Аэрокосмическое общество Украины
Аэрокосмический портал Украины
"Информационно-аналитический центр "Спейс-Информ"
 
В начало     Новости      Аналитика      Право      Магазин      Справочник      О нас
 
  Аналитика
   
 
Вулканы и климат
    Вулканы и климат.Вулканическое загрязнение воздуха как потенциальный фактор глобальных климатических изменений.
    Александр Левенко,
    член Союза журналистов Украины

    Самый древний в мире "спящий" вулкан — крымский Карадаг. Всего на Земле около 10 тысяч вулканов, большинство из которых принято считать "спящими", так как периоды их активности могут намного превышать время существования человека. Тем не менее, почти 500 наземных вулканов признаны активными (подводные вулканы в данной статье не рассматриваются, поскольку они не оказывают прямого влияния на загрязнение атмосферы). Большинство активных вулканов (482) находится в "тихоокеанском огненном кольце" Евразии и обеих Америк. Ближайшие к территории Украины действующие вулканы расположены в Средиземноморье (в т.ч. всем известная практически постоянно извергающаяся Этна на острове Сицилия, "спящий" у Неаполя Везувий, островной вулкан Стромболи), в Турции и Иране (влк. Демавенд в горах Эльбурс), условно "спящие" вулканы Эльбрус и Казбек в Российской Федерации (географически они на­ходятся к нам ближе других).
    Однако следует учитывать, что мощные вулканические извержения не имеют границ воздействия, поэтому столь высокую озабоченность климатологов вызывает возросшая к 2006 году активность вулканов Камчатки, Аляски, Индонезии и других регионов. Катастрофические последствия извержений (потоки лавы, грязи и вулканического пепла, выбрасываемый пепел и вулканические бомбы, землетрясения и цунами) потрясают воображение и до настоящего времени не прогнозируются и тем более не управляются. Они относятся к естественным природным процессам, способным уничтожить на Земле все живое или настолько изменить климат планеты, что исчезнут одни формы жизни, а на их место придут другие. Все это, безусловно, должно интересовать экологов. Принято считать, что человечество в результате своей деятельности оказывает на природу катастрофическое воздействие. Известны факты: уничтожения лесов (например, в Амазонии, в Западной Европе, продолжающееся сейчас уничтожение горных лесов в украинских Карпатах,), обмеление рек и внутренних морей (Аму-Дарья и Сыр-Дарья, Аральское море в Центральной Азии), местное изменение климата (как результат создания обширных водохранилищ в бассейнах Днепра и Волги), загрязнение рек и почв промышленными отходами, выбросы в атмосферу парниковых газов.
    Считается, что к наиболее опасным антропогенным воздействиям относятся: сжигание топлива и мусора, ядерная энергетика и испытания ядерного оружия, металлургическая и химическая промышленность (в первую очередь — переработка угля, нефти и газа). Ежегодно в атмосферу выбрасывается бо­лее 200 млн.т оксида углерода, около 150 млн. т диоксида серы.
    Но каким бы мощным нам не казалось антропогенное(техногенное) загрязнение, какие бы неудобства оно нам не причиняло, следует помнить о природных факторах, оказывающих влияние на глобальное загрязнение атмосферы (а следовательно — и на формирование земного климата): "Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы — вулканическая и флюидная активность Земли. Специальными исследованиями установлено, что поступление загрязня­ющих веществ с глубинными флюидами в приземной слой атмосферы имеет место не только в областях современной вулканической и газотермальной деятельности, но и в таких стабильных геологических структурах, как Русская платформа. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долгов­ременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы выбрасываются огромные количества газов и частиц, которые на большой высоте подхва­тываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Природные загрязнители приземной атмосферы представлены главным образом оксидами азота, серы, углерода, метаном и другими углеводородами, радоном, радиоактивными элементами и тяже­лыми металлами в газообразной и аэрозольной формах. Твердые аэрозоли выбрасываются в атмосферу не только обычными, но и грязевыми вулканами".
    В Украине "настоящих" действующих вулканов нет. В восточной части Крыма расположены так называемые грязевые вулканы, относящиеся к группе из 100 вулканов Керченского полуострова и Тамани. Неподалеку от поселка им. Войкова (в прошлом — Катерлес и деревня Булганак) находится постоянно действующий грязевой вулкан, именуемый Булганакским. По объемам выброшенной грязи он один из наиболее обильных в группе. По мнению геологов, происхождение сопок на Керченском полуострове объясняется присутствием на больших глубинах нефти, газообразные фракции которой выделяются на поверхность почвы через небольшие холмы с отверстиями, из которых выдавливается грязь. Грязевая подземная активность доставляет много хлопот жителям Керчи, известны случаи "извержения" грязи на улицы города в объеме сотен кубометров.После румынского землетрясения в 1977 г. активизировался грязевой вулкан на западном берегу реки Луковица, вблизи села Старуня Ивано-Франковской области. Грязевой вулкан имеет больше сотни микрократеров и действует на площади в шестьдесят гектаров.
    Специальными исследованиями установлено, что интенсивность аэрозольных выбросов грязевых вулканов Керченского полуострова не уступает "спящим" вулканам Камчатки. Кроме аэрозолей (твердых частиц), в атмосферу Земли попадают газообразные соединения типа ароматических углеводородов (бензол, нафталин), фенолов, цианидов, аминов, сероокись углерода и формальдегид. Метан, этан, пропан зафиксированы в снеговом покрове над нефтегазовыми месторождениями в Западной Сибири, Приуралье, Украине.Но основной загрязнитель воздуха — это, конечно, активные вулканы. Пренебрегать природными заг­рязнителями воздуха невозможно, а недооценивать их влияние опасно, т.к. антропогенное загрязнение атмосферы составляет всего 0,5% от общего загрязнения природными явлениями (пыльные бури, извержение вулканов, лесные пожары и т. д.).
    В качестве иллюстрации глобальности процессов переноса атмосферных загрязнений можно привести данные о среднемесячном поступлении в атмосферу европейских стран оксидов серы в 1995 г.по общему объему в тыс. т (в скобках указана доля поступлений из других стран в % к приведенному количеству):

