Вопросы об изменении климата и последующем вероятном росте уровня океана наиболее остро стоит в странах, которые имеют крупные города рядом с береговой линией. Для США это крайне больная тема, так как на Восточном побережье расположены два из пяти самых густонаселённых мегаполисов страны.
Восточное побережье в прошлом было центром исследований уровня моря в связи с постепенным подъемом континентального склона. В этой части страны небольшое повышение уровня океана может покрыть гораздо большую площадь, и мы знаем, просто глядя на рельеф прилегающей к материку части океана, что города на востоке Соединенных Штатов – Майами, Новый Орлеан и Нью-Йорк, например, будет намного сильнее затронуты повышением уровня моря, чем их западные двойники. Но в то время как крутые береговые линии Запада замаскировали эффекты повышения уровня воды до этого момента, это не означает, что небо над Западным побережьем будет чистым и ясным.
Для двух крупнейших городов Южной Калифорнии, построенных около побережья, повышение уровня океана по-прежнему представляет собой угрозу, и без точных прогнозов о том, насколько поднимется вода, инженеры-строители и архитекторы работают вслепую. Прогнозировать рост уровня мирового океана сложно, потому что мы никогда раньше не видели трансгрессию в таком масштабе. Мы изменяем климат Земли, уникальный на протяжении всей истории человечества.
Как оказалось, климат был таким на протяжении всей истории Земли. Уровень моря поднимался и падал раньше, нас просто не было, чтобы увидеть это. Поэтому, когда дело доходит до прогнозирования последствий современного изменения климата, ученые часто должны действовать как детективы. Мы не были свидетелями этих изменений. Все, что мы можем сделать, это посмотреть на оставшиеся «улики» и использовать их, чтобы понять в итоге климат прошлых эпох. Вот где появляются фораминиферы.
Фораминиферы вкратце, представляют собой микроскопический планктон, который живет в океане. Они создают свои раковины из твердого минерала, называемого кальцитом, и сохраняются как окаменелости после того, как организм умирает. Поскольку эти маленькие существа живут повсюду в океане, от поверхности воды до морского дна, они являются одними из самых ценных инструментов океанографов для понимания климата прошлого. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, возглавляемая стажёром Симоной Авнаим-Катав, считает, что один из видов фораминифер может рассказать нам, как в прошлом на определённой территории изменился уровень моря, и, следовательно, чего мы можем ожидать в будущем.
Авнаим-Катав изучает фораминифер, которые живут в соляных болотах и прибрежных районах с довольно крутым уклоном, где уровень моря изменяется с приходом волн. В таких областях, как эти, различные виды фораминифер имеют тенденцию жить на разных глубинах. Они предпочитают различные уровни освещенности, давления и содержания соли, которые могут изменяться с глубиной воды.
Чтобы понять изменения уровня моря в регионе, Авнаим-Катав и ее команда провели исследования на двух соляных болотах, относительно не тронутых человеческим развитием, одно на Сил-Бич, Калифорния, а другое в устье реки Тихуана, в округе Сан-Диего. Они собрали 57 образцов осадков с разных глубин вдоль побережья и просмотрели каждый из них, чтобы определить, на каких уровнях живут какие виды.
Из этих данных они создали так называемую коллекцию видов – по сути, перепись. Они делали записи о глубине воды, температуре, солености и количестве кислорода, а также список того, какие виды обитали в этих местах. Их целью было создания рекуррентной функции, компьютерного алгоритма, который можно было бы использовать для прогнозирования глубины воды на основе видов, проживающих там.
Он работает примерно так: если виды A и B, предпочитают мелководье, а виды C и D предпочитают глубокие участки, мы можем предсказать, что образец отложений 20 000 лет назад, который содержит виды C и D, должен был находиться достаточно глубоко, даже если теперь он найден на мелководье. Это общий метод определения изменений уровня моря и до этого использовался во многих местах по всему миру, но никогда в Южной Калифорнии. Чтобы создать эту функцию, самым большим вопросом, на который Авнаим-Катав должна была ответить, формулируется так: подвергались ли вообще изменению уровня океана фораминиферы в этом районе?
Для этого им пришлось обратиться к статистике. Они использовали впечатляющую коллекцию тестов, чтобы увидеть, был ли подъём уровня главным фактором для прогнозов с помощью их коллекции видов, или же это было что-то еще, например, соленость, уровень рН, температура или концентрация кислорода.
В Тихуане они нашли то, что надеялись увидеть. Трансгрессия объясняла 43,2 процента различий между видами, а остальные параметры разделяли оставшиеся 60 процентов. Однако на Сил-Бич история была немного иной. Подъём уровня в этом регионе объясняет только 16% различий в видах, причем кислород является параметром, который наиболее влияет на то, где они живут. Однако, когда результаты с двух участков были объединены, поднятие оказалось самым основным фактором, позволяя учёным создавать рекуррентную функцию, которая, хотя и не совсем идеальна, может дать нам гораздо больше информации, чем то, что мы можем наблюдать в настоящее время.
И что касается этого исследования, это только начало. Авнаим-Катав и ее команда не выяснили, как изменился уровень моря, и они до сих пор не знают, как сильно изменится уровень моря в Южной Калифорнии в будущем. Но они выяснили, как ответить на эти вопросы. Они разработали путь, который позволит им или будущим исследователям решить эту проблему, приблизив нас на один шаг ближе к умению адаптироваться при изменении уровня океана.
