Кліматична система Землі дуже складна, її ключові компоненти — океан, атмосфера та рослинність — тісно взаємопов’язані. Зміни в одному елементі можуть викликати масштабні наслідки по всій системі. Хоча ці компоненти демонструють певну стійкість і можуть поглинати певні коливання, дослідження клімату та системи Землі свідчать про існування критичних точок перелому. Якщо ці пороги перетнуть, кліматична система може швидко перейти в інший стан.
Вважається, що переломні точки в кліматичній системі взаємодіють, потенційно викликаючи каскадні ефекти. Двома значними глобальними переломними точками є тропічні ліси Амазонки та Атлантична меридіональна обертальна циркуляція (AMOC). Триваюче глобальне потепління може суттєво послабити AMOC, порушивши океанічний конвеєр, який транспортує теплу воду до північних широт. Це змінило б розподіл температури в Атлантиці, що, своєю чергою, могло б вплинути на регіон Амазонки. Зміни температури в Атлантиці вплинуть на кругообіг атмосферної води, що призведе до змін у режимі опадів, що може ще більше дестабілізувати екосистему тропічного лісу.
Аналіз залишкового пилку та вуглецю
Яким саме чином AMOC і Амазонка взаємопов’язані як системи, і як морська циркуляція впливає на регіон Амазонки, ще не було широко досліджено. Група дослідників під керівництвом доктора Томаса Акабане та професора доктора Крістіано К’єссі з Університету Сан-Паулу проаналізувала зміни в рослинності регіону Амазонки. Разом зі своєю міжнародною командою вони проаналізували залишки пилку та вуглецю за останні 25 000 років у керні морських відкладень, взятих із гирла річки Амазонки.
Цей аналіз дає команді детальний погляд на минуле однієї з найбільш багатих на види екосистем на Землі. Дані показують, як змінилася рослинність разом із вологими та сухими періодами під час кліматичних подій останнього льодовикового періоду, які називаються подіями Генріха, коли AMOC був різко ослаблений. Дослідники виявили, зокрема, різке скорочення рослинності тропічних лісів у північній частині регіону Амазонки.
Тісний зв’язок між атлантичною циркуляцією та екосистемою Амазонки
«Дослідження є результатом довгострокового німецько-бразильського спільного проекту, який розпочався в 2012 році спільною експедицією дослідницького судна MARIA S. MERIAN в естуарній зоні Амазонки. Наші дані показують, що в минулому екосистема Амазонки змогла адаптуватися до змін у моделях опадів, які були результатом ослаблення циркуляції в Атлантиці. Але послаблення AMOC у майбутньому, яке станеться одночасно зі збільшенням вирубки лісів, може загрожувати стабільності цієї важливої глобальної системи», — каже доктор Стефан Муліца з MARUM.
Подальші дослідження з використанням кліматичних і рослинних моделей показують, що ослаблення AMOC за сучасних умов матиме вплив на рослинність Амазонки, подібний до того, який він мав під час минулого льодовикового періоду. «Моделі показали нам, що AMOC не обов’язково повністю руйнується, щоб мати вплив на тропічний ліс. Північні райони регіону Амазонки зазнають значного впливу лише через помірні зміни в AMOC», – пояснює доктор Матіас Пранге з MARUM.
Результати показують, наскільки складною є глобальна система. «Рушійні процеси у високих широтах, такі як танення гренландського льоду, можуть мати істотний вплив на тропіки. Такі віддалені впливи часто мають серйозні регіональні наслідки, дуже часто для людей, які лише мінімально відповідальні за спричинення зміни клімату», – додає професор д-р Герріт Ломанн з AWI.