Jak będą wyglądać zmiany klimatu? Gotowanie planety krok po kroku

Najważniejszy wskaźnik, jakim mierzymy skalę katastrofy - wzrost globalnych temperatur w stosunku do epoki przedindustrialnej - sam z siebie nie budzi grozy u większości odbiorców. Ciężko czuć strach na myśl o podniesieniu temperatury o dwa, trzy czy nawet pięć stopni Celsjusza. Zwykle takich zmian nawet nie odczuwamy. 

W odniesieniu do średniej dla ziemskiego klimatu, te same niewinnie wyglądające dane, powinny wszystkich stawiać na baczność. Oznaczają nie tylko zmianę życia, jakie znamy. One oznaczają, że jeśli do takich zmian temperatury dojdzie, życie może się skończyć. 

Ten kamień milowy mamy już za sobą. Według Światowej Organizacji Meteorologicznej, już co najmniej cztery razy średnia roczna globalna temperatura przekroczyła ten poziom. W 2018 r. Ziemia była o jeden stopień cieplejsza, niż w czasach preindustrialnych, w 2017 r. i 2015 r. o 1,1 stopnia, a w 2016 r. aż o 1,2 stopnia.

"Długoterminowy trend jest ważniejszy od danych za poszczególne lata, a ten trend jest rosnący" - mówi sekretarz generalny WMO Petteri Taalas podkreślając, że "20 najwyższych rocznych średnich temperatur odnotowano w ciągu minionych 22 lat". Nie ma jeszcze wyników za rok 2020, ale wszystko wskazuje, że też będzie jednym z najgorętszych, a temperatura przekroczy przedindustrialną o około 1,2 stopnia. To sprawia, że szansa na czasowe przebicie poziomu 1,5 stopnia w ciągu najbliższych 5 lat wynosi 80 proc.

Co to oznacza? Topniejące lodowce, susze, powodzie i coraz intensywniejsze sezony huraganowe. Poziom mórz rośnie obecnie średnio o 33 mm rocznie. Jednocześnie już dziś - przy wciąż stosunkowo niewielkim ociepleniu - rafy koralowe umierają. Tysiące gatunków znalazło się w niebezpieczeństwie, bo wraz przesuwaniem stref klimatycznych zaczynają znikać ich naturalne siedliska. Ale to dopiero przygrywka. Strzał ostrzegawczy. Prawdziwe zmiany dopiero przed nami. 

Kiedy przekroczymy dwa stopnie? Według modeli brytyjskiego Met Office, może to nastąpić już w latach 30. XXI w. Początkowo będzie to jednostkowy przypadek, ale z czasem takie lata zaczną stawać się standardem. Według najbardziej pesymistycznych scenariuszy, poziom dwóch stopni stanie się nową normą około 2035 r. Najbardziej optymistyczne - zakładające głębokie cięcia emisji gazów cieplarnianych - mówią o latach 60. 

Co w tym złego? Naukowcy znają obraz świata cieplejszego o "zaledwie" dwa stopnie. I to nie jest przyjemny widok. 

Ostatnio nasza planeta była tak ciepła między ostatnimi dwoma zlodowaceniami, mniej więcej 129 tys. lat temu. Co wiemy o ówczesnym klimacie? Rozregulowały się wtedy monsuny. Te suche i zimowe nasiliły się, przynosząc burze piaskowe ogarniające całe kontynenty. Mokre zimowe monsuny zalewały wybrzeża, ale nie dostarczały życiodajnej wody w głąb kontynentów. Skutkiem były wiecznie zalewane regiony przybrzeżne i wyschnięte na pieprz interiory. W naszych czasach oznaczałoby to wieczne braki wody w wielkich miastach i katastrofalną sytuację rolnictwa. 

