Счет за энтропию

Если сказанного недостаточно, то есть еще один долг, который постепенно накапливается и расплатиться по которому намного труднее. Приближается срок платежа по счету за повышение энтропии во время первой и второй промышленных революций. Две сотни лет сжигания угля, нефти и природного газа для получения энергии, питающей промышленность, привели к выбрасыванию гигантского количества углекислого газа в атмосферу Земли. Углекислый газ — счет за энтропию — не дает солнечной энергии уходить обратно в космос и угрожает изменить температуру у поверхности Земли с катастрофическими последствиями для всего живого на нашей планете.

В декабре 2009 г. руководители 192 стран собрались в Копенгагене для поиска решения величайшей проблемы, которая когда-либо вставала перед человечеством, — проблемы изменения климата, вызванного производственной деятельностью людей. Суть этой проблемы была ясно изложена в отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата при ООН, опубликованном в Париже в марте 2007 г. В его подготовке участвовали более 2500 ученых более чем из 100 стран. Это был четвертый по счету отчет за 15 лет по результатам самого грандиозного научного исследования в мире [33].

Прочитав отчет ООН, я прежде всего понял, что заблуждался на протяжении 27 лет. Впервые я написал об изменении климата в 1980 г. — «Энтропия» (Entropy) была одной из первых книг, нацеленных на привлечение внимания общественности к проблеме. В 1980-е гг. я потратил немало сил на информирование общества о долгосрочной угрозе, которую несет глобальное потепление.

В 1981 г. Координационный центр по вопросам будущего Конгресса США, в состав которого входят более сотни конгрессменов и сенаторов, пригласил меня выступить с двумя неофициальными лекциями для членов Конгресса о термодинамических последствиях промышленных выбросов углекислого газа. Насколько мне известно, это были одни из первых обсуждений проблемы изменения климата в Конгрессе США.

В 1988 г. в моем офисе прошло первое собрание ученых и представителей неправительственных экологических организаций со всего мира, где обсуждались пути сотрудничества с целью создания глобального движения по предотвращению изменения климата. Мы учредили глобальную сеть Global Greenhouse Network — коалицию климатологов, экологических организаций и специалистов по экономическому развитию и начали осуществлять десятилетнюю программу перевода дебатов об изменении климата из научной плоскости в политическую.

Хотя неотложность проблемы глобального потепления давно была для меня очевидной, я, как и многие мои коллеги, недооценивал скорость, с которой повышалась температура на поверхности Земли. Я не в полной мере учитывал синергетический эффект непредвиденных событий с положительной обратной связью. Например, таяние арктических льдов в результате повышения температуры, обусловленного ростом концентрации углекислого газа в атмосфере, препятствует излучению тепла в космос. Сокращение площади снежного покрова приводит к потере отражающей способности Земли — белое отражает тепло, а черное поглощает его, — а значит, меньше тепла покидает планету. Как следствие, температура на Земле повышается еще больше, снег тает быстрее, а эффект положительной обратной связи усиливается. Теперь возьмите этот цикл, помножьте его на практически бесконечное число других циклов, порождаемых резкими изменениями в биосфере Земли, и вы получите поистине ужасающую картину.

Четвертый отчет ООН по изменению климата сигнализировал о том, что химия планеты меняется. Эта новость была тревожной. По мнению ученых, к концу столетия следует ожидать повышения температуры на Земле как минимум на 3 °С [34]. И температура может подняться еще выше. Хотя три градуса не кажутся чем-то ужасным, нужно понимать, что они возвращают нас к температурному режиму, который существовал на Земле 3 млн лет назад в плиоценовом периоде. Мир тогда был совершенно другим.

Повышение температуры на 1,5–3,5 °C, по мнению наших ученых, способно привести к массовому вымиранию растений и животных менее чем за столетие. Модели дают минимальный уровень вымирания 20% и максимальный свыше 70% [35]. Только представьте себе грандиозность того, о чем говорят ученые. На Земле в последние 450 млн лет было пять волн вымирания видов [36]. После каждой из них проходило не менее 10 млн лет, прежде чем восстанавливалось потерянное биологическое разнообразие [37]. Как повышение температуры скажется на уровне выживаемости или вымирания?

