Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ
Путешествуя по Сибири и Дальнему Востоку, корреспондент The New Yorker стал свидетелем последствий таяния вечной мерзлоты. Оно не только обнажило всевозможные тайны прошлых тысячелетий, но и поставило перед учеными трудные вопросы.
В вечной мерзлоте живут микробы, находятся останки мамонтов и содержится вдвое больше углерода, чем в атмосфере Земли. Что происходит, когда она начинает таять?
Пролетая над Якутией в северо-восточной части России, я наблюдал, как темные оттенки лесов бореальной зоны сливаются с пятнами светло-зеленой травы. Я был пристегнут ремнями к жесткому металлическому сиденью в кабине одномоторного биплана "Антонов-2", который в советское время называли кукурузником. Самолет с грохотом устремился вверх, поднимаясь над простирающимися до самого горизонта лиственницами, соснами и грязного цвета озерами. Сквозь пыльный иллюминатор "Антонова" трудно было что-либо разглядеть, но земля подо мной дышала. Вернее, выдыхала.
Три миллиона лет назад, когда с полюсов сошли ледники размером с континент, температура в Сибири упала до -62° по Цельсию, в результате чего обширные участки почвы промерзли. По мере смены на планете ледниковых и межледниковых периодов бóльшая часть этой мерзлой земли десятки раз оттаивала и снова замерзала. Около 115 000 лет назад последний ледниковый период уступил место нынешнему межледниковому, и температура начала повышаться. Остававшаяся замерзшей круглый год почва известна как вечная мерзлота. На сегодняшний день она простирается под более чем 23 млн. кв. км земной поверхности, что составляет четверть всей поверхности суши Северного полушария. Большая часть приходится на Россию, две трети территории которой покрыто вечной мерзлотой.
В Якутии, где криолитозона может достигать глубины около 1,6 км, со времен промышленной революции годовая температура повысилась более чем на два градуса по Цельсию, что вдвое превышает среднемировой показатель. По мере прогревания воздуха температура в почве тоже повышается. Еще больше этому способствует вырубка лесов и лесные пожары (весьма острые проблемы в Якутии), удаляя защитный верхний слой растительности.
За тысячи лет замерзшая земля поглотила множество всевозможных органических материалов, от пней до шерстистых мамонтов. По мере таяния вечной мерзлоты микробы в почве пробуждаются и начинают питаться размораживающейся биомассой. Этот специфический естественный процесс можно сравнить с отключением морозильной камеры, где при открытой дверце через сутки начинает портится мясо. Только в случае с вечной мерзлотой это микробиологическое гниение приводит к постоянным выбросам углекислого газа и метана. Согласно научным моделям, вечная мерзлота содержит полтора триллиона тонн углерода, а это вдвое больше, чем в настоящее время фиксируется в атмосфере Земли.
Рядом со мной в кукурузнике сидел и выкрикивал указания пилоту доктор биологических наук Трофим Максимов, изучающий влияние вечной мерзлоты на процесс глобального потепления. Раз в месяц Максимов зафрахтовывает самолет и отправляется измерять концентрацию парниковых газов в атмосфере над Якутией. Он описал таяние вечной мерзлоты как своего рода петлю обратной связи: выброс парниковых газов вызывает повышение температуры, а оно, в свою очередь, приводит к дальнейшему таянию вечной мерзлоты. "Естественный ход вещей, – сказал он мне. – Это означает, что, в отличие от чисто антропогенных процессов (скажем, выбросов с заводов или выхлопных газов), остановить его вы уже не сможете".
Шланг, прикрепленный к крылу самолета, всасывал воздух в десяток расположенных на полу кабины стеклянных цилиндров. Сравнивая количество парниковых газов на разных высотах в динамике по времени, Максимов может оценить степень влияния более теплого климата на состояние вечной мерзлоты, а также вклад последней в процесс глобального потепления. Когда пять лет назад он начал проводить воздушные измерения, то обнаружил, что в воздухе над Якутией концентрация углекислого газа растет вдвое быстрее среднего статистического показателя. Метан существует в атмосфере не так долго, как углекислый газ, а тепло улавливает более чем в двадцать пять раз эффективнее. По данным Максимова, также ускорилось само выделение метана: сейчас он накапливается на 50% быстрее, чем десять лет назад.
Однако в тот момент меня в основном беспокоили вызывающие тошноту виражи, которые совершал самолет, спускаясь по крутой спирали. Мы снизились до сотни метров над землей, чтобы коллега Максимова, тридцатитрехлетний биолог Роман Петров, мог взять последний образец с низкой высоты. Самолет трясло, как тюнингованный гоночный автомобиль. Петров схватился за живот и уткнулся лицом в пластиковый пакет. Затем то же самое проделал и я. Когда мы наконец приземлились на поросшей травой взлетно-посадочной полосе, я, пошатываясь, вышел из кабины, все еще борясь с тошнотой. Максимов налил в пластиковый стаканчик немного коньяка. Один глоток – и головокружение прекратилось, а земля подо мной вновь обрела обнадеживающую твердость, хотя, как я узнал, то была не твердая земля, а скорее большой мягкий кусок пресловутого гниющего мяса.
На протяжении 17-18 вв., по мере расширения Российской империи на восток, в столицу поступали сообщения об обнаружении в земле ранее невиданных твердых скоплений льда. В Якутске, столице Якутии, первопоселенцы изо всех сил пытались выращивать сельскохозяйственные культуры и искали источники пресных подземных вод. Летом 1827 года купец по имени Федор Шергин, которого царь направил в Якутию представителем Российско-американской компании, попытался выкопать там колодец. В итоге следующее десятилетие команда рабочих Шергина провела, роя мерзлую землю, но и на глубине в сотню метров они не нашли ничего, кроме нее. Наконец, в 1844 году в Якутск из Санкт-Петербурга отправился выдающийся ученый и исследователь Александр фон Миддендорф. Он оценил обстановку и постановил, что почва под шахтой промерзла метров на двести. Его открытие потрясло российское научное сообщество и в конечном итоге достигло Европы.