2003 r. przyniósł jedną z najbardziej katastrofalnych fal upałów w Europie. Ekstremalne temperatury spowodowały śmierć 70 tys. ludzi i straty dla rolnictwa rzędu 12 mld euro. Nazywano to "katastrofą tysiąclecia". Według modeli komputerowych MET, jeszcze zanim dobijemy do poziomu dwóch stopni, już w latach 40., ponad połowa lat będzie gorętsza, niż 2003 r.

To może mieć katastrofalne konsekwencje nie tylko dla gospodarki. Ludzki organizm psuje się osiągając temperaturę 41 stopni. Człowiek przestaje się pocić, do mózgu nie dociera dość tlenu, organy wewnętrzne zaczynają obumierać. Śmierć następuje najwyżej po kilku godzinach. Dziś warunki pogodowe prowadzące do takiego stanu zdarzają się sporadycznie w Zatoce Perskiej. Przy dwustopniowym ocieleniu mogą się zdarzać regularnie od Londynu po Warszawę.

Zupełnie inaczej będzie wyglądała sytuacja na przykład w Amsterdamie. Przy dwustopniowym wzroście temperatur, większość terytorium Holandii, tak samo, jak Florydy, Szanghaju i innych nadmorskich regionów, prędzej czy później znajdzie się pod wodą. Według klimatologa Jamesa Hansena lodowce Grenlandii i zachodniej Antarktydy niemal na pewno skazane są na zagładę, bo temperatura w regionach arktycznych rośnie szybciej, niż średnia globalna. Próg załamania lodowców Grenlandii zostanie przekroczony, gdy temperatura w tym regionie wzrośnie o 2,7 stopnia. To nastąpi, gdy reszta świata ociepli się o średnio 1,2 stopnia. Jeśli tempo topnienia arktycznych lodowców podwoi się, co jest możliwe, to do 2100 r. poziom oceanów wzrośnie nie o 50 cm, jak mówią konserwatywne szacunki, a o 5 m. 

Wyższe temperatury i wyższa zawartość dwutlenku węgla w atmosferze sprzyja wzrostowi roślin, ale tylko do pewnego poziomu CO2. Rosnące temperatury i susze sprawią, że przy wzroście średniej temperatury o dwa stopnie, na półkuli północnej rośliny będą rosły o 30 proc. wolniej. Milion gatunków roślin i zwierząt będzie zagrożonych wymarciem. 

Największe zmiany mogą jednak czekać oceany, które pochłaniają nawet połowę emitowanego do atmosfery CO2. Nie przyczynia się on w ten sposób do ocieplenia klimatu, ale to żadna pociecha. Rozpuszczony gaz wchodzi w reakcje z wodą i tworzy kwas węglowy (ten sam, który nadaje kwaśny smak gazowanej wodzie mineralnej). Obecność tego kwasu podnosi pH morskiej wody. W swojej naturalnej postaci, oceany są nieco zasadowe, co pozwala morskim stworzeniom, od planktonu po małże i kraby, budować wapienne skorupki. Kiedy pH rośnie, kwasy rozpuszczają wapień. 

Do tej pory zmniejszyliśmy zasadowość o około 0,1 pH. Prognozy wskazują, że przy obecnym tempie wzrostu CO2 w atmosferze, do końca stulecia średnia zasadowość oceanów spadnie z 8,2 do 7,7. Niektóre rejony Pacyfiku i Oceanu Południowego mogą stać się toksyczne dla wszystkiego, co ma wapienną skorupkę, już około 2050 r. Potem ta "strefa śmierci" będzie się rozszerzać. 

To nie jest tylko problem małż, czy ślimaków. Na przykład kokolitofory - mikroskopijne, pokryte wapiennymi płytkami glony - są jednymi z najpowszechniejszych organizmów wśród morskiego planktonu. Stanowią podstawę całego morskiego ekosystemu i jednocześnie globalnego systemu regulacji klimatu. Bez nich głód czeka wszystko, co żyje w oceanie, od śledzi po wieloryby. Plankton nie tylko produkuje ponad połowę tlenu na Ziemi, ale jest też jednym z najskuteczniejszych pochłaniaczy CO2. Umierając, gdy opada na dno, wiąże dwutlenek węgla na tysiąclecia w wapiennych skałach. Jeśli planktonu zabraknie - proces ocieplania planety gwałtownie przyspieszy.

