Арктика: изменение климата вызывает хаос

Сегодня уже нет ничего нормального. По крайней мере, не погода Арктика. Здесь климат нагревается в четыре раза быстрее, чем в среднем по миру, гораздо быстрее и интенсивнее, чем предсказывали исследователи двадцать лет назад. И в отличие от сценариев, которые они разработали тогда, потепление не просто приводит к тому, что крайний север становится зеленым; лед и снег не просто уступают место мху, лишайнику и кустарникам. Изменение климата приводит к экстремальной погоде в регионе: учащаются штормы, в середине зимы на снег выпадают проливные дожди, а лед на ледниках тает в декабре. Кое-где наблюдаются засухи, тает вечная мерзлота, вспыхивают пожары, оползни хоронят нежные растения тундры. Со всем этим приходится справляться живности Заполярья.

В Арктике началась эра биоклиматических экстремальностей, как только что показали финские исследователи в «Достижения науки” доказали. Команда оценила серию долгосрочных данных ERA 5, уникальный набор данных, который получен со многих станций измерения погоды в Канаде, Норвегии, Гренландии и других странах Арктики. Некоторые серии измерений относятся к 1940 году, включены значения температуры, давления воздуха, влажности и погоды, спутниковые изображения и компьютерные модели помогают в оценке. Команда под руководством Юхи Аалто из Финского метеорологического института смогла доказать, что экстремальные погодные явления наблюдались в Арктике со времен Особенно сильно в 1950-е годы пострадали горные районы Скандинавии и Шпицбергена, побережья Гренландии и крайние северные регионы Канады — чаще, чем внутренние районы Гренландии и Сибири. Участившаяся частота снежных дождей и сильные теплые фазы в середине зимы так же вредны для живых существ, как и более короткий снежный сезон и недостаток воды в летние месяцы. Популяции животных и растений предупреждают команду Аалто, что им время от времени трудно восстанавливаться.

Давно известно, что экстремальные явления могут ослабить экосистемы, и это особенно верно в отношении чувствительной Арктики. Это стало особенно ясно зимой 2018 года, когда сильные дожди на севере Гренландии привели к тому, что снег не таял до самого конца года. Суровая зима длилась так долго, что у растений тундры не было возможности дать цветы или семена. Животные, питающиеся семенами, не могли вырастить потомство. Произошло почти полное отсутствие воспроизводства во всей экосистеме.

Конечно, экстремальные явления существовали всегда и являются важным двигателем эволюции. Но если они произойдут слишком быстро, как сейчас происходит в Арктике, экосистемы могут исчезнуть полностью или уже не вернуться на исходный уровень. Тогда многое зависит от ключевых видов. Если у них возникают постоянные трудности с хорошим воспроизводством, это может привести к коллапсу пищевых сетей. Популяции могут генетически обеднеть или исчезнуть, а целые виды могут скатиться к исчезновению. Вряд ли кто-то знает это так хорошо, как эколог Рольф Имс. Он занимается исследованиями в Арктике уже три десятилетия и возглавляет здесь большую программу мониторинга: ПАЛЬТО (Клима-экологическая обсерватория Арктической тундры). Норвежец в первую очередь следит за экосистемами Шпицбергена, который с климатологической точки зрения относится к покрытой льдом и почти лишенной растительности Высокой Арктике, а также к экосистемам тундры северной Норвегии, то есть Нижней Арктики. «Меня особенно беспокоит то, что происходит с леммингами в северной Норвегии», — говорит он. Мелкие грызуны известны многим как хозяева размножения: они появляются в больших количествах с регулярным циклом, каждые четыре или пять лет, в том числе на северо-востоке Норвегии, в Финнмарке. Цикл леммингов является неотъемлемой частью экосистемы; растения и другие животные приспособились к нему. Или лучше сказать: массовое воспроизводство было неотъемлемой частью в те времена. По словам Имса, вот уже несколько лет, как это закончилось.

Поздней осенью лемминги роют туннели в глубоком снегу; здесь они живут и размножаются. Но снег часто не выпадает до конца года, а затем ледяной дождь покрывает снежный покров слоем льда. Кажется, это вредит леммингам. Массовое распространение тогда станет более редким. Это плохо для леммингов, поскольку их ритм жизни рассинхронизирован. Но поскольку они являются ключевым видом в экосистеме, страдают и другие виды. «Без леммингов еды будет гораздо меньше».

Плохо для песцов Финнмарка. Они специализируются на леммингах, и теперь им часто приходится голодать, – объясняет эколог. И как будто это было недостаточно сложно, принеси это. Изменение климата Возникает еще одна проблема: с юга в тундру проникают рыжие лисицы. Они менее привередливы, чем песцы, — и могут найти пищу даже в плохие для леммингов годы.

Печальные новости показывают, насколько важны грызуны для полярных экосистем. Незадолго до Рождества природоохранная организация Birdlife объявила о кончине культовой птицы: полярная сова, известная многим как почтальонша Гарри Поттера, исчезла из дебрей северной Швеции. Птиц не видели уже десять лет. По словам Рольфа Имса, эти совы также плохо себя чувствуют в северной Норвегии. За последние 21 год успешное размножение здесь было зарегистрировано только один раз.

