Бил Брайсън
Кратка история на почти всичко (19)

17. В тропосферата

Слава Богу, че имаме атмосфера. Пази ни топло. Без нея Земята щеше да бъде безжизнено ледено кълбо със средна температура от минус 50 градуса по Целзий. Освен това атмосферата абсорбира и отразява куп пристигащи космически лъчи, заредени частици, ултравиолетови лъчи и тем подобни. Като цяло газообразният пълнеж на атмосферата е равен на бетонна защита с дебелина около пет метра и без него тези невидими посетители от космоса щяха да ни промушват като мънички ками. Дори дъждовните капки щяха да се стоварват върху ни като бомби, ако не беше свойството й да ги задържа.

Това, което е най-впечатляващо, е, че атмосферата ни не е много голяма. Разпростира се нагоре до 200 километра, което може да изглежда доста, когато се гледа от земната повърхност, но ако свием Земята до размера на стандартен настолен глобус, би била равна на дебелината на два пласта боя.

За удобство от научна гледна точка атмосферата е разделена на четири неравни слоя: тропосфера, стратосфера, мезосфера и йоносфера (сега често наричана термосфера). Тропосферата е тази част, която е особено важна за нас. Самата тя съдържа достатъчно топлина и кислород, за да можем да функционираме, макар че с височината и тя бързо става неподходяща за живот. От морското равнище до най-високата й част тропосферата (или „обръщащата сфера“) е с дебелина около 16 километра на екватора и не повече от 10 или 11 километра в умерените географски ширини, където повечето от нас живеят. Осемдесет процента от масата на атмосферата — фактически всичката вода, и по такъв начин фактически цялото климатичното време, се „съдържат“ в рамките на този тънък слой. Всъщност, няма много между нашия жизнен свят и мъртвилото.

Над тропосферата е стратосферата. Когато забележите горната част на буреносен облак да се вледенява във формата на наковалня, виждате границата между тропосферата и стратосферата. Този невидим таван е известен като тропопаузата и е бил открит през 1902 г. от французин на име Леон-Филип Тейсеран дьо Бор в балон. Пауза в този смисъл не означава нещо да спре за миг, а да прекъсне въобще; произлиза от същия гръцки корен като менопауза. Дори там, където е най-нависоко, тропопаузата не е много далечна. Бърз асансьор, от вида на тези, използвани в съвременните небостъргачи, могат да ви изкачат там за около двайсет минути, макар че ще бъдете посъветвани да не го правите. Такова бързо изкачване без херметизация може да доведе най-малкото до церебрална или пулмонарна едема, опасно задържане на течности в тъканите на тялото. Щом вратите на площадката за гледане се отворят, всеки вътре със сигурност ще бъде мъртъв или умиращ. Дори едно изкачване с по-умерена скорост би било придружено с доста неудобства. Температурата десет километра нагоре може да бъде — 60 градуса и ще се нуждаете, или изключително ще се зарадвате на наличието на допълнителен кислород.

След като напуснете тропосферата, температурата бързо се повишава до около пет градуса по Целзий благодарение на абсорбиращия ефект на озона (нещо друго, открито от дьо Бор при смелото му изкачване през 1902 г). След това се понижава чак до — 90 градуса по Целзий в мезосферата, преди да скочи шеметно до около 1500 градуса в подходящо назованата, но много изменчива термосфера, където колебанията на температурите през деня и нощта могат да са с хиляда градуса — въпреки че трябва да кажем, че „температура“ на такава височина става някак си абстрактно понятие. Температурата е всъщност мярка за дейността на молекулите. На морското равнище молекулите на въздуха са толкова плътни, че една молекула може да измине само съвсем незначително разстояние — около три милионни от сантиметъра, за да бъдем точни — преди да се сблъска с друга. Тъй като трилиони молекули са в непрекъснат сблъсък, се обменя много топлина. На височината на термосферата, на осемдесет или повече километри, въздухът е толкова разреден, че всеки две молекули ще са на километри една от друга и едва ли някога ще влязат в контакт. При това положение, въпреки че всяка молекула е много топла, взаимодействието между тях е малко и следователно трансферът на топлина е малък. Това е добре за спътниците и космическите кораби, тъй като, ако обмяната на топлина бе по-ефикасна, всеки предмет, направен от човека, който е в орбита на това ниво, би се възпламенил.

