Климат хотят сделать самым прибыльным бизнесом
...Ему так и пишут: Россия, Колыма, проект "Плейстоценовый парк", Сергею Афанасьевичу Зимову.
Нашел я его с третьего захода, через Владивосток, Тулу, Якутск и наконец заполярный поселок Черский, где он возглавляет коллектив Северо-Восточной научной станции Тихоокеанского института географии...
Результатом этого нашего знакомства была статья "Час мамонта", опубликованная в "Российской газете" 5 августа 2020 г.
Сергей Афанасьевич рассказывал о необычном - о попытке возродить в Якутии так называемые мамонтовые пастбища, а на них - стада овцебыков, якутских лошадей, бизонов, северных оленей, яков, баранов, зубров, лосей...
Реализовать этот фантастический проект он сагитировал и своего сына Никиту.
Эксперименты в Черском начались в 1977 году. Стратегическая цель ученых - задержать таяние вечной мерзлоты, чтобы избежать экологической катастрофы мирового масштаба.
И вот теперь эту проблему обсуждают на высшем уровне руководители государств, обеспокоенные глобальной бедой, оказавшейся у порога гостеприимной Земли.
У Сергея Афанасьевича есть что сказать коллегам экологам - и не только им - по этому поводу. Он знает как и предлагает нам восстановить пастбищные системы, подобные экосистеме мамонтовой степи, чтобы спасти мир от экокатастрофы. У него много сторонников и последователей в России и за ее пределами.
Сегодня "Российская газета" публикует новую сенсационную статью Сергея Афанасьевича Зимова.
Анатолий Юрков, обозреватель "Российской газеты"
Назначенный главным координатором экологического проекта Джон Керри отметил, что глобальная проблема национальным правительствам не по силам, в опасности вся цивилизация, и сейчас не до национальных интересов, и призвал глобальные корпорации возглавить этот проект. Действительно, увлечь, например, саудитов демократией трудно, а вот потепление климата для них большая и понятная проблема.
Россияне потеплением климата интересуются меньше всех в мире. И тему эту между собой даже специалисты обсуждают редко. И скептиков потепления у нас больше, чем где-либо. Предыдущие 30 лет нам было не до климата. Другая причина - мы потепления не боимся. Уровень океана поднимается медленно, и Санкт-Петербург на многие годы надежно защищен ко времени построенной дамбой. А другие российские приморские города стоят на ступенчатых склонах и террасах. Если потеплеет, как обещают, то температура в Новосибирске станет, как в Москве, а в Москве, как в Париже (вам разве страшно?). Но...
Из-за климата в глобальной конкуренции России всегда трудно. И всегда Россию выручали дополнительные приработки - пушнина, Алданское золото, потом золото Колымы, алмазы Якутии, нефть, газ. Наш народ, может быть, неосознанно, хочет и ждет потепления. Многие уже в его предчувствии покупают саженцы абрикосов, винограда и прочей южной экзотики (а где и картофель - южная экзотика).
Нашей власти тоже было не до климата. На международных встречах выглядела прилично: ей вопрос про парниковые газы, она в ответ: леса - легкие планеты. Все прилично, большего от нас и не требовали. Но вот разговоры закончились. Все, кто использует ископаемое топливо, теперь будут платить "за углеродный след".
Мы добываем ископаемого углерода (нефти, угля, газа) больше всех. При этом на себя, по сравнению с США, тратим очень скромно, только треть этого углерода. Остальное, нами добытое, используют соседи. На продаже нефти Россия в прошлом году заработала 73 млрд долларов. Это больше затрат на оборону, космос, ледокольный флот. Ископаемое топливо - критически важный для России приработок. В стране многие напряглись, но первое время вида не показывали. И лишь этой весной российская общественность загудела: нас уже обманули с озоновой дырой. Обманут и сейчас.
