Мы всего лишь в 23 годах от переломного момента для Атлантического океана?

В тихой датской деревне в 2021 году климатолог Питер Дитлевсен строил не просто дом. Пока он забивал гвозди и пилил дерево, его мысли были заняты надвигающимися глобальными катастрофами, которые могли бы сделать даже самые сенсационные голливудские фильмы о катастрофах невинными по сравнению с ними.

Его внимание было сосредоточено на переломном моменте Атлантической меридиональной циркуляции (AMOC) — того самого явления, которое было показано в апокалиптическом фильме «Послезавтра» с его суперштормами, климатическими потрясениями и замерзшим Нью-Йорком. AMOC — это жизненно важная циркуляционная система океана, обширная сеть глубоких и поверхностных течений, которая не только перемещает теплую и холодную воду между полюсами. Эта система настолько важна для земных систем, что формирует региональную погоду, водный цикл и даже глобальную продовольственную безопасность.

И сейчас она начала давать сбои.

С чувством неотложности, как у человека, спешащего против времени, Дитлевсен разработал модель AMOC, уточняя расчеты своего бывшего коллеги Никласа Боэрса. Он рассматривал AMOC как систему, находящуюся на грани перелома, и создавал сценарии будущего на основе универсальных правил переломных точек. Подставляя данные о температуре воды в свой алгоритм, Дитлевсен затаил дыхание. Он должен был получить прогноз того, когда система достигнет переломного момента.

Результат оставил его в недоумении от того, насколько близка была дата: 2057 год.

Всего через 23 года наш мир может оказаться на пороге экологической катастрофы. Это открытие, которое должно было потрясти научное сообщество и весь мир.

У сурового юго-западного побережья Исландии находится Ирмингерово море, одно из самых бурных мест в северном полушарии. Здесь происходит нечто необычное. Пока глобальные температуры постоянно росли — больше на полюсах, меньше в тропиках — этот участок океана едва ли нагрелся. Более того, он временами даже охлаждался — это своего рода "дыра" в разогретом одеяле Земли.

Но это не просто странное погодное явление. В основе этой загадки лежит AMOC, действующий как жизненно важная артерия нашей планеты.

На пути на север AMOC переносит теплую, соленую поверхностную воду из тропиков. Он пересекает Карибское море, делает петлю через Мексиканский залив (где вода может достигать температуры джакузи), огибает восточное побережье США и затем пересекает Атлантику, направляясь к ледяным районам Гренландии и Исландии. Там, где теплая вода встречается с холодным воздухом, она испаряется, нагревая атмосферу. Оставшаяся вода AMOC, теперь более холодная и соленая, становится плотнее, чем ее окружение.

И она обрушивается в невидимом водопаде высотой почти 3 километра, что значительно превышает любой наземный каскад, с расходом в 3 миллиона кубических метров в секунду. Этот ледяной поток сливается с другими нисходящими водами, направляется на юг вдоль восточного побережья США и следует по дну моря до самой Антарктиды, поддерживая цикл, известный как конвейерная лента.

Главный вывод? Этот поток фактически работает как гигантский тепловой насос для Северной Атлантики, обеспечивая Европу удивительно мягким климатом, несмотря на ее северную широту. Например, в Бергене, Норвегия, зимой относительно тепло, со средними температурами около 2°C в январе. В то время как в Фэрбенксе, на Аляске, на аналогичной широте, средние температуры падают до -24°C.

Но эта «дыра» в разогретом одеяле — тревожный сигнал, указывающий на то, что эта великолепная система дает сбои.

Как и у вашего естественного темпа ходьбы, у AMOC есть предпочтительная скорость потока — 17 Свердрупов (17 миллионов кубических метров в секунду). Этот показатель может колебаться, но обычно возвращается к своему предпочтительному значению со временем.

Однако по мере приближения системы к переломному моменту характер этих колебаний меняется. Предсказуемый ранее рисунок становится хаотичным, с резкими и широкими колебаниями. Именно это сейчас происходит с AMOC.

Климатолог Уоллес Броекер предупреждал нас десятилетия назад: климат меняется не только постепенно, но и «резкими скачками». Климат нашей планеты, далеко не являющийся оплотом стабильности, на протяжении всей истории был «американскими горками» крайностей. И теперь нас может ожидать еще один стремительный спуск.

