„Проблемът е, че не можете просто да изключите, камо ли да обърнете, размразяването на вечната замръзналост“, казва един от учените. „Няма да е възможно да замразим земята и тя да се върне към предишното си състояние.“ Снимки: Александър Гронски за The New Yorker
Пермафростът в Сибир съдържа микроби, мамути и два пъти повече въглерод от земната атмосфера. Какво се случва, когато той започне да се топи?
Прелитайки над Якутия, в Североизточна Русия, наблюдавах как тъмните нюанси на бореалната гора се смесват с петна от мека, леко оцветена трева. Бях привързан към твърда метална седалка в кабината на Антонов-2, едномоторен двуплощник, известен в съветската епоха като кукурузник или самолет за ръсене на царевица. Самолетът се издигаше с грохот нагоре, изкачвайки се над хоризонт, съставен от лиственица и бор, и езера с цвят на кал. През прашния илюминатор на „Антонов“ не можеше да се разбере, но под мен земята дишаше, или по-скоро издишаше.
Преди три милиона години, когато от полюсите са се спускали ледници с размерите на континент, температурите в Сибир са паднали до минус 65° и под земята са замръзнали огромни участъци от почвата. Докато планетата e преминавала между ледниковите и междуледниковите периоди, голяма част от тази замръзнала земя се е размразявала, за да замръзне отново, десетки пъти. Преди около единадесет и половина хилядолетия последният ледников период е отстъпил място на сегашния междуледников и температурите са започнали да се повишават. Почвата, която остава замръзнала през цялата година, става известна като вечна замръзналост [пермафрост]. Сега тя се намира под 23 милиона квадратни километра от земната повърхност, което представлява една четвърт от сушата на Северното полукълбо. Най-голям дял в света има Русия: две трети от територията на страната е разположена върху вечна замръзналост.
В Якутия, където дълбочината на вечната замръзналост може да достигне близо километър, от индустриалната революция насам годишните температури са се повишили с повече от два градуса по Целзий, което е два пъти повече от средното за света. Тъй като въздухът става по-топъл, почвата също се нагрява. Обезлесяването и горските пожари – и двете неща са остри проблеми в Якутия – премахват защитния горен слой растителност и повишават температурите под земята още повече.
В продължение на хиляди години замръзналата земя е поглъщала всякакви органични материали – от пънове на дървета до вълнести мамути. С размразяването на вечната замръзналост микробите в почвата се събуждат и започват да се хранят с размразяващата се биомаса. Това е смрадлив, органичен процес, подобен на това да изключите фризера си и да оставите вратата отворена, само за да се върнете ден по-късно и да видите, че пилешките гърди отзад са започнали да гният. В случая с вечната замръзналост това микробно разграждане освобождава постоянно количество въглероден двуокис и метан. Научните модели сочат, че вечната замръзналост съдържа един и половина билиона тона въглерод, което е два пъти повече от количеството, което понастоящем се съдържа в земната атмосфера.
Трофим Максимов, учен, който изследва влиянието на вечната замръзналост върху изменението на климата, седеше до мен в самолета и крещеше указания на пилота в кабината. Веднъж месечно Максимов наема самолета, за да измерва концентрацията на парникови газове в атмосферата над Якутия. Той описва размразяването на вечната замръзналост като своеобразна обратна връзка: отделянето на парникови газове води до по-високи температури, които на свой ред допълнително разтопяват вечната замръзналост. „Това е естествен процес“, каза ми той. „Което означава, че за разлика от чисто антропогенните процеси“ – да речем, емисиите от заводите или автомобилите – „веднъж започнал, не можеш да го спреш.“
Маркуч, прикрепен към крилото на самолета, засмукваше въздуха в дузина стъклени цилиндри, разположени на пода на кабината. Сравнявайки стойностите на парниковите газове по различни времена и на различни височини, Максимов може да прецени как вечната замръзналост се влияе от по-топлия климат и как допринася за него. Когато преди половин десетилетие започва да прави измервания във въздуха, той установява, че концентрацията на въглероден двуокис във въздуха над Якутия се увеличава два пъти по-бързо от средните стойности в историята. В атмосферата метанът има по-кратък живот от въглеродния двуокис, но е повече от двадесет и пет пъти по-ефективен в задържането на топлина. Според данните на Максимов метанът също се освобождава с ускорени темпове: сега той се натрупва с петдесет процента по-бързо, отколкото преди едно поколение.
В момента обаче ме вълнуваха най-вече обръщащите стомаха тласъци, които самолетът правеше, докато се спускаше в тясна спирала. Бяхме паднали на няколкостотин метра над земята, за да може колегата на Максимов, тридесет и три годишен изследовател на име Роман Петров, да вземе последната проба – снимка на въглероден двуокис от малка височина. Самолетът се тресеше като подсилен картинг. Петров се хвана за корема и зарови лице в найлонова торбичка. После и аз направих същото. Когато най-накрая се приземихме на покрита с трева летателна площадка, излязох от кабината, все още с гадене. Максимов наля малко коняк в пластмасова чаша. След една дълга глътка установих, че въртенето в главата ми се е забавило, а земята под мен отново е придобила успокояваща твърдост – макар че, както знаех, това, което изглеждаше като тера фирма, беше по-близо до голямо хлътнало парче гниещо пиле.
През XVII и XVIII в., когато Руската империя се разширява на изток, в столицата пристигат съобщения за „твърдо ледено тяло“ в земята, за което, по думите на един изследовател, „никога не е чувано преди“. В Якутск, столицата на Якутия, първите заселници се борят да отглеждат култури и да намерят източници на прясна подпочвена вода. През лятото на 1827 г. търговец на име Фьодор Шергин, когото царят изпратил в Якутия като представител на Руско-американската компания, се опитал да изкопае кладенец. Екипът от работници на Шергин прекарал следващото десетилетие в издълбаване на шахта, достигаща триста метра надолу, само за да открие още повече замръзнала земя. Накрая, през 1844 г., Александър фон Мидендорф, виден учен и изследовател, пропътувал пътя от Санкт Петербург до Якутск и правилно преценил, че почвата под шахтата е замръзнала на дълбочина поне шестстотин метра. Откритията му разтърсват руската научна академия и в крайна сметка достигат до салоните в Европа.