Как известно, сегодня вход в шахту Шергина находится в центре Якутска, в бревенчатом домике, зажатом между бетонной многоэтажкой и полусгоревшим каркасом здания бывшей военной академии. Прошлым летом я посетил это место вместе с Юрием Мурзиным, ученым из якутского Института мерзлотоведения им. Мельникова Российской академии наук. "Изучение вечной мерзлоты началось здесь, – сказал он. – До появления шахты Шергина практически никто за пределами Якутии о ее существовании и понятия не имел". Мы с Мурзиным решили заглянуть внутрь, и для этого потребовалось поднять несколько тяжелых деревянных крышек. Вверх устремился поток холодного воздуха. Я посмотрел вниз, но увидел только черноту. В хижину ворвался затхлый запах грязи и льда. "Так пахнет древность, ушедшие времена", – сказал Мурзин.
В читаемой широкой публикой монографии, которая увидела свет в двадцатых годах прошлого века, советский ученый Михаил Сумгин назвал замерзшую землю вечной мерзлотой. Будучи романтиком вечной мерзлоты, Сумгин писал, что она "поражает разум и воображение", и называл ее "русским сфинксом" – необъяснимой и манящей тайной, которую нужно разгадать.
Для других вечная мерзлота представляла собой сложную техническую проблему. Советская идеология содержала сильный "прометеев импульс", воплощенный в перефразирующей Маркса аксиоме Максима Горького, что "преобразуя природу, человек преобразует и самого себя". При Сталине одним из многих инфраструктурных проектов, столкнувшимся с особенностями местности, которая могла просесть на десяток сантиметров летом или подняться зимой, стало строительство Трансполярной магистрали. В тридцатые годы один ученый сравнил вечную мерзлоту с врагом, которого необходимо "победить и не сдаваться".
Советский Союз, в отличие от Аляски и Канады, в арктических районах которых проживает менее двухсот тысяч человек и отсутствуют крупные города, стремился заселять свои северо-восточные территории. С притоком жителей и последовавшими за этим многочисленными строительными проектами возникла новая проблема: здания генерируют тепло, нагревая вечную мерзлоту и заставляя землю прогибаться и деформироваться. В 1941 году якутская штаб-квартира НКВД (тайной полиции сталинской эпохи) провалилась под землю, в результате чего одна из стен раскололась, засыпав комнату оперативников штукатуркой.
Якутск – один из двух крупных городов, построенных в районах скопления вечной мерзлоты, то есть там, где мерзлая почва образует сплошной слой при температуре ниже нуля. Другим является Норильск в Красноярском крае России, куда в тридцатые годы прошлого века заключенных ГУЛАГа отправили для строительства нового населенного пункта. В Норильске находятся одни из крупнейших месторождений никеля на Земле. Для обслуживания горнодобывающей и металлургической промышленности городу требовались заводы, жилые дома, школы, больницы и аудитории. Многие из изначально построенных сооружений просуществовали недолго. Доцент кафедры криолитологии и гляциологии Московского государственного университета Валерий Гребенец работал в Норильске в 1980-х. Кое-кто из его коллег рассказывал, что те инженеры, чьи проекты провалились, сталкивались с серьезными последствиями. "Когда в твоих соседей стреляют, начинаешь думать немного быстрее", – мрачно заметил Гребенец. По мере изучения свойств вечной мерзлоты, продолжил он, "люди начали понимать ее свойства, выдвигать новые идеи".
Одно из наиболее диковинных предложений исходило от советского ученого по имени Михаил Городский, который призвал разместить вокруг Земли искусственное пылевое кольцо (аналогичное кольцам Сатурна), чтобы создать над полюсами тепловой купол, который повысил бы температуру до такой степени, что вечная мерзлота полностью исчезла бы. В середине пятидесятых инженер Михаил Ким, впервые прибывший в Норильск в качестве заключенного ГУЛАГа, разработал более практичное решение. Его идея состояла в том, чтобы строить здания на цементных сваях, вбитых в вечную мерзлоту на 12 метров. Сваи поднимут фундамент зданий, не позволяя им нагревать землю и давая возможность холодному воздуху проникать глубоко в почву. Начался строительный бум.
Советские инженеры стали относиться к криолитозоне как к чему-то вечному, стабильному и незыблемому. "Они верили, что победили вечную мерзлоту, – сказал Дмитрий Стрелецкий, профессор Университета Джорджа Вашингтона (США). – Можно было строить пяти- или девятиэтажные здания на сваях, и ничего бы не произошло. Все были счастливы". Но, продолжал Стрелецкий, "срок службы этой инфраструктуры составлял 30-50 лет, и никто не мог предположить, что за этот промежуток времени климат так сильно изменится".
В 2016 году один региональный чиновник заявил, что 60% зданий в Норильске имеют дефекты в результате таяния вечной мерзлоты. 29 мая 2020 года в результате трещины на топливном резервуаре, принадлежащем "Норильскому никелю", одной из крупнейших горнодобывающих компаний России, двадцать одна тысяча тонн дизельного топлива вылилась в близлежащие водоемы, окрасив реку Амбарная в красный металлический цвет. Руководители компании заявляли, что утечка локализована. Но гидрогеолог из Москвы Георгий Каваносян решил отправиться в Норильск и взять образцы из впадающей в Карское море реки Пясина, расположенной чуть севернее. Он обнаружил, что концентрации загрязняющих веществ в два с половиной раза превышают допустимые уровни, угрожая популяциям рыб и экосистемам на тысячи километров вокруг.
Кремль не мог проигнорировать масштабы катастрофы, которую "Гринпис" сравнил с разливом нефти Exxon Valdez. В феврале 2021 года государство обязало "Норильский никель" выплатить штраф в размере 146 миллиардов рублей, что стало крупнейшей компенсацией за ущерб окружающей среде в истории России. В компании заявили, что поддерживавшие резервуар сваи разрушились из-за таяния вечной мерзлоты. Независимая научная проверка показала, что сваи были установлены неправильно, и температура почвы регулярно не контролировалась. Иными словами, человеческая халатность усугубила последствия изменения климата. "Произошедшее в Норильске стало своего рода демонстрацией того, сколь серьезной может быть проблема, – сказал Владимир Романовский, профессор геофизики Университета Аляски в Фэрбенксе. – Но случай это далеко не единственный. Множество других несчастных случаев происходит в меньших масштабах, и тенденция продолжится".