Въпреки това космическите кораби трябва да внимават във външната атмосфера, особено при завръщане на Земята, както трагично демонстрира космическата совалка Колумбия през февруари 2003 г. Макар че атмосферата е доста тънка, ако кораб навлезе под много остър ъгъл — над около 6 градуса — или много бързо, може да се сблъска с достатъчно молекули, за да изпита съпротивление, което да доведе до възпламеняване. И обратно, ако идващо транспортно средство навлезе в термосферата при твърде тъп ъгъл, със сигурност може да бъде отблъснато обратно в космоса, като камъче, метнато във водата.

Но не е необходимо да ходим до края на атмосферата, за да ни бъде напомнено какви безнадеждно земнолюбиви създания сме. Както знае всеки, който е прекарал известно време в град на голяма височина, не е нужно да се изкачиш на хиляди метри над морското равнище, за да почне тялото ти да протестира. Дори опитни планинари, които имат предимството на добра физическа форма, обучение и бутилиран кислород, бързо стават уязвими нависоко, като изпадат в състояние на объркване, прилошаване, изтощение, измръзване, хипотермия, мигрена, загуба на апетит и редица други неприятни усещания. По сто доста ясни начина човешкото тяло подсказва на собственика си, че не е предназначено да действа толкова високо над морското равнище.

„Дори при най-благоприятни условия“ — както алпинистът Питър Хабилър пише за условията горе на Еверест — „всяка крачка на тази височина изисква колосални усилия на волята. Трябва да се насилваш за извършване на всяко движение, да търсиш всякаква опора. Непрекъснато си изправен пред тежка, смъртна умора.“ В Другата страна на Еверест британският алпинист и филмов режисьор Мат Дикинсън пише как Хауард Съмървел през 1924 г. по време на британска експедиция до Еверест „едва не се задавил смъртоносно, след като парче инфектирана плът се отделило и заседнало в гръкляна му.“ С върховни усилия Съмървел успял да го изкашля. Оказало се, че било „цялата вътрешна слуз на ларинкса му.“

Физическото изтощение над 7500 метра е прословуто — областта, известна на алпинистите като Зоната на смъртта — но много хора стават изключително омаломощени, дори опасно се разболяват, при височини, които дори не надвишават 4500 метра. Податливостта на височинна болест няма много общо с добрата физическа форма. Понякога бабите рипат по високите места, докато техните потомци, които са в по-добро здраве, стават безпомощни, строполясват се и охкат от изтощение, докато не ги заведат на по-ниски височини.

Абсолютната граница на човешката поносимост за постоянно живеене се оказва, че е 5500 метра, но дори хора, които са обучени да живеят нависоко, не могат да понасят такива височини дълго време, Франсиз Ашкрофт в Живот при екстремни условия отбелязва, че има мини за добив на сяра в Андите на 5800 метра, но че миньорите предпочитат да слизат 460 метра всяка вечер и да се изкачват обратно на другия ден, отколкото да живеят непрекъснато на такава височина. Хора, които обичайно живеят нависоко, обикновено в продължение на хиляди години са развивали непропорционално голям гръден кош и дробове, като са увеличили с една трета червените си кръвни телца, които разнасят кислорода, макар че има граници, до които кръвта може да понася увеличаване на броя на червените кръвни телца. Нещо повече, над 5500 метра дори и най-адаптиралата се жена не може да снабди с кислород плода си, за да го износи до край.

