако их активное стремление изучить, как он движется, и измерить скорость этого движения затмевает бесчисленное множество других способов его восприятия – с точки зрения красоты или внушаемого им страха, его полезности для прохода в горах (чем пользуются местные жители) либо, наоборот, бесполезности, наконец, с точки зрения таящихся в нем опасностей (трещин, лавин, прорывов ледниковых озер). В случае с ледниками как раз Тиндаль и его современники невольно способствовали тому, что одни факты о ледниках (например, с какой скоростью они движутся) стали считаться более важными, чем другие. И есть горькая ирония в том, что именно Тиндаль, страстно увлеченный ледниками, сыграл ведущую роль в утверждении сугубо прагматичного, основанного на измерении физических параметров подхода к изучению этого природного явления.

Есть разные возможности увидеть, как формировались наши представления о далеких, труднодоступных местах планеты. Исследователи, изучающие подобные культурные установки, обращаются для этого к текстам. В самом деле, литература – благодатный источник, где можно найти отражения и отголоски таких представлений и проследить за их развитием. То же можно сказать о живописи, фотографии и драме – эти виды искусства одновременно отражают и усиливают установки той культуры, в которой существуют. Когда-то и по научным трудам можно было судить о том, как менялось отношение людей к миру природы. До конца XIX в. большинство ученых писали книги для широкого круга читателей; перечитывая их сейчас, можно понять, какие представления доминировали в то время в общественном сознании, а поработав дополнительно в архивах, можно также узнать, кто читал эти книги и что о них думал.

[1] Центр по изучению изменения климата им. Дж. Тиндаля Университета Восточной Англии; Geoffrey Cantor, Gowan Dawson, James Elwick, Bernard Lightman, Michael S. Reidy, eds., The Correspondence of John Tyndall (London: Pickering and Chatto, 2014); Roland Jackson, The Ascent of John Tyndall: Victorian Scientist, Mountaineer, and Public Intellectual (Oxford: Oxford University Press, 2018).

[2] Stephen Schneider, «Editorial for the First Issue of Climatic Change,» Climatic Change 1, no. 1 (1977): 3–4.

[3] John Tyndall, The Forms of Water in Clouds and Rivers, Ice and Glaciers (London: King, 1872), 6. Цитаты приводятся по русскому изданию: Тиндаль Д. Формы воды в виде облаков, рек, льда и ледников. – СПб., 1876.

[4] Simon Schama, Landscape and Memory (London: HarperCollins, 1995), 7–9.