В 2023 году суша и океаны, природные «поглотители» углекислого газа, практически полностью перестали его впитывать. Если так продолжится и дальше, то углекислый газ будет задерживаться в атмосфере, а его концентрация — увеличиваться. Этот фактор не закладывался в прогнозы темпа роста температуры на Земле и точно ускорит потепление. «Холод» рассказывает, что об этом известно.
Океаны, почвы, растения и микроорганизмы поглощают углекислый газ, который в значительной степени выделяется в процессе человеческой жизнедеятельности.
Главным источником углекислого газа является именно человек: за неполные 270 лет, начиная с индустриальной эпохи, количество углекислого газа, выброшенного людьми в атмосферу, сильно увеличилось — с 280 ppm до более чем 400 ppm (particles per million — с английского: частиц [газа] на миллион). Более того, согласно исследованию, опубликованному в журнале Geology в 2020 году, еще никогда за последние три миллиона лет в атмосфере не было такого скопления углекислого газа, а в 2023 году человечество выбросило в атмосферу рекордные 37,4 миллиарда тонн.
Как рассказывает The Guardian, ранее при оценке эффективности экосистем, поглощающих углекислый газ, в моделях не учитывалось изменение климата. В 2023 году эти экосистемы перестали поглощать выбросы практически полностью, и теперь над человечеством нависла новая угроза — углекислый газ, который не впитывается природой и остается в атмосфере. Это может привести к радикальному ускорению глобального потепления.
«Природа уравновешивала наш ущерб. Это время подходит к концу»
Нагревание планеты привело к тому, что 2023 год стал самым жарким годом за всю историю наблюдений, и с 2024-м может быть то же самое: лето этого года уже побило температурный рекорд лета 2023-го. Более того, именно в 2023 году количество поглощенного сушей и океанами углекислого газа резко снизилось: почва и растения практически не поглощали его из-за засух и лесных пожаров.
То же самое происходит в морях и океанах. Ледники Гренландии и ледяной покров Арктики тают быстрее, чем ожидалось, что нарушает течение Гольфстрима и замедляет темпы поглощения углекислого газа морскими организмами.
Для морских организмов, таких как зоопланктон или мелкие ракообразные, которые питаются микроскопическими водорослями, таяние ледников приводит к повышению получаемого солнечного света. Из-за этого нарушается их «вертикальная миграция» — они начинают реже всплывать на поверхность океана. А это, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, приводит к тому, что они недопоглощают миллионы тонн углекислого газа.
«Мы наблюдаем трещины в экосистемах, от которых зависит устойчивость Земли. Мы видим эти трещины на суше — наземные экосистемы теряют способность накапливать и поглощать углерод. Но теперь и океаны показывают признаки нестабильности. Раньше природа уравновешивала ущерб от нас. Это время подходит к концу», — рассказал Йохан Рёкстрем, глава Потсдамского института изучения климатических изменений на Нью-Йоркской неделе климата в начале сентября.
Неспособность природы поглощать углекислый газ может быть временной: если прекратятся лесные пожары и засуха, то почвы возобновят поглощение.
Если человечество хочет достичь нулевого углеродного следа, то оно не может не полагаться на природные механизмы. Все дело в том, что у людей еще нет технологии, которая позволила бы человечеству самостоятельно в больших количествах поглощать углекислый газ. Единственное, что способно это делать, — это природа: крупные леса, поля, торфяные болота, моря и океаны.
В своих планах на уменьшение углеродного следа 118 стран полагались на природу. То, как быстро и резко сократилось поглощение углекислого газа в 2023 году, не закладывалось в модели климатических изменений. Если это продолжится, то скорость нагревания Земли увеличится, а температуры выйдут за ожидаемые значения.
Неожиданный ответ Земли
Последние 12 тысяч лет климат Земли находился в хрупком равновесии. Оно позволило человеку развить современное сельское хозяйство, которое сейчас кормит восемь миллиардов человек.
Углеродные выбросы человека постепенно росли, но планета с этим справлялась: количество поглощаемого ею углекислого газа тоже росло. Большее количество диоксида углерода означало ускоренный рост растений. Но теперь баланс начал смещаться.
«Планета тихо помогала нам и позволяла „спрятать под ковер“ наш долг [перед ней] — все благодаря биоразнообразию. [Природа] позволила нам находиться в зоне комфорта — мы просто не видим кризиса», — сказал Рёкстрем.