Возьмем простой пример. Исчезновение лесов в экосистемах, находящихся в напряженном состоянии, беспокоит ученых. Представьте себе, что во второй половине XXI века в северо-восточной части США устанавливается климат Майами. Если люди могут быстро мигрировать в ответ на изменения, то деревья — нет. Разнообразие древесной растительности адаптируется к относительно стабильным температурным зонам в течение тысяч лет. Помимо прочего леса медленно воспроизводятся. Таким образом, когда температура резко меняется в течение нескольких десятилетий, деревья не могут быстро мигрировать вслед за смещением своей температурной зоны. Это имеет огромные последствия для существования всего живого на Земле. Четверть поверхности суши на нашей планете покрыта лесами, в которых обитает множество видов животных [38]. Резкое исчезновение лесов приведет к уничтожению фауны.

Ученые из Коста-Рики обратили внимание на снижение скорости роста лесов с повышением температуры в последние 16 лет [39]. Их выводы подтверждаются исследователями по всему миру, а это означает, что мы, возможно, уже наблюдаем начало массового вымирания.

Сильнее всего глобальное потепление влияет на круговорот воды в природе. Повышение температуры на 1 °С приводит к 7%-ному росту влагоемкости атмосферы [40]. Это ведет к радикальному изменению характера распределения воды — осадки становятся более интенсивными, продолжительность и частота их выпадения сокращаются. Результат — более частые наводнения и более длительные периоды засухи. Экосистемы, которые адаптируются к конкретному погодному режиму очень длительное время, не могут достаточно быстро приспособиться к резким изменениям, становятся нестабильными и погибают.

Мы уже испытываем на себе такое гидрологическое последствие повышения температуры Земли на полградуса, как усиление ураганов [41]. В исследовании 2005 г., опубликованном в журнале Science, отмечается, что количество ураганов категорий 4 и 5 удвоилось с 1970-х гг. [42] Ураганы «Катрина», «Рита», «Густав» и «Айк» — лишь слабое отражение того, что ждет человечество ближе к концу нынешнего столетия.

Ученые также прогнозируют повышение уровня моря и затопление прибрежной полосы по всему миру. Цепочки небольших островов вроде Мальдив в Индийском океане и Маршалловых островов в Тихом океане могут полностью исчезнуть. Снег на высочайших пиках мира растает. Некоторые ледники потеряют больше 60% своей массы к 2050 г. [43] В горных долинах проживает одна шестая часть населения планеты, и ее снабжение поливной и питьевой водой полностью зависит от ледников [44]. Переселение почти миллиарда человек менее чем через 40 лет кажется неизбежным.

Особое внимание ученых притягивает Арктика. По последним прогнозам, площадь летнего ледяного покрова уменьшится на 75% к 2050 г. [45] В августе 2008 г. вокруг всего арктического побережья образовалась полоса открытой воды. Это произошло впервые как минимум за 125 000 лет [46].

Что беспокоит климатологов больше всего, так это положительная обратная связь, которую трудно предвидеть, но которая способна привести к огромным изменениям в биосфере и к значительно более серьезному повышению температуры Земли, чем предсказывают существующие модели. Возьмем, например, зону вечной мерзлоты, существующей в приполярной части Сибири со времен последнего ледникового периода. Когда-то этот регион, по площади равный Франции и Германии, вместе взятым, занимали луга с пышной флорой и фауной. Вечная мерзлота законсервировала органическую массу под почвой. Ученые говорят, что в сибирской вечной мерзлоте больше органической массы, чем во всех тропических лесах мира.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата при ООН затронула проблему вечной мерзлоты в своем четвертом отчете, отметив, что таяние слоя вечной мерзлоты может привести к выделению в атмосферу огромного количества углекислого газа и к росту температуры Земли намного выше прогнозируемого уровня. Однако для подтверждения такого вывода недостаточно данных.

Последние полевые исследования, результаты которых опубликованы в журнале Nature, потрясли ученых. В результате потепления климата таяние слоя вечной мерзлоты уже началось и идет быстрыми темпами. Исследователи из Института арктической биологии Аляскинского университета в Фэрбанксе предупреждают, что мы можем уже в этом столетии перейти роковую черту, за которой значительная часть льда растает, и в течение нескольких десятилетий в атмосферу попадет огромное количество углекислого газа и метана [47]. Если это произойдет, то человечество не сможет предотвратить глобальное разрушение нашей экосистемы и катастрофическое исчезновение жизни на планете.

