В связи с тем, что в настоящее время в Украине и мире не проводится постоянный мониторинг по такой теме, рассматриваются два основных направления:
- исторические аналоги исследования вулканической активности по рассматриваемой теме 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 («Were the Dark Ages Triggered by Volcano-Related Climate Changes in the 6th Century? (If so, was Krakatau volcano the culprit?)» by Ken Wohletz Los Alamos National Laboratory LA-UR 00-4608, сopyright © 2000 UC, http: // www.lanl.gov/Misc/copyright.html) [1].
Отправной точкой такого моделирования стала книга «Catastrophe 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, навлеченной естественной катастрофой, с имеющимися свидетельствами этого в кольцевых срезах деревьев и данных 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 и обнаружены следы гигантского извержения: кальдера «Прото-Кракатау» имела размер до 60 километров в диаметре, само извержение образовало Зондский пролив в Индонезии примерно в VI в., 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 были выброшены в стратосферу, гидровулканическая зола сформировала ледяные облака. Результаты обсуждались в лаборатории климатического моделирования в Лос-Аламосе (США). Вполне возможно, что сформировавшиеся в стратосфере облака покрывали зону обоих полушарий Земли в течение нескольких десятилетий.
Если эта вулканическая гипотеза правильна, глобальные последствия должны были затронуть, сельское хозяйство, политику, экономика, и религию, поднимая потенциальную роль вулканизма как главного климатообразующего фактора, обуславливающего связь с жизнедеятельностью человечества и природой.
Проведенное моделирование показывает возможность влияния извержения отдельной группы вулканов, учитывая его глобальные масштабы и имеющиеся исторические сведения.
В историческое время существования человека, вероятно, имели место именно отдельные извержения, безусловно влияющие на формирование самого человека и цивилизации. Вполне возможно, что активность вулканов в доисторические времена была в отдельные периоды значительно интенсивнее. В настоящее время наблюдаются как активизация отдельных групп вулканов (например, в настоящее время активизировались вулканы Камчатки), так и периоды затишья – «спящие» вулканы.
Для определения перспектив изменения климата планеты Земля необходимо разработать модель влияния вулканической активности в части потенциального загрязнения атмосферы, для чего следует:
- выделить вулканические зоны, по характеру извержений способные выбрасывать пепел, газы, пар в стратосферу;
- проводить постоянный мониторинг активности таких зон;
- провести исследование древних «спящих» вулканов, остающихся в тектонических зонах, в т. ч. В Украине влк. Карадаг;
- разработать математическую модель загрязнения атмосферы на основе космических снимков с заверкой данных по результатам наземных исследований;
- составить стратосферную карту потенциального загрязнения атмосферу в зоне границ Украины на основе стабильных стратосферных воздушных потоков, определить расчетным путем скорость загрязнения атмосферы потенциальными извержениями;
- определить критическую степень одновременной активности отдельных вулканов и групп вулканов для загрязнения атмосферы;
- определить расчетным путем время возможного длительного загрязнения атмосферы исходя из модели, связывающей выбросы вулканических материалов на разные высоты в атмосфере.
Эти и другие задачи могут быть решены при использовании инструментов наблюдений.
К таким инструментам в настоящее время можно отнести:
- информацию в Интернете на постоянных сайтах по вулканологии, климатологии, экологии, геологии;
- космические снимки, распространяемые в Интернете бесплатно для осуществления экологических программ;
- данные центров наблюдений вулканической активности в различных странах, в т.ч. по программе «Вулканоопасность» Российской АН;
- экспедиции к конкретным вулканам в период их активности для проведения непосредственных наблюдений.
Из этого перечня следует, что максимально быстро можно получить информацию из Интернета, в т.ч. и космические снимки, анализ которых даст сведения для моделирования процесса.
В Украине развиваются научно-техническая и методическая базы дистанционного зондирование Земли из космоса (ДЗЗ) [2,3]. ДЗЗ является важнейшей составляющей Национальной космической программы Украины [1], что позволяет ориентироваться на использование спутниковой информации в научных целях.
* * *
Постоянная вулканическая активность Земли не дает оснований полагать, что на Земле не произойдет новое извержение типа «Прото-Кракатау». Известно, что извержение современного влк. Кракатау в 1883 г. стоило жизни 36 000 человек, его активность возобновилась после 1927 г. Нет гарантии, что не произойдут одновременно несколько мощных извержений вулканов с выбросом в стратосферу пара или вулканического пепла, пара и газов.
Глобальный характер климатических изменений так же актуален для Украины, как проблема восстановления бассейна реки Днепр или рекультивация экологически неблагополучных промышленных зон. Более того: резкие изменения климата скажутся на биологическом разнообразии живого мира планеты, к одному из видов которого относится человек. Модель прогнозирования климатических изменений на основе загрязнения атмосферы является необходимой составляющей экологического мониторинга для обеспечения устойчивого развития общества.
Литература:
1. Алексеев Ю. С. О выборе приоритетов в космической деятельности Украины // Вселенная, пространство, время, № 2, 2006. – С. 20-23.
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 праць Інституту проблем природокористування та екології НАН України. Випуск 8. – Дніпропетровськ, 2005. – С. 141-151.
2. Wohletz KH, 2000, Were the Dark Ages triggered by volcano-related climate changes in the 6th century? EOS Trans Amer Geophys Union 48(81), F1305.
