Представьте свою утреннюю чашку кофе. Нагревательный элемент или конфорка нагревает воду, которой вы заливаете зерна, и вот напиток уже в вашей кружке. Возможно, вы отвлечетесь, и кофе постоит, отдавая тепло окружающему пространству, пока не сравняется с комнатной температурой. Иными словами, напиток остыл.
Представьте, что подобное может случиться и с Южным океаном, омывающим Антарктиду. С началом индустриальной эпохи человечество активно "нагревало чайник", выбрасывая в атмосферу огромное количество тепла, более 90% которого поглотил океан. (Он также поглощает четверть наших выбросов CO2). В условиях меняющегося климата Южный океан аккумулирует тепло, которое, подобно вашему утреннему кофе, не может оставаться там навсегда и в какой-то момент высвободится обратно в атмосферу, пишет Live Science.
Новое моделирование показывает, что этот внезапный "выброс" тепла, как его называют ученые, может быть резким. Даже если человечество сократит выбросы до нуля или даже станет их удалять из атмосферы, температура сначала упадет, но затем Южный океан внезапно высвободит накопленное тепло, вызвав потепление с той же скоростью, с которой мы наблюдаем его сейчас. И этот обратный выброс может продолжаться не менее века.
Другими словами, даже если человечество найдет способ обратить вспять изменение климата, Южный океан может снова его запустить. Хотя наши потомки не смогут это предотвратить, поскольку нагрев обусловлен уже накопленным теплом, эти расчеты подчеркивают необходимость быстрого и радикального сокращения загрязнения.
Этот выброс — лишь прогноз модели, но он помогает понять возможные реакции планеты на антропогенное воздействие на климат.
«Вопрос в том, как климатическая система, особенно океан, отреагирует на сценарии, когда мы удаляем CO2 из атмосферы, и приведет ли это к общему похолоданию?», – говорит Свенья Фрей из немецкого Центра океанических исследований GEOMAR.
Южный океан, несмотря на близость к Антарктиде, очень эффективно сохраняет тепло, удерживая около 80% тепла, поглощенного всеми океанами. Тепло поступает как от течений, так и от апвеллингов, поднимающих холодную воду на поверхность и нагревающих ее.
Атмосфера над Южным полушарием чище, чем над Северным, а значит, меньше отражает солнечный свет. В Северном полушарии аэрозоли, выбрасываемые промышленностью, отражают солнечную энергию обратно в космос, оказывая охлаждающий эффект, который частично компенсирует потепление от сжигания ископаемого топлива.
«В Южном полушарии эта конкуренция не так выражена, поскольку атмосфера несколько чище», – отмечает климатолог Рик Уильямс.
В рамках смоделированного исследовательского сценария содержание углекислого газа в атмосфере последовательно увеличивается на один процент ежегодно, пока не достигнет двукратного превышения доиндустриального уровня. Впоследствии, применяются технологии, направленные на сокращение выбросов, снижая концентрацию углерода на 0,1% в год. (Хотя конкретный метод в исследовании не рассматривается, одним из вариантов является прямая откачка CO2 из воздуха, несмотря на его текущую дороговизну и масштабные ограничения). Это приводит к охлаждению атмосферы, поверхности земли и океанов.
Однако в Южном океане наблюдается формирование аномалии. Поверхность воды становится более холодной и солёной из-за формирования нового морского льда: при замерзании морской воды происходит вытеснение соли, которая затем насыщает окружающие воды, увеличивая плотность поверхностного слоя.
«Параллельно с этим присутствуют теплые, более глубокие водные массы, — отметил Фрей. — В определенный момент структура водной толщи становится нестабильной, что инициирует процесс глубокой конвекции».
По сути, происходит выброс глубинных вод. Это всего лишь один из возможных способов реагирования сложных взаимосвязанных систем нашей планеты на циклы роста и снижения выбросов в течение предстоящих столетий.
«Реакция системы Земли на отрицательные выбросы характеризуется высокой степенью неопределённости — мы не обладаем достаточным пониманием этого процесса, — отметила Кирстен Зикфельд, климатолог из Университета Саймона Фрейзера. — Как демонстрирует данная статья, на этом пути возможны неожиданные явления».
В частности, в представленном сценарии удаление углерода из атмосферы значительно способствует снижению глобальной температуры, даже с учётом вышеупомянутого выброса. И чем быстрее будет осуществлен переход от ископаемого топлива, тем меньший объем CO2 потребуется впоследствии удалять.
«Отрицательные выбросы и снижение концентрации углерода в атмосфере — это безусловно положительный фактор, — заявил Уильямс. Но стоит отметить, что вместо применения технологий отрицательных выбросов, предпочтительнее изначально избегать положительных».
Изображение: commons.wikimedia.org /Лиам Куинн из Канады
