Science Advances: самый высокий прогноз повышения уровня моря маловероятен
В последние годы новости о климате Земли — от бушующих лесных пожаров и мощных ураганов до разрушительных наводнений и изнуряющей жары — приносили мало хороших новостей. Однако новое исследование, проведенное под руководством Дартмута, сообщает, что один из самых худших прогнозов относительно того, насколько высоко может подняться уровень мирового океана из-за таяния полярных ледяных щитов планеты, крайне маловероятен, хотя в нем подчеркивается, что ускоряющаяся потеря льда в Гренландии и Антарктиде, тем не менее, является катастрофической.
Исследование ставит под сомнение новый и тревожный прогноз, содержащийся в последнем резонансном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) ООН, призванном оценить последние климатические исследования и спрогнозировать долгосрочные и краткосрочные последствия климатического кризиса.
В шестом оценочном докладе МГЭИК, опубликованном в полном объеме в прошлом году, представлен возможный сценарий, в котором разрушение ледяных щитов южного континента приведет к тому, что вклад Антарктиды в средний уровень мирового океана к 2100 году увеличится вдвое по сравнению с прогнозами других моделей, а к 2300 году — втрое.
Хотя МГЭИК обозначила этот конкретный прогноз как «низкую вероятность», потенциальный подъем мирового океана на целых 50 футов, как прогнозирует модель, обеспечил ему место в отчете. При такой величине полуостров Флорида будет затоплен, за исключением полосы внутренних возвышенностей, простирающейся от Гейнсвилла до севера озера Окичоби, а прибрежные города штата окажутся под водой.
Но это предсказание основано на новом гипотетическом механизме того, как ледяные щиты — толстые наземные ледники, покрывающие полярные регионы — отступают и распадаются. Механизм, известный как неустойчивость морского ледяного утеса (MICI), не наблюдался и до сих пор был протестирован только с помощью одной модели с низким разрешением, сообщают исследователи в журнале Science Advances.
Вместо этого исследователи тестируют MICI с тремя моделями высокого разрешения, которые точнее отражают сложную динамику ледяных щитов. Они смоделировали отступление ледника Туэйтса в Антарктиде, ледяного щита шириной 120 километров, который в народе называют «ледником Судного дня» из-за ускоряющейся скорости его таяния и его потенциала повысить уровень мирового океана более чем 60 сантиметров.
Их модели показали, что даже находящийся под угрозой Туэйтс вряд ли быстро рухнет в XXI веке, как предсказывает MICI.
Матье Морлигем, профессор наук о Земле из Дартмута и автор-корреспондент статьи, заявил, что полученные результаты свидетельствуют о том, что физические принципы, лежащие в основе экстремального прогноза, включенного в доклад МГЭИК, неточны, что может иметь последствия в реальном мире.
По словам Морлигема, политики иногда используют такие модели с высокими оценками при рассмотрении вопроса о строительстве физических барьеров, таких как морские дамбы, или даже о переселении людей, живущих в низинных районах.
«Эти прогнозы на самом деле меняют жизни людей. Политики и планировщики полагаются на эти модели, и они часто смотрят на высокий уровень риска. Они не хотят разрабатывать решения, а затем угроза оказывается даже хуже, чем они думали», — сказал Морлигем.
«Мы не сообщаем, что Антарктида безопасна и что повышение уровня моря не продолжится — все наши прогнозы показывают быстрое отступление ледяного покрова», — продолжает он. «Но высокоточные прогнозы важны для планирования прибрежной зоны, и мы хотим, чтобы они были точными с точки зрения физики. В этом случае мы знаем, что такой экстремальный прогноз маловероятен в течение 21-го века».
Идея MICI заключается в том, что если шельфовый ледник — плавающее продолжение наземного ледяного покрова — быстро обрушится, это потенциально оставит ледяные скалы, которые образуют внешний край ледяного покрова, открытыми и без поддержки. Если эти скалы достаточно высокие, они сломаются под собственным весом, обнажив еще более высокий утес и приведя к быстрому отступлению, поскольку ледяной покров обрушится внутрь, как ряд домино.
Потеря этого льда в океане, где он растает, приведет к прогнозируемому резкому повышению уровня моря.
Но авторы исследования Science Advances обнаружили, что обрушение ледника не так просто и не так быстро. «Все согласны с тем, что обрушение утеса реально — утес рухнет, если он слишком высокий. Вопрос в том, как быстро это произойдет», — сказал Морлигем.
«Но мы обнаружили, что скорость отступления далеко не так высока, как предполагалось в этих первоначальных симуляциях. Когда мы используем скорость, которая лучше ограничена физикой, мы видим, что нестабильность ледяного утеса никогда не проявляется».
Исследователи сосредоточились на леднике Туэйтса, поскольку он был идентифицирован как особенно уязвимый к обрушению, поскольку его поддерживающий шельфовый ледник продолжает разрушаться. Исследователи смоделировали отступление Туэйтса в течение 100 лет после внезапного гипотетического обрушения его шельфового ледника, а также в течение 50 лет при скорости отступления, которая фактически происходит.
Во всех своих симуляциях исследователи обнаружили, что ледяные скалы Туэйтса никогда не отступали вглубь суши с той скоростью, которую предполагает MICI. Вместо этого, без шельфового ледника, удерживающего ледяной щит, движение ледника к океану быстро ускоряется, заставляя ледяной щит расширяться от внутренней части.
Это ускоренное движение также приводит к утончению льда на краю ледника, что уменьшает высоту ледяных скал и их подверженность обрушению.
«Мы не ставим под сомнение стандартные, устоявшиеся прогнозы, на которых в первую очередь основан доклад МГЭИК», — сказал Серусси. «Мы лишь ставим под сомнение этот прогноз с высоким уровнем воздействия и низкой вероятностью, который включает этот новый процесс MICI, который плохо изучен. Другие известные нестабильности в полярных ледяных щитах по-прежнему будут играть роль в их потере в ближайшие десятилетия и столетия».
По словам соавтора исследования Дэна Голдберга, гляциолога из Эдинбурга, который на момент начала проекта был приглашенным профессором в Дартмуте, полярные ледяные щиты, например, уязвимы для существующей нестабильности морского ледяного щита (MISI).
MISI прогнозирует, что без защиты шельфовых ледников ледник, покоящийся на затопленном континенте, который наклоняется вниз к внутренней части ледяного щита, будет отступать нестабильно. Ожидается, что этот процесс ускорит потерю льда и будет все больше способствовать повышению уровня моря, сказал Голдберг.
«Хотя мы не наблюдали MICI в 21 веке, это было отчасти из-за процессов, которые могут привести к MISI», — сказал Голдберг. «В любом случае, Туэйтс, вероятно, будет нестабильно отступать в ближайшие столетия, что подчеркивает необходимость лучшего понимания того, как ледник будет реагировать на потепление океана и разрушение шельфового ледника, посредством постоянного моделирования и наблюдения».