Днес входът към шахтата на Шергин, се намира в дървена колиба в центъра на Якутск, притисната между бетонен жилищен блок и изгорелия корпус на бивша военна академия. Един следобед миналото лято посетих мястото заедно с Юрий Мурзин, учен от Института за вечна замръзналост „Мелников“, базиран в Якутск. „Изследването на вечната замръзналост започна тук“, каза той. „Преди шахтата на Шергин на практика никой извън Якутия не е имал представа за съществуването на такова нещо“. Двамата с Мурзин искахме да надникнем вътре в шахтата, което изискваше повдигане на поредица от тежки дървени капаци. Нагоре се втурна колона студен въздух. Погледнах надолу, но видях само черна стена. В кабината се носеше мухлясал аромат на мръсотия и лед. „Мирише на древност, на отминало време“, каза Мурзин.
В една широко четена монография, публикувана през 1920-те години, съветският учен Михаил Сумгин нарича замръзналата земя на страната „вечная мерзлота“, буквално „вечен мраз“ – неологизъм, който по-късно е преведен на английски език като „пермафрост“. Сумгин е нещо като романтик на вечната замръзналост, като пише, че „вечната замръзналост поразява човешкия интелект и въображение“. Той я оприличава на „руски сфинкс“ – необяснима, примамлива загадка, която трябва да бъде разгадана.
За други вечната замръзналост представлява объркващ инженерен проблем. Съветската идеология съдържа силен Прометеев импулс, обобщен от аксиомата на Максим Горки, който перифразира Маркс, че „преобразувайки природата, човекът преобразува себе си“. Изграждането на Трансполярната железница е един от многото инфраструктурни проекти по времето на Сталин, които трябва да се справят с особеностите на земята, която може да потъне с няколко сантиметра през лятото или да се надигне през зимата. Както заявява един учен през тридесетте години: „Необходимо е да се победи врагът – вечная мерзлота – и да не се предаваме“.
В арктическите части на Аляска и Канада живеят по-малко от двеста хиляди души и няма големи градове; за разлика от тях Съветският съюз се стреми да засели североизточните си територии. С притока на жители и последвалите строителни проекти възниква нов проблем: сградите създават собствена топлина, която загрява вечната замръзналост и кара земята да се огъва и да се гърчи. През 1941 г. щабът на Н.К.В.Д., тайната полиция от Сталиновата епоха, потъва в земята, в резултат на което една от стените му се разцепва, покривайки с мазилка стая с оперативни работници.
Якутск е един от двата големи града в света, построени в райони с непрекъсната вечна замръзналост – т.е. там, където замръзналата почва образува непрекъсната покривка с температура под нулата. Другият е Норилск, в Красноярския край, Русия, където през 1930-те години са изпратени затворници от ГУЛАГ, за да построят ново селище. В Норилск се намират едни от най-големите находища на никел на планетата. За да обслужва минната и металургичната промишленост, градът се нуждае от фабрики, жилищни блокове, училища, болници и аудитории. Много от тези ранни постройки не издържат дълго. Валерий Гребенец, професор по инженерни науки в Московския държавен университет, е работил в Норилск през 80-те години. Някои от колегите му там разказват истории за инженери, които са се сблъскали с тежки последствия, когато проектите им са се срутили. „Когато съседите ти започнат да бъдат разстрелвани, започваш да мислиш малко по-ясно“, мрачно отбелязва Гребенец. С напредъка в изучаването на вечната замръзналост, продължава той, „хората започнаха да разбират нейните свойства и да предлагат нови идеи“.
Едно от най-необичайните предложения идва от съветски учен на име Михаил Городски, който призовава около Земята да се разположи изкуствен прашен пръстен, подобен на пръстените на Сатурн, за да се създаде топлинен купол над полюсите, който да повиши температурите до степен, в която вечната замръзналост да изчезне напълно. В средата на 50-те години Михаил Ким, инженер, който пристига в Норилск като затворник от ГУЛАГ, предлага по-практично решение. Идеята му е да се строи върху циментови пилони, забити до 12 метра във вечната замръзналост. Пилоните ще повдигнат основите на сградата, като не позволят на земята под тях да се затопли и студеният въздух да проникне дълбоко в почвата. Следва строителен бум в Арктика.
Съветските инженери започват да се отнасят към вечната замръзналост точно като към такава: вечна, стабилна, непроменяща се. „Те вярваха, че са покорили вечната замръзналост“, казва Дмитрий Стрелецки, професор в университета „Джордж Вашингтон“. „Можеше да се построи пет- или девететажна сграда върху пилони и нищо не се случваше. Всички бяха щастливи.“ Но, продължава Стрелецки, „тази инфраструктура трябваше да служи от тридесет до петдесет години и никой не можеше да си представи, че климатът ще се промени толкова драматично в рамките на този период“.
Към 2016 г. един регионален служител обявява, че шестдесет процента от сградите в Норилск са компрометирани в резултат на размразяването. На 29 май 2020 г. резервоар за съхранение на гориво, принадлежащ на „Норилск Никел“, една от най-големите руски минни компании, се пропуква, като изсипва двадесет и една хиляди тона дизелово гориво в близките водни пътища и оцветява река Амбарная в метално червено. Ръководителите на компанията са заявили, че щетите са овладени. Но Георгий Каваносян, хидрогеолог от Москва, който има популярен канал в YouTube, пътува до Норилск и взема проби по-далеч на север, от река Пясина, която се влива в Карско море. Той открива концентрации на замърсители, които са два и половина пъти по-високи от разрешените нива и застрашават рибните запаси и екосистемите на хиляди километри разстояние.
Кремъл не може да пренебрегне мащаба на бедствието, което Грийнпийс сравнява с петролния разлив на Exxon Valdez. През февруари 2021 г. държавата осъжда Норилск Никел да плати глоба от два милиарда долара – най-голямата санкция за екологични щети в руската история. Компанията заяви, че пилоните, поддържащи резервоара, са се провалили при размразяването на вечната замръзналост. Външна научна проверка установи, че тези пилони са били неправилно монтирани и че температурата на почвата не е била редовно наблюдавана. С други думи, човешката небрежност е утежнила последиците от изменението на климата. „Случилото се в Норилск беше своеобразна демонстрация на това колко сериозен може да бъде проблемът“, казва Владимир Романовски, професор по геофизика в Университета на Аляска Феърбанкс. „Но това далеч не е единственият случай. Много други аварии се случват и ще продължат да се случват в по-малък мащаб.“
В Якутск много от постройките са изградени върху циментови пилони, които повдигат основата и позволяват на студения въздух да проникне дълбоко в почвата.