Стремясь понять, как таяние вечной мерзлоты меняет ландшафт, мы с научным сотрудником Института вечной мерзлоты Николаем Башариным покинули Якутск и отправились за 130 км в его родную деревню Усун-Кюёль. У его семьи, как и у многих в Якутии, имелся вырытый в вечной мерзлоте погреб, где они хранили мясо, варенье и озерный лед, который растапливали для питьевой воды. "Живешь на ней многие годы, но так до конца и не понимаешь", – сказал мне Башарин, объясняя свое решение изучать мерзлотоведение. Мы выехали на рассвете, чтобы успеть на первый паром через Лену; из-за постоянно меняющегося воздействия вечной мерзлоты на структуру почв строительство моста до сих пор не представляется возможным.
Долина площадью около 52 тысяч квадратных километров на правом берегу Лены известна крупными залежами едомы, особенно богатой льдом разновидности вечной мерзлоты. В большинстве случаев криолитозона практически полностью состоит из мерзлой почвы, тогда как едома содержит до 80% льда и образует невидимые с поверхности цельные клинья, которые могут уходить на несколько этажей под землю. По ряду причин это представляет проблему. Вода хорошо проводит тепло, впитывая атмосферные температуры и нагревая вечную мерзлоту внизу. Когда едома оттаивает, в земле появляются углубления, которые заполняются водой – этот процесс известен как термокарст.
Едома также является гигроскопичной углеродной ловушкой и накапливает органические вещества в иле и осадках, которые замерзли под землей в определенный момент за последние несколько десятков тысяч лет. Когда она тает, то может выделять в десять раз больше парниковых газов, чем другие, более зыбкие виды вечной мерзлоты. Едома встречается в некоторых районах Аляски и Канады, но наиболее распространена в северо-восточной Сибири; в Якутии, например, она составляет десятую часть территории региона.
Мы с Башариным проехали мимо скопления остатков оттаивающей едомы. Некоторые участки были размером с прудик, другие – с озеро. Мы остановились на краю большого термокарстового озера, которое высохло, превратившись в подобие выскобленного кратера. На формирование этой системы ушло, вероятно, более пяти тысяч лет. Башарин сказал мне, что недавно на дне небольшого озера неподалеку были найдены фрагменты стопятидесятилетних берез, а это говорит о том, что процесс, некогда занимавший тысячи лет, теперь едва превышает столетие. "В геологическом понимании это не более миллисекунды", – сказал он.
Мы поехали дальше в Усун-Кюёль, где Башарин жил до двенадцати лет. Перед деревянными домами паслись коровы, из труб вырывались темные струйки дыма. Один участок дороги был испещрен овальными насыпями высотой в метр-полтора. Это оттаяли участки едомы, оставив глубокие ямы там, где когда-то были вершины ледяных клиньев. По словам Башарина, это началось около двадцати лет назад, после нашествия шелкопряда в близлежащем березовом лесу. Деревья погибли, и вечная мерзлота стала уязвима для солнечного света и повышения температуры. "Поначалу люди были счастливы, ведь следующий год принес богатый урожай ягод", – рассказал мне Башарин. Но когда мерзлота растаяла, из-за ухабов дорога стала непроходимой, а трасса для могула – горизонтальной. Несколько домов дали трещину, когда земля под ними провалилась, и людям пришлось переехать.
Мы остановились в доме тети и дяди Башарина, они пригласили нас на обед. "Из телепередач мы знаем о потеплении, – сказал мне его дядя Прохор Макаров. – Но мы живем в деревне. Наша главная забота в том, чтобы сена на зиму хватало". Сам их дом был вне опасности обрушения, но земля вокруг него была неровной, с множеством небольших углублений. Забор шатался, как подвыпивший гуляка. По словам Макарова, летом он перелопачивает и разравнивает всю землю вокруг дома. "Мы к этому привыкли", – пожал он плечами.
После нашего ухода Башарин сказал мне: "Люди не осознают последствий всей этой истории". Как бы они ни старались приспособиться, оттепель настигнет всех.
Три дня спустя я сел на винтовой самолет, вылетающий из Якутска в Черский, крошечный городок на реке Колыма, недалеко от места ее впадения в Восточно-Сибирское море. В тридцатые годы прошлого века Черский был перевалочным пунктом для заключенных ГУЛАГа; позже он служил базой для самолетов, которые перевозили советских исследователей в арктические экспедиции. В эти дни, в конце лета, жители, которые провели каникулы на "материке", как они это называют, возвращаются к началу нового учебного года и привозят с собой редкие и дорогие для самых северных уголков Сибири вещи и продукты. Помимо людей, самолет был битком набит подносами с яйцами, букетами цветов и коробками с новенькими телевизорами и блендерами.
По прибытии я вышел из аэропорта Черского, который состоит из одного небольшого зала ожидания, и увидел припаркованный на пыльной дороге"Лендровер". За рулем сидел мужчина с волнистой седой бородой и в черном берете. Я сразу узнал в нем эколога Сергея Зимова, которого все знают как предсказателся состояния вечной мерзлоты. "Залезай", – сказал он мне.
Мы помчались к расположенной на окраине города Северо-восточной научной станции, где он работает. 66-летний Зимов изучал геофизику во Владивостоке, а в последние годы существования Советского Союза переехал с женой Галиной в Черский; вскоре после этого у них родился сын Никита. Распад Советского Союза – лишь одно из многих событий, прошлых и будущих, которые Зимов, как он сам утверждает, предсказал. "Зная историю цивилизации, делать прогнозы очень легко, и до сих пор я не ошибался", – сказал он мне. В течение следующей недели я слушал рассказы Зимова о глобальных демографических тенденциях, российской военной логистике и золотом стандарте. ("Мое правило простое: если у вас есть доллар, купите на него золота".)
