Вступ
Найсмертоносніший ураган, який коли-небудь вражав Америку, обрушився на Галвестон, штат Техас, бар’єрний острів у Мексиканській затоці, 8 вересня 1900 року. Перелякані мешканці спостерігали, як стіна води заввишки 4,5 метри наближається до їхніх берегів і розриває їхні будинки. Загинуло понад 8 000 людей. Після цього було збудовано масивну бетонну дамбу, щоб утримати майбутні штормові припливи на відстані. Інженери вирішили, що достатньо зробити її висотою 5 метрів.
Так і було, протягом 120 років. Але навіть тоді, коли стіна будувалася, кліматичні зміни, спричинені людиною, вже розпочалися, вливаючи в глобальну кліматичну систему все більше тепла та енергії, що призведе до виходу морів з берегів по всьому світу. Сьогодні Інженерний корпус армії США має план будівництва нового бар’єру, який отримав назву “Дамба Айка”, вартістю 57 мільярдів доларів, щоб захистити Галвестон, а також регіон Х’юстона і великі нафтохімічні об’єкти, розташовані за островом, від ще більших і потужніших штормових припливів. Це може стати найбільшим інженерно-будівельним проектом в американській історії. Звідки буде надходити вода, яку він покликаний стримувати? Значна її частина буде надходити з найпівденнішого континенту Землі, розташованого за понад 10 000 км, де знаходиться найбільша у світі маса льоду: з Антарктиди.
Коли мова заходить про вплив полярного клімату, Арктика привертає найбільшу увагу світу. Протягом багатьох років вчені попереджали про драматичні зміни, що відбуваються в Арктиці, яка є “канаркою в кліматичній вугільній шахті”. Ковдра літнього льоду, що зберігалася на найпівнічнішому океані протягом тисячоліть, неухильно зменшувалася майже до нуля, але доки Сибір, земля постійно замерзлого ґрунту, не загорілася у 2019 році, ніхто за межами кліматичної спільноти та судноплавної індустрії не звернув на це особливої уваги.
Південний полюс, навпаки, залишився поза увагою в кліматичному наративі. Частково це пов’язано з його віддаленістю, а частково – з ранніми науковими прорахунками. У той час як Арктика швидко танула, Антарктида виглядала відносно стабільною. Мало того, кліматичні моделі припускали, що в умовах потепління в Антарктиді випадатиме більше снігу, що призведе до збільшення льодового покриву, а не до його зменшення.
Виявляється, моделі помилялися. Нагромадження приголомшливих подій та екстремальних явищ в останні роки показало, що Антарктида зазнає величезних змін на суші, в морі та в атмосфері над нею. В результаті вимальовується новий портрет континенту, якому досі приділялося мало уваги. Полярні вчені попереджають про зміну режиму.
Терра інкогніта
Це важливо: попри зовнішній вигляд, Антарктида не є ізольованою від решти світу. Тисячоліттями континент виконував роль величезного холодильника для Землі. Він знаходиться в центрі величезного океану, в якому повно криля і риби, і який є величезним поглиначем вуглекислого газу. Його льодовиковий покрив зберігає найбільший об’єм води на Землі, утримуючи її від потрапляння в моря. Коли цей лід перетвориться на рідину, вода непропорційно підніме рівень моря в північній півкулі, де живе більшість людей.
“Коли я вперше почав працювати в антарктичній гляціології [30 років тому], я прагнув пригод і відкриттів, – каже Мартін Зігерт, директор Грентемського інституту кліматичних змін при Імперському коледжі Лондона. “Це все ще стосується цих речей, але дуже швидко все стало дуже серйозно”.
У другій половині 2023 року тривожні дзвіночки пролунали голосно і чітко. Вони почалися з того, що друге літо поспіль площа морського льоду, що плавав навколо континенту, сягнула історичного мінімуму – на 10% менше, ніж у 2022 році, який сам по собі був рекордсменом. Потім, починаючи з травня і в міру того, як регіон входив у зиму, дослідники зі зростаючою тривогою спостерігали за тим, як лід намагався відновитися. До липня площа морського льоду була на 2,5 млн квадратних кілометрів меншою, ніж в середньому за останній час (див. графік 1). Елла Гілберт і Керолайн Холмс, дослідники Британської антарктичної служби, дивуються: “Антарктида втратила шматок морського льоду, більший за Гренландію – що відбувається?”