За да добия представа за това как размразяването променя пейзажа, излязох от Якутск с кола заедно с Николай Башарин, тридесет и две годишен изследовател в Института за вечна замръзналост. Нашата цел беше Усун-Кюйол, селото, в което Башарин е израснал, на около сто километра оттук. Семейството му, както и много други в Якутия, е имало мазе, изкопано във вечната замръзналост, където са съхранявали месо, сладко и езерен лед, който са топили за питейна вода. „Живееш върху нея през всичките тези години, но никога не я разбираш напълно“, каза ми Башарин, обяснявайки решението си да изучава науката за вечната замръзналост. Тръгнахме на разсъмване, за да хванем първия ферибот през река Лена; поради постоянно променящото се въздействие на вечната замръзналост върху структурата на почвата, изграждането на мост се е оказало неосъществимо досега.
Районът на десния бряг на Лена, долина с площ около двадесет хиляди квадратни километра, е известен с големите си залежи от йедома – вид вечна замръзналост, която е особено богата на лед. Докато при някои видове вечна замръзналост почвата е почти изцяло замръзнала, при йедомата ледът достига до 80 % и образува невидими от повърхността твърди клинове, които могат да се простират на няколко етажа под земята. Това е проблематично по няколко причини. Водата е ефективен проводник на топлина, като поглъща атмосферните температури и затопля вечната замръзналост под нея. При размразяването на йедома могат да се образуват вдлъбнатини в земята, които се пълнят с вода – процес, известен като термокарст.
Йедомата е и много абсорбиращ въглероден капан, като натрупва органични вещества в тинята и седиментите, които в определен момент през последните десетки хиляди години са замръзнали под земята. Когато се размрази, тя може да освободи десет пъти повече парникови газове, отколкото други, по-песъчливи видове вечна замръзналост. Йедома се среща в някои части на Аляска и Канада, но е най-разпространен в североизточен Сибир; в Якутия той съставлява една десета от територията на региона.
Башарин и аз шофирахме покрай събиращите се остатъци от размразената йедома. Някои участъци бяха с размерите на малки езерца, а други бяха истински езера. Спряхме на ръба на голям алас – термокарстово езеро, което е пресъхнало и се е превърнало в нещо като издълбан кратер. Формирането на този алас вероятно е отнело повече от пет хиляди години. Башарин ми каза, че наскоро на дъното на по-малък алас наблизо са открити фрагменти от сто и петдесет годишни брези, което навежда на мисълта, че процесът, който някога е отнемал хиляди години, сега протича за малко повече от век. „От геоложка гледна точка това е не повече от една милисекунда“, каза той.
Продължихме към Усун-Кюйол, където Башарин е живял до дванайсетгодишната си възраст. Пред дървените къщи пасяха крави, а комините изпускаха тъмни кълба дим. Един участък от пътя беше осеян с овални могили, високи няколко метра. На местата, където някога са се намирали върховете на ледените клинове, е имало стръмни ями, които са се размразили. Башарин каза, че това е започнало преди около двайсет години, след като в близката брезова гора е имало нашествие на копринени буби. Дърветата загинали и вечната замръзналост станала уязвима за слънчевата светлина и повишаващите се температури. „В началото хората бяха щастливи – следващата година беше добра за горски плодове“, каза ми Башарин. Но когато вечната замръзналост се размразила, пътят станал толкова неравен, че бил непроходим, а пистата за каране на ски на могол се превърнала в хоризонтална. Няколко къщи се напукали, когато земята под тях поддала. Някои от тях вече са изоставени.
Малко село в Якутия, където пейзажът е променен от размразяването на вечната замръзналост.
Спряхме в дома на лелята и чичото на Башарин, които ни поканиха на обяд. „Гледаме телевизия, чуваме за затоплянето“, каза чичо му, Прохор Макаров. „Но ние живеем на село. Основният ни проблем е да се погрижим да имаме достатъчно сено за зимата.“ Къщата им не беше в непосредствена опасност от срутване, но земята около нея беше начупена и осеяна с малки вдлъбнатини. Оградата около имота имаше вида на човек в бара, който е пил твърде много. Макаров ми каза, че през лятото разхвърля пръст наоколо, за да поддържа нивото. „Свикнали сме с това“, каза той.
След като си тръгнахме, Башарин ми каза: „Хората не разбират края на тази история“. Колкото и да се опитват да се адаптират, продължи той, „размразяването ще ги достигне“.
Три дни по-късно хванах полет с витлов самолет, който напусна Якутск и се отправи към Черски – градче на река Колима, близо до делтата, където тя се влива в Източносибирско море. През 1930-те години Черски е бил транзитен център за лагерите на ГУЛАГ; по-късно служи като база за самолетите, които превозват съветските изследователи на арктически експедиции. В наши дни, в края на лятото, жителите, които са прекарали ваканциите си на „континента“, както го наричат, се връщат за началото на новата учебна година, носейки със себе си предмети, които са редки и скъпи в най-северните части на Сибир. Самолетът беше препълнен не само с хора, но и с подноси с яйца, букети с цветя и кутии с новозакупени телевизори и миксери.
При пристигането си излязох от летището в Черски – което не е нищо повече от малка чакалня – и видях голям Land Rover, паркиран на прашен път. Зад волана седеше мъж с развяваща се сребриста брада и черна барета. Веднага разпознах, че това е Сергей Зимов, който е нещо като прорицател на вечната замръзналост. „Качвайте се“, каза той.