Европейский союз на переговорах по изменению климата в Копенгагене предложил государствам всего мира ограничить глобальные выбросы углекислого газа до 450 частей на миллион к 2050 г. в надежде на то, что в этом случае повышение температуры Земли не превысит 2 °С. Хотя даже такой рост температуры крайне негативно скажется на экосистемах планеты, у нас останется надежда на выживание. К сожалению, другие государства не проявили желания принять даже минимальные меры для предотвращения разрушительного изменения климата.

Обоснованность предложения Брюсселя была поставлена под сомнение стороной, от которой этого не ждали. Главный климатолог американского правительства, директор Института космических исследований Годдарда при НАСА Джеймс Хансен предположил, основываясь на результатах работы своей группы, что прогноз ЕС относительно повышения температуры при ограничении выбросов углекислого газа до 450 частей на миллион ошибочен. Группа Хансена указала на то, что доиндустриальный уровень содержания углекислого газа в атмосфере не превышал 300 частей на миллион в течение последних 650 000 лет, если верить образцам ледяного керна. Текущая концентрация углекислого газа уже намного превышает его. Она составляет 385 частей на миллион и быстро увеличивается. Из этого следует, что изменение климата, обусловленное деятельностью человека, может привести к подъему температуры Земли на 6 °С к концу столетия или вскоре после него и в буквальном смысле уничтожить нашу цивилизацию. Хансен пришел к выводу, что если человечество хочет сохранить на планете те же условия, в которых существовала наша цивилизация и к которым приспособлена вся жизнь на Земле, то, учитывая палеоклиматические данные и текущие изменения климата, необходимо снизить концентрацию углекислого газа с нынешних 385 частей на миллион до 350, а вероятнее всего, даже больше [48].

Ни одна страна в мире не была готова так кардинально изменить структуру экономической жизни, чтобы это позволило снизить концентрацию углекислого газа до спасительного по Хансену уровня 350 частей на миллион.

Переговоры по изменению климата в Копенгагене превратились в препирательства. Правительства обвиняли друг друга в геополитических играх с будущим планеты и в проталкивании собственных краткосрочных экономических интересов вместо решения вопроса о выживании человечества. Под занавес приехал президент Обама. Он без приглашения явился на закрытое заседание глав Китая, Индии, Бразилии и Южной Африки — неслыханное дело в международной дипломатической практике. Все кончилось тем, что мировые лидеры разъехались, так и не договорившись об ограничении выбросов углекислого газа. Разговора не получилось. Хотя изменение климата под влиянием деятельности человека стало всеобщей угрозой для жизни на Земле, наши лидеры не смогли отыскать приемлемую для всех формулу спасения мира.

Мы на пути сползания в пропасть. Несмотря на все признаки того, что индустрия, выстроенная на ископаемом топливе, умирает и что Земле грозит потенциально дестабилизирующее изменение климата, человечество по большому счету отказывается признавать реальность. Вместо этого мы продолжаем уповать на открытие новых запасов нефти и природного газа для поддержки безнадежно больного, отмахиваясь от того, о чем страшно думать, от того, что нужно делать, если игра действительно подошла к концу.

Нигде близорукость не проявилась так очевидно, как в реакции публики на разлив нефти в Мексиканском заливе в апреле 2010 г. В результате взрыва арендованной компанией BP глубоководной нефтяной платформы погибли 11 рабочих, был разрушен трубопровод, уходящий на глубину почти в два километра, а в одну из самых ценных в мире экосистем вылилось 5 млн баррелей нефти [49]. Ошарашенная публика наблюдала неделю за неделей, как из трещины на дне океана извергалась нефть, распространяясь как черный шлейф во всех направлениях, убивая флору и фауну, отравляя естественную среду обитания и угрожая превратить Мексиканский залив в мертвое море. Экологическая катастрофа еще раз показала, что в отчаянном стремлении поддержать работу экономического двигателя мы пускаемся во все более рискованные предприятия, даже если это грозит уничтожением экосистем.

