Но вдруг качели давления смещают воздушные массы, и все встает с ног на голову: давление над Азорскими островами и Исландией начинает меняться в антифазе – над Азорами оно падает, а над Исландией растет. В Европу приходят суровые и засушливые (бесснежные) зимы, и европейцы, привыкшие к зимам мягким да влажным, удивляются.
Последние 20 лет давление над Азорами аномально высокое, исландцы регулярно страдают головными болями, а зимы в Европе (и Москве в том числе) стоят такие, к каким мы уже привыкли – слюнявые. Теплые западные ветры передают нам привет от Атлантики…
Вы можете задать резонный вопрос: а почему это западные ветры передают нам теплые приветики с Атлантики, а восточные не передают морозные приветики из Сибири? А потому, что из-за вращения Земли образуется так называемый «западный перенос» – преимущественно западное направление ветров в умеренных широтах. Эти постоянные западные ветры, в сущности, похожи на пассаты, только дуют в другую сторону и на других высотах. Система работает так. У экватора атмосферные массы переносятся с востока на запад (пассаты). Но затем нагретые солнцем воздушные массы поднимаются вверх и устремляются от экватора в области с более низким давлением (45–60 градусов северной и южной широты). Причем из-за силы Кориолиса потоки воздушных масс «загибаются» на восток. То есть вообще-то воздух перемещается на север, но не по прямой, а вихреобразно, образуя в своем движении перпендикулярную составляющую скорости.
Разница между пассатами и западным переносом только в том, что пассаты дуют в паруса, то есть низенько, а западный перенос сквозит на больших высотах. Именно поэтому из Москвы в Таиланд лететь на час быстрее, чем из Таиланда в Москву. Это обстоятельство страшно удивляет туристов. Они задают друг другу на различных сайтах вопрос о причинах загадочного явления, после чего пускаются в глубокомысленные и околофизические рассуждения о том, что, наверно, тут играет роль вращение Земли – самолет взлетает, а Земля, вращаясь, несет ему навстречу Бангкок. А когда самолет летит обратно, Москва от самолета «убегает». Нет, отвечают им другие, более умные: во-первых, Земля вращается в другую сторону, и если бы то, что вы описали, имело место, во Владивосток лететь было бы дольше, а не быстрее! А во-вторых, никакое вращение Земли тут роли не играет, потому что атмосфера вращается вместе с планетой, как одно целое, иначе, подпрыгнув, мы приземлились бы в другом месте, поскольку Земля бы из-под нас «уехала». Да и вообще, если б атмосфера не вращалась вместе с планетой, из подъезда выйти было бы нельзя – дул бы такой страшный ветер, что с ног бы валило. «Что же тогда влияет на загадку ускоряющихся на восток и тормозящих на запад самолетов?» – теряются граждане.
Парадокс правильного ответа состоит в том, что действительно тут виновато вращение планеты! Только работает оно не «напрямую», а «косвенно» – через силу Кориолиса, «загибающую» воздушный массоперенос. Вообще если представить себе Землю со стороны, то воздушные массы движутся над ее полушариями двумя баранками, или, по-научному, тороидами. Вдоль всего экватора теплый воздух поднимается вверх и переносится к полюсам, слегка загибаясь западным переносом. Ближе к земным макушкам охлажденный воздух опускается. И затем поступает низом на место поднявшегося у экватора теплого воздуха. Нижняя экваториальная часть этого геоида воспринимается нами как пассаты, а верхняя североширотная – как западный перенос. Так работает атмосфера в первом приближении. А во втором – черти начинают гнездиться в мелочах и частностях ураганов, бурь, муссонов, ветров, осадков и в прочей погоде…
Так вот, интенсивность западного переноса зависит от тех самых Североатлантических качелей давления – чем больше они наклонены в сторону Исландии, тем интенсивнее западный перенос. И наоборот, когда низкое давление случается над Азорами, над Исландией образуется устойчивый антициклон, и в Европе наступает так называемая Великая зима – замерзают Рейн, Рона, Темза. Причем сковать льдом эти реки может месяца эдак на три! Стоит нормальная такая зима с преобладанием ветров северо-восточного направления. И вот тогда во Владивосток лететь так же долго, как и обратно.