Потеглихме към Североизточната научна станция, неговия изследователски център, в покрайнините на града. Зимов, който е на шейсет и шест години, е учил геофизика във Владивосток и в залеза на Съветския съюз се е преместил в Черски заедно със съпругата си Галина; скоро след това се ражда синът му Никита. Разпадането на Съветския съюз е само едно от многото минали и бъдещи събития, които Зимов твърди, че е предсказал. „Когато познаваш историята на цивилизацията, е много лесно да правиш прогнози и досега не съм грешал“, каза ми той. През следващата седмица чух Зимов да говори за тенденциите в световното население, руската военна логистика и златния стандарт. („Моето правило е просто: ако получиш долар, използвай го, за да купиш злато.“)
Но именно идеите за вечната замръзналост са донесли на Зимов научна известност. В началото на деветдесетте години той е сред първите, които стигат до няколко взаимно свързани осъзнавания: вечната замръзналост съдържа огромни количества въглерод; голяма част от този въглерод се отделя под формата на метан от термокарстовите езера (наличието на вода и липсата на кислород водят до образуването на метан, за разлика от въглеродния двуокис, който се отделя от горните слоеве на почвата); значителна част от тези емисии идват през есента и зимата – студени периоди, които учените, занимаващи се с Арктика, преди са смятали за маловажни от гледна точка на климата.
През пролетта на 2001 г. американска докторантка на име Кейти Уолтър Антъни, която се е запознала със Зимов на академична среща в Аляска, пристига в Черски, за да помогне за събирането на данни за емисиите на метан. „Когато го видях за първи път в Аляска, си помислих, че изглежда толкова див, с тези големи вежди и луди очи“, разказа ми Уолтър Антъни. „Но когато пристигнах в Черски, разбрах, че макар нищо в него да не се е променило, в тази обстановка той изглежда напълно нормално.“
Уолтър Антъни поставя около термокарстовите езера на Черски метанови капани, които е изработила от листове пластмаса. „На Сергей му хрумнаха тези наистина отлични идеи“, казва тя. „Но той беше събрал само толкова данни, колкото е смятал, че му трябват, за да докаже правотата си, а то е много по-малко от онова, което западните учени биха искали да видят.“ Уолтър Антъни се е завърнала на следващата година; този път останала до есента и настъпването на първата слана.
Една сутрин след закуска Зимов предложил да посетят едно от езерата. Ледът все още бил тънък и чуплив и Уолтър Антъни се притеснявала да ходи по него. „Не се притеснявай“, казал ѝ Зимов. „Есенният лед е приятелски настроен – казва ти го, преди да се счупи.“ Той посочил надолу. Уолтър Антъни видяла хиляди малки въздушни мехурчета, които придавали на замръзналата повърхност вид на звездна нощ. „Ледът по същество беше карта, сочеща къде се появява метанът“, каза тя. Тя успяла да постави капаните си точно на мястото, където се отделя метан, а не, както се изразява, „да стреля със стрела в небето“.
Уолтър Антъни открива пет пъти по-високи емисии на метан от първоначалната оценка на Зимов. Радиовъглеродното датиране показало, че газът се отделя от органична материя, която се е образувала преди двадесет до четиридесет хиляди години, през епохата на плейстоцена, което показва, че размразяването на вечната замръзналост е достигнало дълбоки и древни слоеве. Изследването е публикувано в Nature през 2006 г. и статията веднага се превръща в основополагащ текст за установяване на влиянието на размразяването на вечната замръзналост върху изменението на климата.
Когато бях в Черски, Зимов ме заведе до езерото. Вървяхме през храстите и усещахме под краката си хрущенето на яркочервените диви къпини. На брега Зимов ме попита: „Виждаш ли мехурчетата?“. Щом разбрах как да ги търся, беше вече невъзможно да ги пропусна. Сякаш езерото беше гигантски казан, в който много бавно, едва забележимо, кипеше нещо. Метан.
Зимов обясни, че дори през студените зими в Черски температурата под повърхността на езерото остава над нулата. Незамръзналата вода позволява на микробите да продължат да разграждат органични вещества дълго след като околният пейзаж е бил покрит със сняг. Водата има и мощно ерозионно действие. „Брегът бавно се размразява и срутва, като отнася със себе си нови парчета вечна замръзналост в езерото“, казва Зимов – още гориво за освобождаването на метан. Уолтър Антъни, която сега е професорка в Университета на Аляска във Феърбанкс, ми каза: „След като вечната замръзналост се размрази до степен, в която се образуват вдлъбнатини, пълни с вода, размразяването започва да се задълбочава и да се разширява встрани – не можете да го спрете.“
През последните петдесет години средната годишна температура в Черски се е повишила с три градуса по Целзий. Не по-малко належащ проблем е снежната покривка. „Снегът е като топло одеяло – не позволява на зимния студ да проникне в почвата“, казва Зимов. Един от ефектите на изменението на климата е повече валежи в арктическата екосистема около Черски. От началото на осемдесетте години годишните снеговалежи са се увеличили с цели двадесет сантиметра, което добавя още два градуса ефект на затопляне. В резултат на това, обяснява Зимов, вечната замръзналост, която преди е имала температура от минус седем градуса по Целзий, сега е на път да се размрази, ако вече не се е размразила.
Преди десетилетие статия за емисиите от подводната вечна замръзналост доведе до момент на истерия по отношение на така наречената метанова бомба, която е готова да изхвърли наведнъж опустошително количество затоплящ газ в Арктика. В годините след това голяма част от научната общност започна да гледа на размразяването на вечната замръзналост по-скоро като на бавно развиващо се бедствие. „Вечната замръзналост няма да освободи катастрофална експлозия от въглерод, която да удвои за една нощ количеството въглероден двуокис в атмосферата“, каза ми Тед Шуур, който ръководи проект за вечното размразяване и изменението на климата в Университета на Северна Аризона. „Вместо това този въглерод ще изтича от цялата Арктика и с течение на времето ще добави значително количество към въглерода, който хората вече са добавили чрез изгаряне на изкопаеми горива.“
През 2018 г. в доклад, изготвен от Междуправителствената експертна група по изменението на климата към ООН [I.P.C.C.], на човечеството беше даден максимален въглероден бюджет от около петстотин и осемдесет милиарда тона, за да има реален шанс за ограничаване затоплянето до един и половина градуса по Целзий. Моделите на експертната група едва наскоро започнаха да отчитат различни сценарии за размразяване на вечната замръзналост, но те предлагат толкова широк спектър от възможни резултати, че вечната замръзналост се превърна, както се изрази Шуур, в „джокера“ на науката за климата. Той и колегите му смятат, че емисиите от вечната замръзналост могат да съставляват от пет до петнадесет процента от разпределените от I.P.C.C. емисии.