На тонкому льоду
Те, що відбувається, може бути довгостроковою зміною стану антарктичного льоду. В аналізі, опублікованому в Journal of Climate на початку цього місяця, Вілл Хоббс з Університету Тасманії в Австралії та його колеги проаналізували 44-річні супутникові записи і знайшли докази зміни режиму сезонного танення морського льоду, починаючи з 15 років тому. З того часу лід характеризується більшими коливаннями і мінливістю. У відповідному аналізі Аріан Пуріч з Університету Монаша в Австралії та співавтор доктора Хоббса Едвард Додрідж з Університету Тасманії показали, що в середньому площа морського льоду ненадовго збільшилася приблизно в 2007 році, а потім різко перейшла в “новий стан малої площі” в 2016 році. Дані по Південному океану свідчать про те, що частково це може бути пов’язано з потеплінням води внаслідок зміни клімату. Останні два роки значного зниження рівня морського льоду ще більше підкреслюють цю тенденцію.
“Якщо Антарктида починає поводитися як Арктика і втрачає морський лід, це викликає велике занепокоєння”, – каже д-р Зігерт. Це означатиме глибокі зміни в регіоні, який тисячоліттями допомагав утримувати решту Землі прохолоднішою, ніж вона могла б бути в іншому випадку.
Менше морського льоду означає, що більше води відкрито для неба. Оскільки вода темніша за лід, вона поглинає більше тепла. Це прискорює потепління – явище, відоме як зворотний зв’язок “лід-альбедо”. В Арктиці цей позитивний зворотний зв’язок добре налагоджений і пояснює, чому регіон нагрівається в чотири рази швидше, ніж у середньому по світу. Нещодавно Антарктида почала нагріватися вдвічі швидше, ніж в середньому по світу, що є ознакою того, що вона також починає ставати рушійною силою глобального потепління, а не виступати в ролі буфера. “Ми дуже, дуже занепокоєні цим”.
Намагаючись підняти тривогу, д-р Зігерт та 13 інших полярних експертів склали список аномальних явищ, які спостерігалися як на антарктичному континенті, так і в навколишньому Південному океані: від мінімумів морського льоду до морських спекотних хвиль (між 2002 і 2018 роками) і рекордної кількості талих водойм на вершинах континентальних льодовикових щитів. Наприклад, найсильніша спека, коли-небудь зафіксована на Землі, сталася в Антарктиді в березні 2022 року. На більшій частині Східної Антарктиди температура піднялася на 30-40°C вище норми для цієї пори року. Льодовиковий шельф Конгера, що охоплює площу в 1,5 рази більшу за Нью-Йорк і вже перебував у критичному стані, зруйнувався за кілька днів.
Вчені все ще намагаються з’ясувати, як ці жахливі екстремальні явища пов’язані з постійними коливаннями, які вони спостерігають в океанах і атмосфері, і наскільки зміни клімату є головним винуватцем кожної події або тенденції. Проте ознаки довгострокових змін, пов’язаних з кліматом, в Антарктиді спостерігаються приблизно з початку 21-го століття, коли зруйнувалося кілька масивних льодовикових шельфів.
Льодовикові шельфи – це плавучі плити льоду, які утворюються там, де льодовики на суші витікають у море. В Антарктиді налічується 15 великих шельфів, кожен з яких охоплює окрему частину берегової лінії. У січні 1995 року шельфовий льодовик Ларсена А, який покривав 1500 квадратних кілометрів, розпався. Сім років по тому супутникові знімки показали, що сусідній шельфовий льодовик Ларсена В відколовся за лічені тижні. Було втрачено близько 3250 квадратних кілометрів льоду, що дорівнює площі Род-Айленду.