Однако научную известность Зимову принесли именно идеи о вечной мерзлоте. В начале девяностых он одним из первых пришел к нескольким связанным выводам: вечная мерзлота содержит огромное количество углерода; большая часть этого углерода выделяется в виде метана из термокарстовых озер (наличие воды вкупе с отсутствием кислорода создают метан, в отличие от двуокиси углерода, которая выделяется из верхних слоев почвы); и значительная часть этих выбросов приходится на осень и зиму, холодные времена года, которые изучающие Арктику ученые ранее считали несущественными с точки зрения климата.
Весной 2001 года помочь собрать данные о выбросах метана в Черский прибыла американская аспирантка по имени Кэти Уолтер Энтони, которая познакомилась с Зимовым во время одного из научных симпозиумов на Аляске. "Когда я впервые увидела его, он напомнил мне дикаря – такое впечатление произвели на меня его большие брови и безумные глаза, – рассказала мне Уолтер Энтони. – Но добравшись до Черского, я поняла, что в той обстановке он выглядит совершенно органично, хотя изменений во внешности не происходило".
Вокруг термокарстовых озер Черского Уолтер Энтони разместила сделанные из листов пластика метановые ловушки. "Эти отличные идеи принадлежат Сергею, – сказала она. – Но он собрал ровно столько данных, сколько, по его мнению, было необходимо для доказательства своей точки зрения, а это куда меньше того объема, какой хотели видеть западные ученые". Уолтер Энтони вернулась на следующий год и осталась до осени и наступления первых заморозков.
Однажды утром после завтрака Зимов предложил посетить одно из озер. Лед был еще тонким и хрупким, и Уолтер Энтони нервничала, ступая по нему. "Не волнуйтесь, – сказал ей Зимов. – Осенний лед дружелюбен и предупредит, прежде чем сломаться". Он указал вниз. Уолтер Энтони увидела тысячи крошечных пузырьков воздуха, придававших замерзшей поверхности вид звездной ночи. "Лед был похож на карту, указывающую места подъема метана", – поделилась она. Американка смогла разместить свои ловушки не наугад, а именно там, где выделялся метан.
Уолтер Энтони обнаружила пятикратное превышение первоначальной зимовской оценки выбросов метана. Радиоуглеродное датирование показало, что газ выделялся из органического вещества, образовавшегося 20-40 тысяч лет назад в эпоху плейстоцена, то есть уровень таяния вечной мерзлоты достиг глубоких и древних слоев. Исследование было опубликовано в журнале Nature в 2006 году и сразу же стало основополагающей работой в изучении влияния таяния криолитозоны на изменение климата.
Когда я был в Черском, Зимов повез на озеро и меня. Мы шли через кусты и чувствовали под ногами хруст огненно-красной морошки. У кромки воды Зимов спросил: "Видите пузырьки?" Как только я понял, что их нужно искать, не видеть их стало уже невозможно. Озеро напоминало гигантский котел на грани едва заметного кипения; то тут, то там раздавались хлопки. Метан.
Зимов объяснил, что даже холодной зимой температура воды под поверхностью озера остается выше нуля. Это позволяет микроорганизмам продолжать переваривать органические вещества в течение долгого времени после того, как окружающая земля покрывается снегом. Также вода обладает впечатляющим эрозийным эффектом. "Берег медленно оттаивает и разрушается, унося с собой в озеро свежие куски вечной мерзлоты", – сообщил Зимов. Это дает больше топлива для выбросов метана. Как сказала мне Уолтер Энтони, ныне профессор Университета Аляски в Фэрбенксе: "Как только вечная мерзлота оттаивает до такой степени, что создает заполненные водой углубления, оттепель начинает уходить все ниже и быстро расширяться в стороны – остановить это невозможно".
За последние пятьдесят лет среднегодовая температура в Черском повысилась на три градуса по Цельсию. Не менее актуальной проблемой является глубина снежного покрова. "Снег подобен теплому одеялу – он не позволяет зимнему холоду полностью проникать в почву", – сказал Зимов. Одним из последствий изменения климата является увеличение количества осадков в арктической экосистеме вокруг Черского. Ежегодный уровень увеличился на целых двадцать сантиметров с начала восьмидесятых, прибавив к эффекту потепления еще два градуса. В результате, пояснил Зимов, вечная мерзлота, чья температура составляла раньше минус семь градусов по Цельсию, сейчас либо находится на грани оттаивания, либо уже растаяла.
Десять лет назад статья о выбросах из подводной вечной мерзлоты мгновенно привела к истерии, и люди заговорили о метановой бомбе в Арктике, готовой одномоментно выпустить разрушительное количество нагретого газа. С тех пор бóльшая часть научного сообщества стала воспринимать таяние вечной мерзлоты как катастрофу замедленного действия. "Вечная мерзлота не приведет к катастрофическому выбросу углерода, способному, скажем, за ночь удвоить количество углекислого газа в атмосфере, – сказал мне Тед Шур, руководитель проекта по изучению таяния вечной мерзлоты и изменению климата в Университете Северной Аризоны. – Этот углерод будет просачиваться по всей Арктике и со временем добавит значительное количество к тому, что произвели люди посредством сжигания ископаемого топлива".
В 2018 году Межправительственная группа экспертов ООН по климатическим изменениям (МГЭИК) подготовила доклад, установив человечеству углеродный лимит на уровне около 580 миллиардов тонн – тоглько тогда у него будет шанс ограничить потепление до полутора градусов Цельсия. В этих моделях лишь недавно начали учитывать различные сценарии таяния вечной мерзлоты, и они предлагают столь широкий спектр возможных исходов, что в климатологии вечная мерзлота стала своего рода "джокером", как выразился Шур. Они с коллегами подсчитали, что выбросы из вечномерзлого грунта могут составлять от 5 до 15% от рассчитанного МГЭИК.
