Антарктический полуостров переживает беспрецедентную аномалию: в разгар южной зимы температура на аргентинской базе Эсперанса достигла 15.4°C, что на целых 20°C выше нормы для начала июня. Предыдущий зимний рекорд, державшийся с 1998 года, оказался превышен сразу на 2°C. Соседние станции Марамбьо и Сан-Мартин также зафиксировали рекордные показатели в тот же период.
Климатолог Рауль Кордеро из Университета Гронингена не скрывает потрясения:
Это абсолютное безумие. Такая аномалия огромна.
Особенно тревожит продолжительность аномалии: максимальная суточная температура не опускалась ниже нуля на протяжении трёх недель подряд. Для полярной зимы это нечто из ряда вон выходящее.
Антарктический полуостров давно считается одной из самых быстро прогревающихся точек на Земле. С 1950 года средняя температура здесь выросла почти на 3°C, а темп потепления в пять раз превышает общемировой. Среди ключевых механизмов этого процесса выделяется сокращение морского льда: когда лёд тает, обнажается тёмная поверхность океана с низким альбедо, которая активнее поглощает солнечное тепло. Это разгоняет дальнейшее таяние, образуя самоподдерживающуюся петлю.
Последствия нынешней волны тепла уже видны невооружённым глазом. Кордеро сообщил, что обширные территории на севере континента остались без снежного покрова, что нетипично для антарктического пейзажа в это время года. Полярный климатолог Томас Катон Харрисон из Британской антарктической службы добавил, что значительная часть осадков выпадает в виде дождя, а не снега:
Это создаёт проблемы для моих коллег на базах, поскольку жидкие осадки образуют сток и лёд. Под угрозой и экосистемы полуострова, в том числе колонии пингвинов.
Чилийские гляциологи Луис Муньос и Наталья Местре поднялись на 500-метровую вершину ледника Коллинз на острове Кинг-Джордж и обнаружили, что дождь активно разрушает лёд.
Прямое воздействие на ледник налицо, а ведь сейчас он должен накапливать снег. Абляция в зимний период не должна происходить в принципе, и ничего хорошего в этом нет.
Учёные предупреждают, что зимние волны тепла подобного масштаба будут возникать всё чаще по мере дальнейшего потепления на полуострове. Установленный в июне рекорд может оказаться временным явлением на фоне долгосрочного тренда.
Метан – мощный парниковый газ, который за 20-летний период удерживает примерно в 80 раз больше тепла, чем углекислый газ. По оценкам учёных, на его долю приходится около 30% глобального потепления. К счастью, метан распадается в атмосфере относительно быстро – как правило, в течение 10 лет.
Когда подводный вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай извергся в 2022 году, он выбросил в воздух над южной частью Тихого океана примерно 2,9 миллиарда тонн пепла и газа. Согласно новому исследованию, извержение также частично "убрало за собой".
Учёные подсчитали, что извержение высвободило около 330 гигаграммов метана – это примерно столько же, сколько ежегодно производят более 2 миллионов коров. Однако результаты работы показали, что химические реакции внутри вулканического шлейфа уничтожали около 900 мегаграммов метана в сутки, что эквивалентно дневным выбросам тех же 2 миллионов коров. Более того, облако продолжало разрушать собственное метановое загрязнение на протяжении 10 дней, дрейфуя в сторону Южной Америки.
Снижение выбросов метана от промышленных процессов и сельского хозяйства критически важно для смягчения последствий изменения климата, однако не все источники метана можно контролировать. Часть выбросов связана с естественными процессами – микробным разложением или вулканической активностью. Чтобы справиться с метановым загрязнением из таких источников, исследователи ищут способы ускорить естественный распад атмосферного метана.
Именно такой механизм и обнаружили авторы работы. С помощью спектрометра TROPOMI на борту спутника Sentinel-5P Европейского космического агентства учёные установили, что вулканический шлейф содержал необычно высокие концентрации формальдегида – короткоживущего промежуточного соединения, которое образуется при распаде метана. Формальдегид существует всего несколько часов, прежде чем разложиться на углекислый газ и воду, но в шлейфе он сохранялся в высоких концентрациях более недели. Это указывало на непрерывное разрушение метана.
Предыдущие исследования показали, что когда пыль из Сахары переносится ветром над Атлантическим океаном, она смешивается с морскими брызгами и образует аэрозоли солей железа. При взаимодействии солнечного света с этими частицами высвобождаются атомы хлора, ускоряющие разложение метана.
Учёные полагают, что аналогичный механизм сработал и внутри вулканического облака – морская вода, поднятая в атмосферу извержением, смешалась с пеплом, и эта смесь под воздействием солнечного света породила высокореактивные атомы хлора.
Полученные данные дают дополнительные доказательства того, что этот механизм можно использовать для снижения концентрации метана в атмосфере – если инженеры найдут безопасный, эффективный и экономически оправданный способ его воспроизвести.
Уже предложены некоторые стратегии: строительство реакторов, которые извлекают метан из воздуха и пропускают его через насыщенный хлором рассол, или контролируемый распыл атомов хлора непосредственно в атмосферу, хотя последний вариант может иметь непредвиденные экологические последствия.
Одна из ключевых проблем в разработке подобных технологий – точное измерение количества удалённого метана.
Исследователи надеются, что их результаты вдохновят больше инженеров использовать атомы хлора в качестве агента для удаления метана и подтверждать эффективность своих подходов с помощью спутниковой спектроскопии.
В январе 2025 года в Калифорнии произошел разрушительный лесной пожар, в результате которого были повреждены тысячи зданий
Последний отчет Всемирной метеорологической организации подтверждает тревожную тенденцию: период с 2015 по 2025 год официально признан самым теплым за все время наблюдений. Несмотря на небольшие годовые колебания, общая динамика указывает на необратимые изменения биосферы, рекордный уровень концентрации углекислого газа и стремительное сокращение ледяного покрова в полярных регионах планеты.