    Норвегия 26(93)
    Швеция 48 (80)
    Великобритания 85,7(20)
    Нидерланды 16,5(78)
    Германия 208(56)
    Польша 133,6(58)
    Швейцария 14,4 (90)
    Австрия 34,5(86)
    Франция 120(48,9)
    Италия 113,7(31)

    Так сложилось, что влияние глобальных катастрофических природных процессов в Украине до настоящего времени не исследовалось должным образом: здесь редки землет­рясения, не наблюдаются цунами, пирокластические вулканические потоки и многое другое. Исключить же влияние на окружающую природную среду в Украине глобальных климатических изменений невозможно, поэтому изучение подобных природных процессов и их прогнозирование вне зависимости от расположения источников весьма актуаль­но. Такая задача уже ставится перед академической наукой, один из ее многих аспектов изучение потенциального влияния на формирование климата загрязнений верхних слоев атмосферы в результате повышения вулканической активности.
    Грандиозные вулканические извержения всегда производили впечатление на человека своей сверхъестественной с его точки зрения мощью. Изучение вулканов и их активности происходит повсеместно и постоянно. В наше информатизированное время можно ежедневно в Интернете получать информацию о вулканической активности Земли.
    Наибольшей "популярностью" среди вулканов пользуется постоянно извергающаяся Этна (Сицилия), Попокатепель (Мексика), вулкан Эребус (Антарктида) с постоянно существующим озером лавы в кратере, Сант-Августин (Аляска, США), известный катастрофическим извержением Кракатау (Индонезия), символ Японии вулкан Фудзи и другие.
    Менее известны неспециалистам вулканы Камчатки и Курильской гряды, расположенные в малонаселенной зоне. Но именно они известны своими взрывными извержени­ями с выбросом кубокилометров пепла и воды вплоть до стратосферы, а потому интересны с точки зрения влияния на климат. Более других "прославился" своим извержением 1907 г. влк. Ксудач — после него повышенная концентрация пыли в атмосфере Земли держалась не менее двух лет, характерные "красные закаты" и серебристые облака наблю­дались при этом даже в Париже.
    Изучение влияния вулканической активности на формирование климата в планетарном масштабе возможно только на стыке наук (вулканологии, климатологии, наук о Земле, в частности, физики атмосферы и др.), ни одна из которых не ставит перед собой подобную задачу. Экология — та наукоемкая сфера, в которой возможно проведение исследований по рассматриваемой теме.
    В связи с тем, что сейчас в Украине и мире не проводится постоянный мониторинг подобного влияния, рассматриваются два основных направления:
    — исторические аналоги исследования вулканической активности в части отдельного вулкана или группы вулканов;
    — наличие инструмента глобальных наблюдений в режиме реального времени для получения информации в течение суток.
    В качестве примера может быть рассмотрена работа по моделированию влияния извержения влк. Кракатау на климат [1]. Отправной точкой такого моделирования стала книга "Саtastrophe An Investigation into the Origins of the Modern World" (автор — David Keys) о бурных изменениях в человеческом обществе в VI-VII веках: "Дэвид Кейс исследует историю и археологию, чтобы связать все человеческие перевороты с дестабилизацией климата в 535 году нашей эры, вызванной естественной катастрофой, с имеющимися свидетельствами в кольцевых срезах деревьев и по данным изучения ледников. Письменные источники Китая и Индонезии описывают редкие атмосферные явления, которые, воз­можно, указывают на вулкан в индонезийской дуге".
    Была проведена экспедиция к вулкану Кракатау, которая обнаружила следы гигантского извержения: кальдера "Прото-Кракатау" имела размер до 60 км в диаметре, а само из­вержение образовало Зондский пролив в Индонезии, примерно в VI веке разделив Яву и Суматру. По результатам компьютерного моделирования при извержении выбросы могли достигнуть высоты 50 км, в результате действия магмы до 100 кубических километров морской воды оказалось в стратосфере, из выбросов сформировались ледяные облака. Вполне возможно, что эти стратосферные облака покрывали оба полушария Земли в течение нескольких десятилетий. Результаты обсуждались в лаборатории климатического моделирования в Лос-Аламосе (США).
