У погоды своя берёста

Затянувшаяся плюсовая температура этой осени и зима, которая тоже лишь изредка балует настоящим снегопадом и здоровым морозцем жителей Великого Новгорода, заставляют людей гадать, чем грозит неожиданно свалившаяся на их головы аномалия? Пролить свет на этот тёмный вопрос нам поможет доктор географических наук, действительный член Русского Географического Общества, в.н.с. Института озероведения РАН Дмитрий Александрович СУБЕТТО, заведующий кафедрой географии и геологии университета.

Регулярным наблюдениям за погодой всего-то полвека, а значит, мы не можем знать, как менялся климат на планете и в наших местах сотни, тысячи лет назад?

- Мы изучаем палеогеографию и палеоклимат не один год, и, уверяю вас, можно реконструировать, каким климат был 10 тысяч лет назад и ранее.

- А что такое палеогеография?

- Палеогеография (от греч. palaios) - научная дисциплина, исследующая природные условия, существовавшие в древние геологические эпохи. Методы палеогеографии основаны на изучении вещественного состава и условий залегания горных пород, а также на исследованиях остатков организмов, заключенных в них. Одним из прекрасных геологических архивов прошлых географических обстановок являются донные отложения озер. Каждый час, день, месяц, год, столетие, тысячелетие откладывается на дно различный материал, образующийся в озере и поступающий с водосбора, формируя мощные толщи отложений до 10, а иногда 20 и 30 метров, где, как в летописи, записана вся история развития природы и климата. Разрезы донных отложений изучаются различными геологическими и палеонтологическими методами. Мы их исследуем, собирая керны с целью реконструкции природно-климатических условий в геологическом прошлом. На основе их анализа проводим параллели и аналогии с современными условиями.

Вот, например, изменение, которое было на рубеже 10 000 лет назад, когда происходила резкая смена ледникового холодного периода современным тёплым. Одна из задач сегодня - выяснить причины, по которым это происходило. Актуально это потому, что люди тревожатся, пытаются определить, что ждёт нас в будущем, каковы будут последствия глобального потепления, неужели нам "повезёт" настолько, что произойдёт подъём уровня мирового океана, или наоборот, последует оледенение. Резкие катастрофические потопы в Европе, которые случаются теперь практически каждый год, смерчи, ужасные ураганы, которые в последние месяцы обрушились на берега Америки и нанесли серьёзный урон, только усугубляют панические настроения.

- Американский метеоролог Скотт Стивенс считает, что ураган "Катрина" был направлен на США с помощью разработанного еще в Советском Союзе секретного "погодного" оружия, основанного на принципе электромагнитного генератора.

- Нет, это всё политика и к науке не имеет никакого отношения. Если мы, к сожалению, не можем даже дать точный прогноз погоды на ближайшую неделю, то как бы мы посылали такие ужасные смерчи? Природу надо изучать, пытаться понять, что является причиной, что - следствием. Найти объяснение причин тех климатических изменений, которые были в прошлом, и, соответственно, отталкиваясь от этого, попытаться выйти на объяснение, возможный прогноз будущего. Сейчас очень перспективное направление - палеогеографические исследования, ими очень активно занимаются и в Европе. Одним из объектов этих исследований являются озера.Наука, изучающая озера с палеогеографических позиций, называется палеолимнология.

- Расскажите о механизме сбора данных для анализа. Вот вы собираете донные отложения, так вы что, ныряете в прорубь?

- Нет, конечно, существуют различные инструменты для отбора проб - ручные, механические, которые позволяют отбирать пробы (керны) с глубин воды от метра до сотен метров и даже до 1650 м, как, например, в озере Байкал. Хотя, конечно, сама процедура отбора проб - достаточно тяжёлая работа. При изучении Байкала недавно пробурили дно озера на глубину порядка 600 метров - а это не десятки, а сотни, тысячи и миллионы лет приоткрыли свои тайны! Но оно того стоит. На детальном послойном изучении разрезов озёрных отложений палеогеографы строят высокоразрешающие летописи природно-климатических изменений и в дальнейшем прогнозируют, какие сценарии развития климата могут возобладать в будущем.

Измерения изотопного состава воды во льдах ледовых шапок Гренландии и Антарктиды свидетельствуют о температуре, которая была в момент его формирования. Существует достаточно простая зависимость - чем больше в составе воды изотопов кислорода-18 и дейтерия, тем теплее, чем их меньше - тем холоднее. Это своеобразный градусник. Оказалось, что в течение последних 420 тысяч лет Земля прошла четыре климатических цикла потепления и похолодания. Отчасти их можно проследить и по морским отложениям, однако исследования керна отличаются большей степенью детальности: они позволяют выявить изменения температурных режимов и состав воздуха. Даже сведения о ветрах, дувших в те далёкие времена, зафиксированы в памяти ледников. В толще ледников сохраняется пыль, осевшая на поверхности льда много сотен тысячелетий назад. Анализ позволяет выявить, чем был загрязнён воздух в те далёкие времена и откуда эту пыль принесли ветры, не происходило ли тогда крупных извержений вулканов и многое другое.

