Засухи в бассейне реки Миссури на рубеже XX и XXI веков были самыми разрушительными за последние 1200 лет, что подчеркивает антропогенное влияние на них. К таким выводам пришли ученые, проведя палеоклиматический анализ годичных колец деревьев, растущих на площади водосбора. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, также говорится о дальнейшем влиянии антропогенного изменения климата на засухи и питание рек на западе США.
Запад США — один из регионов, где потребность в воде превышает запасы в экосистемах, и не последней причиной этой проблемы являются засухи. Известно, что экстремальная жара на рубеже XX и XXI веков истощила бассейн реки Колорадо, и ее судьбу повторили некоторые менее крупные реки.
Аналогичные явления имели место и на территории России и стран бывшего СССР: если в Америке к тяжелым последствиям для экономики и окружающей среды привел Пыльный котел, то у нас похожая ситуация возникла через 30 лет с освоением целины. Кроме того, экстенсивное использование вод Амударьи и Сырдарьи привело к практически полному исчезновению Аральского моря. В настоящее время низовья Волги и Дона — рек, получающих преимущественно снеговое питания, также страдают от продолжительных засух из-за повышения температуры воздуха и работы каскада ГЭС, поэтому изучение засух в бассейнах крупных рек — важный вопрос, касающийся самых разных регионов планеты.
До сих пор оставалось неизученным влияние засух на состояние реки Миссури — крупнейшей водной артерии США. Период инструментальных наблюдений за питанием американских рек охватывает весь XX век, но для того, чтобы оценить, насколько разрушающими выглядят засухи последних лет в историческом контексте, необходимо понять их развитие за гораздо более длительный срок.
Ученые под руководством Джастина Мартина (Justin T. Martin) из Университета Аризоны решили разобраться, укладываются ли недавние засухи в бассейне реки Миссури последних лет в цикл их естественной изменчивости, или же усилившееся антропогенное влияние делает их более сильными и продолжительными. Для этого исследователи воспользовались данными проекта PAGES2k, которые включают ежегодное изменение ширины годичных колец и плотности древесины древних деревьев на западе США. Эти показатели позволяют сделать выводы о температуре воздуха и поступлении атмосферных осадков в течение жизни дерева. Информацию о XX и XXI веке брали из прямых наблюдений (проекты PRISM и CLIMDIV).
Выяснилось, что засухи в бассейне реки Миссури на рубеже XX и XXI веков были самыми разрушительными за последние 1200 лет, превзойдя даже экстремальные засухи времен Пыльного котла. Миссури имеет преимущественно снеговое питание — накопленные за зиму снежные осадки в Скалистых горах поступают в эту реку весной и летом. Авторы исследования пришли к выводу, что рост температуры воздуха снижает эффективность стока в бассейн Миссури и будет делать это в дальнейшем, ведь начиная с 2006 года снежный покров на всей площади водосборного бассейна практически отсутствует.
Засухи в конце XX века — далеко не единственное свидетельство экстремального характера, который носит антропогенное изменение климата: так, исследование окаменелых остатков планктона у берегов Исландии показало, что вымирание холодолюбивых видов фораминифер в XX веке было самым масштабным за последние 10 тысяч лет.
Марина Попова
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.