Антропогенные выбросы углерода, провоцирующие глобальное потепление, оказывают угнетающее воздействие на Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (AMOC) — систему океанических течений, в состав которой входит и Гольфстрим, ответственный за мягкий климат в Европе. Согласно новым данным, полная остановка этой циркуляции способна инициировать выброс в атмосферу колоссальных объёмов углерода, что создаст дополнительный мощный импульс для роста планетарной температуры.
Учёные давно предупреждают, что ослабление AMOC способно привести к суровым зимам в европейском регионе, сбоям муссонных циклов на территориях Африки и Азии, а также к общему повышению температурного фона. Однако последнее компьютерное моделирование выявило ранее неизученный катастрофический эффект. Согласно ему, коллапс системы может высвободить из глубин Южного океана вблизи Антарктиды до 640 миллиардов тонн углекислого газа, что эквивалентно дополнительному потеплению на 0,2°C в глобальном масштабе.
Новый опасный механизм обратной связи
«Коллапс AMOC способен спровоцировать масштабное перемешивание водных масс в Южном океане и высвободить углерод, накопленный в глубинных слоях», — поясняет Да Нянь из Потсдамского института исследований воздействия на климат в Германии, руководивший исследованием. По его словам, это открытие представляет собой совершенно новый результат, демонстрирующий дополнительные риски.
Соавтор работы, Йохан Рокстрём из того же института, подчёркивает серьёзность ситуации: «Ключевая идея заключается в том, что крайне негативное событие… может повлечь за собой ещё более тяжёлые последствия, чем предполагалось ранее. Нам необходимо проявлять предельную осторожность, поскольку выход одной системы из строя способен запустить эффект домино».
Принцип работы AMOC основан на разнице плотности воды: тёплые и солёные потоки из Мексиканского залива движутся в северную часть Атлантики, где, охлаждаясь, опускаются на глубину и начинают обратный путь к югу по океаническому дну. Учёные полагают, что этот процесс погружения нарушается из-за опреснения вод — огромные объёмы пресной талой воды с ледникового щита Гренландии разбавляют AMOC, замедляя её.
Недавние измерения, полученные с помощью буев, показали, что возвратный поток на юг ослабевает, а AMOC уже снизился примерно на 15 процентов. Модельные прогнозы предполагают, что он может рухнуть где угодно через десятилетия или столетия.
Новое исследование смоделировало крах AMOC в различных будущих климатических сценариях. Было обнаружено, что когда концентрация CO2 в атмосфере составляет 350 частей на миллион или выше, AMOC не восстанавливается после остановки. Поскольку концентрация CO2 в настоящее время составляет 430 частей на миллион, это предполагает, что коллапс AMOC будет необратимым.
Исследование также показало, что закрытие AMOC, который является частью глобального «конвейера»; течений, распространяющихся в Южный и Тихий океаны, вызовет конвекцию глубоководных вод на поверхность вблизи Антарктиды. Глубокие воды здесь, которые в основном скрыты под слоем более пресной поверхностной воды, накопили углерод из атмосферы, а также из-за опускания мертвого планктона. Модель предполагает, что большая часть этого углерода будет выброшена в атмосферу.
Предыдущие исследования коллапса AMOC в далеком прошлом объясняют, почему возле Антарктиды началась конвекция. Это предполагает, что, поскольку менее соленая вода опускается и течет из северной Атлантики в Южный океан, моря вокруг Антарктиды также становятся менее солеными. Это разрушает наслоение более пресной поверхностной воды над более соленой глубокой водой и позволяет глубокой воде достичь поверхности.
«Наблюдение того, как это происходит в таком более теплом климате, как этот, и с таким большим увеличением выбросов CO2, весьма поразительно», — говорит Джонатан Бейкер из Метеорологического бюро Великобритании. «Это интересное исследование, но оно зависит от того, усилится ли конвекция в Южном океане, и это все еще весьма неопределенно, поскольку разные модели показывают разные реакции».
Коллапс AMOC приведет к охлаждению Арктики на 7°C, заморозив Канаду, Скандинавию и Россию, как показало исследование. В то же время Антарктида нагреется на 6°C. Хотя Западно-Антарктический ледниковый щит даже сегодня рискует пересечь переломный момент, такое повышение температуры может также спровоцировать коллапс гораздо более крупного Восточно-Антарктического ледникового щита, что приведет к повышению уровня моря на десятки метров.
Хотя последствия выброса CO2 будут проявляться в течение 1000 или более лет после закрытия AMOC, выбросы парниковых газов человечеством потенциально могут заблокировать этот будущий коллапс AMOC в течение следующих нескольких десятилетий, предупреждает Рокстрём.
«Этот срок может быть… в течение следующих 25–50 лет. Это буквально сейчас», — говорит он. «Важно не время воздействия, а время принятия обязательств, потому что какое право мы имеем передавать всем будущим поколениям все менее и менее пригодную для жизни планету?»