Теплеющий океан. Часто мы судим о потеплении по температуре воздуха, но это лишь самый очевидный момент. Океан обладает колоссальной теплоемкостью, и он работает как гигантский накопитель тепла. То, что 91% избыточной энергии поглощается водой, означает скрытый и инерционный характер процесса. Даже если завтра мы полностью прекратим выбросы, накопленное в океанах тепло будет влиять на климат и уровень моря еще столетиями, вызывая расширение воды и таяние шельфовых ледников.
Согласно отчету Всемирной метеорологической организации «Состояние глобального климата 2025», человечество вышло на опасное температурное плато. Прошлый год вошел в тройку самых жарких, уступив лишь абсолютному рекорду 2024 года. Ученые фиксируют не только рост приземных температур, но и беспрецедентный нагрев океана, а также минимальные показатели площади морского льда в Арктике и Антарктике с 1979 года.
Исследователи подчеркивают, что скорость происходящих перемен не оставляет сомнений в их природе. Как отмечает климатолог Сара Перкинс-Кирпатрик из Австралийского национального университета: «Мы, похоже, вступаем в новую эру, где температуры будут значительно выше, чем те, что были десять лет назад».
Высыхают озера и реки. Шри-Ланка.
Последние три года продемонстрировали такие масштабные сдвиги, которые могут быть только результатом глобального изменения климата, вызванного антропогенным воздействием. Накопление парниковых газов — углекислого газа, метана и оксида азота — достигло пиковых значений за последние два миллиона лет, что выводит систему за пределы естественной изменчивости.
Энергетический дисбаланс планеты
Важным нововведением отчета стало включение показателя энергетического дисбаланса Земли (EEI). Этот параметр точнее отражает суть происходящего, чем привычные замеры температуры воздуха. EEI представляет собой разницу между энергией, которую планета получает от Солнца, и той, что излучается обратно в космос.
Таяние Антарктиды ускоряется.
Из-за плотного слоя парниковых газов излишки тепла остаются в земной системе. В 2025 году этот дисбаланс достиг максимума за всю историю наблюдений с 1960 года. Специалисты считают, что атмосфера поглощает лишь около 1% избыточного тепла, в то время как более 91% уходит в мировой океан. Это делает показатель EEI гораздо более надежным индикатором долгосрочного потепления, так как он менее подвержен краткосрочным искажениям от извержений вулканов или климатических циклов вроде Ла-Нинья.
Помимо экологических последствий, жара провоцирует гуманитарные кризисы: изменение режима осадков создало идеальные условия для размножения комаров, что сделало лихорадку денге самой быстрорастущей вирусной угрозой в мире.
Последствия урагана «Мелисса» в Блэк-Ривер, Ямайка, 30 октября 2025 года. Новое исследование показывает, что темпы глобального потепления ускоряются, и каждая доля градуса приводит к новым катастрофам
Специалисты Потсдамского института изучения климата проанализировали пять крупнейших наборов температурных данных, чтобы подтвердить факт резкого ускорения нагрева планеты. Исследование показало, что за последние десять лет темпы потепления выросли на 75% по сравнению с периодом с 1970 по 2015 год, что ставит под угрозу выживание экосистем.
Почему так надеялись на Эль-Ниньо. Эль-Ниньо — это природный феномен, при котором поверхностные воды в экваториальной части Тихого океана становятся аномально теплыми, выбрасывая колоссальное количество энергии в атмосферу. Ученые надеялись, что рекордная жара последних лет вызвана именно этим временным «перегревом», а не фундаментальным сдвигом в климате. Если бы было виновато Эль-Ниньо, то после его завершения наступила бы фаза охлаждения (Ла-Нинья), и температуры стабилизировались бы. Но данные показывают, что планета продолжает бить рекорды несмотря на океанические циклы, что подтверждает ускорение самого процесса потепления.
Вопрос о том, ускоряется ли глобальное потепление является предметом обсуждения научным сообществом. Новая работа, опубликованная в журнале Environment: Science and Policy for Sustainable Development, утверждает: темпы глобального потепления значительно ускорились за последние десять лет.
Это означает, что человечество может преодолеть критические температурные пределы гораздо раньше, чем прогнозировалось. 2024 год стал самым жарким за всю историю наблюдений, завершив собой рекордно теплое десятилетие. Последствия этого избыточного тепла очевидны: по всему миру прокатились разрушительные волны жары, ураганы, лесные пожары и наводнения, вызванные климатическими изменениями. Сложность оценки долгосрочного тренда заключалась в «шуме» — естественных колебаниях климата, таких как извержения вулканов, солнечные циклы и явление Эль-Ниньо, которые могут временно маскировать реальную динамику.
Свет пожарного вертолета освещает тлеющий склон холма, пока пожар в Палисейдс распространяется вблизи района Мандевилл-Каньон и Энсино, Калифорния, 11 января 2025 года.
Авторы применили тщательный статистический анализ, чтобы отфильтровать кратковременные природные факторы. Выяснилось, что если с 1970 по 2015 год Земля нагревалась примерно на 0,2 градуса Цельсия за десятилетие, то в период с 2015 по 2025 год этот показатель подскочил до 0,35 градуса. Это самый высокий темп роста с начала ведения записей в 1880 году.
Стефан Рамшторф, соавтор работы и руководитель отдела анализа земной системы, отмечает серьезность ситуации: «Мы считаем, что первыми показали статистически значимое ускорение». Ранее подобные опасения высказывались другими климатологами, но именно новое исследование подтвердило гипотезу цифрами.
Угроза горячего будущего
Темпы глобального потепления при разных системах подсчетов и прогнозов показывают одно и то же: потепление ускоряется.
Научные прогнозы предполагали, что международно согласованный предел потепления в 1,5 градуса Цельсия будет достигнут в 2030-х годах. Но при сохранении выявленной динамики мир переступит эту черту еще до 2030 года. За этим порогом воздействие климатических изменений начнет превышать способность людей и природных систем к адаптации.
