Ідеальна пожежа

Австралія і так-то не дуже лісовий материк (ними покрито менше п’ятої частини території), та ще 13,5% цих лісів згоріло в низці пожеж кінця минулого — початку нинішнього року. Фото: Getty Images

У першій половині лютого небачено сильні і тривалі обкладні дощі, що вже отримали назву «зливи століття», загасили останні осередки найбільшої за площею за всю історію спостережень австралійської лісової пожежі, точніше сказати, безперервної низки пожеж протягом майже чотирьох місяців, які знищили одну сьому частину лісів на континенті.

Зараз кліматологи, фізики атмосфери і океану, пірогеографи намагаються з’ясувати, чи була австралійська «пожежа століття» нещасливим збігом обставин, як під час попередніх масштабних лісових пожеж на континенті, або в Південній півкулі складаються принципово нові кліматичні цикли, при яких подібні катаклізми в Австралії будуть повторюватися все частіше і частіше.

Як загорілося

«26 жовтня минулого року, в не по сезону спекотну суботу, що послідувала за низкою не менш спекотних весняних (для австралійців. -« Ъ-Наука «) днів, над Блакитними горами (на південному сході Австралії. —» Ъ-Наука «) піднявся сильний вітер і вибухнула гроза. Одна з блискавок вдарила в густі зарості поруч із покинутою злітно-посадковою смугою на горі Держперс, на території другого за розмірами австралійського національного парку Воллемі. До кінця дня вогонь охопив вже 500 га «.

Така на сьогодні реконструйована австралійськими вченими картина початку катастрофічної лісової пожежі, що охопила 2,5% території континенту і спалила в першу чергу реліктові сосни юрського періоду — воллемії, яких у національному парку Воллемі і в світі залишалося близько ста штук. Підрахунок непоправних і заповнених втрат від пожежі зараз триває.

Навіть за попередніми оцінками, втрати від пожежі великі. Економічний збиток у сотні мільярдів, 34 загиблих людини, близько 10 тис. людей, які втратили житло і майно, і набагато більше втратили роботу. Від півмільярда до мільярда особин тварин, як диких, так і домашніх, загиблих у вогні і від втрати звичного середовища проживання. Шкода здоров’ю мільйонам людей, які в околицях особливо сильних пожеж дихали гар’ю, концентрація шкідливих речовин в якій в десятки разів перевищувала норми, і т. д.

Що горіло

За результатами космічної зйомки загальна площа лісових пожеж в Австралії оцінюється в 186 тис. кв. км, тобто вигоріло 2,4% площі континенту. Австралія не дуже лісиста країна. Загальна лісова площа тут 138 млн га, або 18% від усієї Австралії. Але те, що ми називаємо лісом, або сумнівнутими лісами — за термінологією лісової науки, становить тільки чверть від того, що називають лісом австралійці, а три чверті австралійських «лісів» — це чагарники. Лісистість Австралії за сумнівними лісами всього близько 5%.

Горіли і дерева, і чагарники, горіло те, що австралійці називають «бушем» — дика, не посаджена людиною рослинність: всілякі види евкаліптів і акацій, банксії, араукарії, казуарини, лілейні, «пляшкові», «трав’яні» дерева і ще сотні видів деревовидних і чагарникових ендеміків австралійської флори. Заодно горіла і посаджена людиною. Брак промислової деревини австралійці компенсують лісорозведенням швидкозростаючих хвойних, в основному теплолюбних сосен — каліфорнійської, корсиканської, канарської та інших.

Однаково спекотно горіли державні ліси, яких в Австралії 20% від усього лісу, і ті, що перебувають у приватному володінні (80%). Горіли ліси, що використовуються для різних цілей, у тому числі лісозаготівельних (85% державних і 60% приватних), і невикористовувані (частково заповідні). Горіли, причому сильно горіли, навіть вологі тропічні ліси на узбережжі Коралового моря на північному сході Австралії, значна частина яких вже давно зведена під ріллі і вторинні (посаджені) евкаліптові ліси.