Откуда ноги растут
Чтобы не повторять старых ошибок, надо знать матчасть. Озон (О3) - неустойчивое соединение, он сам быстро разлагается безо всяких фреонов. А образуется быстро и в избытке, когда жесткое излучение разламывает молекулы атмосферного кислорода (О2) на половинки. И пока в нашей атмосфере есть кислород, жесткий ультрафиолет нам не опасен. На полюсе полярной ночью нет излучения. Озон исчезает, но он в это время здесь никому и не нужен. И это все, что нужно было знать, чтобы не попасть в озоновую дыру. (Кстати, кислорода в атмосфере настолько много, что его содержание, сколько бы мы ни сжигали, не меняется. Причитания о нехватке кислорода на Севере - это хуже чем сплошная неграмотность.)
Что нужно знать о потеплении, чтобы не попасть в очередную "дыру".
Эта тема была поднята в 1988 г. при совместном участии США и СССР. Содиректором проекта был наш главный климатолог М.И. Будыко.
В прошлом году средняя температура воздуха в России (на седьмой части суши) по сравнению с нормой (1961-1990 гг.) поднялась на 3,22 С. Для сравнения: разница в среднегодовой температуре между Салехардом (это граница Заполярья) и лежащем далеко на юге Новосибирском (здесь начинаются поля с твердой пшеницей) всего 5 градусов. Может где-то какие-то цифры и подгоняют, но цифра 3,22 - это "качественный отечественный продукт". Россияне уже привыкли к теплому климату. Две недели обычной старорежимной зимы в феврале для москвичей - уже лютые холода. А вот то, что в это же время отмечался и абсолютный зимний рекорд - +6,5 С, особых эмоций уже не вызвало.
Точно установлено, что за последние десятилетия яркость солнца не увеличилась и Земля к нему не приблизилась. Поэтому причины потепления не космические, а земные.
Связанные с человеком выбросы углерода в атмосферу в виде СО2 уже достигли 10 Гигатонн в год (Гига - миллиард). Столько углерода содержится в поленнице дров километр на километр и высотой 40 км. Это в сто раз больше СО2, чем выбрасывают все вулканы.
Еще недавно содержание углерода в атмосфере и содержание органического углерода в растительности планеты было приблизительно одинаковым - 600 Гт. При этом растения каждый год в ходе фотосинтеза поглощают из атмосферы 60 Гт, и приблизительно такое же количество из-за гниения отмершей органики возвращается назад. За последние десятилетия запасы органики в экосистемах существенно не изменились, а вот содержание углерода в атмосфере увеличилось на 200 Гт. Это надежно измерено сетью станций мониторинга. И очевидно (по масштабам и срокам), что это связано с углем и нефтью. А вот дальше очевидно не все.
Главный парниковый газ - не СО2, а вода. Если воздух сухой, то нагретые суша и океаны быстро излучают свое тепло в холодный космос. А если воздух влажный, ночных заморозков не бывает. Это - эффект парника. В холодном воздухе нельзя растворить много воды. Она тут же конденсируется в капли и снежинки. Но если воздух немного нагреть, например, за счет СО2, то и воды в нем будет растворяться больше. Из-за этого парниковый эффект, вызванный СО2, возрастает. Из-за потепления будет испаряться еще больше воды с океанов, станет еще теплее. Но больше воды в атмосфере - значит, больше облаков, а они белые и отражают солнечные лучи. Они охлаждают планету. 30 лет назад рассчитать все это детально было трудно. Нынче мы вооружены знаниями. И видно, как работают механизмы самоусиления. Как в высоких широтах из-за потепления все меньше белого льда и снега и все больше темной воды и темной земли, которые в несколько раз больше поглощают солнечного тепла. До последнего дня океан, стремясь к равновесию, частично поглощал избыток СО2 из атмосферы. Но сейчас океан нагрелся и продолжает нагреваться, а теплая вода плохо растворяет углекислый газ... Вероятно, потепление скоро замедлится, но не исключено, что оно станет сильнее, чем предполагалось. И тогда единственное, что останется, - распылять мел в атмосфере. Так что потепление - это всерьез и надолго. И отрицать эту проблему - во вред России.
Наше минприроды подготовило специальный проект. Проблема серьезная, и Россия готова приложить максимум усилий для снижения концентрации углекислого газа в атмосфере. У нас 20% мировых лесов, которые поглощают СО2. Во многих регионах мы организуем мониторинг за углеродным обменом между атмосферой и экосистемами и создадим множество карбоновых ферм, где будем выращивать лес и накапливать углерод. В результате Россия сможет компенсировать потоки СО2 от сжигания ископаемого топлива.
