“Ще один тривожний сигнал того, що нас чекає у світі, що стрімко теплішає”.
Кожні кілька років Ель-Ніньйо або його холодний аналог, Ла-Нінья, змінюють кількість опадів у тропіках, висушують Австралію, спричиняють повені в частині Перу та перебудовують погоду на більшій частині планети. Це теплі та холодні коливання однієї системи, Ель-Ніньйо–Південне коливання (ENSO), і ця система є найбільшим джерелом мінливості клімату на Землі від року до року. Її коливання накладаються на стабільно зростаючі температури, спричинені глобальним потеплінням.
Але ми не знали, чи глобальне потепління робить її сильнішою. Цілком можливо, що додаткова енергія в атмосфері та океанах спричиняє більш драматичні коливання.
«Ми спостерігали деякі дуже сильні явища Ель-Ніньйо наприкінці 20-го та на початку 21-го століть, і ми не знали, наскільки вони незвичні», — сказала Джулі Коул, еколог з Мічиганського університету. Оскільки моделі розходяться між собою, а інструментальні дані занадто короткі, щоб відокремити тренд, команда Коул реконструювала тисячолітній запис температури поверхні океану, аналізуючи скам’янілі корали Галапагоських островів.
Виявилося, що Ель-Ніньйо у східній частині Тихого океану ніколи не був таким сильним, як зараз. «Ці явища зовсім не схожі на ті, що ми бачимо в доіндустріальну епоху», — сказала Коул. «Це було захопливо. І, чесно кажучи, трохи дивно».
Термометр з вапняку
Галапагоські острови розташовані в епіцентрі східно-тихоокеанського патерну ENSO, де найбільші явища мають найсильніший вплив. Це також один з небагатьох варіантів для пошуку скам’янілих коралів у регіоні. «Галапагоси 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, утворюючи вапняковий скелет, хімія якого залежить від води, в якій він формувався. У цих скелетах Коул та її колеги досліджували співвідношення стронцію до кальцію та різні ізотопи кисню, оскільки обидва показники відстежують температуру. «При потеплінні в коралі стає менше стронцію», — сказала Коул. Відбір проб екстрагованих кернів скам’янілих коралів міліметр за міліметром дає більше десятка вимірювань на рік — щомісячний запис температури за життя коралової колонії.
Живі колонії охоплюють останні десятиліття і можуть бути перевірені за допомогою інструментальних даних. Глибша історія походить від мертвих коралових головок, які можна датувати методами ураново-торієвого аналізу з точністю до кількох років, навіть на 500 років назад. «Нам також вдалося знайти корали, які мертві та викинуті на берег», — розповіла Коул. «Їм може бути 100 років, 200 років, 900 років або навіть більше».
Результатом відбору проб коралів став неоднорідний, але тривалий температурний запис — 28 часово-розділених серій з п’яти островів, що охоплюють розкидані роки до приблизно 1100 року н. е. На цьому тлі останні чотири десятиліття виглядають досить дивно.
Модернізоване ENSO
Температурна мінливість з 1984 року на 36,5 відсотка вища, ніж була в доіндустріальний період з 1000 по 1850 рік н. е., і все ще на 16,2 відсотка вища, ніж у період з 1851 по 1982 рік. Всі три інтервали статистично відмінні, і тренд лише зростає. Ці цифри, пояснила Коул, означають, що явища, які колись перевищували норму в Галапагосах на один-два градуси, тепер сягають трьох-чотирьох.
Корали також фіксують зміну асиметрії — чи були коливання однобокими в теплий чи холодний бік. «Асиметрія стала позитивною», — сказала Коул, «і позитивна асиметрія вказує на те, що саме тепліші явища стали сильнішими».
Додаткова мінливість у наші часи пов’язана саме з Ель-Ніньйо. Більше того, нічого подібного не спостерігається в інших частинах запису. Ані Малий льодовиковий період, ані Середньовічний теплий період не залишили такого чіткого відбитка на мінливості ENSO.
Однак Коул та її колеги ще не мали чітких доказів того, що причиною цього є людська діяльність. Це сталося, коли вчені ввели записи коралів у кілька кліматичних моделей.
Перевершити моделі у їхньому власному 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 зі східною частиною Тихого океану», — сказала Коул. «Якби в нас був інший тривалий запис, ми б не публікували це в Science».
Як обхідний шлях, Коул та її колеги використали симуляції в кількох кліматичних моделях, що охоплювали умови останнього тисячоліття, але включали лише природні фактори, такі як вулкани або сонячна мінливість — зміни концентрації парникових газів були виключені. Це дозволило їм з’ясувати, як часто клімат, не зачеплений жодним людським впливом, сам по собі створює таке велике коливання.
«Ми намагалися побачити, чи є цьому докази в кліматичних моделях, і не знайшли їх», — сказала 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 більш розмита. Корали з Островів Лайн демонструють подібне середнє збільшення, але зі значно ширшим розкидом, який дослідники частково пояснюють тим, що ці записи базуються лише на ізотопах кисню. Сильні опади Ель-Ніньйо там можуть пояснити половину або більше сигналу, змінюючи рівень кисню у воді.
Але неоднозначний запис коралів центральної частини Тихого океану також відповідає прогнозам кліматичних моделей. Примусове, спричинене людиною збільшення повинно з’явитися спочатку на сході. «Швидший прояв у східній частині Тихого океану точно відповідає моделям», — сказала Коул.
Кришталева куля
Глобальне потепління вже, як очікується, посилить гідрологічні наслідки ENSO, створюючи більш вологі фази та сухіші сухі, незалежно від температурних коливань, спричинених ENSO. Навіть якби температурні коливання Ель-Ніньйо залишалися такими ж сильними, його повені та посухи ставали б сильнішими в теплішому світі, оскільки гарячіша атмосфера утримує більше водяної пари.
Але якщо температурні коливання ENSO також посилюються, наслідки накопичуються. Однак, якими будуть ці накопичувальні наслідки, корали сказати не можуть. «Ми не прогнозуємо майбутнє. Ми маємо кришталеву кулю, щоб заглянути в минуле — вона трохи мутна, але це наші корали», — зазначила Коул.
Майбутнє, однак, вже почало відбуватися з моменту завершення дослідження Коул. З кінця записів температур коралів команди прийшло ще два сильних явища Ель-Ніньйо, і ще одне розвивається зараз, яке, 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 радше новою типом ситуації для Ель-Ніньйо, новим стилем Ель-Ніньйо».
Хоча характер змін залишається невизначеним, Коул та її колеги майже не мають сумнівів щодо його першопричини. «Ми пов’язуємо це з потеплінням, і ми знаємо, що спричиняє це потепління, а це використання нами викопного палива», — сказала Коул. «Ще один тривожний сигнал того, що нас чекає у світі, що стрімко теплішає».
Science, 2026. DOI: 10.1126/science.ady2660
Подробиці можна знайти на сайті: arstechnica.com