Атлантичний океан здається нам чимось сталим і незмінним: тлом для відпустки, місцем для серфінгу чи човнових прогулянок. Але для кліматологів це не романтичний пейзаж, а вразлива система, від якої напряму залежить життя на планеті. Нове дослідження групи Рене М. ван Вестена попереджає: Атлантика наближається до небезпечної межі, за якою одна з головних течій океану може різко послабшати або навіть зупинитися.
Йдеться про атлантичну меридіональну перекидану циркуляцію (AMOC) – гігантську систему течій, що працює наче конвеєр і переносить тепло між півкулею, глибинами й поверхнею океану. Саме завдяки їй Європа має значно м’якіший клімат, ніж інші регіони на тій самій широті, як-от Канада. Втручання людини в клімат уже змінює цю циркуляцію, і вчені дедалі частіше говорять про загрозу її різкої перебудови.
Як океан тримає планету «на плаву»
Океани займають близько 71% поверхні Землі, і Атлантичний – другий за площею серед них. Він покриває приблизно п’яту частину всієї поверхні планети, простягаючись від Антарктиди до Арктики. Для військових, що переганяють авіаносці через океан, це тижні переходу, а для кліматичної системи Землі – величезний резервуар тепла, холоду й вологи.
За даними Організації Об’єднаних Націй, океан забезпечує приблизно половину кисню, яким ми дихаємо, поглинає близько 30% вуглекислого газу, що викидає людство, і забирає на себе до 90% надлишкового тепла від парникового ефекту. Його поверхня – це не лише хвилі, а й робочий майданчик для мільярдів мікроскопічних організмів, зокрема фітопланктону, який виробляє кисень і лежить в основі морських харчових ланцюгів.
Саме тут вступає в гру AMOC – система течій, що керує перерозподілом тепла. Теплі, солоніші води рухаються на північ поблизу поверхні Атлантики, охолоджуються, стають густішими й опускаються в глибини, а холодні глибинні води прямують у протилежному напрямку. Це постійне «перекочування» шарів працює разом із вітрами, солоністю та різницею температур, створюючи складну, але злагоджену циркуляцію.
Невидима робота течій: від фітопланктону до врожаїв на суходолі
Одним із важливих процесів, пов’язаних із циркуляцією океану, є апвелінг – підйом холодної, багатої на поживні речовини води з глибин до поверхні. Коли прибережні вітри зганяють від берега теплі верхні шари, на їхнє місце піднімається холодна вода, що несе фосфати, нітрати та інші сполуки, життєво потрібні для мікроскопічних водоростей. Там, де апвелінг потужний, зазвичай формуються найбагатші рибальські райони світу.
У цих «поживних» водах вибухово розмножується фітопланктон. Він не тільки годує риб, молюсків і креветок, а й, поглинаючи вуглекислий газ, працює природним регулятором складу атмосфери. Якщо змінюється температура або циркуляція вод, тонка рівновага руйнується: поживні шари піднімаються гірше, фітопланктону стає менше, рибні запаси скорочуються. Наслідки відчувають не лише морські екосистеми, а й прибережні громади, які залежать від вилову риби.
Потепління впливає на цю систему одразу з кількох боків. Вищі температури означають теплішу поверхню океану, меншу різницю між теплими й холодними водами та зміну солоності через танення льоду Гренландії та Арктики. Коли до Атлантики потрапляє більше прісної води, вона розбавляє солоні течії й заважає їм опускатися на глибину. Саме це є одним із найнебезпечніших сценаріїв для AMOC.
Що таке «критична межа» для AMOC
Автори дослідження, опублікованого в журналі Hydrology and Earth System Sciences, попереджають: AMOC очікувано ослабне, а за певних умов може й обвалитися під тиском змін клімату, спричинених діяльністю людини. Вони використовують поняття «переломної межі» – моменту, коли зміни вже не розвиваються поступово, а стають різкими, стрибкоподібними.
Британська служба погоди Met Office пояснює це на прикладі Амазонії: якщо вирубка триватиме, ліс може втратити здатність відновлюватися, бо дерева більше не зволожуватимуть повітря настільки, щоб підтримувати стабільні дощі. З AMOC ситуація подібна: певний рівень потепління й опріснення океану може спровокувати раптову перебудову течій, після якої повернутися до попереднього стану буде надзвичайно складно.
