Каждый год в середине сентября ледовое покрытие арктического океана тает до самых низких показателей. В этом году его площадь составляет всего 3,74 миллиона квадратных километров - это второй самый низкий показатель за 42 года с тех пор, как спутники начали проводить измерения. Сегодня лед покрывает только 50% площади, покрытой 40 лет назад в конце лета.
Как показала межправительственная группа экспертов по изменению климата, уровни углекислого газа в атмосфере выше, чем когда-либо в истории человечества. В последний раз концентрация CO2 в атмосфере достигла сегодняшнего уровня - около 412 частей на миллион - 3 миллиона лет назад, в эпоху плиоцена.
Если глобальные выбросы парниковых газов продолжат расти, они могут вернуть Землю к условиям плиоцена с более высоким уровнем моря, изменением погодных условий и измененными условиями как в мире природы, так и в нашем обществе.
ПЛИОЦЕН и АРКТИКА
Группа ученых проанализировала керны отложений из озера Эльгыгытгын на северо-востоке России в 2013 году, чтобы понять климат Арктики при более высоких уровнях содержания углекислого газа в атмосфере.
Ископаемая пыльца, сохранившаяся в этих кернах, показывает, что плиоценовая Арктика сильно отличалась от своего современного состояния. Сегодня Арктика представляет собой безлесную равнину с редкой тундровой растительностью, такой как травы, осоки и несколькими цветущими растениями.
Напротив, российские керны донных отложений содержали пыльцу таких деревьев, как лиственница, ель, пихта и болиголов. Это показывает, что бореальные леса, которые сегодня заканчиваются на сотни километров дальше на юге и западе в России и за Полярным кругом на Аляске, когда-то доходили до Северного Ледовитого океана на большей части арктической территории России и Северной Америки.
Поскольку в плиоцене Арктика была намного теплее, ледникового щита Гренландии не существовало. Небольшие ледники на гористом восточном побережье Гренландии были одними из немногих мест в Арктике с круглогодичным льдом.
Земля плиоцена имела лед только на одном конце - в Антарктиде - и этот лед был более подверженным таянию. Поскольку океаны были теплее и в Северном полушарии не было больших ледяных щитов, уровень моря был на 9–15 метров выше, чем сегодня.
Береговые линии находились далеко от их нынешнего местоположения. Районы, которые сейчас являются Центральной долиной Калифорнии, полуостровом Флорида и побережьем Мексиканского залива, были под водой. Такой же была земля, где расположены крупные прибрежные города, такие как Нью-Йорк, Майами, Лос-Анджелес, Хьюстон и Сиэтл.
Более теплые зимы на территории нынешних западных штатов уменьшили снежный покров, который в наши дни обеспечивает большую часть воды в регионе. Сегодняшний Средний Запад и Великие равнины были настолько теплее и суше, что выращивать там кукурузу или пшеницу было бы невозможно.
ПОЧЕМУ В ПЛИОЦЕНЕ БЫЛО ТАКОЕ СОДЕРЖАНИЕ СО2?
Как концентрация CO2 в плиоцене достигла уровня, аналогичного сегодняшнему? Люди не появятся на Земле еще как минимум миллион лет, а ископаемое топливо мы начали использовать совсем недавно.
Ответ заключается в том, что некоторые естественные процессы, происходившие на Земле на протяжении всей ее истории, выделяют CO2 в атмосферу, а другие потребляют его. Основная система, которая удерживает эту динамику в равновесии и контролирует климат Земли, - это естественный глобальный термостат, регулируемый горными породами, которые химически реагируют с СО2 и вытягивают его из атмосферы.
В почве определенные породы постоянно распадаются на новые материалы в результате реакций с потреблением CO2. Эти реакции имеют тенденцию ускоряться при повышении температуры и количества осадков - именно в климатических условиях, возникающих при повышении концентрации парниковых газов в атмосфере.
Но у этого термостата есть встроенное управление. Когда CO2 и температура повышаются, а выветривание горных пород ускоряется, они вытягивают больше CO2 из атмосферы.
Если уровень CO2 начинает падать, температура снижается, а выветривание горных пород в глобальном масштабе замедляется. Реакции выветривания горных пород также могут протекать быстрее, если почва содержит много недавно обнаженных минеральных поверхностей.
Примеры включают районы с высокой эрозией или периоды, когда земные тектонические процессы толкали землю вверх, создавая крупные горные цепи с крутыми склонами.Термостат выветривания горных пород работает в геологически медленном темпе.
Например, в конце эпохи динозавров около 65 миллионов лет назад, по оценкам ученых, уровень СО2 в атмосфере составлял от 2 000 до 4 000 частей на миллион. Потребовалось более 50 миллионов лет, чтобы естественным образом снизить этот показатель до 400 частей на миллион в плиоцене.
Поскольку естественные изменения в уровнях CO2 происходили очень медленно, циклические сдвиги в климатической системе Земли также были очень медленными. У экосистем были миллионы лет, чтобы адаптироваться, приспособиться и медленно реагировать на изменение климата.
БУДУЩЕЕ, ПОДОБНОЕ ПЛИОЦЕНУ?
Сегодня деятельность человека подавляет естественные процессы, которые вытягивают CO2 из атмосферы. На заре промышленной эры в 1750 году уровень CO2 в атмосфере составлял около 280 частей на миллион. Людям потребовалось всего 200 лет, чтобы полностью изменить траекторию, начатую 50 миллионов лет назад, и вернуть планету к уровням CO2, которых не наблюдалось в течение миллионов лет.
По большей части этот сдвиг произошел после Второй мировой войны. Ежегодное увеличение в 2-3 части на миллион сейчас является обычным явлением. И в ответ Земля быстро нагревается.
В Арктике потеря отражающего снега и ледяного покрова увеличила это потепление до +5 C. В результате, ледовый покров Арктики в летний период становится все меньше и меньше. По прогнозам ученых, летом Арктика полностью освободится ото льда в течение следующих двух десятилетий.
Это не единственное свидетельство резкого потепления Арктики. Ученые зафиксировали экстремальные летние скорости таяния ледникового щита Гренландии.
В начале августа последний оставшийся шельфовый ледник Канады на территории Нунавута обрушился в море. Части Арктической Сибири и Шпицберген, группа норвежских островов в Северном Ледовитом океане, этим летом достигли рекордно высоких температур.
Это будущее не является неизбежным, но чтобы его избежать, потребуются большие шаги, дабы отключить термостат Земли.
