Суша Земли стала нагреваться в 20 раз быстрее: чем это грозит

Уже давно ученые установили, как именно наша планета поглощает солнечное излучение. Подсчитано даже, как распределяется дополнительное тепло, накапливающееся из-за парниковых газов: прежде всего оно уходит в океаны (89%), часть на континенты (5−6%), в вечную мерзлоту и ледники (4%) и в атмосферу (1−2%). Теперь же исследователи из Института Альфреда Вегенера и Брюссельского свободного университета рассчитали, как именно дополнительное тепло распределялось по континентам.

Для начала оказалось, что континентальные массивы суши в период с 1960 по 2020 год поглотили 3,8×1021 Дж тепла. Большая часть этой энергии, примерно 90%, хранится на глубине до 300 м в земле. Другие 9% расходуются на таяние вечной мерзлоты в Арктике, а оставшиеся 0,7% скапливаются во внутренних водоемах суши, таких, как озера и водохранилища.

«Хотя внутренние водоемы и вечная мерзлота хранят меньшее количество тепла, чем грунты, их необходимо постоянно контролировать, потому что дополнительная энергия в этих подсистемах вызывает значительные экологические изменения», — говорит ведущий автор исследования, Франсиско Хосе Куэста-Валеро.

С 1960-х нагрев вырос в 20 раз

Ученые установили, что количество тепла, которое хранит суша, постоянно растет с 1960-х годов. Так, при сравнении двух десятилетий — 60-х годов XX века и 10-х годов XXI века оказалось, что это значение увеличилось почти в 20 раз: с 1,007 до 18,83×1021 Дж в грунте, с 0,058 до 2,0×1021 Дж в районах вечной мерзлоты и с 0,02 до 0,17×1021 Дж во внутренних водоемах суши.

Разумеется, ученые не проводили измерений в глобальном масштабе. Они использовали более тысячи температурных профилей — в том числе из скважин, пробуренных в вечной мерзлоте до глубины в 300 м. Исследователи построили на основе этих профилей математические модели и применили их для оценки накопления тепла в вечной мерзлоте и внутренних водоемах.

«Использование компьютерных моделей позволило нам компенсировать отсутствие наблюдений на многих озерах и в Арктике и лучше оценить неопределенности из-за ограниченного количества наблюдений», — объясняет Франсиско Хосе Куэста-Валеро.

Впрочем, это только начало работы климатологов. Теперь необходимо оценить, насколько в атмосфере вырастет количество метана и двуокиси углерода из-за таяния вечной мерзлоты. Известно, что в ней погребено огромное количество этих газов, но динамику их выбросов пока никто не подсчитал.

Ускорившийся прогрев внутренних водоемов может радовать некоторых обывателей, ведь теперь купальный сезон можно будет начинать гораздо раньше. Однако ситуация хороша лишь с одной стороны. Изменение температурного режима неизбежно приведет к перестройке экосистем: в теплой воде больше микроорганизмов и водорослей и меньше кислорода, который необходим рыбам. получается, что с потеплением рыбы в озерах станет меньше.

В южных сельскохозяйственных районах планеты потепление поверхности может дать непредсказуемый результат. С одной стороны, экологи традиционно трубят тревогу — «урожай окажется под угрозой». С другой — любой огородник знает, что в теплом грунте растения чувствуют себя лучше. Возможно, повышение температуры поверхности заставляет ее быстрее терять влагу и приводит к дополнительным затратам на полив. Но при потеплении в целом количество влаги в атмосфере увеличивается: чем сильнее нагреваются океаны, тем больше воды испаряется. И, соответственно, тем больше осадков выпадает. Другое дело, что распределение ее становится менее равномерным — высокие широты получают больше осадков.