Чому загорілося: теорія маятника

Безпосередня причина пожеж очевидна. Спека без дощів, яка тримається над континентом протягом тривалого часу, не вперше стає причиною катастрофічних лісових пожеж в Австралії. А ось причина аномально спекотної посушливої погоди в Австралії не настільки очевидна. Точніше, досі вона вкладалася в теорію Південної осциляції — маятникового коливання температури поверхневого шару води в екваторіальній частині Тихого океану, що, в свою чергу, визначається течіями.

Дві протилежні фази Ель-Ніньо і Ла-Нінья впливають на клімат у всій південній частині Тихого океану. У фазі Ель-Ніньо пасати, що дують зі сходу, стихають, над Австралією встановлюється область підвищеного тиску, тут починається спека, а з іншого боку океану в Перу дують вітри і йдуть дощі. У фазі Ла-Нінья ситуація зворотна: в Австралії йдуть дощі і прохолодно, на західному березі Південної Америки стоїть спека. Тривалість Ель-Ніньо може досягати п’яти-шести місяців.

У 1999 році фізики атмосфери виявили в Індійському океані схожий погодний маятник, який назвали індоокеанським діполем (IOD). В умовно позитивній фазі IOD дощі йдуть в Індії та Східній Африці, а Південно-Східній Азії та Австралії — посуха. У негативній фазі все навпаки. IOD — явище не нове, воно діє не менше 6 тис. років, раніше вчені його просто не помічали. А коли помітили, тут же приміряли до австралійських пожеж.

Ель-Ніньо і IOD обидва відразу або окремо пояснювали аномальну спеку, що передувала масштабним пожежам у минулому. Особливо ідеально вони підходили катастрофічній пожежі 1983 року на південному сході Австралії, яка збіглася одночасно з найпотужнішим Ель-Ніньо за весь час його спостережень і сильно вираженою негативною фазою IOD (її розрахували заднім числом).

Але цього разу Південна осциляція перебувала в нейтральній фазі, ні Ель-Ніньо, ні Ла-Ніньо не проявляли активності. Діполь Індійського океану теж залишався нейтральним. До того ж, як з’ясувалося, IOD влітку (австралійським), як правило, мало впливає на австралійський клімат. Проте спека і суші в Австралії встановилися рідкісні і закінчилися наймасштабнішою лісовою пожежею на континенті за всю історію їх спостереження.

Де горіло

Географія лісових пожеж добре видно на нічних знімках їх вогнищ з космосу. Вони опоясують континент по периметру, і чим далі від узбережжя, тим їх менше. У міру видалення вглиб континенту буш в Австралії змінюється саваннами з карликовими евкаліптами і акаціями і скребами — заростями жорстколистих вічнозелених чагарників. У самий розпал лиха — в грудні минулого року і на початку січня цього року — тут було всього шість локальних осередків пожеж, тоді як по периметру континенту їх налічувалася кілька сотень.

Особливо густою мережа осередків вогню була на східних і подекуди на західних схилах Великого Водороздільного хребта, який тягнеться вздовж східного узбережжя Австралії від Коралового моря на півночі до штату Вікторія на півдні. Тут горів класичний австралійський буш, вигоряли місця проживання австралійських ендеміків-тварин.

У науковій термінології лісової пірології давно закріпилася ця особливість місцевих лісових пожеж: якщо в Євразії, Африці та Америці горить ліс (forest fire або rainforest fire, якщо мова йде про джунглях), то в Австралії горить буш (Australian bushfire). Відмінність не просто термінологічна: географія масштабних лісових пожеж тут одноманітна, вони завжди локалізуються в буші по периметру континенту.

Нинішня пожежа не була винятком, хоча в центральній частині континенту цього австралійського літа сушь стояла не як приклад сильніше, ніж на узбережжі. Стовпчик термометра не опускався нижче 40 ° C, тоді як в зоні максимальної густоти осередків загоряння в штатах Новий Південний Уельс і Вікторія на південному сході континенту максимальна температура була в середньому на 10 ° C нижче.

Чому загорілося: теорія кільця

У рамках теорії осциляцій кліматологам залишалося тільки одне пояснення: Антарктична осциляції (ААО), яку ще називають південною кільцевою модою, Southern Annular Mode (SAM).