През 1870-те, когато хората в Европа започнали да правят експериментални издигания с балон, ги изненадало колко мразовито ставало, като отивали нагоре. Температурата спада с около 2 градуса на всеки 500 метра височина. Очаква се логически, че колкото повече се приближавате до източник на топлина, толкова по-топло ви става. Част от обяснението е, че не се доближавате до Слънцето в разбираемия смисъл. Слънцето се намира на разстояние 150 милиона километра. Да се доближите няколко хиляди метра по-близо до него е сякаш да се приближите една крачка по-близо до пожар в полупустинните области на Австралия, когато се намирате в Охайо, и очаквате да усетите пушека. Отговорът отново ни връща към плътността на молекулите в атмосферата. Слънчевата светлина придава енергия на молекулите. Това увеличава скоростта, с която се движат напред-назад, и в тяхното раздвижено състояние, те се блъскат една в друга, като освобождават топлина. Когато почувствате как слънцето стопля гърба ви в някой летен ден, всъщност чувствате развълнуваните молекули. Колкото повече се изкачвате, толкова по-малко молекули има и следователно по-малко са сблъсъците помежду им.

Въздухът е измамно нещо. Дори на морското равнище сме склонни да мислим за въздуха като за нещо неосезаемо и безтегловно. Всъщност той има маса и тази маса често се проявява. Както един морски учен на име Уивил Томсън пише преди повече от век: „Понякога, когато се събудим сутрин, установяваме, че с покачването на барометъра с няколко милиметра почти половин тон постепенно се е натрупал върху ни през нощта, но не изпитваме неудобство, а по-скоро чувство на бодрост и жизнерадост, тъй като се изисква по-малко усилие, за да движим телата си в по-плътната среда.“ Причината да не се чувстваме смазани от този половин тон налягане е същата като тази, когато вашето тяло не се чувства премазано на дълбоко в морето: то е съставено главно от некомпресируеми течности, които оказват обратен натиск, като изравняват наляганията навън и навътре.

Ако обаче въздухът се раздвижи като при ураган или силен бриз, бързо ще ни бъде напомнено, че той притежава значителна маса. Общо има около 5200 милиона милиона тона въздух около нас — 10 милиона тона на всеки квадратен километър на планетата — количество, което не е незначително. Когато милиони тонове атмосфера профучат край нас с 50 или 60 километра в час, не е изненадващо, че се чупят кости и летят керемиди от покривите. Както отбелязва Антони Смит, един типичен атмосферен фронт може да се състои от 750 милиона тона студен въздух, сгушен под един милиард тона по-топъл въздух. Нищо чудно, че резултатът понякога е вълнуващ от гледна точка на метеорологията.

Със сигурност няма недостиг на енергия в света над главите ни. Изчислено е, че една гръмотевична буря може да съдържа количество енергия, равно на четиридневната консумация на електричество в целите Съединени щати. При подходящи условия буреносните облаци могат да достигнат до височина от 10 до 15 километра и да се съдържат горни и долни течения с по 160 километра в час. Често те се намират едно до друго, ето защо пилотите не искат да прелитат помежду им. Общо взето, вътрешните частици в такъв облак получават електричен заряд. По причини, които не са съвсем разбираеми, по-леките частици обикновено получават положителен заряд и въздушните течения ги носят до върха на облака. По-тежките частици остават в основата, като натрупват отрицателен заряд. Тези отрицателно заредени частици имат силното желание да се устремят към положително заредената Земя, затова пожелаваме добър късмет на всичко, което застане на пътя им. Мълнията се движи с 430 000 километра в час и може да нагрее въздуха около нея до изпичащите 28 000 градуса — няколко пъти по-горещо отколкото е на повърхността на Слънцето. Във всеки един момент по земното кълбо има 1800 гръмотевични бури — около 40 000 дневно. Денем и нощем на планетата на всяка секунда в земята се удрят стотина мълнии. Небето е едно ярко място.