Несмотря на научный консенсус, в мире наблюдается обратная реакция против активных климатических мер. Особенно это заметно в политической среде, где очевидные доказательства надвигающейся катастрофы иногда игнорируются. Исследователи подчеркивают, что планета продолжит нагреваться до тех пор, пока выбросы углерода не достигнут нуля, и текущее ускорение лишь сокращает время, оставшееся у человечества на принятие решительных мер по спасению привычного климата.
Глобальные выбросы парниковых газов в 2025 году вновь обновят рекорд, однако ученые фиксируют признаки приближения к долгожданному пику. Некоторые исследователи полагают, что выбросы углекислого газа уже начали снижаться, а общие выбросы всех парниковых газов могут пойти на спад к концу десятилетия.
Парижское соглашение 2015 года поставило целью удержать глобальное потепление в пределах 1,5°C выше доиндустриального уровня. Но этот порог, скорее всего, будет превышен уже в следующем десятилетии. Чтобы остановить потепление нужно не только прекращение выбросов, но и активное удаление CO₂ из атмосферы для охлаждения планеты.
Выбросы от сжигания ископаемого топлива и производства цемента в этом году вырастут на 1,1% и достигнут 38,1 миллиарда тонн CO₂, сообщает Global Carbon Project — международный консорциум исследователей. При этом общие выбросы углерода могут немного снизиться, если учесть прогнозируемое сокращение вырубки лесов, однако говорить о снижении зависимости от ископаемого топлива пока рано.
Когда эмиссия углекислого газа достигнет пика.Nature
«Мы должны не только перекрыть шланг, нам еще нужно увеличить слив и научиться плавать», — отмечает Билл Хэр, физик и руководитель берлинской консалтинговой организации Climate Analytics. Сейчас выбросы парниковых газов на 10% выше, чем десять лет назад, когда было подписано Парижское соглашение, и далеки от уровня, необходимого для ограничения потепления до 1,5°C.
Какие регионы выбрасывают максимальное количество парниковых газов.Nature
Перелом происходит в Китае
Основным драйвером роста выбросов последние два десятилетия был Китай, на долю которого приходится почти треть мировых выбросов. Главная причина — огромный парк угольных электростанций страны. Но появляются признаки перемен: Китай лидирует в секторе чистой энергетики, активно развивает электротранспорт, ветровую и солнечную энергетику.
Китай лидирует в мире по внедрению чистой энергии, в том числе солнечной.AFP/Getty
Некоторые эксперты утверждают, что выбросы Китая уже достигли пика. Данные Carbon Monitor показывают, что выбросы углерода в стране могут снизиться на 1,2% в этом году. Но главный фактор снижения выбросов не переход на чистую энергию, коллапс рынка недвижимости, приведший к падению спроса на цемент и сталь.
Печальная правда
Достижение пика — лишь первый шаг. Для выполнения целей Парижского соглашения необходимо к середине века добиться нулевых выбросов, то есть количество парниковых газов, которое человечество выбрасывает в атмосферу, должно быть равно количеству, которое удаляется из нее.
Ученые исследуют методы удаления CO₂ из атмосферы, от посадки деревьев до промышленных систем прямого улавливания углерода, но это либо только временные меры, либо их масштабирование затруднено. На данный момент нет ни одного метода промышленного удаления CO₂, который был бы одновременно эффективным в глобальном масштабе и экономически приемлемым.
Печальная правда состоит в том, что до сих пор большинство значительных снижений глобальных выбросов происходило во время кризисов — финансовый кризис 2008-2009, пандемия COVID-19. Устойчивое снижение выбросов при растущей экономике — это то, чего человечество в глобальном масштабе еще не достигло.
Самолеты сжигают топливо и выбрасывают в атмосферу углекислый газ, который накапливается и нагревает планету. И это воздействие можно измерить. Однако от летательных аппаратов также остаются инверсионные следы — белые полосы на небе. Ученые выяснили, что они наносят больше вреда Земле, чем считалось.
Инверсионные следы — это не просто пар, а особые искусственные облака из ледяных кристалликов. Они могут сохраняться часами и, подобно обычным облакам, влиять на температуру планеты.
Ученые из Лейпцигского университета обнаружили, что существует огромное количество скрытых инверсионных следов, влияющих на температуру Земли, о которых раньше никто не знал. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Специалисты объединили три источника информации: точные данные о полетах, спутниковые наблюдения (сканы атмосферы с измерением высоты и толщины перистых облаков) и климатические модели. Ученых интересовали моменты, когда траектория самолета пересекалась с линией измерения спутника. И уже в этих точках они смотрели, изменилась ли структура облака сразу после пролета лайнера.
Проанализировав около 40 000 таких случаев, исследователи получили статистически подтвержденные результаты. Оказалось, что инверсионные следы, образовавшиеся внутри облаков, вносят дополнительные 10% потепления к тому эффекту, которые создают обычные, видимые следы.
Кроме того, ученые разрушили миф о «зеленых» маршрутах через облака. Ранее была популярна идея: чтобы уменьшить вред, нужно специально прокладывать путь через перистые облака. Якобы так самолет будет улучшать их, делая более отражающими и тем самым охлаждая планету.
Однако исследователи полностью опровергают эту идею. Они не нашли никаких доказательств, что скрытые следы охлаждают планету. Скорее, наоборот, они ее греют.
Международная команда ученых из Даремского и Генуэзского университетов обнаружила под ледяным панцирем Восточной Антарктиды масштабное геологическое образование, скрытое под более чем тремя километрами льда.
Новая структура получила название "Веерообразная провинция бассейнов Восточной Антарктиды". Оказалось, что такие известные подледные образования, как бассейны Уилкса и Авроры, а также впадина под озером Восток, не изолированы друг от друга. Все они части единого тектонического пазла колоссального масштаба.
Структура сформировалась в результате так называемого распределенного вращательного растяжения земной коры. Ученые объясняют этот процесс через простую аналогию с человеческой рукой – основание большого пальца остается неподвижным, а остальные пальцы расходятся веером. Именно по такому принципу растягивалась кора, а в образующихся зазорах формировались огромные треугольные впадины.
