“Це ще один попереджувальний знак того, з чим ми стикаємося у світі, що стає теплішим”.
Раз на кілька років Ель-Ніньйо або його холодний аналог, Ла-Нінья, змінюють розподіл опадів у тропіках, висушують Австралію, спричиняють повені в Перу та перебудовують погоду на більшій частині планети. Ці два явища є теплими та холодними коливаннями однієї системи — Південного коливання Ель-Ніньйо (ENSO), і ця система є найбільшим джерелом мінливості клімату на Землі з року в рік. Її коливання накладаються на стабільно зростаючі температури, спричинені глобальним потеплінням.
Але ми не знали, чи глобальне потепління робить його сильнішим. Можливо, додаткова енергія в атмосфері та океанах призводить до більш драматичних коливань.
«Ми бачили деякі дуже сильні події Ель-Ніньйо наприкінці 20-го та на початку 21-го століть, і ми не знали, наскільки незвичайними вони є», — сказала Джулі Коул, вчена-еколог з Університету Мічигану. Оскільки моделі розходяться між собою, а інструментальні дані занадто короткі, щоб відокремити тенденцію, команда Коул реконструювала тисячолітній запис температури поверхні океану, аналізуючи скам’янілі корали Галапагоських островів.
Виявляється, Ель-Ніньйо у східній частині Тихого океану ніколи не був таким сильним, як зараз. «Ці події зовсім не схожі на те, що ми бачимо в доіндустріальну еру», — сказала Коул. «Це було захопливо. І, чесно кажучи, трохи дивно».
Вапняковий термометр
Галапагоські острови розташовані в епіцентрі східної частини Тихоокеанського патерну ENSO, де найбільші події мають найсильніший вплив. Це також одна з небагатьох можливостей для пошуку скам’янілих коралів у регіоні. «Галапагоські острови розташовані на 90 градусах західної довготи, і вам доведеться пройти аж до 160 градусів західної довготи, щоб знайти інший острів у цій зоні, близькій до екватора», — зазначила Коул.
Корали там ростуть зі швидкістю один-два сантиметри на рік, формуючи скелет з карбонату кальцію, хімія якого залежить від води, в якій він утворився. У цих скелетах Коул та її колеги досліджували співвідношення стронцію до кальцію та різні ізотопи кисню, оскільки обидва показники відстежують температуру. «З підвищенням температури в коралах стає менше стронцію», — пояснила Коул. Відбір проб викопних коралів, витягнутих з основи, міліметр за міліметром, дає більше десятка вимірювань на рік — щомісячний температурний журнал за все життя коралової колонії.
Живі колонії охоплюють останні десятиліття і можуть бути перевірені за інструментальними даними. Глибша історія походить від мертвих коралових голів, які можна датувати за допомогою ураново-торієвого методу з точністю до кількох років, навіть на 500 років назад. «Нам також вдалося знайти корали, які мертві й викинуті на берег», — розповіла Коул. «Їм може бути 100, 200 або 900 років, або навіть більше».
Результатом відбору проб коралів став неповний, але довгий температурний журнал — 28 рознесених у часі серій з п’яти островів, що охоплюють окремі роки, починаючи приблизно з 1100 року нашої ери. На тлі цієї базової лінії останні чотири десятиліття виглядають досить дивно.
Модернізоване ENSO
Мінливість температури з 1984 року перевищує на 36,5 відсотка показники доіндустріального періоду з 1000 до 1850 року нашої ери і все ще на 16,2 відсотка вище, ніж у період з 1851 по 1982 рік. Усі три інтервали статистично відмінні, і тенденція лише зростає. Ці цифри, пояснила Коул, означають, що події, які колись перевищували норму на один-два градуси на Галапагоських островах, зараз перевищують її на три-чотири.
Корали також записують зміну асиметрії — чи були коливання несиметричними в бік потепління чи похолодання. «Асиметрія стала позитивною», — зазначила Коул, «і позитивна асиметрія вказує на те, що саме тепліші події стали сильнішими».