Повечето от знанията ни за това, което става там горе, са изненадващо отскоро. Струите от реактивните самолети, които обикновено се намират на около 10 000 до 12 000 метра високо, могат да достигнат до 280 километра в час и да окажат огромно влияние върху климатичните системи в цели континенти, обаче никой не подозирал за съществуването им, докато пилотите не започнали да летят с такива самолети през Втората световна война. Дори и сега много от атмосферните явления са почти неразбираеми. Форма на вълново движение, общоизвестно като турбуленция на чистия въздух, понякога „развеселява“ самолетните полети. Около двайсет такива инцидента годишно са достатъчно сериозни, за да бъдат съобщени. Те не са свързани със структурата на облаците или нещо, което видимо може да бъде засечено с радар. Те са просто места със заплашителна турбуленция в средата на спокойните небеса. При типичен такъв инцидент самолет по пътя от Сингапур към Сидни летял над централна Австралия в спокойни условия, когато изведнъж пропаднал сто метра — достатъчно, за да изхвърчат не добре обезопасените хора към тавана. Дванайсет души били наранени, един от които сериозно. Никой не знае какво причинява такива разрушителни въздушни пояси.

Процесът, който движи въздуха из атмосферата, е същият, който задвижва вътрешния двигател на планетата, а именно конвекцията. Влажният топъл въздух от екваториалните региони се издига, докато се сблъска с бариерата на тропопаузата и там се разстила. Докато се отдалечава от екватора, той се охлажда и потъва. Когато стигне най-ниското място, част от спускащия се въздух търси област с ниско налягане, която да запълни, и така се отправя наново към екватора, като завършва цикъла.

На екватора конвенционният процес обикновено е стабилен и времето е доста предсказуемо, но в умерените зони то е със сезонен характер, локализирано и хаотично, което води до безкрайна битка между въздушни системи с високо и с ниско налягане. Системите с ниско налягане са създадени от въздух, който отива нагоре, което придвижва водните молекули към небето, формират се облаци и накрая вали дъжд. Топлият въздух може да задържа повече влага от хладния, ето защо тропическите и летните бури са по-проливни. Така че районите с ниско налягане обикновено са асоциират с облаци и дъжд, а тези с високо налягане — със слънце и добро време. Когато две такива системи се срещнат, това често се показва в облаците. Например слоестите облаци — тези неприятни, безформени разслоения, които правят небето мрачно — се образуват, когато теченията, които носят влага, нямат хъс да проникнат нагоре в слой с по-стабилен въздух, а вместо това се разстилат като пушек, който се удря в тавана. Наистина, ако наблюдавате пушач, понякога можете да получите представа как стават тези неща, като гледате как пушекът от цигара се издига в тиха стая. В началото той се издига право нагоре (това се нарича ламинарен поток, ако трябва да впечатлим някого), а след това се разстила в дифузен вълнообразен пласт. Най-големият суперкомпютър в света, който обработва измервания в най-внимателно контролираната среда, не може да каже каква форма ще придобият тези накъдряния, така че можем да си представим трудностите, пред които са изправени метеоролозите, когато се опитват да предскажат такива движения във въртящия се ветровит огромен свят.

Това, което знаем, е, че тъй като топлината от Слънцето е неравномерно разпределена, се получават разлики във въздушното налягане на планетата. Въздухът не може да понася това, така че се втурва наоколо, като се опитва да уравновеси нещата навсякъде. Вятърът е просто начинът, по който въздухът се опитва да уравновеси нещата. Въздухът винаги се движи от места с високо налягане към места с ниско налягане (както се очаква; нека да си представим каквото и да е с въздух под налягане — балон или резервоар за сгъстен въздух — и да си представим как настоятелно този въздух под налягане иска да отиде някъде другаде) и колкото по-голяма е разликата в наляганията, толкова по-силно духа вятърът.

Между другото, вятърът е от тези неща, чието действие нараства експоненциално с увеличаване на скоростта им, така че вятър, който духа с триста километра в час, не е просто десет пъти по-силен от вятър, който духа с трийсет километра в час, но сто пъти по-силен — и следователно и толкова по-разрушителен. Сложете още няколко милиона тона въздух към този ускорителен ефект и резултатът може да бъде изключително действен. Тропически ураган може да освободи за двайсет и четири часа толкова енергия, колкото използва годишно една богата, средна по големина държава като Великобритания или Франция.