Розпад шельфового льодовика Ларсен Б
Незважаючи на масштаби цих подій – і дослідження, які десятиліттями раніше попереджали, що ця частина Антарктиди особливо вразлива до потепління і сприяла підвищенню рівня моря на кілька метрів під час спекотних часів 120 000 років тому – обвалення Ларсена A і B не викликали нагальних побоювань щодо довгострокових змін в антарктичному кліматі. На той час комп’ютерні моделі не дуже добре моделювали реакцію полярних льодовиків на потепління. У грудні 1995 року, через рік після того, як зруйнувався Ларсен А, Міжурядова група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК) у своїй другій серйозній оцінці кліматичних змін заявила: “Протягом наступних 50-100 років очікується незначна зміна площі льодовикового покриву Гренландії та Антарктики”.
Роки, що минули, показали, наскільки помилковим було це передбачення. Льодовиковий покрив Антарктиди майже в 1,5 рази більший за площу Сполучених Штатів і настільки товстий (до 5 км), що його гладка поверхня приховує гірський хребет завбільшки і майже такої ж висоти, як європейські Альпи. Вони утримують 90% світового наземного льоду. У звіті МГЕЗК за 2019 рік зазначається, що, всупереч попереднім оцінкам, швидкість, з якою вони втрачають масу, стрімко зросла з 2002 року (див. графік 2). Вода і лід, що витікають з льодовикових щитів Гренландії та Антарктиди, незабаром стануть найбільшим чинником підвищення рівня моря, яке раніше здебільшого було спричинене потеплінням морської води, а отже, її розширенням і зайняттям більшого простору.
У цьому винні кілька факторів. Обвалення шельфових льодовиків, які стали більш крихкими знизу через потепління води і підштовхувані більш турбулентними морями, прискорило процес. Льодовикові щити, що лежать на антарктичному континенті, з’єднані з океаном льодовиками, які повільно течуть до води. Льодовикові шельфи, які плавають на краю континенту, діють як пробки, що утримують льодовики, які знаходяться за ними. Зламайте цю пробку, і льодовики почнуть текти швидше. Руйнування на краях континенту також дозволяє теплішим океанським водам підповзати під краї льоду, просочуючись у тріщини в льоду та між льодом і корінними породами. “Це проблема, тому що коли океани втручаються, вони можуть розтопити лід у десять разів швидше, ніж атмосферне тепло”, – каже д-р Зігерт.
Зміна маси антарктичного льодовикового покриву, 2002-23 рр.
Найбільше занепокоєння викликає льодовий щит Західної Антарктиди, який втрачає лід набагато швидше, ніж його східноантарктичний колега (див. карту). Хороша новина полягає в тому, що він утримує менше десятої частини води, яка знаходиться у Східній Антарктиді. Погана новина полягає в тому, що, незважаючи на зовнішній вигляд, він знаходиться не на твердій землі, а на замерзлому ландшафті, що складається з островів, розділених глибокими улоговинами. Коли крижані поля повертаються до континенту, океанська вода може вливатися в цей замерзлий ландшафт, піддаючи таненню знизу все більше і більше льодовикового підґрунтя.
Весь лід, який ми не бачимо
Льодовик Твейтс у Західній Антарктиді, який має розмір Великої Британії, наразі спричиняє близько 4% щорічного підвищення рівня світового океану. Він швидко тане, відступаючи на сотні метрів на рік (нові дані, опубліковані в лютому, показують, що це почалося непомітно ще в 1940-х роках). Його корінні породи у верхній течії занурюються вниз до середини Західно-Антарктичного льодовикового щита, досягаючи дна на глибині близько 2,5 км нижче рівня моря. В результаті Твейтс діє як ворота, які можуть або утримувати, або випускати набагато більшу масу льоду. “Якщо Твейтс піде, то за ним піде майже весь західноантарктичний льодовиковий щит, – каже д-р Зігерт. Можливо, недарма його називають “льодовиком Судного дня”.