Освен това моделите на I.P.C.C. пропускат една съществена причина за емисиите на парникови газове от вечната замръзналост. Оценките на комисията предполагат, че цялото размразяване ще бъде постепенно, причинено от повишаването на температурата на въздуха, и не отчитат термокарста или „рязкото размразяване“, както Шуур предпочита да го нарича, което може да предизвика нелинейни събития като бърза ерозия или свлачища. „Тези събития са по същество необратими в човешки мащаб“, казва Сюзън Натали, учен от Центъра за изследване на климата „Удуел“ във Фалмут, Масачузетс.
През този век средните глобални температури са на път да се повишат с близо два и половина градуса по Целзий. На последната конференция на ООН за климатичните промени, проведена в Глазгоу през ноември, страните участнички потвърдиха целта за задържане на затоплянето до един градус и половина, макар че плановете за това остават неясни. Повечето модели предполагат, че температурите ще надхвърлят тази граница и че успешните глобални усилия за задържане на затоплянето на управляемо ниво ще включват мерки за повторното му намаляване. „Проблемът е, че не можете просто да изключите, камо ли да обърнете, размразяването на вечната замръзналост“, казва Натали. В определен момент природата взема връх. Дори и най-прогресивният законодател в света не може да приеме закон, който да забранява емисиите от вечната замръзналост. Както казва Натали, „няма да е възможно да се замрази отново земята и тя да се върне към предишното си състояние“.
Навсякъде в Арктика екосистемите се превръщат от въглеродни поглъщатели, които поглъщат повече парникови газове, отколкото отделят, в източници на въглерод. Един ден в Черски посетих обект по поречието на реката, управляван от германски изследователски екип от Института по биогеохимия „Макс Планк“. Матиас Гьокеде, водещият учен на проекта, ме разведе наоколо. Прескачахме между тревистите храсталаци, израстващи от тундрата, и стигнахме до мястото, където седемнадесет години по-рано колегите му целенасочено са разградили горния слой на йедома. Идеята е да се имитира размразяване на вечната замръзналост, за да се види как ще реагира ландшафтът и как ще се промени местният въглероден бюджет.
През първата година от експеримента, обяснява Гьокеде, почвата е освободила повече въглероден двуокис, отколкото растителността е могла да абсорбира, и мястото се е превърнало от поглъщател в източник. След това се появили по-големи храсти и дървета, които поглъщали емисиите. Мястото се установило в ново равновесие, с по-високо ниво на емисии и абсорбция от преди. „Намирам това за окуражаващо“, каза ми Гьокеде.
Но дърветата могат да растат само до определено ниво. А в Арктика светлината е ограничена до няколко месеца през лятото, образувайки тесен прозорец, в който фотосинтезата може да отстрани парниковите газове от атмосферата. Междувременно микробите в почвата могат да усвояват органични материали в размразената вечна замръзналост в продължение на много по-дълъг сезон и, предвид дълбоките запаси от въглерод, на пръв поглед без край. „Има ограничение за това колко растителността може да расте и да абсорбира въглерод“, казва Гьокеде. „Но на практика няма ограничение за това колко може да се нагрява почвата и да се освобождава повече въглерод.“
По-рано през лятото посетих Ямал – полуостров, който се вдава в Карско море като изкривен пръст. Ямал е дом на ненците – етническа група, която произхожда от руския север и е една от най-големите останали номадски популации. Ненците живеят в чамове – местния вариант на юртите – и водят стада северни елени нагоре-надолу по полуострова в търсене на сезонни пасища. На езика на ненците Ямал означава „край на света“.
След като се качих на пътнически ферибот по река Об, спрях, за да прекарам една нощ в чама на ненецко семейство. Спах под кожата на северен елен и след закуска с прясна риба се отправих по-нагоре по реката към Яр-Сале – селище, което функционира като административен център за номадските лагери в тундрата. Там се запознах с Виталий Лаптандер, пастир на северни елени.
През юли 2016 г. Ямал е бил засегнат от гореща вълна, като температурите достигнали сто градуса по Фаренхайт. Лаптандер бил със стадото си от две хиляди животни близо до езерото Ярото, в средата на полуострова. „Не бях виждал такава жега преди“, каза ми той. Една сутрин се натъкнал на ужасяваща гледка: петдесет от северните му елени лежали мъртви в тундрата. Нямало ток или мобилни услуги. Лаптандер вървял десет часа, за да повика помощ, и накрая попаднал на лагер на ненците със сателитен телефон. Докато се върне до стадото си, умрели още двеста северни елена. „Не знаех какво да правя“, казва той. „Нещата явно вървяха много зле и се страхувах.“
Пристигнал хеликоптер, който довел екип от медици и ветеринарни лекари в защитни костюми. Те взели проби от мъртвите северни елени и отлетели, като ги доставили в лаборатории в Москва и Сибир. Два дни по-късно хеликоптерът се върнал и служителите съобщили на Лаптандер, че животните му вероятно са били заразени с антракс.
В рамките на няколко дни в Ямал пристигнали специалисти от силите за радиологична, химическа и биологична защита на армията. Те издирвали трупове на северни елени и ги изгаряли на място. След две седмици карантинните мерки и ускорената кампания за ваксинация овладели епидемията. Но дотогава на полуострова вече били загинали повече от две хиляди и петстотин северни елена; стадото на Лаптандер било намалено наполовина. Заразата се е разпространила и от животните върху хората. Десетки хора били хоспитализирани, а едно дванадесетгодишно момче починало.