Появление провинции связывают с древними тектоническими процессами во время распада суперконтинента Гондвана. Не исключено, что этот же геологический сдвиг сыграл роль в последующем отделении Антарктиды от Австралии.
Чтобы воссоздать картину скрытого каменного рельефа, исследователям пришлось объединить данные гравиметрии, магнитных полей, сейсмологии и топографии. Дополнительно было смоделировано, как высоко поднялась бы земная поверхность без ледяной нагрузки. По расчетам, в ряде мест материк мог бы "вырасти" почти на километр.
Практическое значение открытия выходит далеко за рамки геологии. Скрытый рельеф напрямую управляет тем, как движется крупнейший ледяной щит планеты и как распределяются потоки подледных вод. Точное знание расположения этих бассейнов позволит климатологам значительно точнее прогнозировать устойчивость уязвимых регионов Антарктиды в условиях глобального потепления.
Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) выпустило предупреждение о приближающемся климатическом явлении Эль-Ниньо, которое в этом году обещает стать одним из самых разрушительных в современной истории.
Учёные предупреждают о волне прибрежных наводнений вдоль Западного и Восточного побережий США.
Исследователь Уилльям Свит сообщил в официальном заявлении:
Первый удар – это десятилетия повышения уровня моря, из-за которого вода во многих прибрежных населённых пунктах уже подступает к краю. А теперь, со вторым ударом в виде сильного Эль-Ниньо, прибрежные сообщества столкнутся с более частыми, глубокими и масштабными наводнениями во время приливов на обоих побережьях.
Эль-Ниньо представляет собой часть циклического климатического явления, вызванного изменением направления ветров и температуры поверхности океана. В тёплой фазе пассаты вдоль экватора ослабевают и смещаются вверх, прогревая северные океаны.
В холодной фазе, известной как Ла-Нинья, происходит обратный процесс – пассаты усиливаются, охлаждают Тихий океан у западного побережья Америки и гонят тёплые воды в сторону Азии.
Цикл переключается между фазами каждые 2–7 лет по нерегулярному графику и приносит разрушения разной степени.
Нынешний год, по прогнозам, грозит стать исторически катастрофическим. По расчётам учёных, Эль-Ниньо повысит температуру поверхности воды в восточной тропической части Тихого океана на 5,4 градуса по Фаренгейту (около 3 градусов по Цельсию).
Эксперты отмечают, что аналогичный сдвиг произошёл в 1877–1878 годах – тогда был зафиксирован сильнейший Эль-Ниньо в истории наблюдений, который привёл к глобальному голоду и гибели более 50 миллионов человек по всему миру.
Современные продовольственные цепочки поставок значительно надёжнее, чем 150 лет назад, однако сами цифры дают представление о том, насколько разрушительной может оказаться разница всего в несколько градусов температуры океана.
В августе 2012 года физики Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) разогрели материю до невообразимых 5,5 триллиона градусов — это высочайшая температура, когда-либо достигнутая в лабораторных условиях.
Для сравнения: температура в центре нашего Солнца — "всего" 15 миллионов градусов. Ученым удалось превзойти этот показатель почти в 367 000 раз.
Как это сделали
Рекордная температура была достигнута в Большом адронном коллайдере (БАК) — крупнейшем ускорителе частиц в мире, расположенном на границе Швейцарии и Франции. БАК представляет собой кольцевой туннель длиной 27 километров, проложенный на глубине 100 метров под землей.
В рамках эксперимента 2012 года физики разгоняли ядра свинца до скорости, близкой к скорости света, после чего сталкивали их "лоб в лоб". В результате на мгновение возникали условия, которые, согласно теоретическим моделям, существовали во Вселенной через несколько микросекунд после Большого взрыва.
В ходе таких манипуляций материя переходит в особое состояние — кварк-глюонную плазму. Это не твердое тело, не жидкость, не газ. Это состояние, в котором протоны и нейтроны распадаются на составляющие их кварки и глюоны, свободно движущиеся в мегагорячей "супе".
В обычных условиях кварки заперты внутри протонов и нейтронов из-за сильного взаимодействия — одной из фундаментальных сил природы. Но при экстремальных температурах это взаимодействие ослабевает, и кварки освобождаются.
Зачем это нужно
На фоне этого достижения меркнет не только Солнце, но и самые массивные звезды, недра которых разогреваются до трех миллиардов градусов, а также ядра звезд во время вспышки сверхновой, температура которых подскакивает до 100 миллиардов градусов. Температура, достигнутая на БАК, — это не просто рекорд, а возможность изучать процессы, которые ни при каких других условиях нельзя наблюдать в нашей Вселенной.
Цель экспериментов в БАК — понять, как устроена материя на фундаментальном уровне и как родилась Вселенная.
Сразу после Большого взрыва (примерно 13,8 миллиарда лет назад) Вселенная была невероятно горячей и плотной. В первые микросекунды она представляла собой кварк-глюонную плазму. Затем, по мере расширения и остывания, кварки объединились в протоны и нейтроны, из которых позже сформировались атомы.
Воссоздавая условия ранней Вселенной в лаборатории, физики изучают поведение кварк-глюонной плазмы, взаимодействие кварков и глюонов при экстремальных температурах, переходы материи из одного состояния в другое. Это позволяет уточнять наши теоретические модели и проверять всевозможные гипотезы.
Сегодня одна из главных нерешенных загадок космологии — почему материя победила антиматерию. После зарождения Вселенной их должно было быть поровну, но сейчас антиматерии практически нет. Эксперименты такого рода приближают нас к ответу.
Мгновение на наблюдения
Рекордная температура существует ничтожно короткое время — порядка 10⁻²³ секунды. Это время, за которое свет проходит расстояние меньше диаметра протона.
Затем кварк-глюонная плазма остывает и обратно "собирается" в обычные частицы — протоны, нейтроны, мезоны. Этот удивительный процесс называется адронизацией. Детекторы БАК фиксируют следы этих частиц, и по ним физики буквально реконструируют события, происходившие в момент столкновения.
