Российский ученый надеется замедлить таяние Арктики

Сергей Зимов, взобравшись на вершину скалы на самом севере России, снимает берет, и его длинные седые волосы падают на спину. Его глаза светятся, когда он склоняет голову и обращает взгляд на замерзшую почву. В слабом мерцании этого никогда не заканчивающегося дня он похож на фигуру, взятую из позолоченного фона русской православной иконы.

Г-н Зимов, фамилия которого имеет общий корень со словом «зима», живет вместе с женой Галиной в простом деревянном доме, расположенном в поселке Черский, а это самый край пределов России — севернее, чем Рейкьявик, и восточнее, чем Токио. В их доме, в спальне, на полу лежат бивни шерстистого мамонта. А за окном течет река Колыма. Эта местность непригодна для жизни человека, поскольку температура здесь опускается зимой ниже отметки минус 50 градусов, а летом тучи москитов застилают небо и делают его черным. «Чтобы быть пророком, нужно жить в пустыне», — говорит г-н Зимов.

В советское время мало кто приезжал на Колыму по собственной воле. Это регион считался одним из самых суровых и холодных участков ГУЛАГа. В 1960 году, когда туда приехал Зимов, лагеря уже были закрыты, однако мороз остался. Первые несколько лет приходилось жить без электричества, использовать керосиновые лампы, а воду носить из реки. Удаленность поселка Черский имеет свои преимущества. «Здесь мы чувствовали себя свободными» вдали от взоров Коммунистической партии, говорит Галина. Опираясь на свою ученую степень в области геофизики, а также на свободолюбивый дух, г-н Зимов стал одним из основателей Северо-восточной научной станции по изучению Арктики, после чего уделил все свое время изучению Крайнего Севера.

В середине 1980-х годов он предсказал развал Советского Союза. Он запасся припасами. «Когда наступает засуха, самые дальние ветки засыхают первыми», — объясняет он. Он гордится и другими своими предсказаниями, в том числе относительно обвала цен на нефть в 2014 году. Он призывает всех, кто готов его услышать, инвестировать средства в золото.

Колымские рассказы

Однако больше всего г-на Зимова беспокоит экологический апокалипсис. Более 20 лет он с сыном Никитой населяют животными территорию площадью в 160 квадратных километров (62 квадратных мили), которую они называют Плейстоценовым парком, — яками, лошадьми, овцами, быками и другими травоядными животными.

Г-н Зимов рассчитывает, что животные вытопчут до корней кустарники, а также мох и лиственницы, растущие в этой местности, и подготовят эти земли к созданию тех пастбищ, которые существовали здесь в Плейстоценовый период, в ледниковый геологический период, который начался 2,6 миллиона лет назад и закончился 12 тысяч лет назад. По его мнению, это замедлит таяние вечной мерзлоты, процесс, который приводит к выбросу в атмосферу парниковых газов, ускоряющих изменение климата. «Я строю ковчег», — так он описывает свой проект, используя крупные метафорические термины — и без всякого намека на иронию.

Примерно четверть западного полушария Земли, территория, превышающая в два раза размеры Америки, покоится на почве, которая остается замороженной в течение, по крайней мере, двух лет. Один из исследователей в XVIII веке рассказывал о том, как ломались железные лопаты, когда натыкались на такие слои почвы. Михаил Сумгин (Mikhail Sumgin), ученый советской эпохи, который был пионером в области изучения замороженной земли, часто называл это явление «русским сфинксом». Технический термин «вечная мерзлота» (permafrost) был придуман Сумгиным.

Однако она не является постоянной, как было принято считать раньше. Хотя сама Земля нагревается с вызывающей тревогу быстротой, Арктика нагревается в два раза быстрее. По всему этому региону почва начитает размягчаться, что приводит к разрушению и деформации дорог, строений, трубопроводов и береговых линий.

Сам по себе ущерб, наносимый инфраструктуре и источникам существования людей, вызывает тревогу. Однако другая опасность находится под поверхностью — большие запасы органического материала, в том числе корни древних растений и скелеты животных, которые сохранялись во льду в течение миллионов лет. При таянии вечной мерзлоты этот органический материал превращается в питательную среду для микробов, которые, в свою очередь, превращают его в двуокись углерода и метан. Эти газы ускоряют процесс потепления на нашей планете, что способствует таянию верной мерзлоты, и в результате образуется петля обратной связи с потенциально катастрофическими последствиями.