…Поняли что-нибудь? В этом климате сам черт ногу сломит…
Часть 2
Возраст Буратино всегда можно определить по спилу.
Народная мудрость
Занятия на военной кафедре. Майор объясняет студентам:
– Угол подъема пулемета на БТР составляет не более 30 градусов.
Вопрос из аудитории:
– Товарищ майор, а каких градусов – по Фаренгейту или по Цельсию?
Майор, после некоторых раздумий:
– По Фаренгейту.
Дружный хохот.
– Ну ладно, уж и пошутить нельзя. По Цельсию, конечно!
Анекдот
– С этим климатом порой случаются вещи прямо-таки мистические!.. Вам чай покрепче или пожиже? – Клименко поднял заварочный чайник.
– Средней паршивости, – махнул я. – А что вы там сказали про мистику? Неужто и вправду бывает климатическая мистика?…
– Ну как же! Вы знаете, когда случились три самые холодных зимы в России за последние 300 лет?
– Меня на экзамене по теплотехнике наш препод Мастрюков спросил, не летал ли я на воздушном шаре. Это из разряда вопросов, не требующих ответа. Конечно, нет! Не знаю.
– А вот я вам скажу. Три самые холодные зимы на территории Восточной Европы случились в 1708/09, 1812/13 и 1941/42 годах. И именно три этих самых холодных зимы трижды спасали Россию.
– Богоспасаемая земля… А что случилось в 1709 году?
– Полтавская битва.
– Так она же летом была!
– Да, разбили Карла летом на Украине, но разбили только потому, что половина его армии вымерла зимой от холода и голода. Карл подошел к Полтаве с половиной деморализованной армии. В сборнике летописей об этой зиме можно прочесть следующее: «Того ж року малороссияне везде на квартирах и по дорогам тайно и явно шведов били, а иных и живых к государю привозили, разными способами бьючи и ловлячи блудящих, понеже тогда снеги великие были и зима тяжкая морозами, от которых премного шведов погинуло…» Финал известен. Что касается 1812 года, то…
– Не надо, я хорошо знаю эту печальную историю. Как ни хотелось Сталину представить старичка-Кутузова гениальным полководцем и освободителем России, наполеоновскую армию погубили все-таки морозы. Наполеон был далеко не дурак, он изучил метеорологические сводки по России за десятки лет и твердо знал, что сильные холода начинаются в декабре, а в ноябре не бывает температуры ниже минус десяти. Это его вполне устраивало. Но в тот год морозы ударили аж в октябре, а в ноябре столбик термометра упал до минус 26 градусов. Результат известен – выходя из Москвы, Наполеон имел 100 тысяч человек, а к Смоленску подошло около 30 тысяч. Остальные просто замерзли! И я даже не знаю, с чем это связано. Может быть, вулкан где-нибудь взорвался?
– Не думаю. Арктические и антарктические ледовые керны показывают, что очень крупное извержение действительно было, но в 1808 году. Пока неясно, что за вулкан грохнул, но ясно, что где-то в тропической области, поскольку следы извержения видны в обоих полушариях. Теоретически похолодание 1812 года можно, конечно, попытаться притянуть к этому извержению. Но что тогда делать с Гитлером? С Гитлером вообще фантастика какая-то произошла! Во-первых, это было спокойное с точки зрения вулканизма время. Во-вторых, у немцев на тот момент была самая мощная метеорологическая служба, лучшая в мире – и это естественно: немцы вели огромное количество боевых операций в Арктике и Северной Атлантике, где погодный прогноз значит очень многое. Я был знаком с видным германским климатологом Германом Флоном, профессором Боннского университета. Он во время войны являлся одним из руководителей германской службы погоды. И скажу я вам, немцам уже тогда удавались прекрасные прогнозы!
Так вот, до 1939 года в Европе уже несколько десятилетий не было холодных зим, люди стали отвыкать. И вдруг грянули почти подряд две очень холодные зимы – 1939/40 и 1941/42 годов. Это были две самые холодные зимы столетия. Ни Герману Флону, ни нашим метеорологам такое не могло присниться и в страшном сне. И нас в Финляндии, и немцев под Москвой эти зимы застали врасплох. У немцев не было ни соответствующей таким морозам одежды, ни ружейной смазки, ни зимних масел для танков… А теперь скажите, разве три самых морозных зимы, погубившие три вражеские армии – это не чудесное совпадение?