- Так что керны озерных отложений, льда можно назвать своеобразными "берестяными грамотами". А можно о них узнать подробнее, как они выглядят?

- Керн - это цилиндрическая часть горной породы или льда, или озерных и морских отложений, полученная при извлечении трубчатыми пробоотборниками из скважины при бурении.

Лет шесть назад мы изучали два озера - Медведское и Пасторское, расположенные на возвышенности Карельского перешейка, это под Санкт-Петербургом. В центральных частях озёр были отобраны колонки донных отложений с помощью модифицированного торфяного бура. Мощность отложений в этих озерах небольшая - 3-4 м. Но в них оказалась записана история развития природы и климата, а также самого озера в течение 13 000 лет! Мы узнали, что озера возникли в результате таяния мёртвого или погребённого льда. Анализ вещественного состава кернов донных отложений позволил установить, что было три этапа в развитии географической оболочки.

Донные отложения, сформировавшиеся ранее 13 000 лет, рассказали о том, что в то время шло активное таяние близлежащих к озёрам ледников. Климат был холодным и резко континентальным. В период с 13 000 до 11 000 лет климат оставался резко континентальным и сухим. Растительность на возвышенности была представлена травяно-кустарничковыми тундровыми сообществами. В обоих разрезах были обнаружены вулканические микростёкла, как потом удалось идентифицировать - следы извержения вулкана Катла (Исландия), произошедшего 12 тысяч лет назад. В этот период распространение полыни и осоковых отражало холодные и аридные климатические условия. Климат и природа в то время были такой же, как сейчас где-нибудь на острове Шпицберген или в Гренландии. Анализ слоёв, относящиеся к 11000-10 900 годам, отражает быстрое увеличение продуктивности озера, что связано с улучшением условий в озёрах - температурный режим, увеличение продолжительности вегетационного периода, сокращение периода ледостава - все это были благоприятные условия для развития жизни в озере.

По данным математического моделирования, климат во временном интервале 12 000-9 000 лет назад в северо-западной Европе был более контрастным, с зимами более холодными и летами более тёплыми и сухими, чем в настоящее время. На Северо-Западе России экстремально континентальные климатические условия на протяжении длительного времени могли консервировать на огромной территории вечную мерзлоту. Мерзлота, в свою очередь, оказывала влияние на атмосферную циркуляцию, создавая область высокого давления, блокировавшую западный перенос тёплых воздушных масс. Сильные восточные ветры, дующие к югу от Скандинавского ледникового щита, могли усиливать антициклональную циркуляцию. И только около 10 000 - 9000 лет назад, когда окончательно разрушился ледниковый щит, покрывавший до этого всю Скандинавию, область с засушливым климатом и с господствующими восточными ветрами на Северо-Западе России могла исчезнуть, открывая путь северо-атлантическим воздушным массам в восточный сектор Европы.

Примерно 20 тысяч лет назад ледники доходили до Валдая. Толщина льда над Новгородом по разным оценкам могла достигать 1,5-2 км. Вы только представьте себе: над вами толща холодного голубого льда в 2000 м! Как сейчас в Гренландии и Антарктиде. Все валдайские красоты: озёра, пески, камни и даже сосновая растительность - следствие ледниковой истории.

За последнюю тысячу лет колебания температуры составили 1,5-2 градуса. Тёплыми были ХII век, первая половина XIII, а также XVI и XX столетия. Холодными - XIV-XV века и XVII - первая половина XIX века. Последний промежуток времени даже получил название малого ледникового периода.

Наше теплое межледниковье (голоцен) длится уже 11 тысяч лет. Все предыдущие были короче - 4-5 тысяч лет. За XX век температура воздуха поднялась на 0,6 градуса, что довольно много. Конечно, влияет деятельность человека, сопровождающаяся выделением в атмосферу парниковых газов, но глобальная температура пока не вышла за пределы естественных колебаний, в запасе ещё есть полтора градуса. Похоже, на Земле действует какой-то колоссальный природный механизм, стабилизирующий природные изменения.

- А наши новгородские озера изучались подобным образом?

- Институт озероведения РАН в своё время занимался изучением озера Ильмень в 80-х годах уже прошлого столетия, я сам работал в той экспедиции, собрано много материала. Мы всё это обработали: и вещественный состав, и нахождение тех или иных палеонтологических организмов, датирование, радиоуглеродный анализ. Вышла целая монография из 8 томов, которая называется "История озёр", куда вошли и эти материалы. Охватываются малые и крупные озёра Европы, части Азии. Мой студент-дипломник собирается писать диплом в этом году по изменению водного режима озера Ильмень.

- А вот по вашим исследованиям, что можно сказать о нашем Ильмень-море - глубже оно было?

- Глубже, сейчас уровень воды колеблется на отметках 16-18 метров над уровнем моря, а в прошлом, 13 000 лет назад, был на высоте 110 метров, вот какая была толща воды!

- Действительно, море. А за счет чего существовал такой большой объем?