Żeby zobaczyć, jak wygląda świat o trzy stopnie cieplejszy, należy cofnąć się o 3 mln lat. Niskie, płożące drzewa rosły zaledwie 500 km od Bieguna Południowego, gdzie dziś temperatura rzadko przekracza minus 39 stopni. Ze skamieniałości można wyczytać, że w północnej Kanadzie czy Syberii było cieplej o 15 stopni niż teraz. Gdy na półkuli północnej nie było lodowców, poziom mórz był wyższy o 25 m od dzisiejszego. Pod jednym względem ten świat niepokojąco przypominał nasz. Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wynosiło 360-400 cząsteczek na milion (ppm). Dziś osiągnęliśmy poziom 409 ppm CO2 i co roku podbijamy stawkę o mniej więcej 2 ppm. 

Jak dzisiejsza biosfera zareagowałaby na takie temperatury? Naukowcy z niepokojem spoglądają na Pacyfik. Występujące tam zjawisko El Nino co kilka lat zaburza pogodę na całym świecie. To ogromna strefa ciepłej wody powierzchniowej, która wpływa na cyrkulację prądów w oceanie i w atmosferze. 

Skutkiem są zazwyczaj susze w Indonezji, Australii czy Amazonii i powodzie na pustyni Atacama. Skutki sięgają jednak wiele dalej. El Nino operuje zwykle w ramach siedmioletniego cyklu. Gdy temperatura wzrośnie o trzy stopnie, może stać się zjawiskiem stałym, z kolosalnymi konsekwencjami. 

Największą z nich może być nieodwracalne zniszczenie jednego z najważniejszych ekosystemów na Ziemi. Europa czy Indie będą doświadczać o wiele niższych opadów, zmieniając się stopniowo w tereny półpustynne. Nigdzie jednak ta zmiana nie będzie tak dramatyczna, jak w Amazonii. Przewidywane zmniejszenie sumy opadów o od 7 do 11 proc. oznacza, że lasy zaczną wysychać. Gdy ich zabraknie, zabraknie także generowanego przez nie wilgotnego mikroklimatu. 

W centrum południowoamerykańskiego kontynentu zacznie formować się pustynia bliźniaczo podobna do Sahary. Niektóre modele ostrzegają, że w niektórych regionach Ameryki Południowej roczna suma opadów do 2100 r. spadnie niemal do zera. To będzie mieć konsekwencje wykraczające daleko poza ten kontynent. 

Amazonia jest jednym z największych mechanizmów filtrowania CO2 z atmosfery. Dwutlenek węgla jest wiązany w jej glebie. Umieranie lasu i fala pożarów, która nastąpi, uwolni gaz magazynowany od tysiącleci. Do 2100 r. może to zwiększyć ilość dwutlenku węgla w atmosferze o kolejnych 250 ppm. Sama śmierć Amazonii podniesie globalną temperaturę... o kolejne 1,5 stopnia Celsjusza. 

To wciąż nie koniec złych wiadomości.  Rosnące temperatury wzmagają siłę pogodowych kataklizmów. Średnia siła huraganów i tajfunów wzrośnie o pół stopnia w stosunku do dzisiejszej. Niewiele? Powódź w Nowym Orleanie po Huraganie Katrina w 2005 r. może być zaledwie przygrywką. Jednocześnie huragany zaczną się pojawiać w regionach, gdzie ich dotąd nie było. Także w Europie. Megaburze, do jakich na naszym kontynencie dochodzi raz na 150 lat, będą uderzać raz na dekadę. Zimą, ogromne masy chmur napływające znad Atlantyku przyniosą katastrofalne ulewy. W takich warunkach ponad połowa wszystkich europejskich roślin znajdzie się w czerwonej księdze gatunków zagrożonych.