Когда система достигает переломного момента, пути назад уже нет. Недавний отчет не оставляет сомнений: переломные моменты климата представляют собой «одни из самых серьезных угроз для человечества». Перейдите одну из этих точек, и мы рискуем «серьезно повредить системы жизнеобеспечения нашей планеты и поставить под угрозу стабильность наших обществ».

Постоянные измерения потока AMOC начались только в 2004 году с установкой мониторинговых станций в море. Этот короткий промежуток времени недостаточен для полного понимания поведения AMOC. Единственный долгосрочный набор данных, связанный с Атлантическим океаном, — это температура поверхности моря, которая может предоставить «отпечатки пальцев» (в основном температура и соленость) силы AMOC с тех пор, как начались первые измерения в 1749 году.

Ученые спешат во времени, чтобы понять поведение AMOC. Мониторинговые станции установлены только с 2004 года — это миг в геологических терминах для полного понимания поведения AMOC. Однако анализ столетних данных о температуре поверхности моря может предоставить «отпечатки пальцев» (в основном температура и соленость) силы AMOC с тех пор, как начались первые измерения в 1749 году.

И вот исследователи пытаются собрать тревожную мозаику.

Исследование показало, что с середины 20 века AMOC ослабла на 15%. В 2021 году Боэрс и др. вызвали шок в научном сообществе, предположив, что AMOC «близка к критическому переходу». Другой отчет тогда заключил, что ток находится «в самом слабом состоянии за более чем тысячу лет». Последствия? «Глубокая глобальная перестройка» нашего климата, согласно последнему исследованию.

Однако Дитлевсен был неудовлетворен существующими методами и отсутствием окончательных утверждений. Поэтому, строя свой загородный дом в Дании, он решил ответить на вопрос, который не дает покоя климатологам:

Сколько времени у нас осталось до того, как AMOC сломается?

Итак, модель прогнозирования Дитлевсена указала на год, который настолько близок, что его почти можно коснуться: 2057. К этому времени мне будет 56 лет. Сколько будет вам, когда мир, который мы знаем, может измениться навсегда?

К тому времени последний отчет МГЭИК утверждал, что у AMOC было «очень маловероятно» 1 из 10 шансов отключиться до 2100 года, предлагая ложное чувство безопасности. Дитлевсен видел сквозь этот занавес. Для него их рейтинг «средней уверенности» кричал об отсутствии уверенности. Настало время для нового подхода.

Пока Питер боролся с (и сомневался в) своих результатах по AMOC, его младшая сестра Сюзанна, профессор статистики, приближалась к прорыву. Она разработала улучшенный метод анализа хаотических систем с большим количеством случайностей и неясными основными правилами.

Переломный момент: воплощение нелинейности.

Объединение опыта Питера с статистической моделью Сюзанны требовало дополнительных предположений о поведении AMOC, но возможные результаты были огромны. Используя температурные записи, она могла оценить ключевые параметры доиндустриального климата и снижение AMOC, включая время наступления переломного момента.

Итак, брат и сестра потратили два года на оттачивание своего подхода, следуя данным и проводя тесты. После тысячи симуляций модель остановилась на одном годе. 2057, медиана ужасающего диапазона: 95% вероятность, что AMOC достигнет переломного момента между 2025 и 2095 годами.

Обнаружение ранних предупреждающих сигналов и прогнозирование времени наступления переломного момента. (Источник: Предупреждение о скором коллапсе Атлантической меридиональной циркуляции) Наконец, 25 июля 2023 года их статья была опубликована на страницах Nature Communications. Мало ли они знали, что их смелое исследование вызовет ажиотаж в научном мире с самым срочным призывом к пробуждению в истории человечества.

Электронные письма и телефонные звонки. Интервью и прогнозы апокалипсиса. Реакции экспертов и ошибочные заголовки. Даже 21-страничное опровержение от бывшего научного партнера Боэрса и его протеже.

Для братьев и сестер Дитлевсен это был хаос, который вырвался наружу. Но они приняли этот шторм, признавая обоснованность многих критических замечаний, считая другие менее релевантными и оставаясь твердыми в своих основных выводах.

В центре этого научного шторма находились температуры поверхности моря. Не только потому, что набор данных основывался на случайных измерениях времен Парусного века, но и из-за более фундаментального вопроса: никто не знает точно, как температуры поверхности связаны с огромным потоком AMOC, проходящим через полушария и глубины океана. Возможно, наиболее значительная критика была направлена на предположение Дитлевсенов о том, что AMOC скоро достигнет переломного момента — это было тяжелое предположение. Ведь уравнения ведут себя по-разному, когда система далека от переломного момента.