- За счёт того, что в районе нынешней Луги проходила граница ледника, который служил для озера источником воды. Учёные сделали реконструкцию его бассейна. Ледник этот захватывал ещё кусочек Псковско-Чудского озера - у него был огромный бассейн, сток из которого шёл через центральную часть Эстонии, в сторону Рижского залива. Вот почему на всей этой территории так много больших и малых озёр.

Потом, по мере отступания ледника, его деградации, потепления климата, погодные условия смягчаются. Происходило дальнейшее наполнение котловины. И знаете, раньше сток из озера Ильмень шёл не через Волхов (Волхов - это очень молодая река), а, по-видимому, озёрная вода сбрасывалась через реки Шелонь и Великая. Вот почему, например, Шелонь, кстати, и не имеет дельты. То есть озеро Ильмень сбрасывало свои воды в Псковско-Чудское озеро, на запад, а не на север, как сейчас.

А то, что было выполнено для Байкала, можно было бы сделать и для озера Ильмень. Ученые несколько лет бурили дно Байкала, да еще в самые жестокие зимние холода. Бурили для того, чтобы понять, какой климат был в глубокой древности. Учеными двигало весьма прагматическое любопытство. Потому что "расшифровка" по геологическим разрезам позволяет понять, каким было прошлое и какие климатические перемены ждут людей и природу в наше время.

- Почему именно на Байкале велась эта работа, вызвавшая большой интерес и у иностранных ученых?

- Великому озеру около тридцати миллионов лет, оно, как говорится, все повидало. В Байкале столько воды, что по осадкам в нем можно судить, как природа реагировала на колоссальные перемены в климате. В Академическом хребте озера за тысячу лет накапливается примерно пять сантиметров осадков. А в одном сантиметре керна словно уплотнилось 250 лет. Ученые получили невиданный до сих пор набор непрерывных осадочных записей. Они свидетельствуют о том, что климат меняется постоянно - то от теплого к холодному, то от холодного - к теплому. А последнее глобальное похолодание на Земле было примерно 2,8-2,5 миллиона лет назад. Нынешнее потепление тоже случилось потому, что так "заведено" природой. Конечно, на нее влияет антропогенное воздействие, но потепление естественно для климата, как, положим, и цветение садов.

- 15 марта в МАЭ (Кунсткамера) РАН состоялся семинар "Палеогеография и археология - перспективы комплексных исследований на Карельском перешейке". Вы выступили там с докладом, о чем он?

- Он назывался "Палеолимнология - одно из направлений реконструкции природно-климатических обстановок прошлого". В нем получили освещение итоги выполняемых Институтом палеолимнологических изысканий на Карельском перешейке в Северо-Западном Приладожье за последние 10 лет. Были представлены данные, позволяющие по-новому осветить вопросы взаимодействия человека и окружающей среды в раннем голоцене на территории Северо-Запада России.

Расселение человека всегда шло по рекам, озёрам, и есть такой совместный научный проект с англиийскими и финскими учеными, который называется "Древние водные пути и миграция населения на СЗ России". В рамках этого проекта проводятся совместные палеолимнологические и археологические исследования вдоль древнего водного пути из Балтики в Ладогу и озеро Ильмень. Здесь огромное количество древних поселений, начиная с неолита, каменного века. Найдено огромное количество артефактов, например, рыболовецкая сеть, которая была сделана 9 тысяч 700 лет тому назад, жилище из бивня мамонта. А на Неве совершенно отсутствуют древние поселения, что говорит о том, что здесь в давние времена люди не селились. Считается, что Нева молодая, ей всего 3000 лет, то есть она возникла во времена Древнего Египта.

- Дмитрий Александрович, над чем работает сейчас кафедра географии НовГУ, которую вы возглавили летом?

- Кафедра наша сейчас активно развивается, устанавливаются и развиваются научные связи. Преподаватели с большим опытом, хорошей школой, ведь кафедра существует уже свыше 40 лет. Многие преподаватели учились в Санкт-Петербургском университете, у них очень хорошая подготовка, постоянно к нам приезжают преподаватели из Санкт-Петербургского и Московского университетов, мы туда ездим, происходит плодотворный обмен.

В этом году при кафедре открыли секцию экономической географии, которую возглавила Светлана Геннадьевна Давыдова, таким образом будет укреплён экономический блок. Совместно с Институтом экономики будем обучать студентов по специализации туризм, с этой целью разрабатываются учебные программы.

Хотим наладить научный обмен кафедры с вузами прибалтийских стран и всего Северо-Западного региона, ведь у нас даже водный бассейн один. Одна из новых задумок - организовать географо-биологические экскурсии вокруг Балтики, включая шведские университеты, Финляндии, прибалтийских государств, чтобы ребята могли контактировать со своими сверстниками, окунуться в научную среду наших соседей. Первый шаг уже сделан - к нашему предложению проявили интерес эстонцы. Мы договорились, что в мае к нам приедет группа из 15 человек, на три дня. А летом наши ребята поедут с ответным визитом к ним.