– Я не верю в чудеса. В чем же была причина холодной аномалии 1941-го?
– Случилось нечастое событие – Североатлантические качели качнулись от Азорских островов к Исландии. Вероятно, то же самое произошло и в 1709, и в 1812 годах.
– Будем считать это совпадением. Не было бы счастья, да несчастье помогло. И давайте перейдем от мистических случайностей к пролетарским закономерностям…
Глава 1
Начало
Считается, что цивилизация родилась 5100 лет назад – с началом династического периода в Древнем Египте. Однако и за 5 тысяч лет до этого знаменательного события на Земле жили люди. Причем весьма неплохо. Они еще не были объединены в государства, но уже вовсю строили города. Скажем, сейчас всякого въезжающего в Иерихон туриста встречает дорожный транспарант, радостно сообщающий, что Иерихону 10 тысяч лет. Это правда. Десять тысяч лет тому назад город Иерихон уже был. Причем представлял собой не какую-нибудь затрапезную деревенскую дыру, а настоящий город, то есть вполне приличное поселение с каменными домами и укрепленными стенами.
К слову сказать, в те далекие времена Черного моря еще не было – на его месте располагалось небольшое пресноводное озерцо. А еще раньше, в эпоху ледниковья, на месте этого маленького озерца разливался гигантский пресноводный водоем – Сарматское озеро. Оно соединялось с Каспием и на востоке достигало Арала, его северная граница располагалась где-то между Саратовым и Волгоградом, а на западе Сарматское озеро доходило до нынешнего Будапешта. Наполнялся этот гигантский водоем могучими реками, вытекавшими из великого северного ледника.
Но когда 10–12 тысяч лет назад ледовый щит значительно уменьшился в размерах, Сарматское озеро, более не пополняемое могучими ледниковыми реками, за пару тысяч лет почти испарилось, оставив после себя небольшое озеро на месте нынешнего Черного моря, а также отделившиеся друг от друга Арал и Каспий. Это озеро отделялось от Мраморного моря сухим Босфорским перешейком, поскольку уровень Мирового океана тогда был на 40 м ниже современного. Отчего же вместо босфорской «плотины» получился Босфорский пролив? Почему уровень океана скакнул на десяток метров вверх, ливанув в Черноморскую впадину?
Дело в том, что ледниковый щит таял неравномерно – сначала разрушились европейские ледники, затем североамериканские. Последним растаял так называемый Лаврентийский континентальный щит – шельфовый ледник, центр которого находился там, где сейчас располагается Гудзонов залив. Когда 8 тысяч лет назад рухнула перемычка, отделяющая ледник от океанской воды, Лаврентийский щит начал интенсивно разрушаться и разрушился всего за 200 лет. Катастрофическая скорость! А льда там было вдвое больше, чем в нынешней Гренландии. Этого количества хватило, чтобы уровень Мирового океана поднялся на 7–9 м. И вот тогда через Босфорскую протоку вода обрушилась в будущее Черное море водопадом, по мощи в десять раз превышающим Ниагару. Ах, как это было величественно! Вода прибывала со скоростью почти 20 см в день или 6 м в месяц, так что Черное море заполнилось до сегодняшнего уровня всего за два года. Люди, жившие по берегам, вынуждены были сниматься с мест и уходить от наступающей на глазах воды. Таким образом, около 8 тысяч лет назад образовалась огромная диаспора людей, которые понесли в будущее легенду о всемирном потопе (подробнее об этих трагических событиях написано в моей книге «Судьба цивилизатора»).
Прежде чем перейти к дальнейшему рассмотрению человеческой истории через призму климатологии, мы должны сделать одно небольшое, но прекрасное отступление. Причем лирическим я бы его не назвал…
Поговорим о датировках. Когда климатологи, археологи или историки утверждают, что некоему найденному предмету, скажем, 7 тысяч лет, что они имеют в виду? С помощью чего определяют возраст находки? Часто историки координируются во времени с помощью физиков, и тогда речь идет о так называемом радиоуглеродном возрасте, то есть полученном при помощи радиоуглеродного анализа. Беда только в том, что практически ни один историк не знает, что радиоуглеродный возраст отличается от календарного, причем отличие это может быть весьма принципиальным. Скажем, если по радиоуглеродной шкале образцу 5 тысяч лет, значит на самом деле ему 6 тысяч календарных лет. А расхождение в 1000 лет для эпохи Древнего Египта – это очень много, и здесь историк просто рискует спутать Древнее царство с Новым.