У стратосфері над Південним полюсом тримається постійний вихор, що закручується на схід. Такий же вихор є і над Північним полюсом (NAM) і теж помітно впливає на клімат у своїй півкулі. Поки деталі механізму впливу циркумполярних осциляцій на глобальний клімат носять характер гіпотез, але дещо вже точно відомо.

Гігантська повітряна воронка в стратосфері над Антарктикою то стискається, то розтискається. Коли вона розтискається, росте в діаметрі, і її краї наближаються до Австралії, в тропосфері (тобто на висотах від рівня моря до 8-10 км) посилюються західні вітри в коридорі 40-х градусів південної широти (відомі морякам вітрильного флоту як «ревущі сорокові»). А над самою Австралією, що лежить від них далі на північ, встановлюється область високого тиску з сонячною безхмарною погодою. Відбувається це в зимові місяці, коли в Австралії літо.

У полярних стратосферних воронках час від часу спостерігаються раптові різкі (протягом декількох діб) потепління на кілька десятків градусів. Саме це сталося австралійською весною минулого року. 6 вересня 2019 року гідрометеослужба Австралії повідомила про рекордне стратосферне потепління на 40 ° C: «Бюро метеорології прогнозує найсильніше потепління в Антарктиці, яке, ймовірно, перевищить попередній рекорд вересня 2002 року Рекордні теплі температури над Антарктидою в найближчі тижні, ймовірно, принесуть більш високі весняні температури і більш низькі середні опади в значній частині Нового Південного Уельсу і Південного Квінсленду. За прогнозами, в найближчі тижні потепління посилиться, і його наслідки поширяться на земну поверхню, торкнувшись більшої частини Східної Австралії в найближчі місяці «.

Як у воду дивилися! Правда, самі австралійські метеорологи в той момент більше хвилювалися за озонову діру на Антарктидою: «Одним з позитивних моментів раптового потепління стратосфери є зменшення або навіть повна відсутність весняної Антарктичної озонової діри».

Поки їм цю турботу про озонову діру не пригадали, але обов’язково рано чи пізно пригадають. Вже ведуться пошуки винних, і поки ними оголошені уряд, який не прислухався до попереджень пожежників, і — рідкісний, якщо не унікальний для Австралії випадок — зелені та інші екоактивісти, яким ставлять зараз у провину наполегливе бажання зберегти австралійську природу в первозданному, тобто пожежонебезпечному вигляді.

До звинувачень вчених поки черга не дійшла, але дійде, якщо черга австралійська пожежа почнеться не тільки без впливу Ель-Ніньо та індоокеанського діполю, але і без раптового стратосферного потепління в центрі південної кільцевої моди.

Навколосвітня подорож австралійського плутонію

Крім іншого навколосвітній анабасис шлейфу австралійських димових аерозолів розносив по світу радіонукліди з лісової підстилки, де їх міститься до 90% від загального змісту в підстилці і верхньому шарі ґрунту.

В Австралії з 1955 по 1963 рік проводилися наземні випробування британських ядерних бомб на полігоні в Маралінгу на півдні континенту. У 2000 році австралійський уряд відзвітував про повну рекультивацію полігону. Однак дослідження австралійських вчених, проведені в 2001-2002 роках, показали, що це далеко не так, і в 2011 році рекультивація відновилася. Але справа не в самому полігоні діаметром 20 км, тим більше що на цей раз, як і під час катастрофічних лісових пожеж в минулому, вогонь обійшов стороною околиці Маралінгі, тут голий січ і нічому особливо горіти

Справа в тому, що шість десятиліть тому радіоактивний пил осідав і радіоактивні дощі йшли по всьому австралійському континенту. Сьогодні не настільки актуально залишковий вміст стронцію-90 і цезію-137 в лісових підстилках австралійського бушу, період напіврозпаду біля радіостронцію і радіоцезію 30 років. Увага лісових пірологів і фізиків атмосфери зараз сконцентрована на трансконтинентальних переносах ізотопів плутонію з періодом напіврозпаду 24 тис. років.

