Остановку искусственного управления климатом назвали опасной для биоразнообразия
Американские ученые показали, что если пытаться регулировать климат на Земле с помощью геоинженерных подходов, то последующая остановка таких мер приведет к значительному смещению климатических зон. Последствия могут оказаться губительным для некоторых видов живых организмов, особенно в наиболее богатых видами зонах, пишут ученые в Nature Ecology & Evolution.
В качестве одного из возможных методов борьбы с негативными климатическими изменениями на Земле, в частности, проблемой глобального потепления, ученые предлагают использовать геоинженерию — искусственное управление климатом. Меры, которыми предлагается пользоваться при геоинженерном подходе, в первую очередь включают в себя изменение химического состава атмосферы и мирового океана, а также солнечную геоинженерию — распыление в атмосфере аэрозолей с целью уменьшить количество попадающего на поверхность планеты солнечного света. Однако, кроме положительного влияния, такие подходы могут иметь и негативные последствия как для климата, так и для проживающих на Земле живых существ.
Чтобы оценить возможные риски солнечной геоинженерии для биоразнообразия на Земле, американские климатологи под руководством Кристофера Трисоса (Christopher H. Trisos) Мэрилендского университета смоделировали возможное смещение климатических областей во время запуска, продолжения и возможной остановки геоинженерных процедур. Для оценки влияния происходящих при этом изменений на зоны максимального биоразнообразия ученые измерили изменение климатических скоростей — отношения скорости изменения климатических параметров (в первую очередь, температуры и количества осадков) с течением времени к пространственному градиенту того же параметра. Этот показатель несет информацию о том, насколько быстро и в каком направлении будут сдвигаться те или иные климатические зоны и помогает предсказать, куда и с какой скоростью придется мигрировать тем или иным видам морских и наземных животных.
В своей работе ученые рассмотрели сценарий, при котором геоинженерные процедуры по распылению в атмосфере аэрозолей постепенно запускают в течение 10 лет (с 2020 по 2030 год, с начальным уровнем 5 тераграмм SO2), потом продолжают в течение 40 лет, после чего останавливают, также за десять лет. Климатические скорости (для температуры и количества осадков) ученые оценили для всей поверхности планеты, в первую очередь обращая внимание на те зоны, для которых сейчас характерно самое большое разнообразие видов (таких как тропические зоны океанов или бассейн Амазонки). Полученные данные исследователи сравнили с умеренным сценарием естественного развития климата.
Оказалось, что если запуск и продолжение распыления аэрозолей действительно приводит к снижению климатических скоростей относительно текущего уровня и стабилизации климата, то возможное их прекращение, наоборот, приведет к резкому ускорению смещения температурных зон до скоростей порядка 10 километров в год. Это примерно в два раза больше, чем в данный момент и чем будет в ближайшем будущем при естественных сценариях развития климата, не включающих геоинженерные процедуры. Более чем в два раза ускорится и смещение осадочных зон.
Наиболее чувствительными к температурным изменениям окажутся океаны в тропических зонах, а максимальная скорость смещения осадочных зон, согласно данным моделирования, произойдет в области бассейна Амазонки и в Сибири.
Кроме этого, оказалось что при резкой остановке на 30 процентах суши сдвиг температурных и осадочных зон будет происходить в разных направлениях (которые отличаются друг от друга больше, чем на 90 градусов). Суммарный эффект от окончания распыления аэрозолей в атмосфере: ускоренное смещение климатических зон и расхождение осадочных и температурных областей — приведет к значительному изменению существующих экосистем, и, скорее всего, станет причиной вымирания значительного числа видов животных растений.
Чтобы оценить возможные последствия количественно, ученые сравнили скорость смещения климатических зон с данными о смещении ареалов обитания животных в результате глобального потепления в недавнем прошлом. Оказалось, что для большинства животных они примерно в 4 — 7 раз меньше, чем возможная скорость смещения климатических зон при остановке солнечной геонженерии.
Ученые отмечают, что полученные ими результаты — еще одно подтверждение того, что если будет принято решение начать процедуры по искусственному изменению климата, то проводить их надо с очень большой осторожностью, оценив все возможные риски, как для климата, так и для живых организмов.
Недавно ученые показали, что риск негативных последствий геоинженерных подходов резко возрастает при их неравномерном использовании. Так, использование солнечной геоинженерии только в Южном полушарии может привести к увеличению количества тропических циклонов, а применение аналогичных методов в Северном полушарии снизит количество циклонов, но приведет к засухе в Африке.