«Мы можем отказаться от ископаемого топлива, мы можем остановить вырубку лесов, но, если говорить о вечной мерзлоте, то все это вторичные эффекты, — говорит Роберт Хомс (Robert Max Holmes), заместитель директора американского Центра по исследованию климата им. Вудвелла (Woodwell Climate Research Centre). — Мы не имеем к этому непосредственного отношения, поэтому этот процесс намного сложнее контролировать».

Холодный, как лед

Северная вечная мерзлота содержит в себе 1600 миллиардов тонн углерода, что в два раза больше, чем обнаружено в настоящее время в атмосфере и в три раза больше того количества, которое содержится в лесах во всем мире. Этот углеродный бассейн часто называют «бомбой», однако вечная мерзлота ведет себя скорее как дырявая труба. Как много и как быстро будет вытекать из этой трубы — зависит от множества факторов, и не в последнюю очередь от желания человечества ограничить собственные выбросы парниковых газов.

Оценки существуют самые разные. По мнению некоторых специалистов в том случае, если усилия по сдерживанию изменения климата окажутся успешными, вечная мерзлота сможет поглотить больше углеродов, чем выпустить в атмосферу. По мнению других специалистов, вечная мерзлота является чистым эмитентом, хотя объемы ее выбросов ничтожны в сравнении с тем, что порождают человеческие существа. Но если люди продолжат выбрасывать в атмосферу парниковые газы в тех же объемах, то — в соответствии с широко признанными моделями — в этом веке вечная мерзлота выбросит в атмосферу от 5% до 15% своих запасов углерода, и в таком случае глобальное потепление увеличится на 0,27 градусов. Чтобы ограничить глобальное потепление 1,5 градусами по сравнению с доиндустриальным уровнем, то Межправительственная группа экспертов по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change) ООН дает обществу «углеродный» бюджет в размере 580 миллиардов тонн; при этом примерно четверть от этого объема могут составить выбросы вечной мерзлоты.

Даже самые позитивные прогнозы сталкиваются с проблемами, связанными со сложностями самого процесса таяния вечной мерзлоты, который специалисты только начинают понимать. Большинство моделей, предлагаемых экспертами в области климата, исходят из того, что вечная мерзлота будет таять постепенно, по нескольку сантиметров в течение десятилетий на огромных пространствах, и этот процесс уже получил название «постепенное таяние» (gradual thaw). Однако эксперты в области вечной мерзлоты также озабочены тем, что растаявшие карманы льда могут вызвать быстрое разрушение почвы или «резкое таяние» (abrupt thaw). Ландшафты разрушаются, образуются карстовые воронки, открывая пласты вечной мерзлоты с более высоким содержанием углерода, что также приводит к повышению температуры. Вода тоже может заполнить «термокарстовые» озера выше уровня незамерзшей ранее почвы. Такого рода тенденции в области окружающей среды привлекают микробов, способных производить метан. Чем больше изучается вечная мерзлота, тем чаще, по словам Теда Шуура (Ted Schuur) из Университета Северной Аризоны (Northern Arizona University), ученые сталкиваются с «сюрпризами, которые ранее были нам недостаточно хорошо известны».

Вдоль реки к югу от поселка Черский г-н Зимов демонстрирует, насколько отличаются друг от друга некоторые участки вечной мерзлоты. Здесь структура вечной мерзлоты больше похожа на медовые соты и не имеет явно выраженной уровневой структуры. Процесс таяния не происходит равномерно по всей плоскости, а вода просачивается между образовавшимися ячейками и, застывая, образует лед вокруг многоугольных по своей форме сердцевин. Когда лед начинает таять, образуются пустоты между ячейками, в результате чего почва начинает выглядеть как трасса на склоне горы, подготовленная для горнолыжного могула. Г-н Зимов сравнивает этот процесс с «трещинами в глине или на холстах древних мастеров».
Некоторые специалисты опередили других в поиске ответов на загадки «русского сфинкса». «Каждый ученый сегодня признает важность содержащегося в вечной мерзлоте углеводорода, — отмечает г-н Зимов. — Во многом это можно считать заслугой Зимова».

