Протягом бачих років кліматологи та океанологи попереджали, що масштабне танення антарктичного льоду здатне підняти рівень Світового океану до критичних позначок уже до кінця цього століття. Проте нове дослідження під керівництвом кліматолога Мадлен Янгс (Madeleine Youngs) із Мерілендського університету (UMD) доводить: попередні прогнози можуть виявитися занадто оптимістичними. Причина цього — ігнорування складної системи циркуляції океанічних вод.
Міжнародна група дослідників з'ясувала, що тала вода, яка потрапляє з льодовиків в океан, не просто механічно піднімає його рівень. Вона радикально змінює структуру та напрямок океанічних течій, що, своєю чергою, викликає ще сильніше танення льоду. Цей самопідтримуваний ланцюговий процес здатний прискорити глобальну кліматичну кризу набагато швидше, ніж вважалося раніше.
Сліпа пляма у світових прогнозах клімату
Результати дослідження, опубліковані в авторитетному науковому журналі Nature Geoscience, виявили серйозну системну помилку у сучасних прогнозах глобального потепління.
«Більшість чинних кліматичних моделей, на основі яких міжнародні організації розробляють екологічну політику, взагалі не враховують цю петлю зворотного зв'язку. Міжурядова група експертів з питань зміни клімату (МГЕЗК) розглядає танення льоду як фіксований статичний показник, а не як динамічний інтерактивний процес. Якщо ми хочемо мати максимально точне уявлення про майбутнє, нам життєво необхідно включити відгуки від танення шельфових льодовиків у прогностичні моделі, адже це головний рушій підйому рівня океану», — зазначає Мадлен Янгс, провідна авторка дослідження та асистентка кафедри атмосферних і океанічних наук UMD.
Механізм теплової пастки: як діє петля зворотного зв'язку
Причина, чому відносно невелика кількість талої прісної води запускає масштабні руйнівні процеси, криється у різниці температур та щільності морської води.
У нормальних умовах полярна океанічна система працює так:
- Холодна, солона і дуже щільна вода природним чином опускається на дно.
- Цей придонний холодний шар утворює природний щит біля підніжжя материкового схилу Антарктиди.
- Цей щит блокує просування глибинних теплих океанічних течій і не підпускає їх до підводних основ шельфових льодовиків.
- Однак, коли льодовик починає танути під впливом теплого повітря, в океан виливається величезна кількість прісної води. Вона змішується із придонним солоним шаром, розбавляє його та робить менш щільним. Внаслідок цього холодний бар'єр слабшає і руйнується.
Теплі океанічні води отримують прямий доступ до підводної частини льодовика, починаючи інтенсивно розмивати та плавити його знизу. Що більше тане лід — то більше прісної води надходить у систему, ще сильніше послаблюючи захисний бар'єр і відкриваючи шлях новим порціям тепла. Процес перетворюється на замкнене коло, де кожна наступна фаза посилює попередню.
Науковці попереджають: якщо людство продовжуватиме спалювати викопне паливо поточними темпами (сценарій «бізнес як зазвичай»), позитивний зворотний зв'язок наблизить кліматичні точки неповернення значно раніше, ніж очікувалося.
Географічний парадокс Антарктиди: де загроза найбільша
Дослідження показало, що цей ефект проявляється на континенті неоднорідно. У таких регіонах, як море Ведделла, петля зворотного зв'язку вже працює на повну потужність, розмиваючи підводні захисні бар'єри й катастрофічно прискорюючи танення.
Водночас у Західній Антарктиді (зокрема, в морі Амундсена, де розташований знаменитий льодовик Твейтса, відомий як «Льодовик Судного дня»), ситуація виявилася дещо складнішою. Тала прісна вода, що рухається туди течіями з інших регіонів, тимчасово формує локальний холодний екран, який на деякий час захищає льодовик від теплих глибинних потоків.
«Наше дослідження показує, що ці зони, які традиційно вважаються найбільш уразливими, у короткостроковій перспективі захищені краще, ніж ми думали, завдяки негативному зворотному зв'язку. Проте цей захист повністю залежить від масштабного танення льоду вище за течією. А це танення саме по собі несе катастрофічні наслідки для планети», — пояснює Янгс.
Що це означає для людства?
Ігнорування динамічних процесів взаємодії льоду та океану може мати катастрофічні наслідки для світової інфраструктури. На сьогодні понад 680 мільйонів людей на планеті живуть у низинних прибережних зонах, які безпосередньо залежать від рівня Світового океану.
Згідно з нинішніми (заниженими) оцінками МГЕЗК, до 2100 року танення Антарктиди додасть до рівня моря від 28 до 34 сантиметрів у разі збереження високого рівня викидів. Проте з урахуванням виявленого теплового прискорювача навіть незначне перевищення цих показників кардинально змінить карту світу. Під водою чи в зонах регулярних руйнівних штормових нагонів опиняться мегаполіси від Маямі до Мумбая.
Зараз команда Мадлен Янгс перейшла до другого етапу роботи. Вчені створюють цифрові симуляції надвисокої роздільної здатності, щоб детально прорахувати траєкторію танення кожного окремого антарктичного шельфу до 2100 року. Головна мета — точно визначити географічні точки та часові межі, коли процес танення стане абсолютно незворотним.