Также модели МГЭИК не учитывают важную причину выбросов парниковых газов из вечной мерзлоты. Эксперты предполагают, что оттепель будет происходить постепенно по мере повышения температуры воздуха без учета термокарста, или "резкой оттепели", как предпочитает называть данный феномен Шур, что может повлечь нелинейные события, такие как быстрая эрозия и оползни. "Эти события, по сути, необратимы в масштабах человеческого времени", – сказала Сьюзан Натали, младший научный сотрудник Центра климатических исследований Вудвелла в Фалмуте, штат Массачусетс.
В этом столетии среднемировая температура вырастет почти на два с половиной градуса по Цельсию. На последней конференции ООН по изменению климата, состоявшейся в Глазго в ноябре 2021 года, страны-участницы подтвердили цель сдержать потепление в рамках полутора градусов, хотя соответствующие планы остаются довольно абстрактными. Большинство схем и моделей предполагают превышение данного уровня с его последующим снижением и поддержанием. "Проблема в том, что таяние вечной мерзлоты нельзя ни отключить, ни тем более повернуть вспять", – сказала Натали. В определенный момент природа берет верх. Даже наиболее дальновидный законодательный орган мира не может принять закон, запрещающий выбросы из вечной мерзлоты. Как выразилась Натали, "невозможно снова заморозить землю и вернуть ее в прежнее состояние".
По всей Арктике экосистемы переходят от поглотителей углерода, которые вбирают в себя больше парниковых газов, чем выделяют, к его источникам. Однажды в Черском я посетил прибрежную полосу реки, где работала немецкая исследовательская группа из Института биогеохимии им. Макса Планка. Экскурсию для меня провел Матиас Гекеде (Mathias Göckede), ведущий научный сотрудник проекта. Мы прыгали с одной травянистой кочки на другую и пришли к месту, где семнадцать лет назад его коллеги намеренно разрушили верхний слой едомы. Идея состояла в имитации таяния вечной мерзлоты, чтобы проследить реакцию окружающей среды и изменение уровня выбросов углерода.
В первый год эксперимента, объяснил Гекеде, почва выделяла больше углекислого газа, чем поглощала растительность, и участок переключился с поглотителя на источник. Затем выбросы стали вбирать появившиеся более крупные кустарники и деревья. На участке установился новый баланс с повышенным уровнем как выбросов, так и поглощения. "Обнадеживающе, я считаю", – сказал мне Гекеде.
Но деревья растут до определенной степени. В Арктике достаточное количества света поступает только в летние месяцы; образуется лишь узкое окно для удаления парниковых газов из атмосферы посредством фотосинтеза. Микробы в почве, тем временем, могут переваривать органический материал в оттаявшей вечной мерзлоте в течение гораздо более длительного времени – практически бесконечно, учитывая глубокие запасы углерода. "Существует предел роста флоры и ее возможности поглощать углерод, – сказал Гекеде. – А степени нагрева почвы и выделению углерода предела нет".
В начале лета я посетил полуостров Ямал, вдающийся в Карское море наподобие согнутого пальца. Ямал является родиной ненцев – этнической группы, проживающей на севере России и представляющей собой один из крупнейших кочевых народов планеты. Ненцы живут в чумах – местная вариация юрт – и гоняют стада северных оленей вверх-вниз по полуострову в поисках сезонных пастбищ. С ненецкого языка Ямал переводится как "край земли".
Поднявшись на пассажирском пароме вверх по реке Обь, я остановился переночевать в жилище одной ненецкой семьи. Поспав под оленьей шкурой и позавтракав свежей рыбой, я направился дальше вверх по реке к селу Яр-Сале, выполняющему функции административного центра всех биваков тундры. Там я познакомился с оленеводом Виталием Лаптандером.
В июле 2016 года на Ямал обрушилась аномальная жара, температура достигала +38 по Цельсию. Лаптандер пас свое стадом из двух тысяч голов в центре полуострова недалеко от озера Ярото. "Никогда прежде мне не было так жарко", – сказал он мне. Однажды утром его взору предстало ужасающее зрелище: умерло пятьдесят оленей из его стада. Не имея возможности воспользоваться сотовой связью, Лаптандер шел десять часов, чтобы позвать на помощь, и наконец наткнулся на ненецкое стойбище со спутниковым телефоном. К тому времени, когда он вернулся к стаду, полегло еще двести голов. "Я не знал, что делать, – рассказал он. – Дела обстояли очень плохо, я испугался".
Прибывший вскоре на место вертолет выгрузил бригаду медиков и ветеринаров в защитных костюмах. Они взяли образцы у мертвого оленя и улетели, чтобы доставить их в лаборатории Москвы и Сибири. Два дня спустя вертолет вернулся, и чиновники сообщили Лаптандеру, что его животные, скорее всего, заразились сибирской язвой.
В течение нескольких дней на Ямал прибывали специалисты армейских войск радиологической, химической и биологической защиты. Они искали туши оленей и сжигали их на месте. Через две недели благодаря карантинным мерам и ускоренной программе вакцинации вспышку удалось взять под контроль. К тому времени на полуострове погибло более двух с половиной тысяч оленей; поголовье Лаптандера сократилось вдвое. Зараза также распространилась от животных к людям. Десятки людей были госпитализированы; скончался двенадцатилетний мальчик.
На Ямале вспышек сибирской язвы не случалось с 1941 года. Почти все, от ученых до скотоводов, считали, что бактериальная инфекция давным-давно искоренена. Двести тысяч взятых в течение предыдущих 10 лет образцов почвы не выявили следов спор сибирской язвы. Но летом верхний слой вечной мерзлоты на Ямале оттаивает на глубину около полуметра; а в 2016 году в некоторых местах она достигала без малого метра. В отчете о причинах вспышки группа российских экспертов написала: "Появление сибирской язвы было вызвано активацией 'старых' очагов инфекции после повышения температуры воздуха до аномального уровня и оттаивания очагов на превышающую нормальные уровни глубину".
