Астрономы долгое время считали Венеру “сестрой” Земли, учитывая их сходные размеры и массу. Однако это было до того, как они поняли, насколько сильно Венера отличается от Земли. Поверхность "Зеленой планеты" раскалена и окружена удушающей атмосферой из углекислого газа, водяного пара и серы. Венера стала жертвой неконтролируемого парникового эффекта, и то, как она оказалась в таком состоянии, представляет большой интерес для ученых. Новый анализ Женевского университета (UNIGE) показывает, насколько быстро Земля может скатиться в подобное неконтролируемое состояние.
Женевская команда ученых прибегла к помощи лабораторий CNRS в Париже и Бордо, чтобы реализовать техническую часть исследования. В итоге у них получилось первое успешное моделирование полного сценария “парниковой катастрофы”. Моделирование началось с идеальной экзопланеты, совсем не похожей на нашу Землю. Команда обнаружила, что при достаточном потеплении на экзопланете практически невозможно противодействовать изменениям в структуре атмосферы и облачности после того, как процесс начался.
Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа, который является распространенным парниковым газом на Земле. Однако исследователи обнаружили, что именно концентрация водяного пара склоняет чашу весов в сторону неконтролируемого парникового эффекта. Более высокие уровни водяного пара повышают температуру, как и углекислый газ, который увеличивает испарение из океанов, тем самым добавляя больше водяного пара в атмосфере. Получается цикл положительной обратной связи, когда температуры растут вместе с испарением, пока вся вода не превратится в газ.
«Существует критический порог для такого количества водяного пара, за которым планета больше не может остывать. Дальше все идет по нарастающей, пока океаны не испарятся полностью, а температура не достигнет нескольких сотен градусов», — говорит автор исследования Гийом Шаверо. Предыдущие исследования парниковых условий фокусировались на температурном состоянии самого эффекта или состоянии планеты после него, а новое моделирование точки невозврата в этом исследовании выявило новые детали.
Средняя температура Земли неуклонно растет на протяжении десятилетий.
Эта модель позволила команде ученых изучить природу климатического равновесия. Климатические активисты призвали мировых лидеров не допускать повышения температуры более чем на 1,5 градуса по Цельсию. Команда Женевского университета показала, что для испорченной атмосферы Земли хватит и чуть большего превышения этого предела. Если бы повышение достигло 10 градусов и более, значительная часть воды испарилась бы. При испарении воды на высоте 10 метров плотность атмосферы увеличится на 1 бар, и через несколько столетий температура поверхности достигнет 500 градусов по Цельсию. И дальше будет только хуже.
В заключение исследователи описывают особый образец облаков, при котором плотные облака формируются в верхних слоях атмосферы. Эти облака не обладают характеристиками температурной инверсии тропосферы и стратосферы. А это означает, что структура атмосферы фундаментально изменилась, и пути обратно, возможно, уже нет. Данная работа служит напоминанием о том, что Земля не застрахована от климатических катастроф, поэтому всем нам нужно беречь природу.