Криосфера

Землю окружает криосфера – оболочка неправильной формы, включающая в себя значительные части атмосферы, гидросферы и литосферы, где господствует отрицательная или нулевая температура. Вода в таких условиях почти всегда находится в замёрзшем или сильно переохлаждённом состоянии, и поэтому в земной криосфере повсюду встречается лёд.

Ледяные образования многообразны: это системы ледяных облаков, снежный покров, сезонно-мёрзлые почвы и горные породы, сезонный и многолетний ледяные покровы водоёмов и водотоков, наледи, ледники и ледниковые покровы, многолетнемёрзлые горные породы с подземными льдами. Роль криосферы в эволюции Земли огромна. Она в значительной мере определяет современную широтную зональность, усиливает циркуляцию воздушных масс, влияет на уровень Мирового океана.

На земном шаре действует колоссальная природная машина, главные части которой – это атмосфера, океан, суша и оледенение. Взаимодействие отдельных частей этой машины формирует климат Земли и оледенение, вызывает их колебания. Энергетическими источниками работы служат изменения солнечной радиации на внешней границе атмосферы, корпускулярные и метеорные потоки из околоземного космического пространства, тектонические движения земной коры, выбросы продуктов вулканической деятельности.

Если посмотреть на работу этой «машины» в масштабе времени 10–100 тыс. лет, то видно, что вся планетарная система находится в термическом неравновесии. Она испытывает крупные автоколебания с большой инерцией, чему способствуют океан и материковые ледники. Увидеть такие длительные колебания можно по следам прошлых оледенений – наземного, подземного и морского, характерных для Земли на протяжении многих тысячелетий.

Ещё М.В. Ломоносов говорил о морозном слое атмосферы, где приход тепла и влаги сочетается таким образом, что за год здесь количество выпавших твёрдых атмосферных осадков превышает их убыль. В современную эпоху на Земле природные льды занимают сплошь на земной поверхности и в верхних слоях земной коры площадь 72,4 млн км², что составляет 14,2% площади планеты и почти половину поверхности суши. Год от года площадь под снежным покровом и льдами колеблется от 53,6 до 91,2 млн км², абсолютный максимум в последние годы достигал 99,2 млн км². Если к этим цифрам прибавить площадь распространения айсбергов и разреженных льдин, то получим общую площадь распространения льда на Земле 100 млн км² (19,6% земной поверхности) с ежегодными колебаниями от 81 до 119 млн км².

В последние годы наша планета переживает эпоху глобального потепления. Эта эпоха началась около 170 лет назад, сменив так называемый «малый ледниковый период», т.е. период похолодания, достигший своего последнего максимума где-то в середине XIX века. Рост глобальной температуры воздуха в последнее столетие составил чуть больше 0,7 ^оС. Однако за последние 30 лет этот рост усилился, особенно резко над континентальными районами Евразии и Северной Америки и больше всего – в Арктике.

Ледники Российской Арктики за последние 50 лет сократились как минимум на 725 км², в том числе на Земле Франца-Иосифа на 375 км², на Новой Земле на 284 км² и на Северной Земле на 65 км². Это равно убыли всей площади оледенения на 1,3%. Совсем иную картину мы видим в Антарктиде. Сравнение баланса массы Антарктического ледникового покрова в середине и в конце прошлого столетия показывает возрастающую активность: и приход и расход массы льда здесь возросли. Но при этом общий итог остался положительным, т.е. на протяжении последних 50 лет масса льда в Антарктиде, по-видимому, продолжает нарастать, что, очевидно, сдерживает рост уровня Мирового океана.

Для современной эпохи характерно глобальное потепление, отражающееся на состоянии ледников и ведущее к их отступанию. Но процесс этот происходил на Земле неоднократно, и затем сменялся более холодным временем, как случилось совсем недавно, в 60-е и 70-е годы прошлого века. И нет никаких оснований считать, что современное потепление будет продолжаться неограниченно долго и усугубляться. У нас нет серьёзных научных оснований для подобного утверждения.

Треть всего баланса внешнего теплооборота Земли расходуется на фазовые превращения льда. Вдумайтесь: влажные экваториальные джунгли, знойные пустыни, поля, плантации и сады, растительные и животные сообщества, Мировой океан – вся природа Земли требует тепла всего вдвое больше, чем уходит его на таяние снега и льда или выделяется при замерзании воды.

Теплота кристаллизации, которая высвобождается при формировании атмосферного льда, и теплота таяния, которая поглощается при падении льда к поверхности Земли и его переносе в более низкие широты, – это мощнейшие факторы перераспределения тепла на Земле. Стоит добавить, что затраты тепла на ежегодное таяние накопленного за год снега и льда достигают приблизительно 0,2% всего потока солнечной радиации, поглощаемой Землёй, а затраты тепла океаном на таяние айсбергов и разрушение ледяных берегов соизмеримы с «тепловым стоком» рек в океан.