Таяние вечной мерзлоты обнажило всевозможные тайны прошлых тысячелетий. В 2015 году ученые из Российского биологического института в подмосковном Пущино, исследовательского кластера советской эпохи, извлекли образец едомы из скважины в Якутии. В лаборатории они поместили кусочек замороженного осадка в стерильный культуральный контейнер. Месяц спустя внутри уже ползало микроскопическое червеобразное беспозвоночное, известное как бделлоидная коловратка. Радиоуглеродный анализ показал, что возраст организма составляет двадцать четыре тысячи лет. В августе я поехал в Пущино, где меня встретил научный сотрудник лаборатории Стас Малавин. "Одно дело, когда к жизни возвращается похороненная в вечной мерзлоте простая бактерия, – сказал он. – Но у этого существа есть кишечник, мозг, нервные клетки, репродуктивные органы. Мы явно имеем дело с организмом более высокого порядка".
Коловратка жила в состоянии "криптобиоза", объяснил Малавин, "своего рода скрытой жизни, когда метаболизм фактически замедляется до нуля". Животное вышло из этой геологической "машины времени", как он выразился, не просто живым, но и способным к размножению. Коловратка живет всего несколько недель, но размножается многократно посредством партеногенеза, одной из разновидностей бесполого размножения. Малавин достал из лабораторного холодильника прямого потомка извлеченной из вечной мерзлоты коловратки и поместил ее под микроскоп. Вокруг извивался овальной формы планктон; я представил эту каплю размером в две десятых миллиметра нервным ученым, который проснулся и обнаружил, что попал в какое-то странное и непонятное будущее.
"Зачем скромничать?" – спросил Малавин. Понимание того, как живой организм со сложной анатомией смог отключиться на десятки тысяч лет, а затем снова включиться, может, например, оказаться полезным с точки зрения использования криогенных условий для хранения донорских органов. На связи с лабораторией были нейробиологи Массачусетского технологического института (M.I.T.). "Я, разумеется, не говорю, что благодаря нашим изысканиям уже завтра людей начнут погружать в длительный криогенный сон, – сказал Малавин. – Но как минимум один шаг в этом направлении сделан".
Наиболее впечатляющими биологическими образцами, извлеченными из вечной мерзлоты, являются, вероятно, останки мамонта, которые удивительно хорошо сохранились благодаря тысячелетиям естественного холодного хранения. В Якутске я посетил Музей мамонта, двухэтажное здание, битком набитое костями, бивнями и зубами. Сто пятьдесят тысяч лет назад мамонты свободно бродили по разнотравной степи, простиравшейся от Пиренейского полуострова до Берингова пролива.
Вид начал вымирать ближе к концу эпохи плейстоцена, около двенадцати тысяч лет назад, по причинам, которые долгое время были предметом ожесточенных научных споров. Одни ученые утверждали, что мамонт был одной из первых жертв антропогенного вымирания. "Естественных хищников у мамонтов не было – разве что люди", – сказал мне руководитель выставок музея Сергей Федоров. Но в октябре международная группа ученых опубликовала в журнале Nature исследование, в котором проанализировала полученную из окружающей среды древнюю ДНК и установила, что стремительное повышение температур растопило ледники и наводнило тундру, уничтожив пищевые ресурсы мамонтов. "Мы делаем вывод о том, что их вымирание произошло с окончательным исчезновением последних очагов тундростепной растительности", – пишут авторы.
Якутия является мировым лидером по количеству найденных останков мамонтов. Первые из них были обнаружены российскими учеными в 1806 году, многому научив нас о плейстоцене в целом: желудочно-кишечный тракт найденного в 1971 году мамонта сохранился настолько хорошо, что ученые смогли проанализировать состав его последней трапезы. Федоров рассказал мне об экспедиции 2013 года на остров Малый Ляховский у северного побережья Якутии, когда ученые выкопали целую замороженную тушу мамонта, и его плоть даже начала кровоточить. Работавший там британский палеобиолог позже описал образец похожим на "действительно сочный кусок стейка".
Перспектива извлечения гемоглобина возрастом сорок тысяч лет будоражила умы группы ученых, мечтавших использовать методы редактирования генов для клонирования мамонта. (Образцы тканей Малого Ляховского мамонта не предоставили достаточного количества полезной ДНК для реконструкции генома животного.) Джордж Черч, выдающийся генетик Гарвардской медицинской школы, стал соучредителем посвященного возрождению мамонтов стартапа и надеется, что через несколько лет его команда будет готова производить эмбрионы неомамонтов.
Федоров привел меня в большую морозильную камеру, где на металлических полках были сложены куски мяса и меха; одного взгляда на бивень в форме полумесяца достаточно, чтобы определить хозяина. Как объяснил Федоров, эти останки мамонта были выкопана по всей Якутии и хранились при температуре -18 градусов по Цельсию в ожидании дальнейшего изучения. В помещении было тесно и холодно, и я подумал: так вот каково это – быть запертым в вечной мерзлоте. Я взял в руки некогда принадлежавшую Малому Ляховскому мамонту конечность, толстый обрубок с красновато-коричневой шерстью. "Посмотрите, как хорошо очерчена подушка на стопе, – сказал Федоров. – И ногти видно".
Одним из факторов понимания того, как вечная мерзлота переживет нынешнее потепление, является ее существование во время предыдущего. Пять лет назад Джулиан Мертон, ученый и профессор Университета Сассекса, возглавил группу исследователей в кратере Батагайка, одном из мест таяния вечной мерзлоты в центральной Якутии. Вызванное оттепелью оседание пластов – это, по сути, затяжной оползень, вызванный таянием едомы; а кратер Батагайка является крупнейшим в мире разрезом в земле – 800 метров в длину и 24 в глубину. Кратер постоянно оттаивает и разрушается, увеличиваясь на целых 30 м в год. Местные жители называют это место "вратами ада", хотя более подходящей метафорой был бы геологический слоеный пирог, открытые стены которого предоставляют редкую возможность взглянуть на скопление вечной мерзлоты возрастом сотни тысяч лет.
Как сказал мне Мертон, первое, что поразило его во время пребывания в кратере, был звук. "Похоже на оркестровое произведение, – сказал он. – Летом, когда подпорная стена быстро оттаивает, вы слышите постоянное журчание воды, первые скрипки. А потом массивные куски вечной мерзлоты весом до полутонны с громким стуком падают на дно. Это перкуссия".