Епидемията е първият случай на антракс в Ямал от 1941 г. насам. Почти всички – от учените до пастирите – са вярвали, че болестта, пренасяна от бактерии, е изкоренена отдавна. Двеста хиляди почвени проби, взети през предходното десетилетие, не са показали никакви доказателства за наличие на спори на антракс. Но при нормално лято горният слой на вечната замръзналост в Ямал се размразява на дълбочина около двадесет сантиметра; през 2016 г. на някои размразяването е достигнало почти три метра. В последвалия доклад за причините за епидемията група руски експерти пише: „Появата на антракс е предизвикана от активирането на ‚стари‘ инфекциозни участъци след аномално висока температура на въздуха и размразяването на участъците на дълбочина, надхвърляща нормалните нива.“
Размразяването на вечната замръзналост вади на повърхността всякакви загадки от хилядолетия назад. През 2015 г. учени от руския институт по биология в Пущино, изследователски клъстер от съветската епоха край Москва, извлекли проба от йедома от сондаж в Якутия. В лабораторията си те поставили парчето замразена утайка в херметично затворена кутия за култури. Месец по-късно в нея вече пълзяло микроскопично червееподобно безгръбначно, познато като бделиоиден ротифер (въртошийка). Радиовъглеродното датиране показало, че ротиферът е на 24 хиляди години. През август заминах за Пущино, където ме посрещна Стас Малавин, изследовател в лабораторията. „Едно е обикновена бактерия да оживее, след като е била погребана във вечната замръзналост“, каза той. „Но това същество има черва, мозък, нервни клетки, репродуктивни органи. Явно става дума за нещо от по-висш порядък.“
Ротиферът е преживял междинните години в състояние на „криптобиоза“, обяснява Малавин, „вид скрит живот, при който метаболизмът ефективно се забавя до нула“. Животното е излязло от тази геоложка „машина на времето“, както той се изразява, не само живо, но и способно да се възпроизвежда. Ротиферите живеят само по няколко седмици, но се възпроизвеждат многократно чрез партеногенеза – вид безполово размножаване. Малавин изважда от хладилника на лабораторията пряк потомък на ротифера, който е изпълзял от вечната замръзналост, и го поставя под микроскоп. Под окуляра се извиваше планктон с овална форма; представих си това петно с размер две десети от милиметъра като нервен изследовател, който се е събудил, за да се озове в странно и неочаквано бъдеще.
„Защо да бъдем скромни?“, пита Малавин. Разкриването на тайната на това как едно живо същество със сложна анатомия е било в състояние да се изключи за десетки хиляди години и след това да се включи отново, може например да даде съвети за използването на криогенни условия за съхранение на органи за донорство. Невробиолозите от Масачузетския технологичен институт са се свързали с него. „Разбира се, не казвам, че нашите открития ще доведат до това утре хората да бъдат поставяни в дългосрочен криогенен сън“, казва Малавин. „Но това е стъпка в тази посока.“
Може би най-вълнуващите биологични образци, излезли от вечната замръзналост, са останките от мамути, много от които, благодарение на хилядолетията естествено съхранение на студ, са забележително добре запазени. В Якутск посетих Музея на мамутите – двуетажна сграда, пълна с кости, бивни и зъби. Мамутите са се появили преди сто и петдесет хиляди години, бродейки из тревистите степи, които се простират от Иберийския полуостров до Беринговия проток.
Видът започнал да изчезва към края на плейстоценската ера, преди около дванадесет хиляди години, по причини, които дълго време бяха предмет на дискусии. Една група учени смята, че мамутът е сред първите жертви на антропогенното измиране. „Мамутите не са имали никакви естествени нападатели – с изключение на хората“, каза ми Сергей Федоров, ръководител на изложбите в музея. Но през октомври международен екип от учени публикува в Nature изследване, което претендираше, че разрешава случая. Анализирайки ДНК на древната среда, те са установили, че бързото затопляне на температурите е разтопило ледниците и е наводнило тундрата, унищожавайки хранителните запаси на мамутите. „Резултатите ни показват, че изчезването им е настъпило, когато окончателно са изчезнали последните джобове на степно-тундровата растителност“, пишат авторите.
Якутия е световен лидер по отношение на находките на мамути. Тези останки, първите от които са намерени от руски учени през 1806 г., са ни научили на много неща за плейстоцена като цяло: стомашно-чревният тракт на един мамут, намерен през 1971 г., е бил толкова добре запазен, че учените са успели да анализират последната му храна. Федоров ми разказа за една експедиция през 2013 г. на остров Малък Ляховски, край северното крайбрежие на Якутия; когато изследователите изровили там замръзнал труп на мамут, месото му започнало да кърви. По-късно британски палеобиолог, който бил на мястото, описал екземпляра като „наистина сочен“, като „парче пържола“.
Перспективата за хемоглобин на четиридесет хиляди години е вълнуваща за група учени, които мечтаят да използват техники за редактиране на гени, за да възпроизведат жив мамут. (В крайна сметка тъканните проби от мамута от Малък Ляховски не са предоставили достатъчно използваема ДНК, за да се реконструира геномът на животното.) Джордж Чърч, изтъкнат генетик от Харвардската медицинска школа, е съосновател на стартъп, посветен на усилията за намаляване на изчезването на мамутите, и се надява, че екипът му ще бъде готов да произвежда ембриони на неомамути през следващите няколко години.
Федоров ме заведе в голям фризер, където върху метални рафтове бяха подредени буци месо и козина; ясно се виждаше полумесецът на един бивник. Както обясни Федоров, тези останки от мамути, изкопани из цяла Якутия, се съхраняват при –18° в очакване на по-нататъшни научни изследвания. Пространството беше тясно и студено – ето какво е да си затворен във вечната замръзналост, помислих си аз. Опипах крак, който някога е принадлежал на мамута от Малък Ляховски – дебел пън с червеникавокафява козина. „Виж, стъпалото му е много добре запазено“, каза Федоров. „Можеш да видиш ноктите на краката му.“
Едно от указанията за това как вечната замръзналост ще преживее сегашната ера на затопляне е как се е справила през предишната. Преди пет години Джулиан Мъртън, учен и професор в университета в Съсекс, води екип от изследователи до кратера Батагайка – вечно замръзнал свлачищен участък в централната част на Якутия. Кратерът Батагайка е най-големият в света, дълъг половин миля, със стени, високи до двеста и осемдесет метра. Той непрекъснато се размразява и срутва, като нараства с до сто метра годишно. Местните жители го наричат „вратата към ада“. По-подходяща метафора може да бъде геоложка торта, чиито разкрити стени дават рядката възможност да се разгледат стотици хиляди години вечна замръзналост наведнъж.