Однако... В список приоритетных попали самые маленькие регионы - Калининград, Чечня, Сахалин. В них можно заложить лишь маленькие питомники. А вот Красноярский край и Якутия, в лесах которых накоплена большая часть органического углерода России, в список не вошли.
У них - и у нас
В России леса занимают приблизительно половину территории. Оценки запасов древесины в наших лесах, сделанные по разным методикам, разнятся на 20%. Последние самые полные оценки минприроды показали, что запасы древесины в России - 102,2 млрд кубометров. Так как в кубометре древесины приблизительно 250 кг углерода - это 25 миллиардов тонн. Предположим, что мы создадим не отдельные питомники для выращивания леса, а засадим деревьями всю территорию страны - все сельхозполя, всю тундру и даже Красную площадь. И тогда через 100 лет объем древесины у нас удвоится, появится дополнительно 25 миллиардов тонн углерода. В среднем за это столетие новые деревья будут откачивать из атмосферы по 0,25 Гт углерода в год. Нефть, уголь и газ, которые мы добываем, - это 1,3 Гт углерода в год. Получается, что даже при таком фантастическом сценарии мы лишь немного компенсируем свой углеродный след. А в глобальном бюджете атмосферного углерода это и вовсе крохи. Теперь понятно, почему в мире много переживают за тропические леса, но не за наши березки.
Люди, которые умеют считать большие деньги, умеют считать и гигатонны углерода. Они знают, где в России лежит главная климатическая бомба. Ее обнаружили еще 30 лет назад.
Мониторинг за бюджетом углерода в экосистемах по обоим берегам Берингова пролива был начат еще в конце 80-х. Днем на свету растения забирают СО2 из атмосферы, а ночью растения и почвы только выделяют СО2. Разница между дневными и ночными потоками обычно небольшая. Американцам на Аляске удалось измерить ее с хорошей точностью. У них получилось, что экосистемы потребляют заметно больше СО2 - накапливают углерод. Значит, экосистемы Аляски компенсируют индустриальную эмиссию США. Это было важное открытие. Финансирование этих исследований сразу же увеличилось.
На Колыме подход к исследованиям был другим. Было уже известно, что самые высокие концентрации СО/2xв атмосфере наблюдаются на севере Сибири, причем самые высокие - зимой. Здесь нет значимых антропогенных источников СО2. Значит должен быть мощный природный источник. И он был найден. Фотосинтез в июле на Севере максимальный, а почва к этому времени оттаивает только на половину и "дышит не на полную". Поэтому экосистемы летом поглощают СО2. В сентябре фотосинтез замирает, а вот оттаивание почв продолжается. Микробы в глубине активного слоя только проснулись и "садятся завтракать". Промерзает активный слой минимум несколько недель, и микробы за это время успевают пообедать и поужинать, выделяя СО2. Особенно долго и активно это происходит там, где из-за пожаров выгорел моховой покров. Он - хороший летний теплоизолятор и не дает почвам прогреваться. Там, где мох выгорел, глубина летнего оттаивания увеличивается в 2-4 раза. Здесь начинает подтаивать мерзлота. Промерзает талый слой здесь долго, и микробы активно выделяют углекислый газ, иногда всю зиму. Причем, окисляя органику, они выделяют тепло, и это заметно снижает скорость промерзания. В итоге получилось, что многие экосистемы Севера в среднем по году выделяют СО2.
На Аляске измерения заканчивали в сентябре. Считалось, что все экосистемы в это время засыпают. Здесь не догадывались о зимней эмиссии и, узнав, не поверили в нее. Было сделано громкое заявление, что все намеренное в России - сомнительно, и американцы специально со своей аппаратурой приедут на Колыму для проверки. Приехали, сравнили. А в скором времени тоже начали зимние наблюдения, как бы противно это ни было, и обнаружили, что и на Аляске полярной ночью из-под снега выходит ранее неучтенный СО2. В это же время на Колыме были обнаружены и мощные зимние потоки метана, которые объяснили атмосферный зимний максимум его над севером Сибири. С тех пор всем приходится измерять потоки парниковых газов круглый год.