В 1993 году г-н Зимов с группой русских соавторов опубликовали статью в Журнале геофизических исследований Американского геофизического союза (American Geophysical Union's Journal of Geophysical Research), где говорилось о том, что углеводород и зимой выходит из активных слоев арктической вечной мерзлоты, а не только летом, как было принято считать ранее. Ученые стали чаще посещать поселок Черский для проведения исследований. Вместе с группой американских коллег г-н Зимов опубликовал серию статей, в которых говорилось, что вечная мерзлота содержит значительно больше парниковых газов, чем было принято считать. «Каждый раз, когда мы говорили с Сергеем о чем-то, что нам поначалу казалось странным и лишенным смысла, он в итоге оказывался прав и рано или поздно убеждал нас в этом», — говорит Стюарт Чейпин (F. Stuart Chapin), эколог из Университета Аляска в Фэрбенксе (University of Alaska Fairbanks), один из соавторов помянутых публикаций.

Кроме того, г-н Зимов приватизировал этот мыс и включил его в состав глобального исследовательского центра. Поддержание работы международной исследовательской станции в Арктике представляет собой логистический вызов, и это в лучшем случае. В постсоветской России для этого требовалось сочетание находчивости и хитрости. Брюс Форбс (Bruce Forbes) из Арктического центра Университета Лапландии (Arctic Centre at the University of Lapland) вспоминает о своих поездках в Черский в 1990-е годы. По его словам, это были «постапокалиптические картины, — дети поджигали пустовавшие дома ради развлечения». «В тот момент, когда мы оказались в этом месте, это был конец мира», — говорит Владимир Романовский (Vladimir Romanovsky), глава Лаборатории по изучению вечной мерзлоты Университета Аляска в Фэрбенксе. — Но он превратил это место в одну из лучших исследовательских станций в зоне вечной мерзлоты«.

Тем не менее г-н Зимов продолжает оставаться противоречивой фигурой. Его бесцеремонное поведение оттолкнуло от него многих людей. «Мой отец не очень большой дипломат», — говорит Никита и вздыхает — опыт в этом отношении у него самого накопился немалый. Резкие черты характера г-на Зимова, а также его дикие теории бросают тень на его научные открытия. Г-н Зимов принадлежит к научной традиции в России, которая приветствует большие, масштабные теории и преодолевает дисциплинарные барьеры. Он вызывает в памяти таких русских эрудитов начала ХХ столетия как Владимир Вернадский, который добился значительных достижений и был первооткрывателем в таких областях как геохимия. Кроме того, он разработал концепцию биосферы, включающую в себя русский космизм — движение, целью которого является победа над смертью и покорение звезд. Г-н Зимов, отталкиваясь от своих идей, проводит исследования только в таком объеме, чтобы доказать себе, что он прав. «С ним все в порядке, если речь идет об использовании масштабируемого примера (sample size of one)», — говорит г-н Чейпин. Но это может встревожить западных ученых, которые делают акцент на анализе данных и работают в крайне специализированных областях.

В концепциях г-на Зимова не хватает строгих данных, и он просто компенсирует этот недостаток за счет глубокого контакта со средой. В ходе одного из своих тестов в низовье этой реки он протыкает землю металлическим шестом, желая показать, где начинается вечная мерзлота. Он может определить состояние почвы по звуку, который она издает. В 2018 году Зимов заметил, что активные слои вечной мерзлоты зимой больше не замерзают. Средняя температура на всех тестовых точках оказалась на восемь градусов выше, чем всего десять лет назад, — раньше ее температура составляла минус 6 градусов, а теперь — плюс 2 градуса. В районе Берингова пролива со стороны Аляски г-н Романовский наблюдал такое же явление в нескольких десятках мест.

Чтобы взглянуть на более низкие слои, г-н Зимов должен потратить несколько часов и добраться до одного места ниже по течению реки под названием Дуванный Яр. Воздух там наполнен резким сернистым запахом. Миллионы лет геологической истории представлены там вдоль берега реки. Г-н Зимов поднимает кость. «Мамонт», — говорит он.

В то время, когда по земле бродили шерстистые мамонты, Крайний Север больше напоминал современную африканскую саванну. Обильные пастбища простирались по всей территории Сибири, Аляски и канадского Юкона. Помимо мамонтов, там водились бизоны, лошади, лоси и олени. Волки и пещерные львы контролировали популяционные показатели. Но когда на смену плейстоцену пришел голоцен, крупные травоядные вымерли. А после их исчезновения изменился и ландшафт. Сухие травы превратились во влажную и покрытую мхом тундру.

Одно из давно существующих объяснений состоит в том, что массовое исчезновение животных было связано с потеплением климата. Однако г-н Зимов считает, что более мягкий климат лишь облегчает появление настоящих злодеев. В своей статье, опубликованной в 1995 году в журнале «Американский натуралист» (American Naturalist), он говорит о том, что охота и охотники стали причиной исчезновения мегафауны на всем Крайнем Севере.