Мъртън ми каза, че първото нещо, което го е поразило по време на престоя му в кратера, е бил звукът. „Това е като оркестрово произведение“, каза той. „През лятото, когато челната стена се размразява бързо, се чува постоянното шумолене на водата, като първи цигулки. А след това имате тези огромни парчета вечна замръзналост, до половин тон, които падат на дъното с голям тътен. Това е перкусията.“
Мъртън и екипът му пробиват сондажи по стените на кратера и използват метод, наречен луминесцентно датиране, за да оценят възрастта на извлечените седименти. Оказало се, че долният слой вечна замръзналост е на възраст поне шестстотин и петдесет хиляди години. Както обяснява Мъртън, това означава, че той е оцелял през предишния междуледников период, започнал преди около сто и тридесет хиляди години, когато части от Арктика са били с четири или пет градуса по-топли, отколкото са днес. „Най-старата вечна замръзналост в Евразия е съществувала повече от половин милион години“, каза ми Мъртън. „Тъй като е оцеляла при интензивни глобални затопляния в миналото, тя трябва да е доста устойчива.“
Това е добрата новина. „Ако харесвате вечната замръзналост, както и аз, тя няма да ни липсва през нашия живот“, каза Мъртън. Но неговата хипотеза за устойчивостта на вечната замръзналост се отнася за замръзналата земя, която се простира на стотици метри под повърхността. „Горните няколко метра със сигурност са застрашени“, казва той. Точно там се намира въглеродът: в горните три метра вечна замръзналост се съдържа половината от количеството въглерод, в сравнение с всички подобни дълбочини на почвата в останалите екосистеми на планетата, взети заедно. Освен това, както казва Мъртън, „дори и да изглежда, че екосистемата може да защити вечната замръзналост от високите температури на въздуха, ако тази екосистема бъде нарушена, вечната замръзналост изведнъж става много уязвима.“ Самият кратер Батагайка се е образувал след изсичането на голям участък от гората през 1960-те години.
В наши дни пожарите са най-голямата заплаха за пейзажа. Миналото лято е било най-лошият пожарен сезон в историята на Якутия, като са пламнали осем милиона хектара – площ с размерите на щата Мейн – при което се е освободил еквивалентът на повече от петстотин мегатона въглероден двуокис. Трудно е да се предвиди какъв дългосрочен ефект ще има пожарът върху вечната замръзналост. В някои части на Якутия бореалната гора е успяла да се възстанови, като е създала нови дървета и подраст, които поглъщат въглерод, и ситуацията се е върнала към равновесие. Но на други места – особено такива, пълни с богата на лед йедома, пожарите са предизвикали необратими промени в ландшафта, например термокарстово езеро или кратер като Батагайка. Сандер Веравербеке, климатолог от Vrije Universiteit Amsterdam, който е извършил обширна работа на терен в Якутия, ми каза: „При този сценарий вечната замръзналост никога не се възстановява.“
Един ден в Черски Зимов ми показа място, където се е опитал да имитира резултата от пожар върху вечната замръзналост. Водеше ни с моторна лодка по реката, а вятърът прорязваше якето и протриваше лицето ми. Вързахме лодката за някакви храсти и тръгнахме през гъбестия мъх на тундрата. „Всъщност мразя такива местности“ – каза Зимов. „Всичко е меко и гъсто, а комарите са навсякъде.“
Половин час по-късно стигнахме до поляна, която имаше същите неравности, които бях видял в село Усун-Кюйол. През 2003 г. Зимов е използвал „много, много голям булдозер“, който е взел назаем от близката златна мина, за да изкорени храстите и мъха и да премахне горния слой почва, подобно на пожар. („Това е видът експеримент, който Сергей обича“, ми каза Гьокеде. „За него булдозерът е научен инструмент.“) В рамките на една година ледът в Йедома започнал да се топи, срутвайки земята и карайки вечната замръзналост да се размразява на все по-голяма дълбочина.
Зимов и аз носехме по една дълга метална сонда – класическият полеви инструмент на учените, занимаващи се с вечна замръзналост. Точката, в която върхът се удря в твърдия лед, разкрива дълбочината на размразяване на вечната замръзналост. Зимов има ухо за замръзналата почва, може да прецени нейната консистенция по звука, който издава при удар с метал. „Тя е хлабава, готова е да се разпадне“, заявява той. Преди тридесет години, през едно средно лято, вечната замръзналост се е размразявала на дълбочина под един метър. Сега, на експерименталното място, Зимов трябваше да закрепи две сонди една за друга, докато накрая попадна на твърд лед, на дълбочина три метра и половина. Цялата тази размразена почва произвежда въглероден двуокис, а на по-дълбоки нива, където има по-малко кислород, и метан. „Трябва да има поне пет много студени, сурови зими подред, за да замръзне отново“, каза Зимов. „А аз не вярвам, че ще видим отново нещо такова.“
През май министърът на околната среда на Русия предложи да бъде създадена национална система за наблюдение на промените във вечната замръзналост, предизвикани от климата, като отбеляза, че до 2050 г. размразяването ѝ може да причини щети на инфраструктурата на страната на стойност над шестдесет милиарда долара. През следващия месец Владимир Путин, който през 2003 г. беше казал, че глобалното затопляне просто означава, че „ще харчим по-малко за кожени палта“, заяви за вечно замръзналата зона на страната: „В Арктика има цели градове, построени върху вечна замръзналост. Ако всичко това започне да се размразява, какви ще са последствията за Русия? Разбира се, ние сме загрижени.“
Възможно е да си представим технически решения за избягване на най-лошите последици от размразяването на вечната замръзналост върху сгради, промишлени съоръжения или дори цели селища. В Якутск минах покрай жилищни блокове с големи метални тръби, монтирани близо до основите им, пълни с охлаждащ агент, който през зимата кондензира и се стича под земята, за да поддържа почвата замръзнала. В Салехард, столицата на Ямал, температурни сензори са спуснати в сондажи под основите на някои сгради – ако почвата е застрашена от размразяване, учените ще получат алармен сигнал, вероятно навреме, за да направят инженерни корекции. Ярослав Камнев, ръководител на инициатива за проучване на затоплянето на почвата, стартирана от регионалното правителство, ми каза: „Просто трябва да се разбере какво се случва във вечната замръзналост и всичко ще си стои добре.“
Но какво да правим с огромните запаси от въглерод в земята, които чакат да се превърнат в парников газ? Не можеш ефективно да наблюдаваш, камо ли да охлаждаш, милиони квадратни мили необитаема тундра. „Технологичните решения са невъзможни“, казва Мерит Турецки, директор на Института за арктически и алпийски изследвания към Университета на Колорадо в Боулдър. Най-очевидният отговор, трагичен както по своята баналност, така и по своята невероятност, е хората бързо и драстично да ограничат изгарянето на изкопаеми горива. „Има един-единствен начин да запазим вечната замръзналост, за който знаем, че е доказан и демонстриран – намаляване на човешките емисии“, каза Турецки. „Фокусирането върху други решения може да е интригуващо, но в крайна сметка е разсейване на вниманието.“
Зимов има собствена идея. Като студент, по време на теренни посещения в Арктика, той е поразен от намерените кости и други разнообразни останки: мамути, коне, бизони, лосове и вълци. По време на разходка по ерозиралия склон на хълма край реката близо до Черски се натъкнал на тъмнокафяв череп на див кон. Синът на Зимов, Никита, който сега ръководи ежедневната дейност на изследователската станция, изчислил, че той е на възраст между двадесет и четиридесет хиляди години.