Сейчас только один крупный тропический лес остается мощным «поглотителем» углекислого газа — бассейн Конго. В это время бассейн Амазонки под воздействием Эль-Ниньо, уничтожения лесов и общего потепления переживает рекордную засуху — и уровень воды в реках упал до еще не виданного минимума.
Расширение сельскохозяйственной деятельности и сопутствующая ей вырубка тропических лесов привели к тому, что суммарные выбросы углекислого газа в регионе сильно увеличились. Если это продолжится, то выбросы из почв увеличатся на 40% к концу века: они становятся засушливее и микробы быстрее их разрушают.
Проблема коснулась и холодостойких и долгоживущих (бореальных) лесов России, Скандинавии и Канады. С 1990 по 2019 годы они стабильно поглощали углекислый газ. Но из-за вырубки, пожаров и нашествия жуков-короедов, которое было вызвано климатическими изменениями, количество поглощенного ими диоксида углерода уменьшилось на треть.
Все это способствовало коллапсу экосистем, поглощающих углекислый газ, а увеличение его объемов в атмосфере привело к тому, что океан, поглощающий до 90% выбросов, стал нагреваться — и это, в свою очередь, ослабляет его способность поглощать углекислый газ.
По словам профессора кафедры изменений климата и науки о Земле в Эксетерском университете Тима Лентона, реакция биосферы на увеличение углеродного следа — это «неожиданный ответ Земли, который [ученые] не предсказывали». Теперь исследователи сходятся во мнении, что увеличение выбросов ослабляет способность Земли поглощать углекислый газ, а причин верить в то, что поглощение вернется к прежним высоким уровням, — нет.
По словам ученых, выбросы углекислого газа в атмосферу рассчитываются довольно легко. С поглощением все не так просто: несмотря на развитие технологий, предположения и прогнозы в международных отчетах часто содержат множество ошибок и неправильных подсчетов. Из-за этого прогнозировать поглощение углекислого газа сложно, как и предсказать внезапное обрушение экосистем.
Резко снизившееся поглощение углекислого газа не учитывается в существующих прогнозах изменения климата. Не учтены в имеющихся прогнозах и экстремальные погодные условия — например, лесные пожары в Канаде, в которых сгорело 150 тысяч квадратных километров леса — это территория, равная половине Финляндии. Количество выбросов от этих пожаров равно примерно шести месяцам выбросов от использования ископаемого топлива в США.
Другой процесс, который не заложен в модели изменения климата, — это то, что деревья погибают от засухи, считает Филипп Сиайс, научный сотрудник Французской лаборатории климатических и экологических наук. По его мнению, неучтенные факторы сильно бы повлияли на модели климата. Сейчас же ученый считает их слишком оптимистичными.
Что будет, если природа перестанет поглощать углекислый газ?
Пока что ослабление «поглотителей» углекислого газа было региональным — например, США и Китай все еще не испытывают на себе резкий спад уровня поглощения. Но даже небольшое ослабление приведет к тому, что человечеству придется значительно сократить выбросы парниковых газов, чтобы достичь нулевого углеродного следа.
Способность к поглощению газа у европейских почв — в Швеции, Германии, Франции, Чехии — серьезно ослабевает. Наиболее показательный пример — Финляндия. У страны самая амбициозная цель по сокращению промышленных выбросов в мире, и ей удалось сократить их на 43% во всех индустриях. Однако общее количество чистых выбросов от страны в итоге не изменилось, потому что «поглотители» больше не работают так, как ожидалось.
«Вопрос о природных „поглотителях“ [углекислого газа] никогда должным образом не поднимался и не рассматривался в политических и правительственных кругах. Предполагалось, что они [„поглотители“] будут с нами всегда. <…> Что будет, если то, на что мы всегда полагались, просто перестанет работать из-за климатических изменений?» — задается вопросом ученый Эндрю Уотсон из Эксетерского университета.
Все чаще ученые сходятся во мнении, что нужно защищать уже существующие экосистемы, впитывающие углекислый газ, хотя раньше целью было увеличить его поглощение. Теперь же, по мнению многих исследователей, необходимо срочно остановить вырубку лесов, сократить выбросы и поддерживать здоровье существующих экосистем.