Додаткова мінливість у наші часи пов’язана саме з Ель-Ніньйо. Більше того, ніде в записі не спостерігається нічого подібного. Ні Малий льодовиковий період, ні Середньовічний теплий період не залишили такого чіткого відбитку на мінливості ENSO.
Однак Коул та її колеги ще не мали чітких доказів того, що винна людська діяльність. Це сталося, коли вчені завантажили записи з коралів у кілька кліматичних моделей.
Перевершити моделі у їхній власній шумі
ENSO коливається самостійно; спокійні десятиліття змінюються бурхливими, без зовнішнього впливу. Щоб зрозуміти, чи були останні десятиліття справді особливими, чи ми просто потрапили в цикл більш енергійного періоду, команді потрібно було знайти точку відліку для своїх висновків. Це виявилося складним завданням.
«У нас немає прямого джерела спостережуваних даних для порівняння наших записів у східній частині Тихого океану», — сказала Коул. «Якби в нас був ще один тривалий запис, ми б не публікували це в Science».
Як вихід, Коул та її колеги використали симуляції в кількох кліматичних моделях, які проходили через умови останнього тисячоліття, але враховували лише природні фактори, такі як вулкани чи сонячна мінливість — зміни концентрації парникових газів були виключені. Це дозволило їм з’ясувати, як часто клімат, не зачеплений жодним людським впливом, сам по собі продукує таке велике коливання.
«Ми намагалися побачити, чи є якісь докази цього в кліматичних моделях, і не знайшли жодних», — зазначила Коул. Фактичне збільшення, отримане з записів коралів, виходить за межі внутрішньої мінливості моделей з рівнем довіри, що наближається до 99 відсотків. Команда інтерпретувала це як доказ того, що те, що відбувається зараз з ENSO, не відбувалося б без нас.
Однак картина в центральній частині Тихого океану є менш чіткою. Корали Лінійних островів демонструють подібне середнє збільшення, але зі значно ширшим розкидом, який дослідники частково пояснюють тим, що ці записи покладаються лише на ізотопи кисню. Сильні опади під час Ель-Ніньйо там можуть становити половину або більше сигналу, змінюючи рівень кисню у воді.
Але неоднозначний запис коралів із центральної частини Тихого океану також відповідає прогнозам кліматичних моделей. Примусове, спричинене людиною збільшення повинно з’являтися спочатку на сході. «Швидша поява у східній частині Тихого океану точно узгоджується з моделями», — сказала Коул.
Кришталева куля
Глобальне потепління вже, як очікується, посилить гідрологічні наслідки ENSO, створюючи більш вологі фази та більш сухі, незалежно від температурних коливань, спричинених ENSO. Навіть якби температурні коливання Ель-Ніньйо залишилися такими ж за величиною, його повені та посухи стали б ще гіршими у світі, що стає теплішим, оскільки гарячіша атмосфера містить більше водяної пари.
Але якщо температурні коливання ENSO також посилюються, ефекти накопичуються. Однак, якими будуть ці кумулятивні ефекти, корали сказати не можуть. «Ми не прогнозуємо майбутнє. Ми ніби маємо кришталеву кулю, щоб зазирнути в минуле — вона трохи туманна, але це наші корали», — зазначила Коул.
Майбутнє, однак, вже почало відбуватися з моменту завершення дослідження Коул. Після закінчення записів температури з коралів відбулося ще дві сильні події Ель-Ніньйо, і ще одна розвивається зараз, яка, як очікує Коул (і більшість інших експертів), поб’є рекорди. «Це свідчить про те, що те, що ми бачимо, не є випадковістю», — сказала вона, «а скоріше новою ситуацією для Ель-Ніньйо, новим стилем Ель-Ніньйо».
Хоча природа змін залишається невизначеною, Коул та її колеги мало сумніваються щодо її першопричини. «Ми пов’язуємо це з потеплінням, і ми знаємо, що спричиняє потепління, і це наше використання викопного палива», — сказала Коул. «Це ще один попереджувальний знак того, з чим ми стикаємося у світі, що стає теплішим».
Science, 2026. DOI: 10.1126/science.ady2660
Джерело новини: arstechnica.com