Katastrofalne klimatyczne sprzężenia zwrotne mogą ruszyć za 15 lat

Najnowsze badanie wskazuje, że ponad ⅕ wszystkich krytycznych punktów, które mogą doprowadzić do dalszych, katastrofalnych zmian klimatycznych może nastąpić już w 2038 r. Dotyczy to m.in. topnienia wiecznej zmarzliny w Arktyce, załamania się pokrywy lodowej Grenlandii i przekształcenia lasów deszczowych w sawanny.

“Punkt krytyczny" to w klimatologii próg, po którego przekroczeniu dany system zmienia się nieodwracalnie. Przykładowo załamanie się pokrywy lodowej Grenlandii spowodowałoby zmniejszenie opadów śniegu na wyspie, co uniemożliwiłoby odtworzenie lodowców.

Progi te są niezwykle istotne dla zrozumienia grożących nam, katastrofalnych  przemian klimatycznych. Nasza wiedza na ich temat jest jednak często niewystarczająca i opiera się na uproszczonych modelach. Nowe badanie, opublikowane 22 czerwca w prestiżowym magazynie Nature wskazuje jednak, że mogą one nastąpić dużo wcześniej, niż dotąd sądziliśmy.

"Ponad jednej piątej ekosystemów na świecie grozi upadek" - pisze prof. Simon Willcock, profesor zrównoważonego rozwoju na Bangor University w Wielkiej Brytanii. "Ciągłe napięcia i ekstremalne zdarzenia oddziałują na siebie nawzajem, przyspieszając szybkie zmiany, które mogą być poza naszą kontrolą. Gdy osiągniemy punkt krytyczny, jest już za późno na działanie".

Aby zrozumieć, w jaki sposób rosnące temperatury i inne środowiskowe czynniki stresogenne mogą powodować rozpad złożonych ekosystemów, naukowcy wykorzystują modele komputerowe, pozwalające przewidywać środowiskowe zmiany i możliwe punkty krytyczne.

Symulacje te są jednak niezwykle złożone, a naukowcy muszą brać pod uwagę dziesiątki czynników. Jeśli w modelu brakuje istotnego elementu, prognoza może rozminąć się z rzeczywistością o dziesiątki lat.

I tak, ostatni raport Międzyrządowego Zespołu ds Zmian Klimatu stwierdza, że lasy deszczowe Amazonii mogą osiągnąć punkt krytyczny, który przekształci je w sawannę do 2100 roku. Badacze z Bangor są jednak przekonani, że ta prognoza jest zbyt optymistyczna. 

Badacze twierdzą, że większość badań nad punktami zwrotnymi skupia się na jednym, dominującym czynniku, który może doprowadzić do upadku ekosystemu. W rzeczywistości jednak decydujący może być nie jeden czynnik, ale splot dziesiątków zjawisk i interakcji między innymi, które wzajemnie pogłębiają swoje oddziaływanie. I tak w przypadku Amazonii na zagrożenie dla dżungli składają się m.in. wylesianie, rosnące temperatury, degradacja gleb, zanieczyszczenia i deficyt wody.

Aby zbadać, w jaki sposób te elementy wchodzą w interakcje i czy te interakcje mogą przyspieszyć upadek systemu, naukowcy zbudowali komputerowe modele ekosystemów dwóch jezior i dwóch ekosystemów leśnych (w tym jednego, który modelował upadek cywilizacji na Wyspie Wielkanocnej) i uruchomił je ponad 70 000 razy, dostosowując zmienne.

Dokonali niepokojącego odkrycia: współdziałanie wielu zjawisk pogłębiających kryzys przyspiesza gwałtowną transformację niektórych ekosystemów nawet o 80 proc. W 15 proc. symulacji do załamania dochodziło wtedy, gdy pojawił się dodatkowy czynnik stresogenny, nawet jeśli główny czynnik pozostawał na niezmienionym poziomie.

"Naszym głównym odkryciem było to, że ekosystemy mogą zapaść się o 30-80% wcześniej, w zależności od charakteru dodatkowego stresu" stwierdza współautor badania prof. John Dearing, wykładowca geografii fizycznej na Uniwersytecie w Southampton w Wielkiej Brytanii.  Oznacza to, że znaczne koszty społeczne i gospodarcze wynikające ze zmiany klimatu mogą nadejść znacznie wcześniej niż oczekiwano, pozostawiając rządom jeszcze mniej czasu na reakcję, niż początkowo sądzono.

Modele znajdują już zresztą potwierdzenie w niektórych odnotowanych już przypadkach załamania się ekosystemów. Jezioro Erhai w Chinach straciło w ostatnich latach niemal wszystkie występujące w nim gatunki ryb. Tempo, w jakim to się stało zaskoczyło naukowców, którzy monitorowali stale zanieczyszczenie zbiornika przy pomocy nawozów sztucznych. Okazało się, że rosnące temperatury i nadmierny pobór wody z jeziora doprowadził do jego upadku o wiele wcześniej, niż przewidywano.

“Możemy być ostatnim pokoleniem, które ma szansę zobaczyć Amazonię" dodaje prof. Simon Willcock z Rothamstead Research.