Энергия, выделяемая в ходе одного такого столкновения, ничтожна — примерно как энергия летящего комара. Но эта энергия сосредоточена в объеме размером с атомное ядро (10⁻¹⁵ метра), тогда как комар состоит из пяти квинтиллионов атомов. Именно поэтому температура достигает столь запредельных значений.
Почему это безопасно
Казалось бы, температура в триллионы градусов должна испепелить все вокруг. Но этого не происходит по двум причинам:
Во-первых, количество материи ничтожно. Столкновение происходит между парой атомных ядер — это несколько сотен протонов и нейтронов. Их общая масса — 10⁻²⁴ грамма. Да, энергия столкновения огромна, но ее носитель — микроскопический.
Во-вторых, время существования кварк-глюонной плазмы составляет 10⁻²³ секунды, так что она просто не успевает передать тепло окружающим материалам.
Предшественник рекорда и планы
До БАК температурные рекорды принадлежали Релятивистскому коллайдеру тяжелых ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории, США. В 2005 году там впервые получили кварк-глюонную плазму при температуре около четырех триллионов градусов.
Именно тогда ученые впервые доказали, что кварк-глюонную плазму можно создать в лабораторных условиях. Но БАК, работающий на более высоких энергиях, превзошел этот результат.
Но физики не собираются останавливаться на достигнутом. ЦЕРН развернул масштабную программу High-Luminosity LHC по модернизации Большого адронного коллайдера, которая должна завершиться к концу 2020-х годов. Цель — увеличить количество столкновений в пять-десять раз. Это позволит не только достигать более высоких температур, но и собирать больше данных, которые пока ускользают от детекторов.
Кроме того, ЦЕРН работает над концепцией Future Circular Collider, предусматривающей строительство 100-километрового ускорителя. Когда его введут в эксплуатацию (по плану к 2040-м годам), энергия столкновений вырастет в семь-десять раз. Это означает, что появится возможность достигать температуры в десятки триллионов градусов, а значит еще сильнее приблизиться к условиям самых первых мгновений Большого взрыва.
Китай также планирует построить свой гигантский ускоритель CEPC-SPPC — сначала для электронов и позитронов, затем для протонов. К возведению приступят в 2030 году, а сбор данных начнут в 2040 году. Поднебесная не скрывает амбиций обогнать ЦЕРН и достичь энергий, недоступных БАК.
В мире также разрабатываются концепции плазменных и лазерных ускорителей, которые позволят достигать сопоставимых энергий без необходимости строить многокилометровые установки.
Есть ли предел?
Теоретически существует планковская температура — 1,4 × 10³² K. Это абсолютный предел, при достижении которого современная физика просто "перестает работать". На этом рубеже гравитация становится* сравнимой с другими фундаментальными силами, пространство-время начинает "кипеть" квантовыми флуктуациями.
*Считается, что при достижении планковской температуры интенсивности всех четырех взаимодействий (ядерное, электромагнитное, слабое и гравитационное) выравниваются. Они становятся неразличимы и, предположительно, сливаются в одну единую силу.
Планковская температура существовала только в первое мгновение Большого взрыва — 10⁻⁴³ секунды после него. С тех пор ничто во Вселенной не достигало таких значений.
Учитывая действующий рекорд, до планковской температуры нам еще очень далеко — разница как между атомом и галактикой. Однако достичь ее в лабораторных условиях невозможно: чтобы разогреть хотя бы микроскопический объем материи до этого предела, потребовалась бы энергия, превышающая энергию всех звезд в наблюдаемой Вселенной.
Исследователи из Университета штата Аризона провели первое в своём роде полевое измерение теплового воздействия дата-центров на окружающие районы. Эксперимент проходил в Финиксе, самом жарком мегаполисе США, с июня по октябрь 2025 года. Полученные данные указывают на серьёзную, но прежде игнорируемую угрозу для городского климата.
Группа учёных установила датчики температуры на автомобили, которые курсировали вокруг четырёх дата-центров, мощностью от 36 до 169 мегаватт. Одновременные замеры с наветренной и подветренной сторон позволили зафиксировать реальный эффект в режиме реального времени, а не реконструировать его по спутниковым снимкам, как делалось ранее.
Результаты оказались весомыми: температура воздуха с подветренной стороны в среднем была на 0,7–0,9 градуса Цельсия выше, чем с наветренной, а пиковые значения достигали 2,2 градуса. Тепловой шлейф прослеживался на расстоянии до 500 метров от периметра объектов, то есть охватывал около пяти городских кварталов.
Масштаб проблемы становится понятнее, если учесть, что один крупный дата-центр выделяет столько же тепла, сколько 40 000 жилых домов. Воздушно-охлаждаемые конденсаторные установки выбрасывают воздух, нагретый на 8–14 градусов выше окружающего, формируя стойкие тепловые потоки над соседними кварталами.
Они представляют собой настолько концентрированный источник потребления электроэнергии и, соответственно, выделения тепла, что мы всерьёз обеспокоились их воздействием на местные и прилегающие районы.
Даже у незначительного на первый взгляд прироста температуры есть ощутимые последствия. Повышение всего на один градус провоцирует массовое включение кондиционеров в окрестных домах, а те, в свою очередь, сбрасывают ещё больше тепла на улицу. В условиях и без того экстремальной жары это создаёт самоподдерживающийся цикл теплового загрязнения, особенно опасный для здоровья жителей.
Исследователи планируют расширить сбор данных на большее число погодных условий и временных периодов, чтобы построить детальную атмосферную модель. На её основе предполагается разработать практические решения: изменения в конструкции систем охлаждения, создание зелёных буферных зон и введение требований по тепловому следу в процедуры выдачи разрешений на строительство дата-центров.
Мощности американских дата-центров, по прогнозам, удвоятся к 2030 году, так что решать проблему необходимо уже сейчас.
Прямо сейчас новостные заголовки пестрят фактами о несвойственном поведении разных зверей. А всё из-за аномально теплой зимы. Декабрь-январь были почти такими же тёплыми, каким бывает апрель. Снега мало, с заморозками погода сильно не баловалась. Как это повлияло на животных? Давайте разбираться.