Атлантика біля Нантакета і невидимі наслідки для Європи
На фотографіях Атлантика біля острова Нантакет у штаті Массачусетс виглядає мирно: рівна лінія горизонту, хвилі, що накочуються на берег. Нантакет відомий як історичний центр китобійного промислу XIX століття, а нині – як курорт для заможних американців. Та його береги омивають ті самі води, що є частиною глобальної циркуляції AMOC, і зміни тут – сигнал для всієї Північної Атлантики.
Дослідники з Королівського метеорологічного інституту Нідерландів змоделювали, що станеться, якщо AMOC істотно ослабне або зупиниться. Перший тривожний висновок стосується Європи: за сценарію обвалу циркуляції рівень опадів над континентом помітно знизиться. Йдеться не лише про меншу кількість дощів, а й про зміну сезонних циклів – тобто інший розподіл вологості протягом року.
Для Європи, де сільське господарство значною мірою залежить від стабільних дощів, це означало б серйозні виклики. Спека й посухи влітку, перебої з урожаєм, брак води для зрошення – усе це цілком реалістичні наслідки. Уже зараз країни на кшталт Іспанії, Італії чи Греції стикаються з дедалі частішими хвилями тепла та обмеженнями водопостачання, а різке ослаблення AMOC могло б посилити ці тенденції.
Як зміниться розподіл тепла між півкулями
AMOC виконує роль величезного теплового насосу: вона додатково зігріває Північну півкулю й охолоджує Південну. Саме завдяки цьому Західна Європа має м’якіші зими, ніж, скажімо, північ США чи південь Канади на тих самих широтах. Якщо цей насос послабшає, баланс зміниться.
За підрахунками авторів дослідження, зникнення або сильне ослаблення AMOC означатиме, що Північна півкуля втратить частину «теплової підтримки», натомість Південна прогріватиметься більше. Це не означає просте «похолодання» в Європі чи «потепління» в Південній Америці: кліматичні наслідки складніші. Можливі холодніші, але водночас більш екстремальні зими в певних регіонах, зміна циклону й антициклонів, переструктурування дощових та посушливих зон у тропіках.
Глобальний клімат – це система, де кожен елемент пов’язаний з іншими. Якщо одна зі складових, як-от AMOC, перестає працювати на повну, навантаження зростає на інші процеси, наприклад, на атмосферну циркуляцію чи інші океанічні течії. Це підвищує ризик ланцюгових збоїв: від посилення штормів до зміщення мусонів, від танення льодовиків до підвищення рівня моря біля певних берегових ліній.
Часові горизонти: чи станеться це за нашого життя
Попри драматичні сценарії, автори роботи наголошують: за їхніми розрахунками, повномасштабний обвал AMOC малоймовірний до 2100 року. Водночас це не означає, що можна розслабитися. Процес ослаблення вже, ймовірно, триває, а його наслідки можуть накопичуватися десятиліттями, впливаючи на погоду й клімат поступово, але невпинно.
Найнеприємніша особливість подібних змін у тому, що вони можуть виглядати повільними й «розтягнутими в часі» – аж до моменту, коли система переходить у зовсім інший стан. Це нагадує тріщину в льоді: вона довго ледь помітна, але в якусь мить лід ламається раптово. Вчені поки що не можуть назвати точну дату, коли AMOC перетне таку межу – надто багато змінних, від темпів викидів парникових газів до швидкості танення льодовиків.
Попри це дослідники підкреслюють: деякі наслідки кліматичних змін ще можна послабити, якщо скоротити викиди та зменшити навантаження на природні системи. Однак для AMOC, як і для інших великих циркуляцій, на кшталт течій у Тихому океані, ступінь «оборотності» змін залишається відкритим питанням.
Чому наукові попередження стосуються кожного
Звістка про можливий колапс AMOC здається абстрактною, доки не з’являються конкретні приклади: тривалі посухи, нестача води для зрошення, збої в сільському господарстві, повені в інших регіонах, зміна рибних запасів, що б’є по продовольчій безпеці країн. Від Атлантики біля Нантакета до берегів Португалії, від північних морів Європи до узбережжя Південної Америки – усі ці місця пов’язані спільною системою течій, які нині опинилися під тиском.
Атлантичний океан тривалий час був союзником людства: він пом’якшував температурні контрасти між півкулями, забирав на себе надлишкове тепло й вуглекислий газ, підтримував рибальство та торгові шляхи між континентами. Дослідження Рене М. ван Вестена та його колег показує, що цей «фундаментальний сервіс» планети вже не можна сприймати як належне. В океану є межі витривалості, і AMOC сьогодні опинилась небезпечно близько до однієї з таких меж.