Есть страшное подозрение, что 99 % историков, которым посчастливится читать эту книгу, будут шокированы данным открытием. Только ради них я остановлюсь на радиоуглеродном методе чуть подробнее. Тем паче, что климатологи тоже широко пользуются этим методом и многие из них так же не знают об отличиях радиоуглеродного возраста от календарного.
Уилларду Либби, который в 1940-х годах придумал метод радиоуглеродной датировки, дали Нобелевскую премию, и поделом – очень уж удобная штука оказалась. А главное, понять, как метод работает, может даже домохозяйка (если она, конечно, училась в советской школе, а не в американской). И раз так, грех не напомнить труженицам веников и кастрюль суть методики.
Записывайте. Углерод в земной атмосфере содержится, в основном, в виде диоксида – углекислого газа. Но помимо обычного углерода 12С, в атмосфере присутствует и некоторая доля радиоактивных изотопов углерода – 13С и 14С. Период полураспада 14С – 5730 лет. Резонное недоумение: при таком коротком периоде жизни все изотопы углерода давно уже должны были распасться, а раз они до сих пор присутствуют, значит, откуда-то постоянно берутся? Верно, под воздействием космического излучения в верхних слоях атмосферы изотопы углерода постоянно вырабатываются из атомов азота. Так что проблем с пополнением атмосферы углеродными изотопами никаких нет, домохозяйкам беспокоиться по этому поводу совершенно не нужно.
Любой живой организм дышит и питается, то есть обменивается углеродом с окружающей средой. А когда организм умирает, он перестает пополнять в себе запасы изотопов углерода и таким образом фиксирует внутри себя содержание 14С. Дальше накопленный изотоп может только распадаться. Период полураспада мы знаем. Содержание изотопа в атмосфере тоже знаем. Определив, сколько в найденной деревяшке осталось 14С, можно узнать, когда дерево было срублено. Если в образце осталась ровно половина 14С от его содержания в атмосфере, значит, с момента смерти прошло 5730 лет – период полураспада. Очень простая экспоненциальная зависимость. Отличненько.
Проблема только в том, что содержание 14С в атмосфере в разные периоды истории непостоянно! Оно зависит от колебаний климата, от соотношения площадей суши и океана, от солнечной активности, параметров глобального круговорота углерода (насколько активно углерод извлекается из атмосферы морской или наземной флорой и фауной)… Все эти колебания приводят к тому, что связь остаточного 14С со временем не такая простая, как на графике полураспада. А посему радиоуглеродное время может сильно отличаться от календарного. Поэтому существуют специальные таблицы поправок для перевода углеродного времени в календарное. Созданием этих таблиц занимается умопомрачительное число лабораторий – примерно полдесятка во всем мире. Это довольно сложный и утомительный процесс. Раз в 5–6 лет таблицы поправок и калибровочные кривые подвергаются ревизии и уточнению. Но про них почему-то мало кто знает даже в научном мире.
Калибровочные кривые имеют весьма причудливый вид. Чтобы не пугать читателя, зашедшего в книжный магазин и начавшего перелистывать эту книжку, я постараюсь привести в ней как можно меньше графиков и формул, ибо каждая формула, как известно, вдвое снижает число читателей. А на словах скажу, что, например, реальной календарной дате – 299 год до н. э. соответствует аж целых три радиоуглеродных возраста – 2171,2200 и 2254 углеродных лет тому назад (отмечу, что точкой отсчета радиоуглеродного возраста по традиции считается 1950 год). А, допустим, радиоуглеродному возрасту в 2450 лет соответствует диапазон календарных лет шириной в 343 года (с 757 до 414 года до н. э.), причем если учесть приборную ошибку измерения, равную 2–3 %, то ширина календарного диапазона возрастет в обе стороны еще лет на 50–70! Иными словами, если радиоуглеродный анализ покажет историку, что образцу 2450 лет, тот запросто может спутать время основания Рима с окончанием Пелопонесской войны.
