Миллиарды и миллиарды. Размышления о жизни и смерти на рубеже тысячелетий

Когда писались эти строки, номинальная стоимость сырой нефти приближалась к $20 за баррель, а разведанные запасы нефти в мире оценивались почти в триллион баррелей. $20 трлн – это в четыре раза больше государственного долга США, самого большого в мире. Нефть – действительно черное золото.

В мире добывается около 20 млрд баррелей нефти ежегодно, таким образом, мы каждый год используем примерно 2 % разведанных запасов. Может показаться, что довольно скоро, возможно, в ближайшие полстолетия, эти запасы истощатся. Но продолжают открываться новые месторождения. Прогнозы, что к такому-то году человечество останется без нефти, всякий раз оказываются беспочвенными. Количество нефти, газа и угля в мире действительно является конечным. Оно предопределено тем, сколько древних организмов отдали свою плоть в копилку будущего нашего комфорта и удобства. Но едва ли мы исчерпаем горючие полезные ископаемые в обозримом будущем. Проблема заключается в том, что находить новые, еще не задействованные резервы становится все дороже, при быстром изменении стоимости нефти мировую экономику начнет лихорадить, а государства станут воевать за доступ к этому сырью. Существуют, разумеется, и издержки для окружающей среды.

Мы расплачиваемся за ископаемое топливо не только деньгами. «Сатанинские фабрики» в Англии на заре промышленной революции отравили воздух и вызвали эпидемию респираторных заболеваний. Лондонский смог – «густой желтый туман», знакомый нам по экранизациям приключений Холмса и Ватсона, истории доктора Джекила и мистера Хайда и преступлений Джека-потрошителя, был следствием чудовищного бытового и промышленного загрязнения, главным образом от сжигания угля. Сегодня наши города отравляют автомобильные выхлопы, лишая здоровья и счастья самих жителей, виновников загрязнения. Мы знаем о кислотных дождях и экологических бедствиях из-за разливов нефти. Но принято считать, что все эти наносящие ущерб здоровью людей и окружающей среде последствия с лихвой компенсируются благами, обеспечиваемыми ископаемым топливом.

Однако правительства и рядовые граждане постепенно открывают для себя еще одно опасное следствие сжигания горючих ископаемых. При сгорании угля, бензина или природного газа углерод из топлива соединяется с кислородом воздуха. При этой химической реакции высвобождается энергия, запасенная около 200 млн лет назад. Но при соединении атома углерода С с молекулой кислорода О₂ образуется еще и молекула углекислого газа СО₂:

С + О₂ → СО₂,

являющегося парниковым газом.

* * *

От чего зависит средняя температура на Земле, планетарный климат? Количество тепла, поступающего от центра Земли, пренебрежимо мало по сравнению с теплом, которое несут на поверхность планеты солнечные лучи. Если бы Солнце вдруг погасло, температура на Земле упала бы настолько, что воздух бы замерз и планету покрыл бы 10-метровый слой снега из азота и кислорода. Мы знаем, сколько солнечного света достигает Земли, нагревая ее. Можно ли вычислить, какой должна быть средняя температура на ее поверхности? Это простой расчет, требующий лишь базовых знаний астрономии и метеорологии, – очередной пример наглядности и красоты количественного анализа.

Количество солнечной энергии, поглощаемой Землей, должно соответствовать количеству энергии, излучаемой обратно в космос. Мы и не задумываемся о том, что Земля – излучающее тело, и во время ночного полета на самолете не видим ничего светящегося на ее поверхности (за исключением городов). Дело в том, что мы воспринимаем ее в обычном видимом свете, к которому чувствителен человеческий глаз. Если бы мы могли, миновав красную область видимого диапазона, заглянуть в так называемую тепловую инфракрасную часть спектра – например, с длиной волны в 20 раз большей, чем у желтого света, – то увидели бы, что Земля светится собственным таинственным холодным инфракрасным свечением: в области Сахары сильнее, чем в Антарктике, днем интенсивнее, чем ночью. Это не отраженный солнечный свет, а тепло самой планеты. Чем больше энергии поступает от Солнца, тем больше Земля излучает в космос. Чем теплее Земля, тем ярче она светится во тьме.

Степень нагрева планеты зависит от интенсивности свечения Солнца и отражательной способности Земли. Все, что не отразилось обратно в космос, поглощается поверхностью, облаками и воздухом. Если бы Земля была идеальным отражателем, как зеркало, падающие солнечные лучи вообще бы ее не нагревали. Разумеется, большая часть отражаемого света относится к видимой части спектра. Приравниваем поступающее тепло (зависящее от степени поглощения солнечного света Землей) к отдаваемому (что определяется земной температурой) и получаем расчетную температуру нашей планеты. Что может быть проще! Каков же результат?

Расчет показывает, что средняя температура Земли должна быть примерно 20 °С ниже нуля. Океаны превратились бы в гигантские глыбы льда, а мы просто вымерзли бы. Земля была бы непригодной для жизни практически всех биологических видов. Где же мы ошиблись?