Казалось бы, крупнейший в истории разлив нефти и его катастрофические последствия должны были привести к общенациональным дебатам по поводу нашей зависимости от нефти и влияния этой зависимости на окружающую среду. Хотя миллионы американцев действительно хотели бы этого, еще больше наших граждан, согласно опросам, направили свой гнев в узкое русло — на промахи BP и неспособность правительства разработать такие процедуры обеспечения безопасности, которые предотвращают подобные неприятности. Фактически большинство американцев одобрили продолжение разработки шельфа в Мексиканском заливе и в других местах, считая ее наилучшим путем достижения энергетической безопасности [50].

Лозунг бывшей претендентки на пост вице-президента от Республиканской партии Сары Пейлин «Бури, крошка, бури», хотя и стал предметом насмешек сторонников защиты окружающей среды, повторяют большинство американцев. Даже Обама, которого называют «зеленым президентом», всего за несколько недель до катастрофы призывал отменить давно установленный мораторий на глубоководное бурение у юго-восточного побережья Атлантики.

Пейлин и Обаме не повредило бы побольше осмотрительности. Эти потенциально опасные буровые эксперименты в отдаленных районах в лучшем случае дают незначительное количество нефти. Возьмем, например, жарко обсуждаемый вопрос о том, следует ли правительству США открыть часть Аляскинского национального заповедника, Восточное и Западное побережье, восточную часть Мексиканского залива и Скалистые горы для бурения нефтяных скважин. Исследование, проведенное в 2011 г. по заказу Американского института нефти, который представляет все ведущие нефтегазовые компании, показало, что разработка всех потенциально оставшихся в стране месторождений нефти может добавить лишь 2 млн баррелей в день к 2030 г., или менее 10% от текущего потребления нефти в США. Короче говоря, это незначительное увеличение добычи не будет иметь практически никакого значения с точки зрения оттягивания заката нефтяной эры [51].

Многие просто не понимают того, что индустриальная эпоха, в основе которой лежит ископаемое топливо, завершается. Нефтяной кран, конечно, не опустеет прямо завтра. Нефть будет течь, но с убывающим напором и по более высокой цене. Поскольку нефть собирается и оценивается на едином мировом рынке, ни у одной страны нет магической формулы, позволяющей отгородиться от остальных под флагом «энергетической независимости». Что касается традиционного природного газа, то кривая его глобального производства примерно повторяет кривую производства нефти.

А как же запасы угля в Китае, нефтяные пески в Канаде, тяжелая нефть в Венесуэле и сланцевый газ в США? Хотя их запасы сравнительно велики, эти источники энергоресурсов очень дороги и приводят к выбросу намного большего количества углекислого газа, чем сырая нефть и традиционный природный газ. Если мы попытаемся осуществить масштабный переход на эти более грязные виды топлива, чтобы отсрочить конец эры ископаемого топлива, резкое повышение глобальной температуры может поставить точку в нашей судьбе.

Ну а атомная энергетика? Большинство стран мира перестали строить атомные электростанции в 1980-х гг. после аварии на АЭС Three Mile Island в Пенсильвании в 1979 г. и взрыва на Чернобыльской АЭС в России в 1986 г. К сожалению, людская память коротка. Атомная индустрия начала возрождаться в последние годы на волне дебатов по изменению климата как «чистая» альтернатива ископаемому топливу. Аргумент приводился простой: поскольку АЭС не выделяют углекислого газа, они являются частью решения проблемы глобального потепления.

Атомная энергия никогда не была чистой. Радиоактивные материалы и отходы всегда представляли серьезную угрозу здоровью людей, здоровью наших братьев меньших и окружающей среде. Авария на АЭС Фукусима в Японии в 2011 г., ставшая результатом землетрясения и цунами, породила нечто вроде глобального политического землетрясения, заставила большинство стран приостановить осуществление планов по строительству новых атомных станций и свела на нет долгосрочную перспективу этой технологии XX века.

Здесь самое время вспомнить знаменитую фразу Джеймса Карвилла, бывшего советника Клинтона: «Это экономика, глупенький». Именно в экономике все дело. Мы почему-то упорно продолжаем считать, что наши экономические проблемы проистекают из чрезмерной зависимости от импорта ближневосточной нефти, хотя фактически крупнейшим поставщиком нефти в США является Канада, и из чрезмерных экологических ограничений, которые сдерживают наш рост [52]. Однако на деле причины лежат гораздо глубже.