“Ще один тривожний знак того, з чим ми стикаємося у світі, що стає теплішим”.
Кожні кілька років Ель-Ніньйо або його холодний аналог, Ла-Нінья, змінюють кількість опадів у тропіках, висушують Австралію, спричиняють повені в Перу та змінюють 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 від року до року на Землі. Її коливання накладаються на неухильно зростаючі температури, спричинені глобальним потеплінням.
Проте 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 події Ель-Ніньйо наприкінці 20-го та на початку 21-го століття, і ми не знали, наскільки вони незвичайні», — сказала Джулі Коул, вчена-еколог з Мічиганського університету. Оскільки моделі розходяться між собою, а інструментальні дані занадто короткі, щоб відокремити тенденцію, команда Коул відновила 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 події зовсім не схожі на те, що ми бачимо в доіндустріальну епоху», — зазначила Коул. «Це було захопливо. І, чесно кажучи, трохи дивно».
Термометр з вапняку
Галапагоські острови знаходяться в епіцентрі системи ENSO у східній частині Тихого океану, де найбільші події мають найсильніший вплив. Це також один із небагатьох варіантів для пошуку скам’янілих коралів у цьому 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», — сказала Коул.
Корали там ростуть один-два сантиметри на рік, утворюючи вапняково-карбонатний скелет, 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. «Зі зростанням температури ми отримуємо менше стронцію в коралі», — зазначила Коул. Відбір проб витягнутих кернів скам’янілих коралів міліметр за міліметром дає понад десяток вимірювань на рік — щомісячний температурний журнал за весь час існування коралової колонії.
Живі колонії охоплюють останні десятиліття і можуть бути перевірені за допомогою інструментальних даних. Глибша історія походить від мертвих коралових голів, які можна датувати за допомогою ураново-торієвого методу з точністю до кількох років, навіть на 500 років тому. «Нам також вдалося знайти корали, які мертві та викинуті на берег», — сказала Коул. «Їм може бути 100 років, 200 років, 900 років або навіть більше».
Результатом відбору проб коралів став фрагментарний, але тривалий температурний журнал — 28 рознесених у часі серій з п’яти островів, що охоплюють окремі роки, починаючи приблизно з 1100 року н.е. На тлі цієї базової лінії останні чотири десятиліття виглядають досить дивно.
Модернізоване ENSO
Температурна мінливість з 1984 року на 36,5% вища, ніж у доіндустріальний період з 1000 по 1850 рік н.е., і все ще на 16,2% вища, ніж у період з 1851 по 1982 рік. Усі три інтервали статистично відмінні, і тенденція лише зростає. За словами Коул, ці цифри означають, що події, які колись перевищували норму на один-два градуси на Галапагосах, зараз перевищують її на три-чотири.
Корали також фіксують зміну асиметрії — чи були коливання нерівномірними в теплий або холодний бік. «Асиметрія стала позитивною», — зазначила Коул, «і позитивна асиметрія вказує на те, що саме тепліші події стали сильнішими».
Надмірна мінливість у наші часи спричинена саме Ель-Ніньйо. Більше того, ніщо подібне не спостерігається в інших частинах запису. Ні Малий льодовиковий період, ні 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 діяльність людини. Це сталося, коли вчені ввели дані коралів у кілька кліматичних моделей.
Перевершити моделі в їхньому власному шумі
ENSO коливається самостійно; спокійні десятиліття змінюються бурхливими, без зовнішнього поштовху. Щоб зрозуміти, чи були останні десятиліття справді особливими, чи ми просто потрапили в цикл в більш енергійний період, команда мала знайти якусь точку відліку для своїх висновків. Це виявилося складним завданням.
«У нас немає прямого джерела спостережних даних для порівняння наших записів у східній частині Тихого океану», — сказала Коул. «Якби у нас був інший тривалий запис, ми б не публікували це в Science».
Як обхідний шлях, Коул та її колеги використовували симуляції в кількох кліматичних моделях, що проганялися через умови останнього тисячоліття, але включали лише природні фактори, такі як вулкани або сонячна мінливість — зміни концентрації парникових газів були виключені. Це дозволило їм поставити запитання, як часто клімат, не зачеплений людським впливом, самостійно породжує коливання такого масштабу.
«Ми намагалися побачити, чи є цьому докази в кліматичних моделях, і не знайшли жодних», — сказала Коул. Фактичне збільшення, отримане з коралових записів, виходить за межі внутрішньої мінливості моделей з рівнем достовірності, що наближається до 99%. Команда інтерпретувала це як доказ того, що те, що відбувається зараз з ENSO, не відбувалося б без нас.
Картина в центральній частині Тихого океану, проте, є більш туманною. Корали Лайн-Айлендс показують схоже середнє збільшення, але значно ширший розкид, який дослідники частково пояснюють тим, що ці записи покладаються лише на ізотопи кисню. Сильні опади Ель-Ніньйо там можуть становити 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. «Швидше виникнення у східній частині Тихого океану точно відповідає моделям», — сказала Коул.
Кришталева куля
Вже очікується, що глобальне потепління 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 все одно погіршувалися б у теплішому світі, оскільки гарячіша атмосфера містить більше водяної пари.
Але якщо температурні коливання ENSO також посилюються, ефекти накопичуються. Проте, якими будуть ці накопичувальні ефекти, корали сказати не можуть. «Ми не прогнозуємо майбутнє. Ми маємо кришталеву кулю, щоб зазирнути в минуле — вона трохи каламутна, але це наші корали», — сказала Коул.
Майбутнє, однак, вже почало відбуватися після завершення дослідження Коул. З кінця коралових температурних журналів команди сталося ще дві сильні події Ель-Ніньйо, і зараз формується ще одна, яка, як очікує Коул (і більшість інших експертів), поб’є рекорди. «Це свідчить про те, що те, що ми бачимо, не є випадковістю, а, скоріше, новою типом ситуації для Ель-Ніньйо, новим стилем Ель-Ніньйо», — сказала вона.
Хоча природа зміни залишається невизначеною, Коул та її колеги мало сумніваються щодо її першопричини. «Ми приписуємо це потеплінню, і ми знаємо, що викликає це потепління, і це наше використання викопного палива», — сказала Коул. «Ще один тривожний знак того, з чим ми стикаємося у світі, що стає теплішим».
Science, 2026. DOI: 10.1126/science.ady2660
Оригінал статті: arstechnica.com