Исследование показало, что явление Эль-Ниньо сейчас сильнее, чем когда-либо за последние 1000 лет.

«Еще один тревожный сигнал, указывающий на то, с чем мы столкнемся в условиях потепления климата».

Источник: NOAA Источник: NOAA

Каждые несколько лет Эль-Ниньо или его холодный аналог, Ла-Нинья, перемещают осадки по тропикам, приводят к засухе в Австралии, наводнениям в некоторых районах Перу и меняют погоду на большей части планеты. Эти два явления представляют собой колебания температуры в рамках одной системы — Эль-Ниньо-Южного колебания (ENSO), и эта система является крупнейшим источником ежегодных климатических изменений на Земле. Эти колебания происходят на фоне неуклонного повышения температуры, вызванного глобальным потеплением.

Но мы не знали, усиливает ли глобальное потепление это явление. Возможно, дополнительная энергия в атмосфере и океанах приводила к более резким колебаниям.

«В конце XX и начале XXI века мы наблюдали очень сильные явления Эль-Ниньо, и мы не знали, насколько они необычны», — сказала Джули Коул, специалист по охране окружающей среды из Мичиганского университета. Поскольку модели расходятся во мнениях, а инструментальные данные слишком кратки, чтобы выделить тенденцию, команда Коул восстановила тысячелетнюю историю изменения температуры поверхности океана, проанализировав окаменелые кораллы Галапагосских островов.

Оказывается, явление Эль-Ниньо в восточной части Тихого океана никогда не было таким сильным, как сейчас. «События совсем не похожи на то, что мы наблюдаем в доиндустриальную эпоху», — сказал Коул. «Это было захватывающе. И немного неожиданно, на самом деле».

Известняковый термометр

Галапагосские острова находятся в самом центре восточно-тихоокеанского явления ENSO, где самые масштабные события оказывают наиболее сильное воздействие. Это также одно из немногих мест в регионе, где можно искать окаменелые кораллы. «Галапагосские острова расположены на 90 градусах западной долготы, и чтобы найти еще один остров в этой околоэкваториальной зоне, нужно плыть до 160 градусов западной долготы», — сказал Коул.

Кораллы там растут на один-два сантиметра в год, откладывая скелет из карбоната кальция, химический состав которого зависит от воды, в которой он образовался. В этих скелетах Коул и ее коллеги изучали соотношение стронция и кальция, а также различные изотопы кислорода, поскольку оба параметра зависят от температуры. «По мере повышения температуры в кораллах становится меньше стронция», — сказала Коул. Отбор проб из извлеченных кернов окаменелых кораллов по миллиметрам позволяет получить более десятка измерений в год — ежемесячный температурный журнал на протяжении всей жизни коралловой колонии.

Живые колонии кораллов существуют уже несколько десятилетий, и их возраст можно проверить по данным приборов. Более глубокую историю можно получить из данных о мертвых коралловых рифах, возраст которых можно определить с помощью уран-ториевых методов с точностью до нескольких лет, даже до 500 лет. «Нам также удалось найти мертвые кораллы, выброшенные на берег, — сказал Коул. — Им может быть 100, 200 или 900 лет, или даже больше».

В результате анализа образцов кораллов был получен фрагментарный, но длинный температурный график — 28 разрозненных по времени рядов с пяти островов, охватывающих отдельные годы, начиная примерно с 1100 года нашей эры. На этом фоне последние четыре десятилетия выглядят довольно странно.

Модернизированная ENSO

Изменчивость температуры с 1984 года на 36,5% выше, чем в доиндустриальный период с 1000 по 1850 год нашей эры, и по-прежнему на 16,2% выше, чем в период с 1851 по 1982 год. Все три интервала статистически различны, и тенденция только усиливается. Эти цифры, как объяснил Коул, означают, что явления, которые когда-то были на один-два градуса выше нормы на Галапагосских островах, теперь происходят на три-четыре градуса выше нормы.

Кораллы также фиксируют изменение асимметрии — были ли колебания неравномерными в сторону потепления или похолодания. «Асимметрия стала положительной, — сказал Коул, — а положительная асимметрия указывает на то, что именно более теплые периоды усилились».

