До конца 1980-х годов среди всех кандидатов на роль «предводителя климата» особенным признанием пользовалось Солнце. Если бы в то время уже была известна теория о космических лучах, то это лишь укрепило бы специалистов в их взглядах. Сторонникам парниковой теории пришлось бы трудно, если бы они попытались распространить свое учение, не говоря уже об их пророчествах: мол, грядет нестерпимое глобальное потепление. Теперь, когда вновь показалось Солнце во всем своем величии, вместе с грузом доказательств вернулись и поклонники углекислого газа, дабы оценить, что именно в современном состоянии климата может поработать на их излюбленный климатический механизм.
И словно бы у нас дежа-вю — мы видим, как парниковый углекислый газ вновь встает в очередь с другими претендентами на главную роль в изменениях климата. Здесь и крупные извержения вулканов вкупе с событиями Эль-Ниньо, и содержание пыли и дыма в атмосфере, и концентрация озона, метана и других парниковых газов, и изменившееся землепользование, и, как это ни странно, общее потемнение поверхности Земли из-за растительности, подкармливаемой всем этим излишком углекислого газа.
На основании спутниковых измерений Свенсмарк и Найджел Марш посчитали, что потепление, вызванное сокращением облачности с 1900 по 2000 год, должно было составить 0,6 градуса Цельсия. Спутниковые данные также смогли подтвердить роль облаков в антарктической климатической аномалии. Что касается двуокиси углерода, то, напротив, довольно весомые противоречия мешают признать за ним главную силу, воздействующую на климат.
По разным подсчетам, если содержание углекислого газа увеличится в два раза, то это приведет к подъему температуры как минимум на 0,5 и как максимум на 5 градусов Цельсия. В реальном мире сторонникам парниковой теории остается лишь заявлять, что текущее потепление работает на их гипотезу, и надеяться когда-нибудь доказать, что его вызвал именно углекислый газ, а не что-либо еще. У них нет данных, совпадающих с результатами измерений, проведенных со спутников и на наземных станциях в Антарктике, — словом, со всем, что безоговорочно поддерживает облачную теорию.
Когда Свенсмарка просят прокомментировать вклад углекислого газа в текущее потепление, он сохраняет спокойствие. Было бы разумнее, по его мнению, не вести квазиполитические споры, где каждая сторона старается набрать очки за счет другой, а более точно вычислить, к каким последствиям может привести излишек двуокиси углерода в атмосфере. Тогда можно было бы говорить о том, что углекислый газ отвечает за какую-то часть текущего потепления.
«После того как будет полностью учтен вклад Солнца в потепление и поборники парникового эффекта взглянут на то, что им удалось сохранить, — воздействие двуокиси углерода может оказаться слишком незначительным. А если так, любое глобальное потепление двадцать первого века может оказаться намного скромнее, чем типичные предсказания о 3–4 градусах Цельсия»[46].
Все десять лет, после того как в 1996 году на встрече в Бирмингеме Свенсмарк и Фриис-Кристенсен вновь заговорили о Солнце как о ведущей климатической силе и рассказали о существующей связи между космическими лучами и облаками, их оппоненты относились с насмешкой к самой идее о том, что заряженные частицы из космоса могут каким-либо образом принимать участие в образовании облаков. Они заявляли, что нет никакого физического механизма, который объяснял бы это. Эксперимент, проведенный в одном из подвалов Копенгагена в 2005 году, лишил их этой линии защиты и продемонстрировал, как именно взорвавшиеся звезды вносят свои коррективы в облачный пейзаж Земли.
В исторической перспективе эксперимент помог окончательно разобраться с тем, что нужно водяному пару, чтобы из него сформировались облака. И эта часть истории начинается в девятнадцатом веке.
4. Что заставит поросенка прыгнуть через ограду
Формирование облака происходит, когда водяной пар остывает и конденсируется.
Для этого водяному пару нужны мельчайшие частички, плавающие в воздухе.
Наиболее важные из них — это капельки серной кислоты.
Как эти капельки появляются, не объяснено до сих пор.
Эксперимент демонстрирует, как космические лучи помогают им расти.
В викторианские времена Британия была мировым лидером в промышленном производстве, а заодно в загрязнении воздуха. Именно тогда, в эпоху угля, Лондон стал печально известен своими густыми удушливыми желтыми туманами, особо сгущавшимися в ноябре, — не случайно они получили едкое прозвище «гороховый суп». Солнечные лучи, пробиваясь сквозь туман в Вестминстере, порождали причудливую игру света и тени — мы хорошо видим это на полотнах Клода Моне. А в романе Диккенса «Холодный дом» туман стал метафорой мучительной судебной тяжбы.
«Туман везде. Туман в верховьях Темзы, где он плывет над зелеными островками и лугами, туман в низовьях Темзы, где он, утратив свою чистоту, клубится между лесом мачт и прибрежными отбросами большого (и грязного) города… На мостах какие-то люди, перегнувшись через перила, заглядывают в туманную преисподнюю и, сами окутанные туманом, чувствуют себя как на воздушном шаре, что висит среди туч»[47].
Копоть и едкий сернистый дым, извергавшиеся трубами промышленных и домашних печей, смешивались с осенними природными туманами и мало того что превращали их в грязный и ядовитый смог — они день ото дня усиливали его вредоносное действие, а продолжительность туманов только нарастала.
В 1875 году французский ученый Поль Жан Кулье начал серию экспериментов с воздухом. Независимо от Кулье эти опыты повторил шотландский физик Джон Айткен и пошел намного дальше. Его первые шаги в этом направлении будут впоследствии кратко описаны знаменитым британским эволюционистом и популяризатором науки Альфредом Расселом Уоллесом в книге «Чудесный век»:
«Если пустить струю пара в два больших стеклянных сосуда — один наполненный обычным воздухом, а другой — воздухом, отфильтрованным через хлопковую вату, так чтобы никакие частички твердой материи не проникли в него, — то в первом сосуде всегда будет обычный белый пар, в то время как второй останется прозрачным»[48].
Айткен не был удивлен. Он давно наблюдал за тем, как вещества переходят из одного состояния в другое: из твердого в жидкое и затем в газообразное. Очень чистую воду трудно заморозить, даже если ее температура будет ниже точки замерзания. А если взять раствор, содержащий поваренную соль или другое химическое соединение, и начать выпаривать воду, желая получить кристаллы, то кристаллы будут образовываться крайне неохотно, пока не добавишь маленькое зернышко — только тогда процесс роста пойдет активно. Как понял Айткен, в деле перехода из одного состояния в другое без помощников не обойтись.
Из его опытов по созданию облаков в стеклянных сосудах вытекали весьма полезные следствия. Например, такое: люди научились измерять степень загрязненности городского воздуха, исходя из того, с какой эффективностью в нем формируются капли воды. Это стало оружием для тех, кто вел борьбу за чистоту воздуха, хотя серьезный контроль над дымом и копотью не появится в Лондоне и других городах до середины двадцатого века. Прикладное значение работы Айткена было очень важным, но, помимо этого, шотландский ученый сделал одно из крупнейших открытий в погодной науке.
Желая воспроизвести естественное формирование облака более точно, он наполнил банку холодным воздухом и насытил его водяным паром. Затем с помощью насоса Айткен откачал немного воздуха, так что оставшийся в банке расширился, и охладил его. Это было похоже на то, как влажный воздух поднимается в холодные слои атмосферы, где температура резко падает ниже точки росы, и воздух становится перенасыщенным. Банка с обычным воздухом мгновенно наполнялась рукотворным облаком. Если же Айткен брал очищенный воздух — банка оставалась чистой.