Едмънд Халей — човекът, който бил навсякъде — първи изложил предположението относно стремежа на атмосферата да търси равновесие, доразвито през осемнайсети век от колегата му Брайтън Джордж Хедли, който забелязал, че стълбове от издигащ се и спускащ се въздух създавали „клетки“ (оттогава известни като „клетките на Хедли“). Въпреки че бил адвокат по професия, Хедли живо се интересувал от времето (нали бил англичанин в крайна сметка) и предположил, че съществува връзка между неговите клетки, въртенето на Земята и очевидното отклонение на въздуха, което образува пасатните ветрове. Обаче подробностите на тези взаимодействия били открити през 1835 г. от един инженер от Политехническото училище в Париж — Гюстав-Гаспар дьо Кориолис, и затова техният резултат се нарича ефект на Кориолис. (Друго, с което Кориолис станал известен в училището, било, че въвел водните бои, които там очевидно са известни още като Кориолисови.) Земята се върти с бързата скорост 1665 километра в час на екватора, макар че като се приближавате към полюсите, скоростта значително намалява — например до около 960 километра в час в Лондон или в Париж. Ако човек помисли, причината е очевидна. Ако сте на екватора, въртящата се Земя трябва да ви придвижи на доста голямо разстояние — около 40 000 километра — за да ви върне на същото място. Ако сте при Северния полюс обаче, трябва да изминете само няколко метра, за да направите едно завъртане, и въпреки това и в двата случая са нужни двайсет и четири часа, за да се върнете там, откъдето сте започнали. Следователно колкото сте по-близо до екватора, толкова по-бързо се въртите.

Ефектът на Кориолис обяснява защо всичко, което се движи във въздуха по права линия, напречно на въртенето на Земята, изглежда че (при достатъчно разстояние) завива надясно в северното полукълбо и наляво в южното, докато Земята се върти отдолу. Стандартният начин да се илюстрира това, е да си представим, че се намираме в центъра на голяма въртележка и хвърляме топка на някой, намиращ се в периферията й. Докато топката стигне до периферията, човекът-цел се е преместил и топката го подминава. От неговата гледна точка изглежда, че топката се е отдалечила от него по крива линия. Това е ефектът на Кориолис, който именно предизвиква закривяването на атмосферните течения и кара ураганите да се въртят като пумпали. Поради ефекта на Кориолис снарядите на военноморската артилерия трябва да се коригират наляво или надясно; снаряд, изстрелян към цел на 24 километра, ще се отклони с около 100 метра от целта и безопасно ще цопне във водата.

* * *

Като имаме предвид практическото и психологическото значение на климатичното време за почти всекиго, е изненадващо, че метеорологията започнала да се развива като наука едва малко преди началото на деветнайсети век (въпреки че терминът метеорология съществува приблизително от 1626 г., когато бил създаден от Т. Грейнджър в книга по логика).

Част от проблема бил в това, че за успех в метеорологията са нужни прецизни измервания на температурата, а се оказало, през дълъг период от време, че направата на термометри било по-трудна работа, отколкото можело да се очаква. Точното измерване зависело от равномерното калибриране на стъклена тръбичка, а това не било лесно. Първият човек, който решил проблема, бил Даниел Габриел Фаренхайт, холандски производител на прибори, направил точен термометър през 1717 г. По неизвестни причини обаче той калибриран прибора по начин, при който замръзването било при 32 градуса, а кипенето — при 212 градуса. От самото начало тази числова ексцентричност дразнела хората и през 1742 г. Андерс Целзиус, шведски астроном, предложил конкурентна скала. В доказателство на твърдението, че откривателите рядко правят нещата изцяло както трябва, Целзиус определил в скалата си нулата за точка на кипене, а 100 градуса — за точка на замръзване, но скоро това било обърнато.