Мертон с командой пробурили скважины в стенках кратера, а для оценки возраста извлеченных отложений использовали метод люминесцентного датирования. Нижнему слою вечной мерзлоты оказалось не менее шестисот пятидесяти тысяч лет. Как объяснил Мертон, это значит, что он пережил предыдущий межледниковый период, который начался около ста тридцати тысяч лет назад, когда в некоторых районах Арктики было на целых четыре-пять градусов теплее, чем сегодня. "Старейшая вечная мерзлота в Евразии существует уже более полумиллиона лет, – сказал мне Мертон. – Учитывая ее богатую на связанные с глобальным потеплением события жизнь, она, должно быть, весьма климатоустойчива".
Это хорошая новость. "Если вечная мерзлота нравится вам так же, как мне, недостатка в ней на нашем веку не будет", – сказал Мертон. Но его гипотеза о крепости и долговечности вечной мерзлоты применима лишь к тем слоям, что расположены глубоко под землей. "Верхние несколько метров, безусловно, находятся под угрозой", – сказал он. Именно там скапливается углерод: верхние три метра вечной мерзлоты содержат вдвое меньше углерода, чем аналогичные почвы в остальных экосистемах планеты вместе взятых. Более того, как выразился Мертон, "даже если кажется, что экосистема может защитить вечную мерзлоту от высоких температур воздуха, нарушение нормального функционирования делает ее весьма уязвимой". Сам кратер Батагайка образовался после вырубки большого участка леса в 1960-х.
В наши дни собой наибольшую угрозу для окружающей среды представляет огонь. Прошлым летом Якутия пережила страшнейший пожароопасный период в истории: загорелось восемь миллионов гектаров – площадь размером со штат Мэн, – выделив более пятисот мегатонн углекислого газа. Долгосрочное воздействие огня на вечную мерзлоту предсказать трудно. В некоторых районах Якутии бореальные леса смогли восстановиться, появились новые поглощающие углерод деревья и подлесок, равновесие восстановилось. Но в других местах, особенно богатых льдом едомы, пожары вызвали необратимые изменения ландшафта, такие как термокарстовые озера и кратеры наподобие Батагайки. Сандер Веравербеке, ученый-климатолог из Амстердамского университета Врие, который провел в Якутии обширные полевые изыскания, сказал мне: "При таком сценарии вечная мерзлота не восстановится никогда".
Однажды в Черском Зимов показал мне участок, где он пытался сымитировать результат пожара на вечной мерзлоте. Он повез нас на моторной лодке вниз по реке, ветер проникал под куртку и обжигал лицо. Мы привязали лодку к каким-то кустам и отправились в путь по губчатому мху тундры. "Честно говоря, я такую местность не люблю, – признался Зимов. – Под ногами топко и хлюпает, всюду комары".
Полчаса спустя мы вышли на поляну с такими же неровными очертаниями, что я видел в деревне Усун-Кюель. В 2003 году Зимов использовал "очень, очень большой бульдозер", позаимствованный на соседнем золотом руднике, чтобы для имитации последствий пожара выкорчевать кустарники и мох и удалить верхний слой почвы. ("Сергею такого рода эксперимент нравятся, – сказал мне Гекеде. – Бульдозер для него – научный инструмент".) В течение года лед в едоме начал таять, разрушая почву и приводя к таянию вечной мерзлоты все глубже и глубже.
Мы с Зимовым несли в руках по длинному металлическому зонду, классическому полевому инструменту мерзлотологов. Точка, в которой наконечник ударяется о твердый лед, показывает глубину оттаивания вечной мерзлоты. У Зимова нюх на мерзлую почву, он может судить о ее консистенции по звуку, который она издает при ударе о металл. "Она неплотная и вот-вот рассыпется", – сообщил он. Тридцать лет назад вечная мерзлота оттаивала на глубину менее метра. Теперь на месте снесенного бульдозером участка почвы Зимову пришлось скрепить два зонда, и в итоге он наткнулся на твердый лед на глубине трех с половиной метров. Вся оттаявшая почва производила углекислый газ, а на более глубоких уровнях, где кислорода меньше, – метан. "Понадобиться пять очень холодных сырых зим подряд, чтобы снова ее заморозить, – сказал Зимов. – И я не думаю, что это произойдет".
В мае министр природных ресурсов России предложил создать общенациональную систему мониторинга изменений вечной мерзлоты, вызванных глобальным потеплением, отметив, что к 2050 году ее таяние может нанести инфраструктуре страны ущерб на сумму более шестидесяти миллиардов долларов. В следующем месяце Владимир Путин, который в 2003 году применительно к глобальному потеплению шутил, что народ будет "меньше тратить денег на шубы", сказал о зоне вечной мерзлоты следующее: "У нас в Арктике целые города построены на вечной мерзлоте. Если таять все начнет, какие последствия будут для России. Конечно, мы этим озабочены".
Можно представить некие технические решения, которые позволят избежать наихудших последствий таяния вечной мерзлоты для зданий, промышленных объектов и даже целых населенных пунктов. В Якутске я проезжал мимо многоэтажных домов с установленными у фундамента большими металлическими трубами, заполненными охлаждающим веществом, которое зимой конденсируется и проникает под землю для поддержания температуры почвы. В Салехарде, столице Ямала, под фундаментами некоторых зданий есть скважины с датчиками температуры, и если почва подвергается риску оттаивания, ученые получают сигнал тревоги и вносят технические доработки. Ярослав Камнев, директор инициативы регионального правительства по изучению нагревания почв, сказал мне: "Нужно просто понять процессы, происходящие внутри вечной мерзлоты, и все будет в порядке".
