Климатическая система Земли очень сложна, и ее компоненты, включающие океан, атмосферу и растительность, тесно взаимосвязаны. Изменения отдельных параметров могут иметь далеко идущие последствия для всей системы. В определенной степени отдельные компоненты системы устойчивы и могут адаптироваться к изменениям. Однако исследования климата и систем Земли Бременского университета предполагают, что существуют различные критические точки. При их превышении климатическая система может изменить свое состояние за короткий промежуток времени. Предполагается также, что переломные точки в климатической системе влияют друг на друга и могут вызывать цепные реакции, или каскады.
Среди глобальных критических точек – тропические леса Амазонки и крупномасштабная Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC), которая представляет собой систему течений в Атлантическом океане, которую приводит в движение разница в температуре, солёности и плотности вод на разных его участках. Дальнейшее потепление планеты может привести к значительному ослаблению AMOC. Это замедлит «конвейерную ленту», которая переносит теплую воду в северные регионы, резко изменив распределение температуры в Атлантике, что также будет иметь последствия для Амазонии, поскольку изменение температуры в Атлантике повлияет на круговорот воды в атмосфере, а значит, и на характер и количество осадков.
То, как именно взаимосвязаны АМОС и Амазония, и как морская циркуляция влияет на Амазонию, еще не было подробно изучено. Группа исследователей из Университета Сан-Паулу проанализировала изменения в растительности Амазонии. Вместе с международной командой была исследована пыльца и углеродные остатки за последние 25 000 лет из керна морских отложений, взятых в устье реки Амазонки.
Анализ позволил команде подробно заглянуть в прошлое одной из самых богатых видами экосистем на Земле. Данные показывают, как менялась растительность, а также влажные и сухие периоды во время климатических событий последнего ледникового периода, называемых «событиями Хайнриха», когда AMOC резко ослабевала. Исследователи обнаружили, в частности, резкое сокращение растительности тропических лесов в северной части Амазонии.
«Исследование является результатом долгосрочного немецко-бразильского совместного проекта, который начался в 2012 году с совместной экспедиции научно-исследовательского судна MARIA S. MERIAN в устье Амазонки. Наши данные показывают, что в прошлом экосистема Амазонки смогла адаптироваться к изменениям в характере осадков, вызванным ослаблением атлантической циркуляции. Однако ослабление AMOC в будущем, происходящее одновременно с увеличением вырубки лесов, может поставить под угрозу стабильность этой глобальной системы», – говорит доктор Стефан Мулица из Университета Бремена.
Дальнейшие исследования с использованием моделей климата и растительности показали, что ослабление AMOC в современных условиях окажет на флору Амазонии влияние, аналогичное тому, которое она оказывала в прошлый ледниковый период. «Модели показали, что AMOC не обязательно должна полностью прекратиться, чтобы оказать влияние на тропические леса. Северные районы Амазонии подвергаются значительному воздействию даже при умеренных изменениях в AMOC», – объясняет доктор Матиас Пранге, соавтор работы.
Полученные результаты иллюстрируют, насколько сложной является глобальная система. «Движущие процессы в высоких широтах, такие как таяние гренландских льдов, могут оказывать существенное влияние на тропики. Такая взаимосвязь на больших расстояниях часто имеет серьезные региональные последствия, причем нередко для людей, которые лишь в малой степени ответственны за изменение климата», – добавляет профессор Геррит Ломанн из AWI. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.
[Фото: Thomas Akabane, University of São Paulo]