Многие звери пробудились ото сна раньше обычного. Погода устаканилась стабильная — чтобы живность поняла, что пришла весна, достаточно двух недель. Вот лесные обитатели и порешали: чего время зря терять? Доброе утро!
И одними из первых активизировались клещи. Кровопийцам многого не надо — некоторые так вообще в спячку не впадают — всю зиму отогреваются возле теплотрасс. Но сейчас членистоногие массово повыползали из-под листвы, прошлогодней травы и прочих укромных местечек в поиске покушать. Даже если февраль обрадует нас заморозками, многие клещи уже успеют напиться чьей-нибудь кровушки и оставить потомство. Поэтому будьте бдительны при вылазках на природу и не ждите весны: обработайте своих собак от эктопаразитов уже сейчас.
Также свой график сдвинула вся мелкая и не очень живность. В городе и парках можно заметить большое количество белок, иногда ежей, мышей и кто ещё там людей не сильно боится. Зимнее времяпрепровождение этих зверушек нельзя назвать полноценной спячкой, это скорее «зимний сон»: температура тела сильно не снижается, обменные процессы не выключаются, а просто несколько замедляются. Так что шерстяные могут «проснуться» в любой момент.
Порой они просыпаются по несколько раз за зиму, но затем снова уходят в свои берлоги, это примерно, как вы встаёте водички попить. Сейчас же, когда на улице тепло, обратно спать ложиться звери не торопятся, даже несмотря на то, что на дворе, вообще-то, середина зимы. Что с ними будет?
Если погода и дальше будет стоять тёплая, то никаких серьёзных последствий. Вместе с животными проснётся и остальная природа, так что голодать они не будут. К тому же, многие животные устраивают кладовые на черный день. Одна белочка может запасти до 12 кг орехов!
Ну а если грянут морозы, то вся живность ляжет спать дальше. В зоне риска старые и больные звери, для которых недостаток еды может быть критичным. Но давайте честно, такие особи всегда в зоне риска, независимо от аномалий погоды. Чтобы их поддержать, вы можете пополнять едой специальные кормушки — тогда точно обойдётся без последствий.
Живность покрупнее тоже активизировалась: просыпаются енотовидные собаки, барсуки, медведи. Даже если их не разбудило тепло, то обязательно разбудит вода: зверей, залегших зимовать в низинах, затопит. С этими ребятами немного сложнее, ведь белке прокормиться куда легче, чем Потапычу. Из-за этого есть риск встретиться с голодным и злым мишенькой — как в лесу, так и около.
Из-за нехватки еды звери выходят к людям — в поисках лёгкой добычи: мусорных баков, подачек или бродячих животных. Так что будьте бдительны и помните, медведь вам не белочка, не стоит даже пытаться подкормить этого зверя. Можно и самому стать закуской!
В таких ситуациях самое лучшее решение — игнор. Животные, привыкшие выходить на трассу за едой, подвергаются опасности попасть под колеса и сами становятся угрозой. Если мишка не будет получать достаточно пищи, за еду он может принять человека.
А птиц тепло подталкивает на любовь! Некоторые виды уже и брачный сезон начали. Воробушки, синички и прочая мелочь, что откладывает по 2-3 кладки за сезон всегда торопится пораньше отложить яйца и вывести птенцов. Это отчасти такая стратегия выживания всего вида. Особенно спешат городские жители, ведь еду тут можно найти круглый год. Вы можете помочь пернатым родителям, повесив кормушки для птиц или установкой скворечников.
Не стоит поддаваться панике и переживать за эту аномально тёплую зиму. Такое иногда случается. Вот, например, в 2019 тоже была достаточно тёплая погода. И ничего, не вымерли белки-ёжики, да и клещей не убавилось. Природа имеет достаточно механизмов саморегуляции, и животный мир не вымрет, если вдруг в январе пойдёт ливень.
Исследователи из Хьюстонского университета достигли сверхпроводимости при нормальном атмосферном давлении и температуре перехода 151 К (–122°C). Это новый рекорд для сверхпроводимости при обычном давлении, и добиться его удалось благодаря технике закалки давлением – того же метода, который используется для создания искусственных алмазов. Впрочем, до заветной цели – сверхпроводимости при комнатной температуре – остаётся ещё около 140 градусов.
Сверхпроводимость – состояние, при котором материал полностью теряет электрическое сопротивление и отталкивает магнитные поля. Достичь этого состояния можно при очень низких температурах и/или экстремально высоком давлении, но для практического применения необходимо научиться получать его в обычных "комнатных" условиях.
Главная сложность в том, что сверхпроводимость опирается на хрупкие электронные пары, которые разрушаются при повышении температуры.
Высокое давление способно усилить взаимодействие между электронами, сжимая материал и изменяя его электронную структуру, что повышает критическую температуру (Tc) – порог, при котором сопротивление исчезает.
Однако улучшенные свойства обычно существуют только под экстремальным давлением, и при его снятии материал возвращается в обычное состояние, теряя сверхпроводимость.
Команда Хьюстонского университета под руководством Чин-Ву Чу и Лянцзы Дэн работала с купратным сверхпроводником на основе ртути, известным как Hg1223. Этот материал известен высокими температурами перехода – ещё в 1993 году он достиг сверхпроводимости при 133 К (–140°C) в условиях нормального давления, и этот рекорд держался более 30 лет. Новое исследование подняло планку на 18 К.
Ключевую роль в прорыве сыграла техника закалки давлением. Сначала материал подвергается интенсивному давлению для улучшения электронных свойств и повышения Tc. Затем, пока давление сохраняется, образец охлаждается до определённой температуры, после чего давление резко снимается.
Такая последовательность действий позволяет "зафиксировать" состояние материала, достигнутое под давлением, и сохранить улучшенные сверхпроводящие свойства уже при нормальных условиях.
