CO2 nie ma z tym nic wspólnego

„CO2 nie ma z tym nic wspólnego.” Inne spojrzenie na globalne ocieplenie

Dlaczego hipoteza o globalnym ociepleniu, które następuje na skutek emisji CO2 w wyniku działalności gospodarczej człowieka, jest wątpliwa? Co stanie się z satelitami, jeśli bieguny magnetyczne zamienią się miejscami? Czy można przewidzieć trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów? Szef Laboratorium Fizyki Procesów Międzygeosferycznych w rozmowie z Gazeta.Ru.

Instytut Fizyki Ziemi im. O.Yu. Schmidt RAS, doktor nauk fizycznych i matematycznych Siergiej Szalimow.

— Siergiej Lwowicz, badasz różne powłoki Ziemi i ich wzajemne oddziaływanie. Ile muszli ma nasza planeta?

- Jest ich wiele. W jednej sferze znajduje się prawdopodobnie około 5-6 takich muszli. A każda skorupa – lub kula – jest naznaczona swoją osobliwością (z punktu widzenia fizyki).

Jeśli odejdziesz od środka Ziemi, to przede wszystkim musisz zrozumieć, że Ziemia ma nie jeden rdzeń, ale dwa. Solidne jądro wewnętrzne o promieniu 1220 km znajduje się w centrum Ziemi i składa się prawie w całości z żelaza z domieszką niklu i szeregu lekkich pierwiastków. Rdzeń ten zanurzony jest w roztopionym żelazie o lepkości kinematycznej wody, czyli w ciekłym rdzeniu. Temperatura ciekłego rdzenia wynosi około 6000 °C (w pobliżu stałego rdzenia temperatura jest nieco niższa ze względu na wysokie ciśnienie). To właśnie w ciekłym jądrze zachodzą procesy wytwarzania ziemskiego pola magnetycznego. W odległości około 3500 km od centrum Ziemi zaczyna się lepka powłoka płaszcza, której długość wynosi około 3000 km, a jej górna część, o grubości około 50 km, nazywana jest litosferą - skorupą stałą. Oddziela wszystkie żywe istoty od lepkiej astenosfery. Ruch i interakcja płyt litosferycznych powoduje trzęsienia ziemi. 2/3 stałej powłoki Ziemi pokryta jest hydrosferą - płynną powłoką Ziemi. Stała skorupa jest pokryta atmosferą - powłoką gazową Ziemi, która dzieląc się na kilka kolejnych kul, rozciąga się na wysokość do 800 km. Jednakże wraz ze wzrostem wysokości w grę wchodzi jonizacja cząsteczek i atomów atmosferycznych, głównie przez promieniowanie słoneczne. Powstaje jonosfera – część atmosfery zjonizowanej przez Słońce. Zaczyna się tam, gdzie elektrony wpływają na propagację fal radiowych. Magnetosfera to powłoka magnetyczna Ziemi. Granicę wyznacza równość ciśnienia plazmy wiatru słonecznego i ciśnienia magnetycznego i znajduje się w odległości 10 promieni Ziemi od jej środka. Magnetosfera zawiera już w pełni zjonizowaną plazmę. Wraz z jonosferą chroni nas przed ostrym promieniowaniem Słońca.

— Która z muszli jest obecnie najlepiej zbadana?

- Myślę, że wszyscy są w mniej więcej równych warunkach. Chociaż podpowierzchnia była prawdopodobnie mniej badana. To, co się tam dzieje, możemy ocenić jedynie na podstawie procesów zachodzących na powierzchni. Jednak bardzo trudno jest również uzyskać dane eksperymentalne dotyczące dolnej jonosfery (80-90 km nad powierzchnią), gdzie spalają się meteoroidy. Ponieważ dolna jonosfera jest zbyt wysoka dla sond i zbyt niska dla satelitów. Wszystkie muszle nie zostały jeszcze wystarczająco zbadane. Dlatego tak trudno na przykład dokładnie określić przyczynę globalnego ocieplenia.

- Naprawdę? Wygląda na to, że przyczyna została ustalona. Jest to dwutlenek węgla uwalniany do atmosfery w wyniku działalności gospodarczej człowieka.

– Z tego, co wiadomo na ten temat,

Bardzo wątpię, czy CO2 powoduje ocieplenie.