Поки робіт з їх кількісною оцінкою в димових аерозолях австралійської пожежі немає, потрібен час на збір і аналіз даних, але цього року вони повинні з’явитися. У нас такі дослідження проводяться вченими Сибірського відділення РАН і публікуються щоразу після масштабних лісових пожеж у Сибіру, де радіонукліди в лісовій підстилці і ґрунті залишилися після атомних випробувань на Новій Землі, Семипалатинському полігоні і знаходиться набагато ближче китайському Лобнорському ядерному полігоні. Такі ж оцінки входять в обов’язковий комплект досліджень з лісової пірології після масштабних лісових пожеж у прикордонних з Невадою штатах США, наприклад в Каліфорнії або Йеллоустонському національному парку.

Зняти глобальне потепління

У журналі Nature від 23 січня цього року все те, що відбувається зараз в науці навколо австралійських пожеж, названо «гонкою за розшифровкою атрибуції глобального потепління на рекордні пожежі Австралії». Напрямок досліджень очевидний, бентежать тільки заздалегідь визначені для них рамки глобального потепління.

При такій постановці завдання гранти вченим, зрозуміло, гарантовані, але в науці очевидне далеко не завжди виявляється вірним. Наприклад, раптові стратосферні потепління в Арктиці та Антарктиці і пов’язані з ними особливості кільцевих циркумполярних атмосферних осциляцій ніяк не пов’язані з сучасним глобальним потеплінням. Так само лісові пожежі в Австралії, порівняні за масштабом з нинішнім, періодично відбувалися тут і до нинішньої епохи глобального потепління.

Більш обережні дослідники говорять про зміну клімату на планеті в загальному і пов’язаних з цим специфічних теплових хвилях не тільки в Австралії, але і по всьому світу, включаючи рекордну хвилю в Європі в минулому році. Глобальні атмосферні циркуляції, що визначають клімат, дуже динамічна система, її патерни змінюються приблизно раз на 30 років, що добре відомо вченим. Тому не дивно, що Австралійська академія наук опублікувала заяву, в якій застерігає від упередженого підходу до дослідження причин пожеж на континенті: «Причини лісових пожеж насправді надзвичайно складні… Зростання населення, зміна клімату, екстремальні температури, посухи, шторми, вітри і повені перетинаються шляхами, які важко розплутати і вирішити «.

Зрозуміти австралійських академіків можна, їм тут жити і працювати і дивитися в очі співвітчизникам, причому бажано не через окуляри протигазу.

Експорт кислотних дощів

У грудні і на початку січня австралійці, які жили недалеко від великих осередків лісових пожеж, бачили те, то вони назвали «коричневим небом»: крізь мить сонця не було видно навіть опівдні. Це пов’язано з тим, що в димах лісових пожеж присутні тонкодисперсні частинки, значною мірою складаються з елементного вуглецю (сажа, або black carbon, що не завжди ідентично). Такі частинки, перебуваючи у зваженому стані в атмосфері, поглинають і розсіюють сонячне світло.

Виходити на вулицю рекомендувалося навіть не в марлевих масках, а в будівельних респіраторах, по суті, в протигазах light, в них і ходили жителі багатьох австралійських міст на південному сході країни, включаючи столицю Канберру, хоча краще було б надягати протигазні маски, як пожежники. Концентрація деяких шкідливих речовин у повітрі тієї ж Канберри в пік пожеж перевищувала санітарні норми в 26 разів.

Димові аерозолі лісових пожеж відрізняються від таких при міських пожежах. При останніх в диму багато гостротоксичних продуктів горіння пластмас. У диму лісових пожеж крім звичайних шкідливих продуктів згоряння органіки велика кількість кислих аніонів. Коли горить тайга в Сибіру в димі більше сульфатів, при горінні субтропічних лісів в димі переважають нітрати. Втім, великої різниці в цьому контексті між ними немає: при попаданні в легені або при вимиванні з атмосфери дощами утворюються в першому випадку сірчана, у другому азотна кислота.

Димові аерозольні емісії в пік австралійських пожеж були настільки масштабні, що на Новий рік у сусідній Новій Зеландії почали відчувати запах гару. Дані із супутників показали, що піднявся до стратосферної висоти дим пожеж на початку січня, рухаючись на схід, досяг Південної Америки, а ще через тиждень він, обігнувши земну кулю, із заходу повернувся в Австралію, вже промитий «кислотними дощами» австралійського походження в Чилі, Перу, Бразилії, Аргентині та Африці.