Как Южный океан будет формировать глобальный климат будущего

Океаны до сих пор были нашим самым важным союзником в борьбе с безудержным изменением климата. Они образуют огромную губку, охватывающую всю Землю: четверть вредных для климата выбросов и даже девяносто процентов энергии, которую планета накапливает посредством этих выбросов, поглощаются океанами. Вода поглощает газ, преобразует его, а вода уносит избыточное тепло с крупномасштабными течениями в глубокое море. Но это ни в коем случае не устраняет проблему. В глубине южного континента Антарктидано и на кромках льдов исследователи годами и десятилетиями наблюдали, как далеко заходят эти изменения и какие последствия они иногда могут иметь.

Одним из самых тревожных признаков перемен в Южном океане уже давно является таяние ледников. ДЛедник Туэйтса в Западной Антарктиде является для этого парадигмой. Оно почти такого же размера, как Великобритания, и имеет толщину до четырех километров. Его назвали ледником «Судного дня», поскольку два десятилетия назад было зафиксировано изменение скорости потока льда в море Амундсена. Это ясно дает понять: таяние льдов увеличилось более чем вдвое с 1990-х годов, и почти десятая часть глобального повышения уровня моря обусловлена притоком только с ледника Туэйтса. Если бы он полностью растаял, это привело бы к повышению уровня мирового океана более чем на полметра. Если окружающие ледниковые щиты Западной Антарктиды полностью растают, уровень моря поднимется на три метра. Если (отдаленная гипотеза) весь лед Антарктиды стечет в океан, этого будет достаточно, чтобы поднять береговую линию земного шара на семьдесят-восемьдесят метров.

Это еще не так далеко. Но влияние океанской воды уже было продемонстрировано в ходе многочисленных исследовательских экспедиций на примере поведения ледника Туэйтса, который, как и остальная часть суши Западной Антарктиды, лежит в значительной степени ниже уровня моря. Там, где ледяные щиты лежат на краю континента, проникает все более теплая вода, что логично влияет и на шельфовые ледники перед берегами, которые плавают по воде как продолжение языков ледников.

В «Геонауки о природе» Американские полярные исследователи из Университета Колорадо в Боулдере недавно описали почти невероятное явление у западной части Антарктического полуострова — одного из регионов с самым быстрым потеплением в мире. Ледник, известный как Гектория на полуострове, стал на невероятные восемь километров короче в период с конца ноября по конец декабря 2022 года — и, таким образом, за два месяца сократился почти вдвое. «Подобный уход — это безумие», — сказал в интервью после публикации ведущий автор исследования Тед Скамбос. Фактически, скорость таяния ледников в Западной Антарктиде может сильно различаться. Но для ледниковых щитов типа Гектории, которые почти полностью движутся по скалам в сторону побережья, во времена изменения климата чаще встречается сокращение языка ледника на несколько сотен метров в год.

Остается большая неопределенность относительно долгосрочной стабильности ледникового щита Западной Антарктики. Международная группа, в которой также участвовали исследователи из Кильского университета, всего несколько недель назад предоставила замечательные палеоклиматические данные. Отправной точкой стало бурение отложений у Антарктиды, которое проводилось в рамках Международной программы бурения в океане. В «Природные коммуникации» Команда сообщила о широко распространенной нестабильности ледникового щита Западной Антарктики во время естественного ледникового периода около 400 000 лет назад. Фактически, период, известный как 11-я стадия морских изотопов, считается одним из самых продолжительных и стабильных теплых периодов за последний миллион лет. В то время глобальные температуры оценивались на два градуса выше доиндустриальных значений, а массы льда в Западной Антарктиде были значительно меньше. Результаты химических исследований известково-ракушечных отложений показали, что западно-антарктический ледниковый покров в прошлом был чувствителен к потеплению в Южном океане. Прежде всего, влияние оказали глубокие воды, которые обтекают континент на глубине более 5000 метров в некоторых случаях.

Особенно интересными оказались те слои осадка, в которых содержание кислорода упало до минимума. По-видимому, это были фазы, происходившие при потеплении поднимающихся приполярных глубинных вод. Это привело к таянию дна шельфовых ледников и на краю антарктического ледникового щита и дестабилизировало ледники за береговой линией. За этим последовала талая вода, которая стекала в океан и замедляла образование глубоководных придонных вод. Но поскольку эти глубокие воды Антарктики также играют решающую роль в глобальной опрокидывающей циркуляции, это также могло иметь последствия для глобального конвейера океанских течений. Кильский геолог-геолог Лена Джебасински видит параллели с сегодняшним днем: «Это важный предупреждающий сигнал, поскольку сегодня мы наблюдаем те же тенденции в изменении температуры в регионе, и стабильность антарктического ледникового щита может оказаться под угрозой в краткосрочной или долгосрочной перспективе».

Не менее интересным в отношении климатического прошлого стало открытие, сделанное исследователями Центра океанических исследований имени Гельмгольца GEOMAR в Киле. «Геонауки о природе» сообщил. Речь шла о конце последнего ледникового периода около одиннадцати-двенадцати тысяч лет назад. Был изучен химический состав осадков, что дало информацию о ситуации на морских глубинах в то время. Вывод исследователей под руководством Маркуса Гутьяра: В то время грунтовые воды вокруг Антарктиды, очевидно, значительно расширялись, после чего углерод, веками хранившийся в морских глубинах, был высвобожден, что способствовало потеплению и окончанию ледникового периода.

Этот процесс частично напоминает сценарий будущего, который группа GEOMAR также недавно разработала в Журнал «АГУ Прогресс» представил. Отправной точкой были модельные расчеты с моделью климата, которая была пространственно грубо решена и физически упрощена, но которая, следовательно, была пригодна для долгосрочного моделирования в течение нескольких столетий. Особое внимание было уделено Южному океану и времени, когда глобальная температура снова понизится, то есть когда вступят в силу меры по защите климата и даже углекислый газ будет активно удаляться из атмосферы. Оказывается, такое охлаждение может иметь удивительный эффект. Тогда, в течение нескольких десятилетий, огромные резервуары тепла в глубоком море, которые сейчас наращиваются из-за антропогенного потепления, могут быть буквально опустошены. Исследователи говорят о теплой «отрыжке», которая может согреть фактически охлаждающуюся атмосферу в течение более длительного периода времени так же, как выбросы делают это сегодня. Сначала на юге, затем по всему миру. Однако углекислый газ, который в настоящее время поглощается океанской водой, вероятно, останется в глубоком море – биологически связанный. По крайней мере так можно было бы сказать, если модельные расчеты верны: море и дальше будет к нам благосклонно.