А теперь о первозданной природе России.
Большинство деревьев, которые вы увидите, проехав от Тулы и до Кавказа, - это Сталинский новодел. Суховейные степи здесь формально превратились в плодородные саванны.
В относительно древних экосистемах планеты доминируют деревья, кустарники, мхи. Чтобы не быть съеденными, эти растения тратят много ресурсов на свою защиту. Они высокие, горькие, колючие, вонючие, ядовитые. В этих экосистемах биокруговорот медленный. Например, смолистые иголки ели растут десять лет, а потом столь же медленно разлагаются на почве. Такие экосистемы доминировали сотни миллионов лет. Но 20 миллионов лет назад произошла экологическая революция: появились злаки и быстрорастущие травы. Возникла новая стратегия жизни, новые экосистемы - пастбищные. В сбалансированных пастбищных экосистемах ветошь не накапливается - съедается все, что выросло. Это принцип давления жизни Вернадского В.И.
В пастбищных экосистемах биомасса травоядных определяется урожаем трав, она равна 10 процентам от урожая (корове или лошади весом 500 кг на год нужно 5 тонн сена). А масса хищников равна 1 проценту от массы травоядных. Сами травы не могут бороться со своими мощными конкурентами - кустами и деревьями, но они обильно кормят армию травоядных. Съедая подрост и обгладывая кору, травоядные быстро уничтожали или прореживали леса. В результате эти экосистемы захватили большую часть суши.
15 тысяч лет назад, до того как человек расселился по планете, площадь лесов была в 10 раз меньше, чем сегодня. И большей частью это были другие леса - парковые. Животные сами поддерживали свои пастбища, поэтому пастбищные экосистемы мало зависели от климата. Крупнейшей пастбищной экосистемой была мамонтовая степь. На Севере в мерзлоте сохранились кости животных мамонтовой степи. Это позволяет восстановить плотность животных на равнинах Арктики. Здесь на хорошо унавоженных пастбищах травы давали урожай 100 тонн с квадратного километра, и на этой территории в среднем обитали животные общей массой 10 тонн - 1 мамонт, 5 бизонов, 7 лошадей, 15 северных оленей. А еще в меньшем количестве - носороги, овцебыки, благородные олени, снежные бараны, яки, сайгаки, зайцы, сурки, суслики, лемминги, гуси, львы, волки, росомахи, песцы.
Южнее, там, где теплее и больше осадков, урожай трав и плотность животных были в разы больше, и видовое разнообразие было больше. На территории нашей страны в то время жили сотни миллионов крупных животных.
Великая экосистема исчезла, но ее корни остались. В Сибири, на Аляске, Юконе под современными бедными почвами лежат мерзлые почвы мамонтовой степи. Где-то их 2-3 метра, а где и десятки метров. В них сохранилась свежая органика, кости, трупы животных, много спящих микробов. Когда эти почвы оттаивают, микробы просыпаются и продолжают доедать то, что не успели съесть тысячи лет назад. При этом, естественно, выделяют СО2. А если в почвах не хватает кислорода, приблизительно четверть древней органики превращается в метан, который, как парниковый газ, в десятки раз сильнее СО2.
Расчеты и просчеты
Мерзлота - крупнейший резервуар органического углерода, в ней его 1600 Гигатонн. Это как все запасы нефти и в 12 раз больше, чем в тропических лесах. Большая часть этого углерода лежит в верхнем слое на глубине до 3 м. А этот слой при потеплении может растаять быстро. Если это случится, то мерзлота будет выделять по 10 Гт СО2 в год. Это как вся индустриальная эмиссия. При определенных условиях появляется метан, и вклад мерзлоты в потепление может быть в два-три раза сильнее, чем от сжигания ископаемого топлива. Убытки от таяния мерзлоты для мировой экономики составят 43 трлн долларов.