Temperatura w ciągu ostatnich 100 lat wzrosła o około stopień, trochę mniej. Stężenie dwutlenku węgla - od około 300 do 400 ppm. Mówią nam: dzieje się tak dlatego, że spalamy węgiel, gaz i ropę. Musimy pilnie przestać to wszystko palić, a wtedy temperatura nie wzrośnie. Ale to chyba jakieś nieporozumienie.

- Dlaczego?

— Bo, powiedzmy, w ostatnim interglacjale temperatura na Ziemi była o około 2°C wyższa niż obecnie. Pytanie brzmi, jak to się ma do emisji CO2? 10 tysięcy lat temu nie było jeszcze cywilizacji. Ponadto temperatura zmienia się w krótszych okresach czasu. Od końca XIX wieku do 1910 roku panował trzask chłodu. Od 1910 do 1940 - ocieplenie. Od 1940 do 1950 - ponowne ochłodzenie. Potem była stabilizacja w latach 80., a potem temperatura zaczęła rosnąć.

Temperatura waha się z amplitudą dziesiątych stopnia, a stężenie CO2 rośnie monotonicznie.

I co najciekawsze: promieniowanie podczerwone powierzchni Ziemi pochłonięte przez CO2 znajdujący się w atmosferze nie odpowiada temu, które jest zwracane w stronę Ziemi.

— Ale czy efekt cieplarniany istnieje?

- Tak. Skąd bierze się efekt cieplarniany? Od absorpcji przez atmosferę i powrotu części promieniowania podczerwonego do powierzchni ziemi. A z punktu widzenia specjalistów, którzy szczegółowo zbadali tę kwestię (przede wszystkim Borysa Michajłowicza Smirnowa ze Wspólnego Instytutu Wysokich Temperatur Rosyjskiej Akademii Nauk ).

Za główną przyczynę efektu cieplarnianego należy uznać wodę, a nie CO2. Pytaniem pozostaje jednak, dlaczego w ogóle stężenie CO2 w atmosferze wzrasta.

– Czy są jakieś hipotezy?

— Istnieje hipoteza Linusa Paulinga, który twierdził, że istnieje równowaga pomiędzy atmosferycznym i oceanicznym CO2 poprzez tworzenie się węglanu wapnia. Jeśli zostanie nieco przesunięty (na przykład ze względu na wzrost temperatury oceanu), wówczas zawartość CO2 w atmosferze wzrośnie. Tutaj nadal musimy zrozumieć przyczyny. W każdym razie na pewno nie jest to wzrost emisji CO2 ze spalania gazu, ropy i węgla.

— Czy w wyniku działalności gospodarczej człowieka może wystąpić brak równowagi między atmosferą a oceanem?

- Może. Zanieczyszczamy ocean. Ale jak dokładnie zmienia się ta równowaga, dlaczego pojawia się efekt cieplarniany, co z tym zrobić, jak go zatrzymać – to pytania, na które nie ma jeszcze odpowiedzi.

— Oprócz globalnego ocieplenia istnieje jeszcze inny proces, który przeraża ludność świata. Jest to odwrócenie polaryzacji. Bieguny magnetyczne mogą zmieniać miejsca, co zdarzało się nie raz w historii naszej planety. Oznacza to, że igła kompasu nagle zacznie wskazywać południe. Czy to naprawdę prawda?

— Naukowcy na podstawie badań paleomagnetycznych twierdzą, że istnieje zjawisko takie jak odwrócenie polaryzacji. Oznacza to, że na podstawie skał kopalnych o określonym składzie możemy stwierdzić, w jakim kierunku znajdowało się pole geomagnetyczne w przeszłości. I jasne jest, że pole zmienia kierunek. Ale zdarza się to rzadko, kilka razy na milion lat. Od ostatniego wydarzenia minęło 780 tysięcy lat, co wskazuje, że pole było przeciwne (era Brunhesa-Matuyamy).

- Jeśli to się nagle stanie, co stanie się z naszymi satelitami nawigacyjnymi?

Przede wszystkim zniknie dipolowy charakter (obecność dwóch biegunów: północ-południe) naszego pola geomagnetycznego, a wraz z nim przyzwyczajona jest do nas ochrona magnetosferyczna i jonosferyczna przed promieniowaniem słonecznym.

Pole oczywiście nie zniknie całkowicie, ale plazma wiatru słonecznego i twarde promieniowanie przedostaną się w niektórych miejscach na powierzchnię Ziemi i zniszczą wszystko na swojej drodze, łącznie z satelitami. To oczywiście nie jest zbyt dobry scenariusz.