Сама по себе сверхпроводимость, достигаемая с помощью давления – хорошо изученное явление. Однако сохранение этих свойств после снятия давления до сих пор оставалось серьёзной проблемой, что делает нынешнюю демонстрацию особенно значимой.
Дополнительное преимущество работы при нормальном давлении – упрощение экспериментов. Материалы, стабильные в обычных условиях, можно исследовать с помощью широко доступного лабораторного оборудования, что ускоряет как фундаментальные исследования, так и прикладные разработки.
Сверхпроводники потенциально применимы в самых разных областях – от энергетики и медицины до высокопроизводительной электроники.
Среди перспективных направлений – термоядерные энергетические установки, магнитно-резонансная томография и другие системы, которые выиграют от работы с нулевым сопротивлением, но не могут использовать экстремальные методы охлаждения вроде жидкого азота.
Известный палеонтолог Кирилл Еськов в своих лекциях часто вспоминает школьную задачку о бассейне и двух трубах. Через одну вода поступает, через другую — уходит. В нашем случае роль бассейна играет Земля, а роль воды — тепло. Земля непрерывно получает тепло в виде солнечного излучения и так же непрерывно его теряет. И будет ли она нагреваться или остывать, целиком зависит от того, какой из процессов происходит быстрее.
Со входной трубой всё очевидно: главный источник тепловой энергии для Земли — солнечный свет. Часть его рассеивается в атмосфере (например, облаками), часть отражается от поверхности, а оставшиеся примерно 70% поглощаются и способствуют нагреву поверхности.
Но куда это тепло потом уходит? Как вообще физики представляют себе этот процесс? Когда какое-то тело остывает, оно теряет тепловую энергию. Однако энергия не может просто исчезнуть. Она либо передаётся другим телам, либо рассеивается в виде излучения. Третьего не дано.
Например, когда чашка чая остывает в земных условиях, избыток тепла передаётся тем телам, с которыми она соприкасается. В первую очередь это воздух, движение которого ускоряет процесс обмена теплом. Но в космосе воздуха нет, и избыток тепла передать нечему. Остаётся второй путь — излучение.
Замечание. Можно возразить, что Земля окружена атмосферой. Но атмосфера — тоже часть планеты. Это как переложить деньги из одного кармана в другой. Теплота может переходить от Земли к воздуху и обратно, но суммарное количество тепловой энергии планеты при этом не изменится ни на йоту.
Поэтому излучение — единственная выходная труба. Та самая отдушина, которая не даёт Земле перегреться. Только от её пропускной способности зависит, будет ли Земля нагреваться или остывать.
Два окошка
Любое нагретое тело излучает. Солнце и другие звезды светят только потому, что их поверхность раскалена до тысяч градусов. Самые горячие звёзды имеют голубой оттенок, самые холодные — красный. Земля холоднее любых звёзд, поэтому она светит в диапазоне, невидимом для человеческого глаза.
Это может показаться странным, но атмосфера Земли не пропускает большинство видов излучения. Если бы наш диапазон восприятия света был другим, небо казалось бы нам чёрным вне зависимости от времени суток. Есть лишь несколько диапазонов, для которых атмосфера относительно прозрачна. Их называют «окнами прозрачности».
Одно из таких окон соответствует видимому излучению, испускаемому Солнцем (на рисунке выше — слева). Излучение без труда проходит через атмосферу, и это окно служит той самой «трубой», по которой подаётся энергия. Второе окно (на рисунке — справа) соответствует излучению, которое планета испускает.
Второе окно гораздо более узкое. Оно пропускает лишь малую часть спектра излучения планеты. То, что справа, поглощается углекислым газом, слева — в основном водяными парами (H2O), а посередине — озоном.
Сужая то окно, через которое тепло покидает планету, эти газы (их называют парниковыми) существенно замедляют остывание. Без них средняя температура по планете была бы на 18 градусов ниже нуля. Но парниковые газы «выигрывают» дополнительные 33 градуса, делая условия на Земле более комфортными для обитания.
При чём здесь человек?
Как говорилось выше, углекислый газ, или CO2 — один из основных парниковых газов. Каждая третья молекула CO2 в атмосфере появилась из-за сжигания человеком промышленного топлива.
Посмотрим на график изменения содержания CO2 за последние полмиллиона лет:
Видно, что с начала промышленной революции концентрация CO2 стремительно растёт, и ничего подобного не было в обозримом прошлом. Вернёмся ещё раз к метафоре двух кранов.
Способствуя росту количества парниковых газов в атмосфере, мы как бы закрываем единственный кран, по которому вода может уходить из бассейна, тогда как скорость работы верхнего крана почти не меняется. В результате баланс нарушается, и уровень воды в бассейне начинает потихоньку расти.
Где копится тепло?
В чём же проявляется нагрев Земли? Где копится тот избыток тепла, из-за которого бьют тревогу 97% климатологов? Атмосфера и суша плохо годятся на эту роль. Воздух слишком разрежен и не способен накопить большое количество тепловой энергии. Температура суши существенно меняется только у самой её поверхности. Скорость передачи тепла в породе чрезвычайно низка, и уже на глубине одного-двух метров колебания температуры перестают быть заметными.
Иное дело вода. Она прозрачна, и солнечный свет проходит вглубь на десятки метров, равномерно прогревая её по всему объёму, а не только у поверхности. К тому же вода находится в постоянном движении, ускоряя обмен энергией между глубинами.
Как видно из графика (источник), в мировом океане накапливается на порядок больше энергии, чем на суше, атмосфере и ледяных шапках вместе взятых! Именно океан является главным резервуаром тепла, способным аккумулировать колоссальные объёмы энергии. Из-за этого его средняя температура увеличивается, и он расширяется. Это одна из главных причин повышения уровня моря по всей планете.
Тем самым океан выступает в роли гигантского градусника, столбик жидкости в котором даёт представление о температуре всей планеты. И это одно из самых наглядных подтверждений глобального изменения климата.
Летом этого года в Канаде сотни рыб пережили жару в искусственных потоках холодной воды. Такая технология может помочь защитить холодноводные виды рыб от повышения температуры воды, вызванной изменения климата.
