Naukowcy "zszokowani" nowym odkryciem. Atlantyk może przekroczyć punkt krytyczny za naszego życia

Prof. Stefan Rahmstorf bada prądy na Atlantyku i ich destabilizację od 35 lat. Mimo takiego doświadczenia, wyniki najnowszego badania w tym zakresie go "zszokowały" - jak napisał w mediach społecznościowych. Chodzi o badanie pokazujące prawdopodobieństwo załamania się kluczowego prądu na oceanie. To okazuje się być znacznie większe niż dotychczas sądzono, a konsekwencje będą odczuwalne dla wielu kolejnych pokoleń.

O zagrożeniu załamania się i zatrzymania tak zwanego AMOC na Oceanie Atlantyckim naukowcy ostrzegają od dawna, zaś w ostatnich latach wzrosła liczba badań pokazujących, że to realne zagrożenie. Wskazywały one na sygnały spowolnienia cyrkulacji oceanicznej, które mogłoby ostatecznie doprowadzić do jej załamania. 

Jednak wiele z tych badań - i wykorzystywanych w nich modeli - nie wykraczało poza rok 2100. A w tym okresie zazwyczaj pokazywały one stosunkowo niskie ryzyko, że dojdzie do załamania AMOC. Mimo tego eksperci w tej dziedzinie, jak prof. Stefan Rahmstorf, ostrzegali, że nawet jeśli ryzyko wynosi 10 proc., to trzeba zrobić wszystko, aby tego uniknąć - bo konsekwencje będą katastrofalne. 

Opublikowane w tym tygodniu badanie sięga dalej niż tylko do końca tego stulecia - i pokazuje bardzo niepokojące informacje. Wykorzystane w nim modele klimatyczne pokazują, że już w ciągu kilkudziesięciu lat może dojść do przekroczenia punktu krytycznego - po czym załamanie się AMOC będzie nieuniknione. Do samego załamania doszłoby pod koniec XXI wieku lub dopiero w kolejnym stuleciu, ale to oznacza, że żyjące dziś dzieci - oraz ich dzieci i wnuki, a także wiele kolejnych pokoleń - byłyby skazane na konsekwencje naszych działań. Bo przyczyną osłabienia prądów jest powodowana przez nas zmiana klimatu. "Byłem zszokowany, kiedy po raz pierwszy zobaczyłem te wyniki uzyskane na podstawie modeli klimatycznych" - napisał Rahmstorf.

Zmiana klimatu na sterydach

AMOC (ang. Atlantic Meridional Overturning Circulation - atlantycka południkowa cyrkulacja wymienna) to system prądów morskich, które przenoszą ciepłą wodę z rozgrzanego okołorównikowym słońcem środkowego Atlantyku na północ. Rozprowadzają po ogromnej części świata ciepło, a także znajdujący się w wodzie pokarm dla żyjących w oceanach zwierząt. 

Dla części Europy - szczególnie zachodniego wybrzeża kontynentu, Wysp Brytyjskich, Skandynawii - te prądy stanowią gigantyczny "grzejnik". Te miejsca są znacznie cieplejsze (szczególnie zimą), niż wynikałoby to z jedynie ich odległości od bieguna. Na przykład Warszawa i Londyn znajdują się na podobnej szerokości geograficznej co Pietropawłowsk na rosyjskiej Kamczatce. W Londynie średnia dobowa temperatura w styczniu to 5 stopni na plusie, w Warszawie to -1 stopień, a w rosyjskim mieście -6 stopni. 

Simplified diagram of thermohaline circulation. Its part in the North Atlantic is AMOC.photo NASA / /Goddard Space Flight Center

Jeśli AMOC drastycznie spowolni lub się zatrzyma, dla zachodu Europy i Skandynawii będzie to niczym wyłączenie ogrzewania. Nie oznacza to jednak, że problemem przestanie być globalne ocieplenie. Będzie to raczej zmiana klimatu na sterydach.

Temperatura w tych regionach drastycznie spadnie, szczególnie zimą. Zamiast łagodnej pogody w zimowych miesiącach, w Wielkiej Brytanii czy na północy Francji pojawią się srogie zimy. Rolnictwo na obszarze ochłodzenia stanie się skrajnie trudne, a nawet niemożliwe. Ucierpi infrastruktura, nieprzygotowana do takiej pogody.

A co z globalnym ociepleniem? Ponieważ w przyrodzie (i fizyce) nic nie ginie, to dodatkowe ciepło, które nie trafi drogą morską na północ, zostanie bliżej równika. To oznacza jeszcze większy wzrost temperatury związany z emisjami gazów cieplarnianych w innych częściach świata. W Amazonii doszłoby do przesunięcia - czasowego i geograficznego - pory deszczowej. To uderzyłoby i w naturalne ekosystemy, i w rolnictwo. Z kolei Polska i nasza część Europy znalazłaby się między młotem a kowadłem - szybko ocieplającym się południem i gwałtownym ochłodzeniem na północy. To oznaczałoby destabilizację pogody, jaką znamy.