Funkcjonowanie satelitów nawigacyjnych uzależnione jest między innymi od zmian prędkości obrotowej Ziemi, stanu atmosfery i jonosfery. W szczególności propagacja sygnału elektromagnetycznego przez jednorodną plazmę bez pola magnetycznego różni się od propagacji przez niejednorodną plazmę z polem magnetycznym. I to trzeba wziąć pod uwagę.

Według badań paleomagnetycznych odwrócenie polaryzacji trwa około 10 tysięcy lat.

Będzie zatem wystarczająco dużo czasu na przystosowanie satelitów nawigacyjnych do nowego pola, jeśli oczywiście będą one w takich czasach niepokoić ludzi.

— Gdzie wskaże igła kompasu?

- Potrafi wskazać dowolne miejsce lub obrócić się. Północ i południe istnieją tylko w polu dipolowym.

— Czy proces wymiany biegunów właśnie trwa?

„Nie da się tego ustalić, ponieważ, jak powiedziałem, proces ten zajmuje dużo czasu”. A zaobserwowany spadek natężenia pola może wynikać między innymi z wychylenia - procesu, który nie prowadzi do odwrócenia polaryzacji, chociaż przyczynia się do zmniejszenia składowej dipolowej pola. Najprawdopodobniej procesy te spowodowane są prądami w płynnym jądrze Ziemi, takimi jak na przykład ruch prawdziwego bieguna magnetycznego.

Prawdziwy biegun magnetyczny, czyli miejsce na powierzchni Ziemi, w którym linie siły magnetycznej są pionowe, znajdowało się wcześniej w  Kanadzie, a obecnie przenosi się na Syberię. Bieguny geomagnetyczne utworzone przez dipol magnetyczny nadal praktycznie stoją w miejscu. To bardzo dobrze, bo gdyby się ruszyli, być może większość Syberii znalazłaby się pod owalem zorzy polarnej. I, jak wiadomo, komunikacja pod nim działa bardzo słabo. Ale, dzięki Bogu, przesuwają się tylko prawdziwe bieguny magnetyczne.

— Przez długi czas naukowcy nie byli w stanie przewidzieć trzęsień ziemi i erupcji wulkanów. Czy są jakieś postępy w tym kierunku?

- NIE,

Naukowcy nie posiadają jeszcze informacji niezbędnych do przewidywania zdarzeń sejsmicznych.

Było tylko kilka przypadkowych przewidywań, ale nie można tego nazwać systemem.

Wiele osób mówi: „No i jak? Zwierzęta wyczuwają zwiastuny, a my z jakiegoś powodu nie?” Ale na razie to tyle. Swoją drogą Kalifornia i Japonia pokryte są najróżniejszym sprzętem, a jednocześnie cały czas brakuje im silnych trzęsień ziemi.

Podkreślam, że mówimy o krótkoterminowej prognozie wydarzeń. Przy prognozie długoterminowej sytuacja jest bardziej optymistyczna.

- Dlaczego nie możesz po prostu reagować na zwierzęta?

- No cóż, wyobraźmy sobie sytuację. Jeśli nagle zauważyłeś, że kot, pies lub krowa zachowuje się w jakiś nietypowy sposób, co możesz na tej podstawie powiedzieć? Może kot, pies lub krowa jest chora. A może coś nadejdzie. Kiedy nadejdzie? Gdzie to nadchodzi? Jakiej wielkości? W którą stronę mam biec? Tego nie da się już powiedzieć.

Niemniej jednak konieczne jest poszukiwanie zwiastunów. A entuzjastów zajmujących się tym biznesem jest wielu. Swego czasu i ja byłem jednym z nich.

— A jeśli weźmiemy wulkany, czy tak samo będzie z zwiastunami?

- Tak, tak samo jest z wulkanami. Chociaż tutaj przynajmniej problem z lokalizacją akcji został rozwiązany. Rzeczywiście widać oznaki przygotowań do erupcji. Nie da się jednak dokładnie określić, kiedy to nastąpi. Znam jednak też jeden czy dwa przypadki udanych przewidywań. A przecież są to odosobnione przypadki. Nauka w tym zakresie jest wciąż na samym początku swojej drogi.

Źródło: https://www.gazeta.ru/