Найочевидніший вплив цього танення льоду за Полярним колом – на рівень світового океану. Льодовиковий покрив Антарктиди містить достатньо води, щоб підняти його на приголомшливі 60 метрів, хоча для такого катастрофічного підйому знадобиться багато століть. Набагато менші зміни, однак, можуть мати значний вплив на прибережні регіони по всьому світу.
Додаткова вода від танення льоду не буде розподілена рівномірно. Лід, що сповзає з суші в океан, зменшує гравітаційне тяжіння цієї ділянки суші. Кожна маса льоду на Землі має свій власний гравітаційний відбиток і свою власну географічну картину підвищення рівня моря. Наприклад, втрата льоду з льодовикового покриву Гренландії знижує рівень моря на прилеглих берегах північно-західної Європи та східної Канади і підвищує його навколо Південної Америки. Втрата льоду із Західної Антарктиди призводить до підняття рівня води біля узбережжя Північної Америки, Австралії та Океанії.
Гренландія втрачає лід з початку 2000-х років, але втрати із Західної Антарктиди зростають з початку 2010-х років і, ймовірно, продовжуватимуть зростати й надалі. Це означає, що майбутнє підвищення рівня моря матиме непропорційні наслідки для північної півкулі (включаючи район Х’юстона).
Наслідки розморожування Антарктиди виходять за межі підвищення рівня моря. Південний океан, що її оточує, є найбільшим поглиначем вуглекислого газу і тепла на планеті, поглинаючи приблизно 12% щорічних викидів вуглекислого газу з антропогенних джерел. Масштабні течії навколо Антарктиди перерозподіляють вуглець, тепло і поживні речовини до решти світового океану. Вартість Південного океану як поглинача вуглецю нещодавно оцінила Наталі Стокл, економіст з Університету Тасманії, у розмірі від $28 млрд до $720 млрд на рік, залежно від припущеної вартості вуглецю, з найкращою оцінкою у $180 млрд за нинішніх кліматичних умов. Наразі невідомо, як зміниться швидкість вилучення вуглецю, коли клімат потеплішає ще більше.
Проте вже є ознаки того, що ці океанічні течії, відомі як Антарктична перекидна циркуляція, сповільнюються, оскільки все більше прісної води від танення льоду витікає з Антарктиди. Прісна вода менш щільна, ніж солона океанічна, тому вона плаває на поверхні. Це гальмує підводний “водоспад”, в якому трильйони тонн води, багатої на поживні речовини і гази, падають в океанські глибини, коли досягають крижаних берегів Антарктиди.
Дослідження під керівництвом Метью Інгланд з Університету Нового Південного Уельсу в Сіднеї, Австралія, показало минулого року, що за 30 років антарктична перекидна циркуляція сповільнилася на 30%, що свідчить про те, що життєво важливий поглинач вуглекислого газу порушується. Ці зміни, ймовірно, матимуть наслідки для рибальства на північ від полярного кола, де значна частина дикої природи покладається на поживні речовини, що транспортуються туди з узбережжя Антарктиди. Популяції антарктичного криля, який перетворюється на їжу для людей або корм для аквакультури, ймовірно, також постраждають.
Метт Кінг, директор Австралійського центру передового досвіду в антарктичних дослідженнях, нещодавно попередив, що один з найближчих сусідів Антарктиди, Австралія, на жаль, не готова до наслідків, які зміна режиму Антарктиди може мати для її економіки. Дослідження показують, що те, що відбувається на Південному полюсі, може бути пов’язане з погодними умовами, температурою і кількістю опадів в Австралії. “Деякі з досліджень частково суперечливі”, – зазначає д-р Кінг. Це лише підкреслює, як багато роботи ще належить зробити, щоб по-справжньому зрозуміти, що нас чекає попереду.
І в цьому вся суть. Занадто довго надто мало хто турбувався про найвіддаленіший континент Землі та її найбільший холодильник, тоді як увага була зосереджена на пожежах, що палали, в прямому і переносному сенсі, на більш населених берегах. Антарктиду по-різному зображували як ігровий майданчик для дослідників, утопічну землю наукового співробітництва або як взірець екологічного протекціонізму. Винятковість є оманливою, як з’ясовують мешканці Галвестона.
