От экватора до самых полюсов

Климатические модели, претендующие на описание и предсказание динамики температур на Земле, как неоднократно писала «Газета.Ru», до сих пор остаются «вещью в себе» по ряду объективных и субъективных причин. Даже если отмести причины политического и финансового характера, строить глобальные климатические модели при нынешнем уровне знаний о мире несколько опрометчиво. И главная причина этого, наверное, непреодолима, по крайней мере в обозримом будущем. Дело в том, что Земля представляет собой фактически единый организм, сообщающийся не только через атмосферу, но посредством гигантской «кровеносной системы» – Мирового океана. Описать такое сложное и многообразное существо в одной модели невообразимо сложно, а моделирование отдельных ее фрагментов в отрыве от целого зачастую бессмысленно.

Важные подтверждения гипотезы о глубокой взаимосвязи процессов в мировом океане дают сразу две статьи, опубликованные на этой неделе в Science.

Первая работа посвящена исследованию динамики температур океана в тропиках за последние 3,5 млн лет, вторая – связи холодных течений в экваториальной части Тихого океана с климатом в приполярных областях.

Алфредо Мартинес-Гарсиа из Барселоны и его коллеги из Германии, Швейцарии и Великобритании показали, что

именно изменения в климате субполярных областей около 2 млн лет назад привели к формированию современного климата в экваториальных частях Тихого океана.

Ученые считают, что им удалось собрать еще один участок «головоломки», которой является общая картина поведения Мирового океана и его влияния на климат.

Климатологи изучили динамику температур приповерхностной воды в северной части Тихого океана и южной части Атлантического океана, начиная с эпохи плиоцена (3,65 млн лет назад) и до наших дней. Данные, полученные из реконструкции косвенных свидетельств, показали, что приполярные области обоих океанов играли определяющую роль в изменении климата в их тропических частях.

Охлаждение и расширение полярных вод между 1,8 и 1,2 млн лет назад привело к увеличению разницы температур экваториальных и полярных частей океана. Перепад температур усилил циркуляцию воздуха и в конечном итоге привел к формированию современного феномена «холодного языка» – концентрации холодных вод Тихого океана в его восточной части, у берегов Южной Америки.

«Холодный язык» возникает в результате возникновения так называемого «поверхностного термоклина» – слоя воды, в котором наблюдается резкое падение температуры. Это явление сопровождается переносом глубинных холодных вод к поверхности Тихого океана в его восточной части в тропических широтах. Во времена плиоцена климат Земли был теплее, термоклин находился не у поверхности, а в более глубоких слоях. Перенос холодных вод к поверхности был меньше, «холодный язык» тоже. Следует отметить, что сейчас

раз в 3–5 лет повторяется ситуация, вызванная теплым климатом плиоцена: «холодный язык» сокращается в результате комплекса явлений, известных как «Эль-Ниньо».

«Наши результаты говорят о том, что полярные части океана играют ключевую роль в глобальном климате. Один из важнейших практических выводов – в результате глобального повышения температуры глубина термоклина неизбежно увеличится, площадь «холодного языка» в восточной части Тихого океана сократится, что несомненно скажется на климате Южной Америки. Климат в высоких широтах сейчас меняется весьма значительно, и, по нашим данным, вскоре это окончательно изменит тип климата в тропиках на плиоценовый, – объяснила Эрин Макклимонт из университета Ньюкасла, один из авторов работы.

Таким образом, если текущий тренд в климате сохранится, то

«Эль-Ниньо» в Тихом океане из аномалии превратится в постоянную закономерность температурного распределения.

Исследования теплого климата плиоцена – периода, когда млекопитающие начали осваивать океан и воздух и фактически сформировалась современная фауна, привлекают большое внимание именно как модель возможных предстоящих изменений температур на Земле.

Динамика океанических температур доисторических времен определяется по донным отложениям океана. Бурение седиментационных осадков проводилось на глубине до 3 км. В полученных образцах ученые определяли состав стабильных органических соединений, образующихся в воде в результате жизнедеятельности фитопланктона – мельчайших растительных организмов, живущих у поверхности океана.

Состав продуктов их жизнедеятельности меняется в зависимости от температуры среды обитания и может, таким образом, служить своеобразными «отпечатками пальцев» изменения климата.

Именно эти «биомаркеры» или «химические ископаемые» и позволили ученым определить поверхностную температуру воды океана миллионы лет назад.

«Молекулы могут быть «ископаемыми» так же, как и морские раковины или скелеты рыб. Продукты жизнедеятельности планктона планомерно, слой за слоем, осаждались на дне океана, что позволяет датировать изменение температуры морской воды в далеком прошлом», – объяснила Макклимонт.

Последствия исчезновения «холодного языка» для Южной Америки в рекламе не нуждаются. Потепление океана ведет все к тому же росту градиента температур между экваториальными и полярными областями – и приводит к образованию мощных циклонов, угрожающих побережью. Согласно оценкам ученых, первым удар на себя примет Перу. Некоторые археологи предполагают, что сверхсильное проявление «Эль-Ниньо» в прошлом могло уничтожить одну из древних южноамериканских цивилизаций. Если «Малыш» станет постоянным явлением, латиноамериканские страны ждут тяжелые времена.