Действительно ли крах циркуляции Атлантического океана неминуем? История айсбергов дает некоторые подсказки

Когда люди задумываются о рисках, связанных с изменением климата, мысль о резких изменениях кажется довольно пугающей. Фильмы вроде «Послезавтра» подпитывают этот страх, представляя невообразимые ураганы и население, спасающееся от быстро меняющейся температуры.

Хотя Голливуд явно вольно относится к скорости и масштабам катастроф, несколько недавних исследований вызвали реальную тревогу по поводу того, что важнейшее океаническое течение, по которому тепло поступает в северные страны, может прекратить свое существование в этом веке, что может привести к катастрофическим последствиям.

Такой сценарий уже случался в прошлом, последний раз более 16 000 лет назад. Однако он зависит от того, что Гренландия сбрасывает в океан большое количество льда.

Наше новое исследование, опубликованное в журнале Science, предполагает, что, хотя Гренландия действительно теряет огромные и тревожные объемы льда, это может продолжаться недостаточно долго, чтобы самостоятельно остановить течение. Более пристальный взгляд на свидетельства прошлого показывает, почему.

Кровь и вода

Система Атлантического течения распределяет тепло и питательные вещества в глобальном масштабе, подобно тому как кровеносная система человека распределяет тепло и питательные вещества по всему телу.

Теплая вода из тропиков циркулирует на север вдоль атлантического побережья США, а затем пересекает Атлантику. По мере того как часть теплой воды испаряется, а поверхностные воды охлаждаются, они становятся более солеными и плотными. Более плотная вода тонет, и эта более холодная и плотная вода циркулирует обратно на юг на глубине. Колебания тепла и солености питают насосное сердце системы.

Если система циркуляции Атлантического океана ослабнет, это может привести к климатическому хаосу.

Ледяные щиты состоят из пресной воды, поэтому быстрый выброс айсбергов в Атлантический океан может снизить соленость воды в океане и замедлить работу «сердца» системы. Если поверхностные воды больше не смогут опускаться на глубину и циркуляция разрушится, в Европе и Северной Америке, вероятно, произойдет резкое похолодание. Тропические леса Амазонки и африканский регион Сахель станут более сухими, а потепление и таяние Антарктиды ускорится – и все это в течение нескольких лет или десятилетий.

Сегодня Гренландский ледяной щит стремительно тает, и некоторые ученые опасаются, что система атлантических течений в этом веке может достичь переломного момента в климате. Но оправданы ли эти опасения?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно заглянуть в прошлое.

Радиоактивное открытие

В 1980-х годах младший научный сотрудник по имени Хартмут Хайнрих и его коллеги извлекли со дна океана серию кернов глубоководных отложений, чтобы изучить, можно ли безопасно захоронить ядерные отходы в глубинах Северной Атлантики.

В кернах осадочных пород содержится история всего, что накопилось на данном участке океанского дна за сотни тысяч лет. Хайнрих обнаружил несколько слоев с большим количеством минеральных зерен и фрагментов горных пород с суши.

Зерна осадочных пород были слишком велики, чтобы их мог перенести в середину океана только ветер или океанские течения. Генрих понял, что они, должно быть, были принесены туда айсбергами, которые подхватили породу и минералы, когда айсберги еще были частью ледников на суше.

Слои с наибольшим количеством горных пород и минеральных обломков, относящиеся к тому времени, когда айсберги должны были выходить на поверхность, совпадали с сильным ослаблением системы атлантических течений. Эти периоды теперь известны как события Генриха.

Как палеоклиматологи, мы используем природные записи, такие как керны осадочных пород, чтобы понять прошлое. Измеряя содержание изотопов урана в отложениях, мы смогли определить скорость осаждения осадков, выброшенных айсбергами. Количество обломков позволило нам оценить, сколько пресной воды те айсберги добавили в океан, и сравнить его с сегодняшним днем, чтобы оценить, может ли история повториться в ближайшем будущем.

Почему остановка в ближайшее время маловероятна

Итак, движется ли система атлантических течений к переломному моменту в климате из-за таяния Гренландии? Мы считаем, что в ближайшие десятилетия это маловероятно.

Хотя Гренландия уже сейчас теряет огромные объемы льда, что тревожно, сравнимо со средним событием Гейнриха, потеря льда, скорее всего, не будет продолжаться достаточно долго, чтобы самостоятельно остановить течение.

Айсберги гораздо эффективнее препятствуют течению, чем талая вода с суши, отчасти потому, что айсберги могут нести пресную воду прямо в те места, куда опускается течение. Однако будущее потепление заставит Гренландский ледяной щит отступить от побережья слишком быстро, чтобы айсберги смогли доставить достаточно пресной воды.

Согласно прогнозам, сила Атлантической меридиональной циркуляции, или AMOC, к 2100 году снизится на 24-39 %. К этому времени образование айсбергов в Гренландии будет приближаться к самым слабым событиям Гейнриха в прошлом. События Гейнриха, напротив, длились 200 лет или около того.

По прогнозам, вместо айсбергов главной причиной истончения Гренландии станет талая вода, выливающаяся в Атлантический океан на краю острова. Талая вода все еще посылает пресную воду в океан, но она смешивается с морской водой и, как правило, движется вдоль побережья, а не освежает открытый океан напрямую, как это делают дрейфующие айсберги.
Но это не значит, что течению ничего не угрожает.

Будущая траектория Атлантического течения, скорее всего, будет определяться сочетанием замедляющихся, но более эффективных айсбергов и ускоряющегося, но менее влиятельного поверхностного стока. К этому добавится повышение температуры поверхности океана, которое может еще больше замедлить течение.

Таким образом, сердце Земли все еще находится под угрозой, но история подсказывает, что риск не так велик, как некоторые опасаются.

В фильме «Послезавтра» замедление Атлантического течения заморозило Нью-Йорк. Основываясь на результатах наших исследований, мы можем утешиться тем, что подобный сценарий маловероятен в нашей жизни. Тем не менее, для защиты будущих поколений необходимо предпринять активные усилия, чтобы остановить изменение климата.