Човекът, който най-често се сочи за баща на съвременната метеорология, е английският фармацевт Люк Хауард, който добива известност в началото на деветнайсети век. Хауард сега се помни главно с това, че наименувал различните видове облаци през 1803 г. Въпреки че бил активен и уважаван член на Линеанското дружество и използвал принципите на Линей в новата си класификация, Хауард избрал по-неизвестното Аскезианско дружество като форум, на който да съобщи новата си класификационна система. (Аскезианското дружество, нека да си спомним от по-предишна глава, била организация, чиито членове били необикновено отдадени на насладата, предизвикана от двуазотния оксид, така че само можем да се надяваме, че са се отнесли към презентацията на Хауард с дължимото й трезво внимание. Това е въпрос, върху който съществува учудващо мълчание от страна на изучаващите Хауард.)

Хауард разделил облаците на три групи: stratus — слоести облаците на пластове, cumulus — купести (думата означава „купове“ на латински) за пухкавите „бухнали облаци“ и cirrus — перести (означава извити) за високите тънки перушинести образувания, които обикновено предшестват по-студено време. Към тях след това прибавил четвърти термин nimbus (от латинската дума за облак) за дъждоносните облаци. Хубавото в системата на Хауард е, че основните компоненти могат свободно да се комбинират, за да се опише всякаква форма на преминаващ облак — stratocumulus, cirrostratus, cumulocongestus и т.н. Веднага тази класификация станала хит не само в Англия. Поетът Йохан фон Гьоте в Германия бил толкова впечатлен от системата, че посветил на Хауард четири стихотворения.

През годините е било добавяно много към системата на Хауард — толкова много, че енциклопедичният, макар и малко четен Международен атлас на облаците набъбнал в два тома. Интересно е, че фактически всичките типове облаци след Хауард — mammatus, pileus, nebulosis, spissatus, floccus, mediocris — никога не са били използвани от някой извън метеорологията, а дори и не особено много в самата нея, както ми бе казано. Между другото, първото по-тънко издание на атласа, публикувано през 1896 г., разделяло облаците на десет основни типа, от които — cumulonimbus (купесто-дъждовен) най-закръгленият, най-обемисто изглеждащият бил номер девет^[1]. Изглежда, че оттук произлиза израза „да си на деветото небе“.

При цялата впечатляваща роля на буреносния облак с горна част тип „наковалня“ в красивия изглед на небето, както и за плодородието, средностатистическият облак всъщност е едно приятно и изненадващо несъществено нещо. Пухкав летен купест облак с широчина няколкостотин метра може да не съдържа повече от 120 литра вода — „точно за да се напълни една вана“, както отбелязва Джеймс Трефил. Можете да получите представа за нематериалната същност на облаците, като се разходите из мъгла — която всъщност не е нищо друго освен облак, на който му липсва воля да лети. Да цитираме отново Трефил: „Ако човек ходи 100 метра през типична мъгла, ще влезе в контакт само с десет кубични сантиметра вода — което ще е недостатъчно за една чаша вода за пиене.“ Затова облаците не са големи резервоари с вода. Само около 0,035% от прясната вода на Земята лети над нас във всеки един момент.

Прогнозата за съдбата на една водна молекула може да бъде много различна в зависимост от това, къде ще падне. Ако попадне в плодородна почва, ще бъде погълната от растенията или ще се изпари веднага в рамките на часове или дни. Ако попадне в подпочвената вода обаче, може да не види слънчева светлина с години — дори с хиляди, ако отиде много надълбоко. Когато гледате езеро, виждате съвкупност от молекули, които са били там средно около едно десетилетие. В океана времето на пребиваване се смята, че е приблизително сто години. Като цяло, около 60% от водните молекули при валеж се връщат обратно в атмосферата за ден-два. Веднъж изпарили се, те прекарват в небето не повече от около седмица — Дръри казва 12 дни — преди да паднат отново като дъжд.