Кроме того, «дальнобойность» радиоуглеродной методики ограничена относительно коротким периодом жизни изотопа углерода. За 5730 лет распадается половина 14С, за следующие 5730 лет – половина от оставшейся половины, то есть три четверти изначального. И так далее. Чем больше прошло времени, тем с меньшими количествами атомов приходится работать исследователям. А изотопа в образце и без того мизер! И чувствительность физических приборов не беспредельна!
Самые большие энтузиасты метода говорят, что он может пристойно работать аж до 40 тысяч лет. Другие полагают, что надежные результаты радиоуглеродного анализа лежат в диапазоне до 10 тысяч лет и не глубже. Не будем спорить, скажем лишь, что таблицы корректировок, которые постоянно обновляются, делятся на две части. Первая часть заканчивается датой 7210 радиоуглеродных лет, что соответствует 9 тысячам календарных лет назад. В этом диапазоне ошибка меньше, но все-таки может достигать 2–3 сотен лет. Второй участок в этих таблицах – до 22 тысяч лет. И здесь уже погрешность составляет плюс-минус 1000 лет, что для историков совершенно непригодно. Да и незачем им так глубоко заглядывать, история ведь началась буквально вчера. Так что «дальнобойные» ограничения радиоуглеродного метода касаются, скорее, не историков, а других ученых. Палеоклиматологов, например…
Есть и еще одна закавыка в радиоуглеродном методе – человеческий фактор. На свете не так уж много лабораторий, которые могут квалифицированно осуществлять радиоуглеродные датировки. Но очень много людей, которые хотят на этом заработать. Датировка одного образца стоит около тысячи долларов. Не кислые бабки, согласитесь. В России около 20 лабораторий, которые с удовольствием возьмут с вас эти деньги, но доверять результатам можно только трех-четырех из них.
Лабораторная установка для радиоуглеродного анализа не только очень дорогая (под миллион баксов), но и очень сложная – она устроена ничуть не проще реактивного самолета. Да и выглядит довольно впечатляюще: лес труб, несколько тонн металла, вакуумные насосы, масс-спектрометры, баллоны со сверхчистым гелием, аргоном, азотом…
На сегодняшний день одной из лучших в стране считается лаборатория радиоуглеродного датирования в Геологическом институте РАН. Руководит ею удивительный дядечка с удивительным именем и удивительной судьбой – Леопольд Сулержицкий. На свете есть много технарей и естественников, перешедших работать в гуманитарные сферы (таков, например, автор данной книги), но практически никогда не встречается обратного – чтобы гуманитарий вдруг перешел работать в область техники. И это естественно: от сложного к простому всегда соскочить можно. Если ты имеешь хорошую образовательную базу, потом можешь заняться чем угодно – любой болтологией, а вот попробуйте поставить какого-нибудь гуманитария хотя бы простым инженером на завод…
Леопольд Сулержицкий – редчайшее исключение. Закончив консерваторию по классу виолончели, он бросил это негодное занятие и стал настоящим человеком, то есть ученым. Ему сейчас за шестьдесят, и он заведует первоклассной лабораторией. Это единственный в нашей стране завлаб, не имеющий высшего образования (консерваторское, разумеется, не считается). Чтобы дать ему звание старшего научного сотрудника, потребовалось специальное распоряжение Президиума АН СССР. И такое распоряжение было издано, что делает честь нашей Академии. Сулержицкий – настоящий фанат науки. Кроме науки, ему ничего не нужно. У Леопольда Дмитриевича всего один костюм, в котором он ездит в экспедиции, ходит на работу и на Дорогомиловский рынок – за картошкой. Он ли не святой?…
Лет десять назад Сулержицкий с упоением работал на острове Врангеля. Там были найдены останки мамонтов, которые, как оказалось, жили всего 2500 лет назад, во времена Рима. Года через два после этого «Нейчур» опубликовал об этой сенсации статью. В публикации «Нейчура» восемь подписей и нет фамилии Сулержицкого. Хотя именно Сулержицкий на Врангеле ковырял этих мамонтов и делал датировку. Когда коллеги Леопольда Дмитриевича возмутились этим фактом, тот только рукой махнул. Сулержицкому не важна слава земная, ему важен процесс. Точно, святой…
Впрочем, даже если какой-нибудь начинающий климатолог принес образец самому Сулержицкому, это еще не значит, что будет получен адекватный результат. Потому что львиная доля успеха зависит от того, насколько правильно образец отобран. Археологу в этом смысле проще, он нашел какой-нибудь обломок корабля или деревянный щит, приволок его в приличную лабораторию и получил приличный результат. А вот для климатолога ошибка в выборе дерева может стать фатальной. Не все деревья одинаково полезны! И выбор образца здесь лежит далеко за границами профессиональных навыков – почти что в области искусства.