По време на плейстоцена Арктика е била покрита с тревисти степи, които са действали като естествен буфер за вечната замръзналост. Бозайниците, които обикаляли тази изгубена савана, са зависели от нея за храна, а заедно с това са увековечавали и съществуването ѝ. Зимов иска да възстанови тази екосистема. „Трябва да върнем природата в ред“, казва той. „Тогава тя сама ще се погрижи за климата.“
Теорията се основава на затоплящия ефект на снега. Както обяснява Зимов, няма голяма надежда за бързо охлаждане на температурите на въздуха. Но намаляването на снежната покривка през зимата би позволило повече студен въздух да достигне до вечната замръзналост. „Бихте могли да направите това механично, като изпратите триста милиона работници с лопати из Сибир“, каза той. „Или можете да направите същото, безплатно, с коне, мускусни волове, бизони, овце, северни елени.“ Тези животни ще разрушават храстите и ще разрохкват почвата, което ще позволи на пасищата да се появят отново. През лятото, благодарение на ефекта на албедото – светлите повърхности отразяват топлината, а тъмните я поглъщат – бледата трева ще остане по-хладна от кафявите храсти, които понастоящем покриват тундрата.
През 1998 г. Зимов докарал първите коне в така наречения от него „Плейстоценски парк“ – ограден участък земя, който се намира на час път с лодка от изследователската станция. Оттогава насам паркът се е разраснал до десет квадратни километра и сега е дом на сто и петдесет животни – не само коне, но и бизони, овце, якове и камили. За да им даде начален старт, Никита обикаля територията със семейния „танк“ – тежко, високопроходимо транспортно средство с протектори, като събаря дървета и подраст.
Преди две години Зимов и Никита са завършили проучване с екип от изследователи от Хамбургския университет, което показва, че животните са намалили средната плътност на снега наполовина и са понижили средната температура на вечната замръзналост с близо два градуса по Целзий. Изследователите изказват теорията, че тридесет и седем процента от арктическата вечна замръзналост може да бъде спасена от размразяване чрез широкомащабно въвеждане на големи тревопасни животни. (Не всички учени са толкова ентусиазирани: Дуейн Фроуз, професор по геология в Университета на Алберта, който е провел обширни изследвания на плейстоценската екосистема, ми каза: „Гъстотата на животните, която би била необходима, за да се въздейства върху растителността по начина, по който Сергей предвижда, значително надвишава всичко, което може да се поддържа по естествен път.“)
Никита, който е на тридесет и осем години, има диплома по приложна математика, но не е точно учен. Неговото познаване на света на вечната замръзналост идва от годините, прекарани със Зимов около станцията – неформално образование, което го е превърнало в енергичен проводник на визията на баща му. През по-голямата част от времето, когато бях в Черски, той следеше пратка от дузина бизони, които бяха започнали пътуването си във ферма в Дания, на близо пет хиляди километра. Те се намираха на контейнеровоз, който плаваше в Северния ледовит океан, но заради бурите в морето пътуването отнемаше повече от планираното време. Една сутрин той обяви, че отива в парка, за да инсталира нов сензор за потока на парниковите газове, който група учени от Университета на Аляска във Феърбанкс бяха изпратили, за да измерят нивата на емисиите. Съгласих се да отида с него.
Беше ясен есенен ден, а златистите листа на храстите и занемарените дървета на тундрата придаваха на сцената усещането за миниатюрна есен в Нова Англия. Час по-късно спряхме до входа на парка, обозначен с няколко дървени стъпала, вградени в калния бряг на реката. Никита пренесе нагоре по стометровата кула сензора в раница и поработи с него известно време, но без успех. След като слезе, се разходихме из територията с джобове от високи до колене треви, издигащи се по равната площ. „Тук няма да изобретяваме колелото“, каза той. „Всичко това е съществувало в един момент, знаем това. Как обаче да го създадем отново? Това е въпросът.“
Стигнахме до керван от камили, които хрупаха трева и извиваха шии, за да ни избегнат. Изглеждаха не на място толкова далеч на север, но вкаменелостите показват, че някога камилите са пасли по цялата територия на Арктика, а мазните им гърбици са осигурявали енергия през дългите зими. Подобно на мамута, арктическата камила е изчезнала през късния плейстоцен, заедно с гигантските бобри и ленивци, конете и пещерните лъвове – един Ноев ковчег от изгубени арктически видове.
Запечатаната под земята вечна замръзналост ще успее да оцелява още известно време. Но тя не може да остане извън опасност завинаги. Нито пък хората, в този смисъл. Независимо дали размразяваме вечната замръзналост или се борим да я запазим, нейното присъствие, както и на много други неща на тази планета, е далеч по-малко вечно, отколкото някога сме се самоубеждавали. „Хората не са започнали да се държат като богове преди петдесет или сто години, или дори преди хиляда, а преди десет хиляди години“, казва Никита. „Въпросът не е в това дали е О.К. да действаш като бог, а дали действаш като благосклонен или мъдър бог.“