Изпарението е бърз процес, както лесно може да се види от съдбата на локвичка в летен ден. Дори нещо толкова голямо, колкото е Средиземно море, ще пресъхне за хиляда години, ако не се зарежда непрекъснато. Такова събитие се случило малко преди шест милиона години и провокирало това, което е известно в науката като Месинска криза на солеността. Това, което се случило, е, че континенталните движения затворили Гибралтарския пролив. Тъй като Средиземно море пресъхнало, изпарилата се вода паднала под формата на дъжд в други морета, като леко намалила солеността им — всъщност водата им се разредила толкова, че почнали да замръзват на повече места от нормалното. Уголемената площ от лед отклонила обратно повечето от топлината на Слънцето и Земята изпаднала в ледников период. Поне такава е теорията.

Това, което наистина е сигурно, доколкото можем да кажем, е, че малки промени в динамиката на Земята могат да предизвикат реакции, които въобще не можем да си представим. Такова събитие, както ще видим по-нататък, дори може да ни е създало.

Океаните са истинските двигатели в поведението на повърхността на планетата. Наистина метеоролозите все повече третират океаните и атмосферата като една система, ето защо трябва да им обърнем малко внимание тук. Водата удивително добре задържа и пренася топлина. Всеки ден Гълфстрийм пренася до Европа количество топлина, равно на това от световния добив на въглища за десет години, ето защо Великобритания и Ирландия се радват на толкова меки зими в сравнение с Канада и Русия.

Но водата също се затопля бавно, ето защо езерата и басейните са студени дори през най-топлите дни. По тази причина обикновено има изоставане на фактическото усещане за началото на сезона спрямо официалното, астрономическото начало на сезоните. Така че пролетта официално може да е започнала през март, но нямаме осезаемо чувство за това на повечето места чак до април най-рано.

Океаните не са еднородна маса вода. Разликата в тяхната температура, соленост, дълбочина, плътност и така нататък влияе изключително на това как те пренасят топлина, което на свой ред влияе върху климата. Атлантическият океан например е по-солен от Тихия океан и това е добре. Колкото по-солена е водата, толкова тя е по-плътна, а плътната вода потъва. Без допълнителната тежест от сол атлантическите течения щяха да продължат към Арктика, като ще затоплят Северния полюс, но ще лишават Европа от всичката тази благодатна топлина. Главният фактор за пренасянето на топлина е известен като термохалинна циркулация^[2], която започва в бавни, дълбоки течения, далече от повърхността — процес, който за първи път е бил забелязан от учения-авантюрист граф фон Ръмфорд през 1797 г. Това, което се случва, е, че водите на повърхността, приближавайки към Европа стават плътни и потъват на големи дълбочини и започват бавно да се връщат към южното полукълбо. Когато стигнат до Антарктида, те биват обхванати от Антарктическото околополюсно течение, където биват изтиквани към Тихия океан. Процесът е много бавен — може да минат 1500 години, за да се придвижи водата от северния Атлантик до средата на Тихия океан — но обемите топлина и вода, които се пренасят, са значителни, а влиянието върху климата е огромно.

(Що се отнася до въпроса, как някой въобще може да разбере колко време е нужно за капка вода да премине от един океан в друг, отговорът е, че учените могат да измерват такива съединения във водата като хлорфлуоровъглеродите и да изчисляват колко време са били във водата. Като сравняват много измервания от различни дълбочини и места, те изработват графики на движението на водата.)

Термохалинната циркулация не само че предвижва топлината, но спомага и за раздвижването на хранителните вещества при спадането и издигането на теченията, като по този начин по-голям обем от океаните става подходящ за живот на риби и други морски създания. За жалост, изглежда че циркулацията е много чувствителна към промяна. Според компютърни симулации дори незначително намаляване на солеността на океаните — например от увеличено топене на ледовете в Гренландия — може да наруши цикъла в застрашителна степен.