Неудивительно, что совы голодают, когда их основной источник пищи истощается. Но другие последствия изменения климата удивили ученых. Зона мониторинга COAT охватывает несколько климатических зон; в Норвегии, например, виды отмечены как в южных березняках, так и в северной тундре. «Мы были уверены, что потепление приведет к расширению березовых лесов на север. Но происходит обратное: лес сокращается». Виновата в этом маленькая морозная моль Operaphtera brumata. Яйца неприметной бабочки выдерживают температуру минус 35 градусов по Цельсию, а вылупившиеся личинки морозоустойчивы. В Норвегии у них почти нет врагов – и вместе с местными вредителями они поедают до 90 процентов голых лесов. Таким образом, не только экстремальные погодные условия делают изменение климата проблемой для арктических экосистем. Смена климатических зон оказывает дополнительную нагрузку на животных и растения.

Но дело не только в них: саамы веками держат в Лапландии полуодомашненных оленей. Они перебираются вместе с животными с летних пастбищ, где животные пасутся в тундре, на зимние стоянки. Здесь олени копытами и носами сгребают снег, чтобы добраться до лишайника, мха и травы. Если в теплые зимы идут дожди по снегу, они не могут пробить образовавшийся слой льда. Травмы носа и копыт приводят к голоданию животных. Количество осадков, превращающих снег в лед, увеличивается, поскольку зимой воздух теплее и может удерживать больше влаги. Образуются облака и выпадают осадки. В 2006 и 2013 годах воздух над Баренцевым и Карским морями в России был настолько теплым, что вызвал продолжительные дожди на полуострове Ямал в Сибири. В оба года на снегу выросла твердая корка льда. Много оленей погибло; в 2013 году погибло около 61 000 животных, что составляет почти четверть местного населения.

В Финнмарке лед на снегу теперь является обычным явлением. «Зимой семена обычно подкармливают гранулами и сеном», — говорит Имс. Культура кочевников-оленеводов находится на грани исчезновения. «Это отношение теперь субсидируется правительством, оно больше не имеет смысла».

Как будет выглядеть Арктика в будущем, какие виды и экосистемы выживут – предсказать сложно. Потому что Арктика – это не то же самое, что Арктика, и изменение климата имеет совсем другие последствия. В то время как олени в северной Норвегии и Канаде с трудом переносят новую зиму, их сородичи на Шпицбергене чувствуют себя хорошо. Они меньше по размеру, имеют более толстый слой жира и привыкли к экстремальным погодным явлениям — климат на архипелаге часто влажный даже зимой. Шпицбергенский северный олень может пробиваться сквозь слои льда и переносить длительные периоды голода благодаря своим толстым жировым отложениям. Никто не обязан кормить их сеном.

Как бы хорошо ни жили олени на Шпицбергене, в новом мире Арктики карты постоянно тасуются. И поэтому опасности могут внезапно появиться там, где их раньше не было. Оленям на Шпицбергене, ранее не имевшим естественных врагов, теперь приходится считаться с голодными белыми медведями. На данный момент 90 процентов их потребностей в энергии покрывается за счет кольчатых нерп, которых они ловят на морском льду. Без морского льда эта добыча исчезает (см. интервью). Поэтому белые медведи переходят на другую пищу: некоторые за несколько часов опустошают гнезда целых колоний гусей, убивают моржей и другие виды тюленей. А некоторые белые медведи специализируются на северных оленях.

«Они могут есть что угодно, они оппортунисты», — говорит Джон Аарс, изучающий белых медведей на Шпицбергене и в других регионах Арктики в Норвежском полярном институте в Тромсё. «Белые медведи на Шпицбергене пока чувствуют себя хорошо, тощих животных мы не видим, численность животных тоже постоянна». Однако мягкие фазы зимой и – как в случае с леммингами – ливни, покрывающие снежный слой льдом, создают проблемы: такие погодные явления могут привести к обрушению снежных пещер, в которые уходят белые медведи, или же животные не смогут получить достаточно кислорода из-за слоя льда на снегу в этих пещерах.

Аарс считает, что просто забрать себе жизни бурых медведей, вероятно, не вариант для белых медведей. Например, им пришлось бы полностью изменить свой рацион: «Бурые медведи едят в основном ягоды и траву, убивают животное только в случае крайней необходимости». Белые медведи специализируются на рождении детенышей в снежных пещерах и зимовке там — бурые медведи роют пещеры в земле. Однако во многих арктических регионах под снегом и ледниками нет почвы, а только щебень и голые скалы. А белые медведи специализируются на морском льду и снеге. Если бы они продвинулись дальше на юг, например в Канаду или Сибирь, то сразу же вступили бы в конкуренцию с бурыми медведями, волками и другими хищниками. Экосистемы — это сложные сети взаимоотношений, которые развивались на протяжении тысячелетий. У новичков есть шанс на выживание только в том случае, если они, как Морозная бабочка в Финнмарке, являются универсалами, а не специалистами. Поэтому маловероятно, что узкоспециализированные белые медведи смогут сосуществовать с видами, которые адаптировались к региону за тысячи лет.

И еще один фактор определяет, смогут ли животные выжить в новой, экстремальной Арктике: их гены. В эволюционной игре виды, обладающие максимально большим генофондом, имеют преимущество в выживании. Популяции, в которых все животные несут более или менее одинаковые варианты генов, имеют мало возможностей адаптироваться к изменяющейся окружающей среде с новыми климатическими условиями или новыми патогенами. Экосистемы Крайнего Севера быстро меняются. Какие виды переживут эти изменения, кто станет победителем, а кто проигравшим? Исследователи не решаются делать прогнозы.