Рыбы испытывают стресс и даже могут погибнуть, если температура воды становится слишком высокой. Лососи и другие холодноводные виды иногда спасаются от жары, собираясь в более прохладных зонах рек. Такие места располагаются возле источников грунтовых вод или в местах впадения притоков.
Люди много сделали для сохранения и развития таких естественных убежищ, отметила Кэтрин Смит, гражданский инженер из университета Дальхаузи в Галифаксе, Новая Шотландия, Канада. Но вот про искусственное охлаждение воды пока всерьез никто не задумывался
Исследователи качают грунтовую воду в реку Райтс. Тепловизионная сьемка наглядно показывает разницу в температуре между прогретыми и непрогретыми участками.
Чтобы проверить свою идею, учёные подвели грунтовые воды из близлежащей скважины в реку Райтс в Новой Шотландии. Температура подаваемой воды была 9°C. У получившейся полосы холодной воды в реке температура была на 20°C ниже, чем в остальном потоке.
В прохладную зону стекались несколько сотен рыб разных видов и возрастов, в том числе лососи и форель. Большинство из них были молодью с еще не рассосавшимися желточными мешочками. Они держались в этой полосе на протяжении всего эксперимента. Когда температура в реке поднялась до 30°C из-за жары, в холодную воду стянулись и взрослые особи.
Также был испытан альтернативный подход: учёные отводили часть речной воды в подземный канал, проходя по которому, она охлаждалась, а затем её сбрасывали обратно в реку. Таким способом удалось добиться локального понижения температуры без задействования насосов. Температура опустилась всего на несколько градусов, однако рыбы по-прежнему предпочитали держаться в этом охлаждённом потоке на протяжение лета.
Команда Кэтрин Смит представила результаты исследования 17 октября на ежегодной конференции Геологического общества Америки.
Хотя масштаб экспериментов был небольшой, они подтвердили, что концепция работает: данный подход обещает быть эффективным, однако пока не готов к широкому применению. Предстоит выяснить, какова на самом деле потребность в прохладных зонах - сколько их в реальности требуется, чтобы они возымели заметный эффект. Инженер Джон Акерман, инженер-консультант из штата Пенсильвания, отмечает, что важно также осуществлять контроль за расходом затрачиваемой на эти мероприятия энергии. Однако предварительные результаты показывают, что такая технология может быть реально воплощена на практике. "Концепция обоснована", - подчеркивает он.
Гравитационная яма под Антарктидой – область с аномально слабой гравитацией – давно занимала умы ученых. В условиях нарастающих климатических угроз исследователи стремятся лучше понять это явление, и недавно получили важную зацепку.
Как выяснилось, изменения гравитации Антарктиды тесно связаны с серьезными климатическими и геологическими сдвигами в регионе. Историческая реконструкция гравитационной ямы, описанная в журнале Scientific Reports, показала, что аномалия изначально была слабее, но усилилась между 50 и 30 миллионами лет назад, когда континент покрылся массивными ледниками.
Впрочем, ученые пока не определили, как именно гравитационная яма может влиять на Антарктиду, особенно на фоне усугубляющихся последствий изменения климата.
Геоид – это неровная поверхность океана, форма которой определяется гравитационным влиянием Земли. Сила тяжести варьируется в разных регионах планеты, хотя эти различия настолько малы, что люди их не ощущают. Для человека изменения гравитации незаметны, но для воды даже небольшие колебания имеют значение.
Эти вариации существенно влияют на земные океаны. Вода стремится в области с более сильной гравитацией, так что уровень моря в регионах с относительно низкой гравитацией, вроде Антарктиды, обычно ниже ожидаемого.
"Низкое" здесь означает "широкую впадину в гравитационном поле Земли, вызванную дефицитом массы на глубине", – пояснили исследователи из Парижского института физики Земли.
Для реконструкции трехмерной структуры недр Земли команда использовала записи землетрясений по всему миру, а также сейсмические, геодинамические и минерально-физические данные. Модель учитывала динамику мантии, данные гравитационного поля и изменения в ротационном поведении планеты.
Представьте, что вы делаете компьютерную томографию всей Земли, но у нас нет рентгеновских лучей, как в больнице. У нас есть землетрясения. Волны от землетрясений обеспечивают "свет", который освещает недра планеты.
Затем исследователи применили схожую технику, чтобы "перемотать назад движение пород внутри Земли и проследить изменения за последние 70 миллионов лет". Симуляции показали, что изначально гравитационную яму вблизи Антарктиды создавал холодный плотный материал, погружающийся в глубокие слои мантии.
Примерно между 50 и 30 миллионами лет назад более горячая и легкая мантия начала подниматься из глубин, перераспределяя массу по континенту. Сочетание опускающейся холодной мантии и поднимающейся горячей усилило общий дефицит массы под Антарктидой.
Так как уровень моря и динамика приливов влияют на климатические паттерны, ученые считают, что лучшее понимание гравитационной ямы даст новые знания о геологической истории Антарктиды – особенно с учетом угроз, нависших над регионом сегодня.
Базовая информация о долговременных климатических циклах (ледниковые периоды). О конкретной причине флуктуаций средней температуры планеты в рамках ледникового цикла. Основные способы получения информации о климате тех лет, когда еще не велись глобальные метеонаблюдения, и даже когда не существовало человека, вплоть до 500 миллионов лет назад. Данные о средней температуре Земли за этот период. Указание на то, в какой точке цикла мы находимся сейчас. Если процесс естественный, то что странного в текущей фазе цикла увидели ученые? И в завершение традиционная мысль о том, что выровнять рост температуры до приемлемого (или даже сравнять его в плато, как было сотню лет назад) можно только общими усилиями человечества, однако в настоящий момент повесткой руководит политика и бизнес, лоббируя то, что им выгодно, а не то, что помогло бы нашим потомкам и привычной флоре и фауне более комфортно перенести пик роста средней температуры, прежде чем начнется следующая - холодная - фаза ледникового периода.
Комментарии