Моретата ни правят и друга услуга. Те поглъщат огромни обеми от въглерод и способстват той безопасно да остане там. Една от странностите на Слънчевата ни система е, че слънцето грее сега с около 25% повече отколкото, когато Слънчевата система е била млада. Това би трябвало да направи Земята по-топла. В действителност, както казва английският геолог Обри Манинг — „Тази колосална промяна би трябвало да повлияе катастрофално на Земята, а изглежда, че светът ни почти не е бил засегнат.“

Така че какво поддържа света стабилен и хладен?

Животът го поддържа. Трилиони и трилиони от мънички морски организми, за които повечето от нас никога не са чували — фораминифери, коколити и варовити морски водорасли — улавят атмосферния въглерод под формата на въглероден диоксид, когато е в дъжда, и го използват (в комбинация с други неща), за да образуват малките си черупки. Като използват въглерода за черупките си, те го задържат и той не се изпарява отново в атмосферата, където би се натрупал опасно като парников газ. Накрая всичките мънички фораминифери, коколити и други такива умират и потъват на дъното на морето, където биват компресирани във варовик. Странно е, когато съзерцаваме такава природна забележителност като Белите скали на Дувър в Англия и си помислим, че тя не съдържа друго, а мънички умрели морски организми, но дори е още по-странно, когато осъзнаем колко много въглерод са отделили от въздуха и натрупали. Петнайсетсантиметрово парче варовик в Дувър ще съдържа над хиляда литра компресиран въглероден диоксид, който иначе би ни навредил. Като цяло в скалите на Земята има около двайсет хиляди пъти повече въглерод отколкото в атмосферата. Много от този варовик накрая ще отиде за захранване на вулканите и въглеродът ще се върне в атмосферата, а после ще се върне в Земята под формата на дъжд, ето защо всичкото това се нарича дълъг цикъл на въглерода. Процесът продължава много дълго — около половин милион години за един типичен въглероден атом — но при липсата на други смущаващи явления действа изключително добре, за да поддържа стабилност в климата.

За жалост, човешките създания имат нехайно предпочитание към разрушаване на този цикъл, като внасят доста много допълнителен въглерод в атмосферата, независимо дали фораминиферите са готови да го приемат или не. Изчислено е, че от 1850 г. насам сме изпуснали около сто милиарда тона допълнително въглерод във въздуха, като към това количество всяка година се прибавя около седем милиарда тона. Общо това всъщност не е чак толкова много. Природата — най-вече чрез изригванията на вулканите и разлагането на растенията — прибавя около 200 милиарда тона въглероден диоксид в атмосферата годишно, приблизително трийсет пъти повече отколкото нас с колите и фабриките ни. Но трябва само да погледнем към маранята, която виси над градовете ни, за да видим резултата от нашия принос.

Знаем от проби на много стар лед, че „естественото“ ниво на въглеродния диоксид в атмосферата — тоест преди да го увеличаваме с индустриалните ни дейности — е около 280 части на милион. До 1958 г., когато хората с лабораторни престилки започнали да му обръщат внимание, се бил покачил до 315 части на милион. Днес е 360 части на милион, като нараства годишно с приблизително една четвърт от процента. Прогнозите са, че до края на двайсет и първи век той ще се увеличи до 560 части на милион.

Засега океаните и горите на Земята (които натрупват доста въглерод) успяват да ни спасят от самите нас, но както Питър Кокс от Британската метеорологична служба казва: „Има критичен праг, при който естествената биосфера спира да неутрализира ефекта от емисиите ни и фактически започва да ги усилва.“ Опасенията са, че ще има неудържимо нарастване на затоплянето на Земята. Неспособни да се адаптират, много от дърветата и други растения ще умрат, като освободят запасите си от въглерод, и по този начин ще влошат още повече проблема. Такива цикли понякога са се случвали в далечното минало, дори без приноса на човека. Добрата вест е, че дори и тук природата е наистина чудесна. Почти е сигурно, че накрая въглеродният цикъл отново ще затвърди позициите си и ще върне Земята пак в състояние на стабилност и щастие. Последният път, когато това се е случило, са били нужни само 60 хиляди години.