Но что делать с огромными запасами углерода, которые содержатся в земле и ожидают превращения в парниковый газ? Ни охлаждать, ни даже эффективно контролировать миллионы квадратных километров необитаемой тундры не представляется возможным. "Технологические доработки нереальны", – отметила Мерритт Турецки, директор Института арктических и альпийских исследований (Institute of Arctic and Alpine Research, INSTAAR) Университета Колорадо в Боулдере. Наиболее очевидный ответ, трагично банальный и маловероятный, заключается в резком ограничении сжигания человеком ископаемого топлива. "Есть один доказанный и убедительный способ сохранить вечную мерзлоту, и это сокращение промышленных выбросов, – сказала Турецки. – Поиск других решений тоже может представлять интерес, но в конечном счете является лишь отвлекающим фактором".
У Зимова свои соображения на этот счет. Будучи аспирантом, во время посещение участка практических исследований его поразили найденные кости и другие разнообразные останки мамонтов, лошадей, бизонов, лосей и волков. Во время прогулки по разрушающемуся склону холма у реки недалеко от Черского я наткнулся на темно-коричневый череп дикой лошади. Сын Зимова Никита который сейчас руководит текущей деятельностью на исследовательской станции, прикинул ее возраст: 20-40 тысяч лет.
В эпоху плейстоцена Арктика была покрыта травянистой степью, которая служила естественным буфером для вечной мерзлоты. Млекопитающие, бродившие по этой утраченной саванне, зависели от нее в качестве источника пищи и сами поддерживали ее существование. Зимов хочет воссоздать эту экосистему. "Мы должны восстановить порядок в природе, – сказал он. – А он, в свою очередь, позаботится о климате".
Теория основана на согревающем эффекте снега. Как объяснил Зимов, особой надежды на быстрое снижение температуры воздуха нет. Но уменьшение снежного покрова зимой позволило бы большему количеству холодного воздуха проникать в вечную мерзлоту. "Можно сделать это механически, рассредоточив по Сибири триста миллионов рабочих с лопатами, – сказал он. – Или же все то же самое можно проделать бесплатно с лошадьми, овцебыками, бизонами, овцами и северными оленями". Эти животные станут выламывать кустарники и вспахивать почву, позволяя появляться новым лугам. Летом благодаря эффекту альбедо (светлые поверхности отражают тепло, а темные – поглощают) бледная трава будет прохладнее, чем покрывающие в настоящее время тундру коричневые кустарники.
В 1998 году Зимов привел первых лошадей в так называемый "плейстоценовый парк", огороженный участок земли в часе езды от исследовательской станции по реке. С тех пор парк вырос до 20 квадратных километров, и теперь в нем обитает сто пятьдесят животных, включая лошадей, бизонов, овец, яков и верблюдов. Чтобы дать им фору, Никита промчался по территории на фамильном "танке" – здоровенном вездеходе на гусеницах, – сбивая деревья и подлесок.
Два года назад Зимов с сыном завершили совместное с группой исследователей из Гамбургского университета исследование, которое показало, что животные вдвое уменьшили среднюю плотность снега и снизили среднюю температуру вечной мерзлоты почти на два градуса Цельсия. Ученые предположили, что 37% вечной мерзлоты Арктики можно было бы спасти от таяния за счет массового внедрения крупных травоядных животных. (Их энтузиазм разделяют далеко не все ученые: профессор геологии Альбертского университета Дуэйн Фрёзе, который провел обширные исследования экосистемы плейстоцена, сказал мне вот что: "Плотность популяции животных, которая вам понадобится, чтобы повлиять на растительность согласно задумке Сергея, значительно превышает любое поголовье, которое можно поддерживать естественным путем".)
38-летний Никита имеет ученую степень в области прикладной математики, но ученым в традиционном смысле этого слова его нельзя назвать. Обширные знания молодого человека о вечной мерзлоте являются результатом многолетнего пребывания с отцом на станции, своего рода неформального образования, которое сделало его деятельным хранителем отцовского видения соответствующих проблем. Бóльшую часть проведенного мною в Черском времени он отслеживал перевозку дюжины бизонов, отправленных с одной из датских ферм в восьми тысячах километров отсюда. Они транспортировались контейнеровозом через Северный Ледовитый океан, но из-за штормов путешествие сильно затянулось. Однажды утром Никита объявил, что отправляется в парк, чтобы установить новый датчик потока парниковых газов, который направила им группа ученых из Университета Аляски в Фэрбенксе. Я вызвался пойти с ним.
Стоял ясный осенний день, золотые листья кустов и низкорослых деревьев тундры создавали атмосферу осени Новой Англии в миниатюре. Час спустя мы подъехали ко входу в парк, отмеченному несколькими деревянными ступеньками в илистом склоне берега реки. С датчиком в рюкзаке Никита полез на тридцатиметровую башню и некоторое время безуспешно там возился. После того, как он спустился, мы прошлись по территории, где тут и там появлялись участки высокой травы. "Мы здесь не изобретаем велосипед, – сказал он. – В какой-то момент все это действительно существовало, нам это известно. Вопрос в том, как все воссоздать".
Мы подошли к каравану верблюдов, которые жевали траву и вытягивали шеи, опасливо на нас поглядывая. На далеком севере они выглядели странновато, но палеонтологическая летопись доказывает, что когда-то верблюды паслись по всей высокоширотной Арктике, их заполненные жиром горбы обеспечивали запасы энергии на долгие зимы. Подобно мамонту, арктический верблюд исчез в эпоху позднего плейстоцена вместе с гигантскими бобрами и ленивцами, лошадьми и пещерными львами – целым Ноевым ковчегом утерянных арктических видов.
Запечатанная под землей вечная мерзлота продержится еще некоторое время. Но вечно избегать опасности она не сможет. Как и люди, если уж на то пошло. Независимо от того, способствуем мы таянию вечной мерзлоты или боремся за сохранение ею низких температур, ни она, ни что-либо другое на этой планете не вечно, как бы нам не хотелось обратного. "Люди начали действовать как боги не пятьдесят, не сто и даже не тысячу, а десять тысяч лет назад, – сказал Никита. – Но дело не в том, нормально ли мнить себя богом, а в том, чтобы проявлять великодушие и мудрость".
Джошуа Яффа - московский корреспондент газеты “Нью-Йоркер" и автор книги "Меж двух огней. Правда, амбиции и компромисс в путинской России”.
