Останній раз, коли відбулося значне уповільнення потужної мережі океанських течій, які формують клімат Північної Атлантики, це, схоже, занурило Європу в сильний холод, який тривав понад тисячоліття.
Це було близько 12 800 років тому, коли не так багато людей пережило цей період. Але в останні десятиліття антропогенне потепління може знову спричинити уповільнення течій, і вчені працюють над тим, щоб визначити, чи може відбутися ще одне значне ослаблення течій, яке вплине на погодні умови на значній території планети, і якщо так, то коли, що саме.
Минулого тижня дослідники з Данії дали сміливу відповідь: до кінця цього століття, коли може відбутися сильне ослаблення або навіть зупинка течій.
Одна з дослідниць, Сюзанна Дітлевсен, професор Копенгагенського університету, сказала в інтерв'ю, що навіть для самих дослідників стало несподіванкою, що їхній аналіз показав, наскільки близьким є можливий колапс. Кліматологи майже завжди погоджуються з тим, що циркуляція Атлантики сповільниться в цьому столітті, але немає єдиної думки щодо того, чи зупиниться вона до 2100 року.
Тому, за словами Дітлевсен, для неї та її співавтора стало несподіванкою те, що вони змогли точно визначити час колапсу. Вчені продовжать вивчати і обговорювати це питання, але Дітлевсен вважає, що нові дані є достатньою підставою для того, щоб не розглядати відключення як абстрактну і віддалену проблему. "Зараз це так", - сказав він.
Нове дослідження, опубліковане у вівторок в журналі Nature Communications, доповнює зростаючу кількість наукових робіт, що описують, як постійні викиди газів, що утримують тепло, можуть спричинити кліматичні "гарячі точки" або зміни в навколишньому середовищі, які є швидкими і які важко повернути назад.
Раптове танення арктичної вічної мерзлоти; втрата тропічних лісів Амазонки; руйнування льодовикових щитів Гренландії та Західної Антарктиди. Вчені попереджають, що коли планета потеплішає понад певний градус, ці та інші події можуть бути спровоковані дуже швидко, але при яких саме порогах це станеться, поки що здебільшого невідомо.
В Атлантиці дослідники шукають ознаки переломних змін у мережі океанічних течій, які мають небажану назву: Атлантична меридіональна перекидна циркуляція (AMOC).
Ці течії переносять теплі води з тропіків через Гольфстрім через південний схід Сполучених Штатів, а потім прямують на північ до Європи. Коли ці води віддають своє тепло в повітря далі на північ, вони стають холоднішими і щільнішими, що змушує їх занурюватися в глибини океану і відступати до екватора. Цей ефект занурення або "перекидання" дозволяє течіям передавати величезну кількість тепла по всій земній кулі, що має величезний вплив на клімат в Атлантиці та за її межами.
Однак, оскільки людина розігріває атмосферу, танення льодовикового щита Гренландії додає велику кількість прісної води до Північної Атлантики, що може змінювати баланс тепла і солоності, який підтримує перекидання течій. В останні роки частина Атлантики на південь від Гренландії помітно охолола, створивши "холодну бульбашку", яку деякі вчені розглядають як ознаку того, що система сповільнюється.
Танення крижаного щита Гренландії додає велику кількість прісної води в Північну Атлантику, що може порушити процес перекидання Lukasz Larsson Warzecha/Getty Images
Якщо циркуляція стане набагато слабшою, наслідки для клімату будуть далекосяжними, хоча вчені все ще вивчають можливі масштаби. Значна частина північної півкулі може охолонути. Узбережжя Північної Америки та Європи можуть побачити більш швидке підвищення рівня моря. Північна Європа може побачити більш бурхливі зими, в той час як Сахель в Африці і мусонні регіони Азії, ймовірно, побачать менше дощів.
Дані, отримані з осадових порід і кернів льоду, вказують на те, що в далекому минулому Атлантична циркуляція зазнавала різких зупинок і запусків. Але найсучасніші комп'ютерні моделі глобального клімату, які створили вчені, генерують широкий спектр прогнозів щодо того, як течії можуть поводитися в найближчі десятиліття, частково через те, що комбінація факторів, які їх формують, є дуже складною.