Тем не менее, в центре этого академического шторма братья и сестры Дитлевсен оставались непоколебимыми. Срочность климатического кризиса, по их мнению, требовала этой смелой попытки обозначить дату потенциальной катастрофы. Их предположения не были взяты из воздуха, а были основаны на научных данных — данных из ледяных кернов, сложных моделях и проверенных временем теоретических моделях. С другой стороны, их работа была изучена и рецензирована на беспрецедентном уровне.

С тех пор братья и сестры не отступили. Напротив, они удвоили свои усилия, чтобы завершить и консолидировать свои выводы в продолжении своей первоначальной статьи. Ведь если их прогнозы оправдаются — или даже будут близки к реальности — нам всем, возможно, придется готовиться к будущему, которое наступит гораздо раньше, чем кто-либо мог представить.

Несмотря на неопределенности, давайте представим, что AMOC пересекает свой переломный момент, направляясь к полному останову через столетие или даже ослабев в значительной мере.

Прежде всего, океаны служат важнейшими поглотителями углерода, и AMOC способствует распределению и хранению углерода. Его остановка нарушит этот процесс, повлияет на морские экосистемы и поставит под угрозу продовольственную безопасность.

Невидимые североатлантические водопады? Забудьте о них. Глубоководные существа, зависящие от кислорода, поступающего с AMOC? Оказавшиеся на грани вымирания. Этот останов также приведет к выравниванию поверхности океана, что вызовет почти метровое повышение уровня моря вдоль северо-восточного побережья США — дополнительно к подъему из-за таяния ледников.

Европа, лишенная зимнего тепла, будет сталкиваться с более экстремальными сезонами. После переломного момента регионы от Испании до Скандинавии испытают резкое похолодание — на 5–15°C — с увеличением снегопадов и уменьшением осадков. Лето, напротив, станет жарким и сухим. Это разрушит продовольственные системы, вызвав резкий рост цен и оставив миллионы людей в борьбе за выживание.

Тропики могут пострадать больше всего. Межтропическая зона конвергенции, дождевой пояс Земли, сдвинется на юг. Этот сдвиг может изменить сезоны дождей и засухи в Амазонии, сократив количество осадков и ускорив переход к саванне. Это высвободит накопленный углерод, усугубив изменение климата и, возможно, приведя амазонские леса к своему собственному переломному моменту. Некоторые исследования предполагают, что если этот дождевой пояс сместится на юг, две трети населения Земли в Индии, Восточной Азии и Западной Африке могут лишиться большей части или всех муссонных дождей, необходимых для роста урожая, что приведет к гуманитарному кризису беспрецедентного масштаба, заставив десятки миллионов людей покинуть свои дома в поисках выживания.

Да, здесь много «могло бы», «может» и «будет» — экстраполяций, основанных на научных гипотезах, касающихся AMOC. Настоящая проблема заключается не только в немедленном отключении AMOC. Больше всего пугает то, что оно может пересечь критический порог, запустив необратимый спад климатических систем Земли.

Почему прогноз AMOC от Дитлевсенов захватил мир? Дело было не только в спорной, но убедительной науке — это был мучительный удар по реальности. 2057. Год, когда многие из нас и те, кого мы любим, все еще будут жить на этой Земле. Внезапно изменение климата перестало быть далекой угрозой: оно стучится в нашу дверь.

Итак, этот прогноз нанес эмоциональный удар, который гораздо сильнее, чем одна только климатическая наука; он использовал сырую, первозданную силу повествования. Потому что это не просто климатическая наука: это климатическая история, возможно, самая важная история нашего времени, повествование о древних силах и современных последствиях, которые затрагивают каждую душу на Земле.

С учетом того, что AMOC может оказаться на грани краха в течение нашей жизни, нам необходимо глобальное мобилизование интеллектуальных ресурсов, привлечение лучших умов мира к поиску ответов, пока не стало слишком поздно.

Доказательства нарастают. Повышение температуры, учащение осадков и ускоренное таяние льдов Гренландии — все это вместе ослабляет двигатель AMOC. И это не отдельные инциденты; это сложные угрозы коллапса, который не просто возможен — он может быть неизбежен.

Братья и сестры Дитлевсен не просто опубликовали статью — они разожгли глобальную дискуссию.