Kiedy poprzednio świat był cieplejszy o cztery stopnie, na biegunach nie było lodu. Powtórka z klimatu sprzed 40 mln lat doprowadzi do nieodwracalnych zmian, które brutalnie wpłyną na zdolność przetrwania gatunku dominującego na tej planecie, Homo Sapiens. 

Umierające lodowce Antarktydy zabiorą ze sobą sporą część naszego świata. Jako pierwsze odejdą te z zachodu kontynentu. Już dziś ich stan budzi poważne obawy, bo wiele z nich opiera się nie na lądzie, a jest zanurzona w oceanie, więc jest podatna na podmywanie przez ciepłą wodę. Jeśli te lodowce znikną, musimy się spodziewać podniesienia poziomu oceanów o kolejnych 5 m. Stopienie lodu na wschodzie Antarktydy oznacza wzrost poziomu oceanu o 60 m. 

To dla Wielkiej Brytanii oznaczałoby zmianę w archipelag niewielkich wysepek. Północ Europy, w tym północna Polska, znalazłby się pod wodą. W tym samym czasie południe Europy w zasadzie przestało by się nadawać do zamieszkania. W wysuszonych, smażonych trwającymi po pół roku falami upałów, w takich krajach jak Włochy, Grecja czy Turcja, rolnictwo przestałoby istnieć, a nieliczni pozostający tam ludzie, byliby całkowicie uzależnieni od importu wody i żywności. Strefa suszy sięgałaby wybrzeży Ukrainy i południowej Rosji. 

Europejskie upały byłyby nieznośne nawet na północy kontynentu. Latem Londyn przypomniałby dzisiejszy Bagdad. W Szwajcarii byłoby regularnie 45 stopni Celsjusza. Śnieg pojawiałby się. Czasem. W arktycznym, skandynawskim interiorze. Jednocześnie jednak bezśnieżne zimy, byłyby dużo ostrzejsze niż dziś. 

Cywilizacja, jaką znamy, zacznie się rozpadać z prozaicznego powodu: upadku globalnego systemu zaopatrzenia w żywność. Według raportu powołanego przez ONZ Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu, na megasusze najbardziej narażone są obszary stanowiące spichlerz cywilizacji: niziny Ameryki Północnej, Ameryka Środkowa czy południowa Afryka. Nadzieje może dawać to, że w subarktycznych i arktycznych dziś regionach północnej Kanady, Skandynawii i Rosji, temperatury wzrosną na tyle, by umożliwić tam uprawę zbóż. Nie jest jednak pewne, czy znajdzie się tam dość wody do nawadniania roślin, a i gleba nie jest tam nawet w przybliżeniu tak żyzna, jak ta obecnie wykorzystywana pod uprawy.

Ogrzewanie się Arktyki prowadzi do kolejnego kataklizmu. W skutej dziś lodem wiecznej zmarzlinie ukrytych jest 900 mld ton dwutlenku węgla i metanu. Emisja zaledwie jednego procenta tych złóż rocznie podwoiła by globalne emisje gazów cieplarnianych, dramatycznie przyspieszając zmiany klimatyczne. Tymczasem przy ociepleniu o cztery stopnie, obszar wiecznej zmarzliny skurczy się z obecnych 10 mln km. do miliona. Ten proces już się rozpoczyna. Jeśli dojdzie do wybuchu tej zamarzniętej "bomby klimatycznej", nie uda się powstrzymać przekroczenia kolejnego progu.

Kiedy ostatnio temperatura na Ziemi osiągnęła taki poziom, północną Kanadę zamieszkiwały krokodyle, a lasy deszczowe występowały na dzisiejszej dalekiej północy. 55 mln lat temu, tak zwane paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne zmieniło wiele regionów planety nie do poznania. I raczej nie na lepsze. 