…Погодите-ка, погодите. А зачем вообще климатологу сдавать на радиоуглеродный анализ какие-то деревья?…
Вы правы, это тоже нуждается в пояснениях. Потому что если я пояснений не дам, а просто заявлю, к примеру, что интеллектуальный всплеск Осевого времени, ставшего поворотным для истории всей человеческой цивилизации, был вызван мощным похолоданием, то какой-нибудь бывший, но гордый студент исторического факультета МГУ, презрительно оттопырив нижнюю губу, обязательно спросит:
– А с чего вы взяли, что тогда было глобальное похолодание? Откуда вообще может быть известно, когда и насколько падала или поднималась среднемировая температура? Тогда ведь не было метеорологических станций, компьютеров и всемирной службы погоды.
Не в бровь, а в глаз – не было! Не зря человек историю учил в университете. Придется объяснять…
Есть такая штука – криминалистика. Наука о следах. О том, как по мельчайшим царапинкам восстановить картину того, что происходило без свидетелей. Палеоклиматология – та же криминалистика, только выслеживает она одного «преступника» – климат. И методов для поимки ускользающего беглеца у нее много. Пробежимся по ним – исключительно в целях общей эрудиции. А кому копаться в мусоре былых эпох лень, может сразу перейти к приключениям, то есть к третьей части этой великой книги.
Глава 2
Когда деревья были маленькими
По понятным причинам имеет смысл поговорить только о тех методах реконструкции климата, которые позволяют восстановить климатическую картину последних нескольких тысяч лет. Поэтому геологические и микрофаунистические методы мы описывать не будем: первые работают в масштабах десятков и сотен миллионов лет, вторые – десятков и сотен тысяч лет. Микрофаунистика изучает микроостанки древней фауны в осадочных породах, как правило, в донных отложениях озер, морей и океанов. Скорость накопления осадков чрезвычайно мала, поэтому в одном небольшом образце содержится информация сразу о тысячах и десятках тысяч лет. Это очень грубо, нам бы что-нибудь поточнее – методика реконструкции температуры должна давать не среднее значение по столетию, а в идеале иметь годовое, а лучше бы и сезонное разрешение, чтобы мы могли сказать: ага! зима 1319 года была холодной и имела температуру на 1,5 градуса ниже нынешней климатической нормы.
И такие методы у науки есть.
Дендрохронология
В начале XX века немецко-русский климатолог Владимир Петрович Кеппен (родившийся в Санкт-Петербурге и потом переехавший на ПМЖ в Германию) сказал, что растительность есть кристаллизованный климат. Высказывание было очень метким, всем понравилось, но справедливость требует отметить, что о том же самом догадывались еще древние греки. Они понимали: какова флора, таков и климат. Точнее, наоборот, каков климат, такова и растительность.
А какова растительность, таков и животный мир.
А какова флора и фауна, таковы и люди, поскольку климат, растительность и живность полностью определяют условия проживания людей в данной местности. Собственно, любому нормальному человеку это должно быть понятно – достаточно поставить рядом грека, папуаса и чукчу, чтобы воочию убедиться: условия жизни полностью определяют способ жизни (одежду, обычаи, мораль) и внешний облик людей.
Деревья – живые хронисты эпохи. Смена времен года отражается на спилах годовыми кольцами. Каждый год образуется новое кольцо. Правда, не все деревья так старательны – тропические и субтропические деревья не имеют выраженных годовых колец, поскольку там нет резкой смены времен года, соответственно, зима не оставляет тяжкий рубец на многострадальном теле дерева.