Новий аналіз Дітлевсена зосередився на простому показнику, заснованому на температурі морської поверхні, який подібний до того, що інші вчені використовували як індикатори сили Атлантичної циркуляції. Дітлевсен провів цей аналіз разом зі своїм братом Петером Дітлевсеном, кліматологом, який працює в Інституті Нільса Бора при Копенгагенському університеті. У своєму індикаторі вони використовували дані з 1870 по 2020 рік для розрахунку статистичних індексів, які прогнозують зміни в перекиданні.
"Ми не тільки бачимо зростання цих показників, - сказав Петер Дітлевсен, - але й бачимо зростання, яке узгоджується з наближенням цієї переломної точки".
Потім вони використали математичні властивості системи критичних точок для екстраполяції цих тенденцій. Це дозволило їм передбачити, що атлантична циркуляція може зруйнуватися приблизно в середині століття, хоча цілком можливо, що це може статися вже в 2025 році і навіть у 2095 році.
Їхній аналіз не включав жодних конкретних припущень щодо того, наскільки збільшаться викиди парникових газів у цьому столітті. Він лише припускав, що сили, які спричинять колапс АМОК, продовжуватимуть діяти з постійною швидкістю - по суті, концентрація вуглекислого газу продовжуватиме зростати, як це відбувалося з часів промислової революції.
В інтерв'ю кілька дослідників, які вивчають цей розворот, високо оцінили цей новий аналіз, оскільки він використовує новий метод для прогнозування того, коли ми можемо пройти переломний момент, особливо враховуючи, як важко було зробити це за допомогою комп'ютерних моделей клімату планети. Але вони висловили застереження щодо деяких його методів і зазначили, що для більш точного визначення часу необхідно провести додаткову роботу.
Сьюзан Лозьє, фізичний океанограф з Технологічного інституту Джорджії, сказала, що температура поверхні моря в Північній Атлантиці біля Гренландії не обов'язково зазнала впливу лише змін, пов'язаних з перевертанням, що робить її сумнівним опосередкованим показником для висновків про такі зміни. Лозьє посилається на дослідження, опубліковане минулого року, яке показало, що створення холодної бульбашки значною мірою можна пояснити змінами у вітрі та атмосферних явищах.
Зараз вчені використовують датчики, розвішані в Атлантиці, для безпосереднього вимірювання перекидання. Лозьє бере участь в одному з таких вимірювань. Мета полягає в тому, щоб дізнатися більше про те, що спричиняє зміни під хвилями, і покращити прогнози майбутніх змін.
Але проекти почали збирати дані не раніше 2004 року, що є недостатнім часом для того, щоб зробити тверді довгострокові висновки. "Надзвичайно складно подивитися на короткі записи про перевертання океану і сказати, що він буде робити через 30, 40 або 50 років", - сказав Лозьє.
Левке Цезар, постдокторський дослідник, який вивчає перевертання в Бременському університеті в Німеччині, висловив занепокоєння з приводу старих температурних записів, які Дітлевсени використовували для розрахунку свого індикатора. За її словами, ці записи кінця 19-го і початку 20-го століть можуть бути недостатньо надійними для використання в детальному статистичному аналізі без ретельних коригувань.
Однак, за словами Цезаря, нове дослідження є нагальним сигналом про необхідність продовження збору даних про зміну океанських течій. "Щось відбувається, і це, ймовірно, щось незвичайне, - сказав він. "Щось, чого б не сталося, якби не ми, люди".
Невизначеність вчених щодо часу розпаду АМОК не повинна сприйматися як виправдання для того, щоб не скорочувати викиди парникових газів, щоб спробувати запобігти цьому, вважає Халі Кілборн, науковий співробітник Центру наук про навколишнє середовище Університету Меріленда.
"Цілком можливо, що ми вже впали зі скелі, а ми цього не знаємо, - сказав Кілборн. "Чесно кажучи, я боюся, що до того часу, коли все це стане науково обґрунтованим, буде занадто пізно діяти".
