Океан-будильник: Как Южный океан может «вернуть» глобальное потепление

Представьте себе вашу утреннюю чашку кофе. Нагревательный элемент чайника — или пламя конфорки — нагревает воду, которую вы затем заливаете в чашку с кофе. Если вы отвлечётесь, кофе будет постепенно остывать, отдавая тепло в воздух комнаты, пока не достигнет с ней температурного равновесия. Проще говоря, он станет холодным.

Теперь представьте, что огромный Южный океан, омывающий Антарктиду, в будущем может повести себя очень похоже. С начала промышленной революции человечество поставило «чайник» на максимальный нагрев, выбрасывая в атмосферу колоссальное количество тепла, более 90% которого поглотил мировой океан. (Он же принял на себя и четверть наших выбросов CO2). В условиях изменения климата Южный океан накапливал это тепло, но, как и ваш утренний кофе, он не может хранить его вечно. Рано или поздно тепло вернётся в атмосферу.

Новое компьютерное моделирование показывает, что эта «отрыжка» теплом (именно так её называют учёные) может быть внезапной. Рассмотрим сценарий, в котором человечество сначала снижает выбросы парниковых газов, а затем переходит к «углеродно-негативной» политике, удаляя из атмосферы уже накопленные загрязнители. В этом случае глобальные температуры начинают падать. Но внезапно Южный океан извергает накопленное тепло, что приводит к скорости потепления планеты, сопоставимой с нынешней, вызванной деятельностью человека. И этот термический «срыв» будет продолжаться как минимум столетие.

Иными словами, согласно этой модели, человечество находит способ обратить изменение климатия вспять, только чтобы увидеть, как Южный океан по сути запускает его снова. Хотя наши потомки ничего не смогут сделать, чтобы остановить этот процесс (поскольку потепление будет driven уже накопленной тепловой энергией), эти расчёты — ещё один настойчивый призыв сокращать выбросы как можно быстрее и радикальнее.

Впрочем, эта внезапная «отрыжка» — не неизбежность, а лишь прогноз модели. Однако это важный шаг к пониманию того, как планета может отреагировать на наши попытки управлять климатом — как разогревать, так и охлаждать его. «Вопрос в том, как климатическая система, и в частности океан, отреагирует на сценарии, в которых мы удаляем CO2 из атмосферы и вызываем глобальный охлаждающий эффект?» — говорит Свеня Фрей, соавтор исследования.

Южный океан, омывающий ледяной континент, невероятно эффективно накапливает тепло: на его долю приходится около 80% всего тепла, поглощённого океанами. Часть этого тепла приносят течения, но также важную роль играет апвеллинг — подъём холодных глубинных вод к поверхности, где они прогреваются.

Кроме того, небо над Южным океаном менее отражающее, чем в других частях планеты. В Северном полушарии грузовые суда и промышленность выбрасывают в атмосферу аэрозоли, которые отражают солнечную энергию обратно в космос и «осветляют» облака, усиливая их отражающую способность. Это охлаждающее явление в определённой степени противодействовало потеплению от сжигания ископаемого топлива. «Эта конкуренция не была столь выраженной в Южном полушарии, где атмосфера остаётся более чистой», — поясняет Рик Уильямс, океанолог.

В смоделированном сценарии концентрация CO2 в атмосфере ежегодно увеличивается на 1%, пока не удваивается по сравнению с доиндустриальным уровнем. Затем технологии негативных выбросов начинают снижать концентрацию углерода на 0,1% в год. В ответ атмосфера, суша и океаны охлаждаются.

Но в Южном океане начинает назревать нечто иное. Его поверхность становится холоднее и солёнее из-за образования нового морского льда: при замерзании вода «выталкивает» соль, которая поглощается окружающей водой, делая поверхностный слой тяжелее. «В то же время у нас остаются эти тёплые, глубинные воды, — объясняет Фрей. — В какой-то момент водяной столб становится нестабильным, и тогда происходит глубокая конвекция».

Другими словами, случается «отрыжка». Это лишь один из примеров того, как невероятно сложные и взаимосвязанные системы нашей планеты могут отреагировать на колебания выбросов в грядущие столетия. «Реакция земной системы на негативные выбросы полна неопределённостей, мы плохо это понимаем, — говорит климатолог Кирстен Зикфельд. — Нас, вероятно, ждут сюрпризы, и данное исследование — тому доказательство».

Важно подчеркнуть: в этом сценарии удаление углерода из атмосферы значительно снижает глобальную температуру, даже с учётом «отрыжки». И чем быстрее мы откажемся от ископаемого топлива, тем меньше CO2 нам придётся извлекать в будущем. «Применение технологий негативных выбросов для снижения углеродной нагрузки — это хорошо, — резюмирует Уильямс. — Но я бы добавил, что лучше изначально не производить положительные выбросы».

Это исследование ярко иллюстрирует ключевую идею: климатическая система Земли обладает колоссальной инерцией. Наши сегодняшние выбросы — это «счёт», который будущим поколениям, возможно, придётся оплачивать столетиями спустя, столкнувшись с непредсказуемыми последствиями, которые мы только начинаем моделировать. Поэтому главный вывод остаётся неизменным: безопаснее и разумнее всего — радикально сокращать выбросы прямо сейчас, а не полагаться на гипотетическое «исправление» климата в отдалённом будущем.