Вы наверняка видели в Интернете снимки ночной Земли, например, вот такие:

Скриншот из программы Google Earth, мозаика снимков сделана по данным программы NASA Earth Science

Как только делать такие снимки стало возможно, они стали очень популярны — не в последнюю очередь благодаря тому, что они просто красивы.

Но урбанисты находили в этих снимках и другой смысл — по ним стало возможно примерно оценивать плотность и численность населения во всех регионах Земли с достаточной регулярностью, а также уровень жизни — на снимках хорошо видны электрифицированные регионы (число которых за последнее время растет).

Даже праздники в разных уголках Земли можно увидеть из космоса — например, по данным NASA, интенсивность освещения в разных городах США возрастает от 20% до 50% в рождественские праздники по сравнению с остальным годом. Та же закономерность прослеживается в некоторых городах Ближнего Востока, где во время месяца Рамадан освещенность возрастает более чем на 50%.

Что же объединяет все регионы, которые выглядят из космоса как россыпь огней? Интенсивное, то есть заметное из космоса освещение обычно сопровождает города. Общее правило звучит так: «больше людей — больше света». Как раз это и называют световым загрязнением — по аналогии с загрязнением других сред жизни человека и всех живых существ. И это тоже экологическая проблема.

Что плохого в световом загрязнении

Рассеяние в нижних слоях атмосферы света от искусственных источников, которые сопровождают человека повсюду, вызывают изменения в биоритмах ночных существ, сбивают птиц с их курса миграции и мешают нам самим увидеть ночное небо. Даже городской житель догадывается, что для того, чтобы увидеть Млечный Путь или хотя бы больше, чем пару звезд, нужно выехать из города куда-нибудь в сельскую местность.

Но ведь если зависимость «население-освещенность» уже выявлена, есть ли что-то, чего мы не видим на известных снимках? Может быть, картина светового загрязнения планеты вовсе и не такова, как мы привыкли думать?

Картограф Descartes Lab Тим Уоллас задался этим вопросом раньше нас с вами и сделал простой и изящный шаг — нормализовал яркость точек на снимках на численность населения. Результаты могут быть оценены только примерно, но внезапное изменение светового ландшафта поражает.

Три карты, иллюстрирующие 1) ночную освещенность территории США, 2) распределение населения по территории США, 3) освещенность, нормализованную по населению.
Увеличенная карта: здесь просто ночная освещенность, без нормирования
Увеличенная карта: освещенность, нормированная на население

На карте Тима видно, что самые яркие точки — те, где освещенность гораздо выше в расчете на единицу населения, — находятся вовсе не в мегаполисах, а за их пределами. Воздействие на неурбанизированные территории оказывается в некоторых случаях гораздо выше, чем на города, так как в последних уже сложились свои отдельные экосистемы, обитатели которых привыкли к искусственному освещению. В сельских же местностях темнота до сих пор считалась чем-то само собой разумеющимся, в то время как новый подход анализа подталкивает в выводу, что темнота — такой же ресурс, как и остальные ресурсы планеты. Ресурс, который мы начинаем понемногу исчерпывать.

Что же заставляет светиться точки на карте, если это не города? Тим Уоллас и Джон Барентайн, член Международной Ассоциации Темного Неба (International Dark-Sky Association), выделяют три основных типа явлений, световой след от которых виден из космоса: добыча нефти и газа, склады и теплицы (не только с тюльпанами и помидорами).

Добыча нефти и газа

Сейчас США являются лидерами по добыче так называемой сланцевой нефти, технология добычи которой отличается от разработки более традиционных запасов нефти и газа. Основными регионами добычи являются формации Баккен в Северной Дакоте, а также формации Игл Форд и Пермский бассейн, расположенные в штатах Техас и Нью-Мексико.

На нормализованной карте освещенности все три нефтеносных региона выделяются яркими пятнами, а на более детальных участках можно даже рассмотреть регулярную структуру площадок добычи.

Формация Баккен в Северной Дакоте, карта Тима Уолласа.

Основными источниками света здесь являются как факелы сжигаемого попутного природного газа (излишки газа, образующиеся при добыче нефти, перерабатывать которые экономически нецелесообразно), так и освещение площадок добычи и жилых площадей работников. Измерения, проведенные между 2010 и 2013 годом в расположенном неподалеку от этого региона добычи национальном парке Теодора Рузвельта, показали, что рассеянное освещение от искусственных источников за этот период увеличилось на 500%.

После 2014 года, когда цены на нефть на мировых рынках рухнули, активное развитие добычи сланцевой нефти прекратилось, но световое воздействие не уменьшилось. В 2018 обсерватория МакДональд, университет Техаса, разработала набор рекомендаций для компаний, ведущих добычу, по уменьшению светового загрязнения, в том числе путем оптимизации мест и числа необходимых приборов внешнего освещения, а также направленного освещения площадок (минимизации освещения неба и рассеяния)

Склады

Быстрая доставка любых товаров — кажется, одна из характеристик современных США. Amazon, FedEx, UPS, DHL и многие другие — каждая из этих компаний владеет огромными площадями складских помещений, без которых доставка затягивалась бы на гораздо большие сроки. Многие из них расположены за пределами крупных городов, где дешевле владеть большими участками земли. Все они ярко освещены по ночам, так как работа там редко останавливается. Например, на карте ниже хорошо видны складские помещения в Жолиет, штат Иллинойс и Риверсайде, Калифорния — пригородах таких крупных мегаполисов, как Чикаго и Лос-Анджелес.

Штаты Иллинойс и Калифорния, карты Тима Уолласа.

Теплицы

Сам Тим Уоллас особенно выделяет одну точку на карте штат Мэн: посреди довольно темного фона светится яркая точка — это внушительные 42 акра теплиц фирмы Backyard Farm, которая специализируется на выращивании помидоров.

Комплекс теплиц в штате Мэн, карта Тима Уолласа

Исследователи отмечают, что производители тепличной продукции любят менять спектр освещения, адаптируя условия для отдельных культур. Это стало возможным с развитием LED-освещения (светодиодов). Возможно, вы видели снимки фиолетового неба, сделанные в январе этого года жителями города Сноуфлейк в штате Аризона — оказалось, что это отсветы освещения теплиц огромной плантации марихуаны неподалеку, усиленные погодными условиями — низкой облачностью и туманом.

Если же вам придется как-нибудь пролетать на Нидерландами ночью — обратите внимание на сияющие оранжевые пятна, разбросанные по территории страны. Ну, а как еще вы вырастите столько тюльпанов?

Кажется, что человечество все дальше прогоняет от себя темноту — одну из вещей, которые так пугали наших предков. Но не заходим ли мы слишком далеко?

Источники