По мнению г-на Зимова, разворот в обратную сторону этого процесса и возрождение пастбищ может стать ключевыми элементом сохранения вечной мерзлоты. Это означало бы возвращение крупных млекопитающих, которые могли бы вытаптывать мох, валить деревья и разрыхлять почву, что способствовало вы возобновлению роста травы. Трава способна отражать больше света и сокращать таким образом поглощение почвой тепла, а еще она может своими корнями захватывать больше углерода, чем нынешняя флора.

Такого рода логика лежит в основе Плейстоценового парка. Г-н Зимов хочет расширить этот парк за счет Аляски и Канады. Вместе с сыном он даже мечтает о том, чтобы когда-нибудь заняться разведением шерстистых мамонтов, они уже установили контакт с Джорджем Черчем (George Church) из Гарвардского университета, который надеется возродить этих древних животных, используя технологии генного редактирования на основе системы CRISPR.

Судя по всему, некоторые аспекты теорий г-на Зимова находят подтверждение, хотя могут показаться парадоксальными. Возьмем, к примеру, деревья, которые он хочет уничтожить. В регионах с умеренным климатом деревья поглощают углерод, а их вырубка приводит к тому, что этот газ выбрасывается в атмосферу. На крайнем севере больше углерода находится в самой почве, чем в редких лесах. Ликвидация лесов может, в целом, иметь позитивный эффект, поскольку это позволит сохранить для вечной мерзлоты более низкую температуру, а также предотвратит ее разрушение с помощью органических материалов. И то же самое происходит с тепловым эффектом от снега, который г-н Романовский называет «мощным изолятором». На его испытательных участках в Фэрбенксе толстый слой снега может повысить температуру почвы в диапазоне от трех до четырех градусов. По мнению г-на Зимова, животные тоже могут помочь утрамбовывать снег зимой, сокращая таким образом этот эффект.

Ковчег истории

Результаты Плейстоценового парка можно назвать довольно обещающими. В настоящее время присутствие там якутских лошадей, бизонов, овцебыков, лосей, оленей, овец, яков и калмыцких пород крупного рогатого скота помогает восстановиться пастбищам. Средняя температура почвы на пастбищах на 2,2 градуса ниже. Кроме того, в таких местах больше углерода поглощается в верхних слоях почвы.

Для сторонников радикального возрождения дикой природы отец и сын Зимовы предлагают весьма соблазнительные перспективы. «В настоящее время вопрос состоит в том, какими могут быть масштабы», — говорит г-н Форбс из Университета Лапландии и задает вопрос: «Какое количество животных, на самом деле, будет нужно для этого процесса?» Работающие с Никитой специалисты из Оксфордского университета опубликовали в 2020 году исследование, в котором содержится вывод о том, что восстановление дикого состояния Арктики до нужного воздействия на выбросы — это «гигантская задача» (mammoth task). Это будет означать разведение там тысяч животных, для чего необходима поддержка правительства и местных жителей. Проведение анализа реализуемости подобного проекта с участием примерно 3000 животных будет стоить 114 миллионов долларов.

Некоторые видят в такого рода усилиях и расходах попытку сместить фокус внимания с проблемы общего сокращения выбросов, что является самым надежным способом удержания нашей планеты — и вечной мерзлоты — от потепления. Скептики сомневаются в том, что пастбища помогут сохранить вечную мерзлоту, а также в том, что присутствие травоядных животные не будет иметь какого-то другого побочного эффекта.

Отец и сын Зимовы настроены решительно и намерены продолжать свою работу. Реализация их проектов во многом зависит от силы воли. Никита однажды смог с помощью краудфандинга собрать 100 тысяч долларов на приобретение стада из 100 бизонов, и он сам тогда перевозил их из Дании в поселок Черский. Они были доставлены туда на барже в полночь в середине июля 2019 года — как раз в тот момент, когда там находился ваш корреспондент.

После того, как бизонов выпустили на волю, Зимовы направились в столовую этой исследовательской станции, чтобы должным образом это отметить. Они налили всем самогона, крепкого русского напитка домашнего приготовления, и провозгласили тост за здоровье привезенных животных (все бизоны успешно пережили первую зиму). После этого г-н Зимов вышел на улицу покурить и сел рядом с огромной спутниковой антенной, которая украшает эту станцию с советских времен. «Раньше она обеспечивала связь с Партией, а теперь служит для общения с Богом, — шутит он, указывая на большую тарелку. — Бог посылает нам сигнал — собирайте здесь животных».