Ogromne obszary oceanu były beztlenowymi strefami śmierci. Wyschnięte na pieprz lądy nawiedzały niszczycielskie ulewy. Co stałoby się z naszą cywilizacją? Brytyjski biolog James Lovelock, uważany za jednego z ojców ekologii, snuje bardzo ponure wizje. W obliczu głodu i pragnienia, czekają nas niewyobrażalne dziś fale migracji i - co wydaje się wyjątkowo prawdopodobne - wojny o przetrwanie. Choć średnia temperatura w polarnych dziś regionach będzie umiarkowana, to latem regiony te będą nawiedzane przez katastrofalne fale upałów. 

Najmocniejszy cios dla naszej cywilizacji natura wyprowadzi jednak z dna oceanów. Tak zwane klatraty metanu to kryształy powstające pod wpływem zimna i wysokiego ciśnienia. Są w nich zmagazynowane miliardy ton gazów cieplarnianych. Ich nagłe uwolnienie 55 mln lat temu zmieniło Ziemię w szklarnię. Według pomiarów paleontologów ówczesne, katastrofalne emisje metanu do atmosfery, mogły być nawet stukrotnie wolniejsze niż te będące skutkiem działalności ludzkości. Paleoceńskie maksimum narastało przez 10 tys. lat, co dawało niektórym gatunkom czas do przystosowania. My tyle czasu mieć nie będziemy. 

Według części oceanografów, przekroczenie progu pięciu stopni oznacza, że klatraty zaczną się rozpadać, uwalniając uwięziony w nich metan. To nie tylko przepchnie nas przez kolejny, klimatyczny próg. Ukryte pod dnem kryształy rozpadając się zdestabilizują zbocza szelfów kontynentalnych. Monstrualne podwodne lawiny mogą powodować powstawanie niszczycielskich tsunami.

To świat, który Mark Lynas, autor książki "Six Degrees: our future on a hotter planet" nazywa "szóstym kręgiem piekieł". Najbliższą analogią może być jedynie największy kataklizm, jaki kiedykolwiek spotkał naszą planetę - masowe wymieranie 251 mln lat temu. W żadnym innym czasie Ziemia nie była tak blisko zamienienia się w kolejną, pozbawioną życia skałę w kosmosie. Wymarło wówczas 95 proc. gatunków. Morza zmieniły się w toksyczne zupy, a większość roślin została zmyta, wraz z glebą, przez gigantyczne, monsunowe burze trwające przez stulecia. Pustynie sięgnęły progu kół podbiegunowych. Wtedy również, jak sugerują dane geologiczne, temperatury wzrosły o około sześć stopni, choć - trzeba zaznaczyć - zaczynały z wyższego poziomu wyjściowego. 

Nasz świat może nie doświadczyć aż tak dramatycznych rezultatów ocieplenia, dzięki kilku geologicznym zbiegom okoliczności. Nasze kontynenty są rozproszone po całej powierzchni Ziemi, a nie zbite w jedną, ogromną masę lądową, co umożliwia wodzie i powietrzu na łatwiejszą cyrkulację. Atmosfera zawiera zdecydowanie więcej tlenu, dzięki trwającej ćwierć miliarda lat pracy roślin. Z drugiej strony, dzisiejsze tempo wzrostu zawartości CO2 w atmosferze jest może nawet sto razy szybsze, niż ówczesne. 

Te scenariusze nie muszą się ziścić, bo jest nadzieja, że jeszcze chyba nie odpaliliśmy żadnego z najbardziej niszczycielskich mechanizmów sprzężeń zwrotnych. Wiele wskazuje jednak, że jesteśmy temu bliscy. 

źródła: "Six degrees, our future on a hotter planet", Mark Lynas; "The Ends of the World", Peter Brannen