Океан — это страшное место. Мы еще даже не начали раскрывать все тайны, скрытые в его темных глубинах. Однако опасности, обитающие в этой бездне, гораздо страшнее любого монстра. Недавно ученые обнаружили, что океан готовит для человечества огромную порцию климатической кары. Дело в том, что наше разрушение окружающей среды Земли приводит к замедлению или потенциальному полному коллапсу циркуляционных течений океана. Десятилетиями мы знали, что такие коллапсы могут вызвать огромные разрушительные изменения в погодных условиях. Но ученые из MIT недавно обнаружили, что эти коллапсы также приведут к сбою одной из немногих систем, которые удерживают нашу планету от скатывания в климатический апокалипсис.
Но давайте сначала разберемся, что такое циркуляционные течения. Самое известное из них — это Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC), также известная как Гольфстрим. Циркуляционные течения — это взаимосвязанные системы холодных глубоководных течений и теплых поверхностных течений, приводимые в движение ветрами и морским льдом. Когда образуется морской лед на полюсах, вода вокруг ледяных покровов становится более соленой и, следовательно, плотной, так как лед не содержит соли. Эта холодная плотная вода опускается, привлекая теплые поверхностные воды из тропиков. Тем временем, торговые ветры в тропиках сдувают теплые поверхностные воды к полюсам, что поднимает холодную воду из глубин тропиков. Поскольку эти две системы связаны, вода движется по кругу: холодные течения текут от полюсов по дну океана к тропикам, а теплые поверхностные воды текут от тропиков к Арктике.
Существует много таких течений по всей планете, и они играют ключевую роль в погодных условиях и экосистемах океана. Например, причина, по которой Великобритания намного теплее по сравнению с другими странами на той же широте, заключается в том, что её согревают теплые воды Гольфстрима, текущие на север.
Но по мере того, как наши выбросы медленно разогревают планету, образуется все меньше морского льда, что приводит к меньшему погружению воды на полюсах и ослаблению этих течений. Фактически, многочисленные исследования показали, что такие циркуляционные течения, как Гольфстрим, уже значительно ослаблены. Другие исследования также обнаружили, что как только ледовая часть течения слишком сильно ослабляется, она отделяется от теплой части, что приводит к коллапсу всего течения.
Так в чем же ужасающее открытие MIT по поводу этих коллапсов?
В настоящее время мировые океаны поглощают 30% выбросов углекислого газа человечества, значительно снижая скорость изменения климата. Они делают это двумя способами.
Во-первых, с помощью крошечных одноклеточных дрейфующих растений, известных как фитопланктон. Как и деревья, они строят свои тела из атмосферного углерода, но в отличие от деревьев, когда они умирают, большая часть этого углерода опускается на дно океана, где он безопасно хранится в течение веков. Несмотря на свои небольшие размеры, фитопланктон играет важную роль, составляя примерно 40% глобального естественного улавливания и хранения углерода.
Во-вторых, путем прямого поглощения углекислого газа. Диоксид углерода растворим в воде и превращается в угольную кислоту после растворения. Эта кислота затем реагирует с минералами, растворенными в океанской воде, превращая их в более стабильные карбонаты. Эти карбонаты оседают на дно океана, где они безопасно хранятся веками или даже тысячелетиями.
Так в чем же проблема?
Дело в том, что и фитопланктон, и образование карбонатов зависят от наличия в верхних слоях океана богатых железом питательных веществ. Откуда берется это железо? Когда холодная часть этих циркуляционных течений тянется по дну океана, они подбирают эти минералы. Когда эта вода поднимается на поверхность в тропиках, она приносит эти минералы в верхние слои воды и распределяет их по поверхности океана.
Ученый MIT Джонатан Лодердейл случайно обнаружил катастрофические последствия этого факта. Он проводил компьютерные симуляции ослабления циркуляционных течений и обнаружил, что уровни углерода в атмосфере растут намного быстрее, чем ожидалось. Это на самом деле заставило Лодердейла заподозрить "ошибку" в симуляции. Но нет, он обнаружил новую климатическую точку невозврата.
Климатическая точка невозврата — это отрицательная обратная связь в климатических системах. По мере замедления этих циркуляционных течений океаны будут поглощать все меньше углеродных выбросов, чем раньше. Фактически, огромное количество угольной кислоты, которая не была превращена в карбонаты, начнет выделяться обратно в атмосферу, что означает, что океан может фактически перевернуться и стать производителем углеродных выбросов, а не поглотителем углерода. Эти дополнительные выбросы, в сочетании с тем, что большая часть выбросов человечества остается в атмосфере, будут значительно разогревать планету, сокращая количество морского льда и еще больше ослабляя эти циркуляционные течения, что приведет к тому, что океан будет производить больше углеродных выбросов и поглощать меньше, и так далее.
Короче говоря, Лодердейл обнаружил, что по мере сбоя и остановки этих циркуляционных течений они могут создать быстрые и разрушительные уровни климатических изменений.
Мы подозревали связь между атмосферным углеродом и этими циркуляционными течениями уже несколько лет, но это один из первых случаев, когда это было продемонстрировано. Тот факт, что мы только начинаем понимать эти относительно простые климатические системы и их негативные последствия при сбое, показывает, что мы играем с вещами, которых не понимаем.