Шокирующее будущее океанов: глобальный конвейер может остановиться навсегда

Замедление древнего океана предупреждает о будущем климатическом хаосе

6:17

Когда речь заходит о реакции океана на глобальное потепление, мы не находимся на совершенно неизведанной территории. Исследование Калифорнийского университета в Риверсайде показывает, что в прошлом периоды сильной жары приводили к сокращению обмена воды между поверхностью и глубинами океана.

Эта система, называемая "глобальным конвейером", перераспределяет тепло по земному шару посредством движения океанских вод, делая большие части планеты пригодными для жизни.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, на основе анализа крошечных окаменелых ракушек из древних глубоководных отложений, показывает, как работала конвейерная лента около 50 миллионов лет назад.

Тогда климат Земли был похож на прогнозируемый к концу этого столетия, если не будут приняты меры по сокращению выбросов углекислого газа.

Океаны играют ключевую роль в регулировании климата Земли, перемещая теплую воду от экватора к полюсам и уравновешивая температуру планеты. Без этой системы циркуляции тропики были бы гораздо жарче, а полюса — холоднее. Изменения в этой системе связаны с серьезными климатическими изменениями.

Кроме того, океаны удаляют антропогенный углекислый газ из атмосферы.

"Океаны сегодня являются крупнейшим постоянным резервуаром углерода на поверхности Земли", — отметила Сандра Киртланд Тернер, заместитель председателя Департамента наук о Земле и планетах UCR и первый автор исследования.

"Океаны содержат около 40 000 миллиардов тонн углерода — более чем в 40 раз больше, чем в атмосфере. Они также поглощают около четверти антропогенных выбросов CO2", — сказала Киртланд Тернер. "Если циркуляция океана замедлится, поглощение углерода океаном тоже может снизиться, увеличивая количество CO2 в атмосфере".

Предыдущие исследования измеряли изменения в циркуляции океана в недавнем геологическом прошлом, например, после последнего ледникового периода. Однако они не соответствуют нынешним уровням CO2 и потеплению. Другие исследования предоставляют первые доказательства того, что глубоководная циркуляция океана, особенно в Северной Атлантике, уже начинает замедляться.

Чтобы лучше понять, как циркуляция океана реагирует на глобальное потепление, исследователи обратились к раннему эоцену, около 49-53 миллионов лет назад. Тогда Земля была гораздо теплее, и этот базовый уровень высокой температуры прерывался всплесками CO2 и температуры, называемыми гипертермическими явлениями.

В тот период глубины океана были на 12 градусов Цельсия теплее, чем сегодня, а во время гипертермальных явлений океаны прогревались еще на 3 градуса.

"Хотя точная причина гипертермических явлений обсуждается, и они произошли задолго до появления людей, эти явления — лучшие аналоги для будущего изменения климата", — отметила Киртланд Тернер.

Анализируя ископаемые раковины из различных морских мест, ученые реконструировали модели циркуляции глубоководных вод во время этих явлений. Раковины принадлежат микроорганизмам, называемым фораминиферами, которые обитают по всему океану. Они размером с точку в конце предложения.

"Когда существа строят свои панцири, они включают в них элементы из океанов, и мы можем измерить различия в химическом составе этих панцирей, чтобы реконструировать древние температуры океана и модели циркуляции", — сказала Киртланд Тернер.

Раковины состоят из карбоната кальция. Изотопы кислорода в нем указывают на температуру воды, в которой росли организмы, и количество льда на планете в то время.

Исследователи также изучили изотопы углерода в раковинах, отражающие возраст воды, в которой они были собраны, или время, которое вода была изолирована от поверхности. Это помогает реконструировать модели движения глубоководных вод.

Фораминиферы не могут фотосинтезировать, но их раковины указывают на фотосинтез других организмов поблизости, таких как фитопланктон.

"Фотосинтез происходит только на поверхности океана, поэтому вода, которая недавно находилась на поверхности, содержит углерод-13, отражающийся в раковинах при погружении этой воды в глубины", — объяснила Киртланд Тернер. "Напротив, вода, долго изолированная от поверхности, накапливает больше углерода-12, поскольку остатки фотосинтезирующих организмов тонут и разлагаются. Поэтому более старая вода содержит больше углерода-12 по сравнению с "молодой" водой".

Сегодня ученые часто делают прогнозы о циркуляции океана с помощью климатических моделей, чтобы понять, как изменится океан по мере нагревания планеты. Команда использовала модели для симуляции реакции древнего океана на потепление, а затем проверила результаты с помощью анализа раковин фораминифер.

Во времена эоцена в атмосфере содержалось около 1000 частей на миллион (ppm) углекислого газа, что способствовало высоким температурам той эпохи. Сегодня в атмосфере около 425 ppm.

Однако ежегодно человечество выбрасывает около 37 миллиардов тонн CO2; если такие уровни сохранятся, к концу столетия условия могут стать аналогичными раннему эоцену.

Киртланд Тернер подчеркивает необходимость сокращения выбросов.

"Это не ситуация "всё или ничего", — сказала она. "Каждое небольшое изменение имеет значение, когда речь идет о выбросах углекислого газа. Даже небольшие сокращения выбросов CO2 приводят к меньшим воздействиям, меньшему числу человеческих жертв и меньшим изменениям в природе".

Автор Макар Горшенин
Макар Вадимович Горшенин — студент Московского Финансово-Юридического университета, внештатный корреспондент Правды.Ру.
Обсудить