Если мерзлота начнет таять, то бороться с потеплением, сокращая индустриальную эмиссию, неэффективно. Мерзлота на севере Сибири очень холодная - -5-10 С. И у многих была надежда, что потепление климата в Сибири к концу века будет не больше трех градусов. Тогда мерзлота сохранится. Но весной 2018 г. среднегодовые температуры воздуха на Севере уже поднялись на 3 градуса. Температура мерзлоты тоже, соответственно, поднялась. Летом 2017 г. на средней и нижней Колыме, в низовьях Индигирки, там, где нет мохового покрова, оттаяло 100-180 см. Мерзлота начала таять. Осенью 2020 г. местами кровля мерзлоты в низовьях Колымы опустилась уже ниже 4 м.
Как замедлить таяние мерзлоты и глобальное потепление?
Эксперименты по возрождению пастбищных экосистем, подобных мамонтовой степи, уже давно ведутся в Якутии и Тульской области. Подробная математическая модель показала, что возрождение таких экосистем позволит сохранить большую часть мерзлоты планеты.
Об этом я подробно писал в "Российской газете" 5 августа 2020 г.
В конце прошлого века скорость роста метана в атмосфере снижалась. И к 2000 г. они уравновесились фотохимическим разложением метана в атмосфере. Рост его концентрации в атмосфере прекратился. Но после этого в 2007-м начался новый рост, особенно сильный в последние годы, значит, на земле появился какой-то мощный дополнительный источник. Было предположение, что этот рост связан с большими утечками метана при добыче сланцевого газа и нефти. Эта индустрия развивалась в это же время. Но в 2020 г. добыча нефти и газа, особенно сланцевых, резко снизилась. Но концентрация метана в атмосфере в это время не только не снизилась, а, наоборот, рекордными за всю историю темпами выросла. Причем самый сильный рост наблюдался на Севере. Получается, что рост метана в последние годы связан с мерзлотой. И это только начало. Лишь малая часть мерзлоты оттаяла, а связанный с ней выброс парниковых газов - как от индустриальных империй. И эти данные показывают, что в нашем будущем метан может быть важнее, чем СО2, которым нас пугают. Научное сообщество только начало обсуждать эти новые шокирующие многих данные. Но они уже стали фактором большой климатической игры. Особенно это проявилось в наши дни.
22-23 апреля на онлайн-саммите по климату все лидеры говорили про СО2 и все, кто мог, похвалялись посаженными деревьями: где-то посадили миллиард, где-то - два и даже три. А сколько одно молодое дерево забирает за год углерода из атмосферы? Килограммы. Максимум десятки килограммов. Тогда получается, что 10 миллиардов деревьев за год заберут из атмосферы максимум несколько десятых гигатонны углерода, несколько процентов от глобальной годовой эмиссии СО2. Полезно, но проблему не решает. И только наш президент на этом саммите говорил о метане. Он обещал, что наши экосистемы будут забирать углерод из атмосферы. И работать над этим, и вести мониторинг мы будем в международной кооперации.
* * *
При сегодняшних ценах на парниковые газы углерод наших экосистем - это десятки триллионов долларов. Торговать им во много раз выгоднее, чем нефтью и газом.
А еще - леса круглый год темные, а пастбища летом белесые, а зимой белые. Они в два раза меньше поглощают солнечного тепла и меньше нагревают атмосферу.
Обладая громадной территорией, наша страна контролирует крупнейшие резервуары углерода. Это мерзлота, почвы, уголь, газ, нефть, торф. У нас седьмая часть глобального фотосинтеза, а скоро это может быть четверть. Реально сегодня только наша страна способна регулировать глобальный климат.
Нынешний год в стратегии борьбы с потеплением климата критически важен. Из-за пандемии в прошлом году антропогенные выбросы СО2 сократились на 7-8%. О большем в рамках Парижского соглашения даже не мечтали. И где результат? Концентрация СО2 в атмосфере в прошлом году выросла даже больше, чем в предыдущие годы. Значит, взамен антропогенного в 2020 г. какой-то другой источник на 0,8 Гт углерода увеличил свою мощность. За год окислилась "поленница" органики высотой 3 км. И это может быть только тающая мерзлота. В еще большей степени мерзлота проявила себя как источник метана.