    Если вулканическая гипотеза верна, глобальные последствия извержения должны были затронуть сельское хозяйство, политику, экономику и религию, что вынуждает считаться с климатообразующеи ролью вулканизма как важным фактором, связанным с жизнедеятельностью человека и природы. Проведенное моделирование показывает глобальные масштабы влияния извержения отдельной группы вулканов, которые частично подтверждаются имеющимися историческими сведениями. В эпоху существования человека, вероятно, имели место именно отдельные извержения, влияющие на формирование самого человека и развитие цивилизации. Вполне возможно, что активность вулканов в доисторические времена была иногда значительно интенсивнее. В настоящее время наблюдаются как активизация отдельных групп вулканов (например, заметно активизировались вулканы Камчатки), так и периоды затишья — "спящие" вулканы. Для определения перспектив изменения климата планеты Земля необходимо:
    — выделить вулканические зоны, в которых при извержениях возможны выбросы пепла, газа, пара в стратосферу и проводить постоянный мониторинг их активности;
    — провести исследование древних "спящих" вулканов, остающихся в тектонических зонах, в т.ч.на территории Украины (Карадаг);
    — разработать математическую модель загрязнения атмосферы на основе космических снимков со сверкой данных по результатам на­земных исследований;
    — составить стратосферную карту потенциального загрязнения атмосферы в зоне границ Украины на основе стабильных стратосферных воздушных потоков, определить расчетным путем скорость загрязнения атмосферы потенциальными извержениями;
    — определить степень влияния одновременной активности отдельных вулканов и групп вулканов на загрязнение атмосферы;
    — определить расчетным путем время возможного длительного загрязнения атмосферы, исходя из модели, представляющей выбросы вулканических материалов на разные высоты в атмосфере.
    Эти и другие задачи могут быть решены при использовании:
    — информации в Интернете на постоянных сайтах по вулканологии, климатологии, экологии, геологии;
    — космических снимков, распространяемых в Интернете бесплатно для осуществления экологических программ;
    —данных центров наблюдений вулканической активности в различных странах, в т.ч. по программе "Вулканоопасность" Российской АН.
    Должны быть организованы экспедиции к конкретным вулканам в период их активности для проведения непосредственных наблюдений. В Украине развивается научно-техническая и методическая база дистанционного зондирования Земли из космоса [2,3], которое является важнейшей составляющей Национальной космической программы Украины. Постоянная вулканическая активность Земли дает достаточно оснований, чтобы полагать, что на Земле однажды произойдет новое извержение типа "Прото-Кракатау". В 1883 г. жертвами этого вулкана стали 36 000 человек, его активность возобновилась после 1927 г. Нет гарантии, что не произойдут одновременно несколько мощных извержений с выбросом в стратосферу пара или вулканического пепла, а скорее — и того, и другого.
    Изучение глобальных климатических изменений так же актуально для Украины, как проблема восстановления бассейна реки Днепр или
    рекультивация экологически неблагополучных промышленных зон. Резкие изменения климата обязательно скажутся на биологическом разнообразии живого мира планеты, к одному из видов которого относится человек. Модель прогнозирования таких изменений на основе загрязнения атмосферы является не­обходимой составляющей экологического мониторинга для обеспечения устойчивого развития общества.
    Источники:
    1. Wohletz KH, 2000, Wеге the Dark Ages triggered by volcano-related climate changes in the 6th centure& EOS Trans Amer Geophus Union 48(81), F1305.
    2. Волошин В. И., Бушуев Е. И., Марченко В. Т., Федоров О. П. Принципы построения и функционирования системы геоинформационного космического обеспечения // Космічна наука і технологія. — 2004 — т. 10, №5/6. — с. 184-187.
    3. Волошин В. И., Бушуев Е. И., Шапарь А. Г., Федоров О. П. Роль ДЗЗ в формировании национальной структуры пространственных данных мониторинга состояния окружающей среды //Екологія і природокористування: Збірник наукових працъ Інституту проблем природокористування та екології НАН України. Випуск 8. Дніпропетровськ, 2005. с. 141-151.



.

 
 
 
  Последние новости 16.11.2018: С мыса Канаверал запущен катарский телекоммуникационный спутник
16.11.2018: ОАЭ сформируют отряд для ежегодной отправки космонавтов на орбиту
12.11.2018: Состоялся первый коммерческий пуск РН Electron
12.11.2018: Китай к 2025 году запустит еще девять метеоспутников "Фэнъюнь"
08.11.2018: Китай впервые представил макет базового модуля перспективной космической станции





© Space-Inform,  Kiev, 2001  
 

При использовании материалов ссылка на "СПЕЙС-ИНФОРМ" обязательна