Konsekwencji byłoby więcej. Prądy morskie transportują nie tylko ciepło, ale też składniki odżywcze. Ich osłabienie czy zerwanie uderzy w życie morskie, pozbawiając całe regiony oceanu bez pokarmu.

Gorzej niż się spodziewaliśmy

Konsekwencje są na tyle duże, że naukowcy tacy jak Rahmstorf nie tylko prowadzą intensywne badania nad załamaniem AMOC, ale też apelują do rządzących, aby zrobić wszystko w celu uniknięcia tego scenariusza. 

Dotychczas przedstawiano scenariusz załamania się cyrkulacji jako zagrożenie o dość niewielkim prawdopodobieństwie, ale potężnych konsekwencjach. Nowe badanie, o którym pisze niemiecki naukowiec, rzuca na temat nowe światło - i pokazuje, że zatrzymanie prądów AMOC jest możliwe, a przy niekontrolowanej zmianie klimatu - całkiem prawdopodobne. 

Autorzy badania sprawdzili, jak zachowa się AMOC zależnie od tego, czy uda nam się zmniejszyć nasze emisje gazów cieplarnianych, czy też będziemy dalej napędzać zmianę klimatu. 

- Cyrkulacja wymienna w północnej części Atlantyku ulega drastycznemu spowolnieniu do 2100 r., a następnie całkowicie ustanie we wszystkich scenariuszach wysokich emisji, a nawet w niektórych scenariuszach średnich i niskich emisji. Pokazuje to, że ryzyko ustania jest poważniejsze, niż wielu ludziom się wydaje - powiedział Sybren Drijfhout z Królewskiego Holenderskiego Instytutu Meteorologicznego, główny autor badania opublikowanego w czasopiśmie "Environmental Research Letters".

- W symulacjach punkt krytyczny w kluczowych obszarach Morza Północnego i Atlantyku zazwyczaj występuje w ciągu najbliższych kilku dekad, co jest bardzo niepokojące - podkreśla Stefan Rahmstorf.

Zmiana klimatu a AMOC

W jaki sposób powodowane przez nas globalne ocieplenie prowadzi AMOC do punktu krytycznego? Te prądy morskie są napędzane m.in. różnicami w temperaturze, zasoleniu i gęstości wody. W strefie okołorównikowej woda jest ogrzewana i kieruje się na północ. Jej temperatura spada, a większa zawartość soli - i gęstość - sprawia, że opada na niższe partie oceanu, po czym kieruje się na południe. Tam wody znów zostają podgrzane, cały cykl trwa i napędza się sam. Kluczowe dla jego działania są różnice w temperaturze i zasoleniu wody.

Emitując gazy cieplarniane, głównie ze spalania ropy, węgla i gazu, podwyższamy średnią temperaturę. To sprawia, że do Atlantyku trafia więcej słodkiej wody m.in. z topniejącego lądolodu Grenlandii czy bardziej intensywnych opadów. To zaburza cykl napędzany różnicą w zasoleniu wody. W tej chwili - co pokazują obserwacje - AMOC zwalnia i staje się "rozchwiany".

Jednocześnie przez globalne ocieplenie ocean ochładza się w mniejszym stopniu w czasie zimy na półkuli północnej, ponieważ atmosfera nie jest wystarczająco chłodna. "Powoduje to osłabienie pionowego mieszania się wód oceanicznych: powierzchnia morza pozostaje cieplejsza i lżejsza, przez co jest mniej podatna na opadanie i mieszanie się z wodami głębszymi. Osłabia to AMOC, powodując zmniejszenie ilości ciepłej, słonej wody płynącej na północ" - tłumaczą naukowcy. 

Te zjawiska prowadzą do osłabienia cyrkulacji, a po przekroczeniu punktu krytycznego - jej załamania. Jeśli ten punkt zostanie przekroczony, nie będziemy w stanie odwrócić tego procesu. Dlatego naukowcy apelują, aby jak najszybciej zmniejszyć emisje i spowolnić zmianę klimatu, bo tylko to ogranicza ryzyko załamania AMOC. 

- W modelach prądy całkowicie wygasają w ciągu 50-100 lat od przekroczenia punktu krytycznego. Jednak ryzyko może być niedoszacowane: standardowe modele nie uwzględniają dodatkowej ilości słodkiej wody pochodzącej z topnienia lodowców na Grenlandii, która prawdopodobnie jeszcze bardziej wpłynęłaby na system. Dlatego tak ważne jest szybkie ograniczenie emisji. Znacznie zmniejszyłoby to ryzyko zatrzymania AMOC, nawet jeśli jest już za późno, aby całkowicie je wyeliminować - podkreśla prof. Rahmstorf.