Дополнительная изменчивость в наше время обусловлена именно явлением Эль-Ниньо. Более того, ничего подобного не наблюдается в других периодах наблюдений. Ни Малый ледниковый период, ни средневековый теплый период не оставили столь отчетливого следа в изменчивости ENSO.

Однако у Коул и ее коллег пока не было убедительных доказательств, указывающих на причастность человека. Они появились, когда ученые ввели данные о кораллах в несколько климатических моделей.

Избивая моделей по их же собственному шуму

Цикл ENSO протекает сам по себе; за спокойными десятилетиями следуют бурные, без какого-либо внешнего воздействия. Чтобы понять, были ли последние десятилетия действительно особенными или нам просто посчастливилось застать этот цикл в более энергичный период, команде пришлось найти точку отсчета для своих выводов. Это оказалось непростой задачей.

«У нас нет прямого источника данных наблюдений, с которым можно было бы сравнить наши записи в восточной части Тихого океана, — сказал Коул. — Если бы у нас был другой, более длительный период наблюдений, мы бы не публиковали это в журнале Science».

В качестве обходного пути Коул и ее коллеги использовали моделирование в нескольких климатических моделях, воспроизводящих условия последнего тысячелетия, но учитывающих только природные факторы, такие как вулканы или солнечная изменчивость — изменения концентрации парниковых газов были исключены. Это позволило им выяснить, как часто климат, не затронутый каким-либо антропогенным воздействием, сам по себе вызывает столь значительные колебания.

«Мы попытались найти этому подтверждение в климатических моделях, но ничего не нашли», — сказал Коул. Фактическое увеличение, полученное из данных о кораллах, находится за пределами внутренней изменчивости моделей с уровнем достоверности, приближающимся к 99 процентам. Команда интерпретировала это как доказательство того, что происходящее сейчас с ENSO не происходило бы без нашего участия.

Однако ситуация в центральной части Тихого океана выглядит менее однозначно. Кораллы на островах Лайн демонстрируют аналогичное среднее увеличение, но гораздо больший разброс, что исследователи частично объясняют тем, что эти данные основаны исключительно на изотопах кислорода. Сильные дожди, вызванные явлением Эль-Ниньо, могут объяснить половину или даже большую часть наблюдаемого сигнала, изменяя уровень кислорода в воде.

Однако неоднозначные данные о кораллах в центральной части Тихого океана соответствуют прогнозам климатических моделей. Вынужденное, вызванное деятельностью человека увеличение численности кораллов должно сначала произойти на востоке. «Более быстрое появление кораллов в восточной части Тихого океана полностью согласуется с моделями», — сказал Коул.

Хрустальный шар

Уже сейчас ожидается, что глобальное потепление усилит гидрологические последствия ENSO, приводя к более влажным и более сухим засушливым фазам, независимо от колебаний температуры, вызванных ENSO. Даже если колебания температуры, связанные с Эль-Ниньо, останутся точно такими же по величине, наводнения и засухи все равно усилятся в условиях потепления климата, поскольку более горячая атмосфера удерживает больше водяного пара.

Но если колебания температуры, вызванные явлением ENSO, тоже усиливаются, то последствия усугубляются. Однако как именно будут выглядеть эти совокупные эффекты, кораллы предсказать не могут. «Мы не можем предсказывать будущее. У нас есть своего рода хрустальный шар, чтобы заглянуть в прошлое — оно немного туманно, но это наши кораллы», — сказал Коул.

Однако будущее уже начало формироваться после завершения исследования Коул. С момента окончания регистрации температуры кораллов командой произошло еще два сильных явления Эль-Ниньо, и сейчас развивается еще одно, которое, по мнению Коул (и большинства других экспертов), может побить рекорды. «Это говорит о том, что то, что мы наблюдаем, — это не случайность, — сказала она, — а скорее новый тип явления Эль-Ниньо, новый стиль Эль-Ниньо».

Хотя характер изменений остается неясным, Коул и ее коллеги почти не сомневаются в их первопричине. «Мы связываем это с потеплением, и мы знаем, что вызывает это потепление, а именно — использование ископаемого топлива», — сказала Коул. «Это еще один тревожный сигнал о том, с чем мы столкнемся в условиях потепления климата».

Science, 2026. DOI: 10.1126/science.ady2660

Источник: arstechnica.com