Александр Дубов
Виной всему масштабное и преждевременное таяние морского льда
Четыре из пяти колоний императорских пингвинов в центральной и восточной части моря Беллинсгаузена не смогли вывести птенцов в 2022 году. Виной всему масштабное таяние льда, которое началось до того, как молодые особи успели опериться. В результате несколько тысяч птенцов пингвинов, скорее всего, утонули, а их родители покинули колонии. Как отмечается в статье для журнала Communications Earth & Environment, ученые впервые сталкиваются с провалом размножения у императорских пингвинов в пределах целого региона. Однако в будущем из-за антропогенных изменений климата такое будет происходить все чаще, что ставит будущее вида под угрозу. Императорские пингвины (Aptenodytes forsteri) выводят потомство в колониях, расположенных на морском льду вокруг Антарктиды. Они прибывают к местам размножения с конца марта по апрель, а в мае-июне откладывают яйца, из которых спустя два месяца вылупляются птенцы. Пингвинята растут медленно и оперяются только в декабре-январе. Таким образом, чтобы успешно вырастить птенцов, императорским пингвинам необходим стабильный ледовый покров с апреля по январь. Однако, по прогнозам ученых, из-за антропогенных изменений климата площадь льдов вокруг Антарктиды к концу века сильно сократится. В результате более девяноста процентов колоний императорских пингвинов лишатся подходящих мест для размножения, перестанут поддерживать свою численность и исчезнут. Команда орнитологов под руководством Питера Фретуэлла (Peter T. Fretwell) из Британской антарктической службы обнаружила, что по крайней мере в одном регионе Антарктиды императорские пингвины уже в наши дни испытывают серьезные проблемы из-за потери морского льда. Речь о море Беллинсгаузена, которое лежит к западу от Антарктического полуострова. В его центральной и восточной части расположены пять колоний императорских пингвинов, самая большая из которых насчитывает около 3500 пар, а самая маленькая — около 630 пар. Все они были открыты в течение последних 14 лет благодаря изучению спутниковых снимков — и лишь одну из них посещали ученые. В конце 2022 года, когда площадь ледового покрова вокруг Антарктиды находилась на рекордно низком уровне, некоторые части моря Беллинсгаузена начали оттаивать неожиданно рано и уже к ноябрю полностью очистились ото льда. Чтобы понять, как это сказалось на птенцах пингвинов, которые в это время года как раз переходят к самостоятельной жизни, Фретуэлл и его соавторы обратились к спутниковым снимкам всех пяти местных колоний. Исследователи искали на них коричневые пятна, соответствующие пингвиньему помету — по их площади можно судить о численности и успехе размножения колонии. В результате выяснилось, что из-за раннего исчезновения морского льда императорским пингвинам из большинства колоний в море Беллинсгаузена не удалось вывести потомство в 2022 году. Вероятно, птенцы в этих колониях не успели обзавестись водонепроницаемым оперением до того, как лед растаял, в результате чего утонули или умерли от переохлаждения, а их родители просто покинули колонии. Авторы оценивают потери в несколько тысяч молодых особей. В частности, вокруг колонии у острова Смайли, состоящей из примерно 3500 пар, припай разрушился на две недели раньше срока. Из-за этого часть местных пингвинов перебрались на большой айсберг, однако удалось ли выжить кому-то из птенцов, неизвестно. Колонию в заливе Верди осенью прибыло меньше особей, чем обычно — и даже они покинули ее после разрушения морского льда в конце октября — начале ноября. Колония Пфрогнер-Поинт, которая находилась на шельфовом леднике, также исчезла в начале ноября. А месяцем позже похожая судьба постигла колонию Брайант-Кост — после таяния многолетнего припая, на котором она располагалась. Исключение составила лишь небольшая колония у острова Ротшильда. Вокруг него ледовый припай начал разрушаться лишь в конце декабря, благодаря чему около 800 птенцов успели подрасти и опериться (эта цифра была получена во время облета колонии на вертолетах круизного лайнера). Судя по всему, таяние льда около острова Ротшильда замедлилось благодаря особенностям ландшафта и наличию айсбергов вокруг него. Фретуэлл и его соавторы отмечают, что отдельные колонии императорских пингвинов время от времени терпят неудачи, когда морской лед рушится под воздействием сильных штормов. Однако исследователи этого вида никогда не сталкивались с полным провалом размножения у большинства колоний в целом регионе. Более того, до сих пор в море Беллинсгаузена был известен всего один пример, когда колония не смогла вывести ни одного птенца за сезон. В теории императорские пингвины после неудачного года могли бы переместить колонию туда, где ледовые условия более надежны. Однако в море Беллинсгаузена таких мест почти нет. Экстремально низкая площадь антарктического льда в 2022-2023 годах не обязательно напрямую связана с антропогенными изменениями климата (поскольку она сильно колеблется от года к году). Возможно, эта аномалия лучше объясняется тремя подряд годами Ла-Ниньи. Тем не менее, по прогнозам климатологов, по мере того, как планета нагревается, площадь льда вокруг Антарктиды будет сокращаться. А значит, императорские пингвины все чаще будут испытывать серьезные проблемы с размножением, что поставит существование этого вида под угрозу. Магеллановы пингвины (Spheniscus magellanicus), которые обитают на побережьях Южной Америки, тоже страдают от антропогенных изменений климата. Однако для них проблемой стало не отсутствие льда (его в местах их обитания никогда не бывает), а участившиеся волны жары, которые убивают взрослых особей в период размножения. По расчетам зоологов, из-за все более жаркой погоды крупнейшая колония магеллановых пингвинов, расположенная на атлантическом побережье Аргентины, исчезнет в течение ближайших пятидесяти лет.
