Океаны помогают ограничить глобальное потепление, поглощая выбросы углекислого газа. Однако ученые обнаружили, что интенсивное потепление в будущем может ослабить эту способность, что приведет к еще более сильному потеплению.

Это открытие стало результатом исследования, проведенного под руководством Техасского университета в Остине, в котором ученые проанализировали климатическую симуляцию, настроенную на наихудший сценарий выбросов, и обнаружили, что способность океанов впитывать углекислый газ (CO2) достигнет пика к 2100 году, а к 2300 году эффективность поглощения парникового газа снизится вдвое.

Снижение происходит из-за появления поверхностного слоя воды с низкой щелочностью, который препятствует способности океанов поглощать CO2. Щелочность - это химическое свойство, которое влияет на то, сколько CO2 может раствориться в морской воде.

Хотя сценарий выбросов, использованный в исследовании, маловероятен из-за глобальных усилий по ограничению выбросов парниковых газов, полученные результаты свидетельствуют о ранее неизвестном переломном моменте, который, если его активировать, станет важным тормозом глобального потепления, говорят авторы.

"Нам необходимо подумать о наихудших сценариях, чтобы понять, как наши выбросы CO2 могут повлиять на океаны не только в этом, но и в следующем и последующих веках", - сказала Мегуми Чикамото, возглавлявшая исследование в качестве научного сотрудника Института геофизики Техасского университета.

Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Сегодня океаны поглощают около трети выбросов CO2, производимых человеком. Климатические симуляции ранее показывали, что океаны со временем замедляют поглощение CO2, но ни одна из них не рассматривала щелочность в качестве объяснения. Чтобы прийти к такому выводу, исследователи пересчитали части 450-летнего моделирования, пока не остановились на щелочности как ключевой причине замедления.

Согласно выводам, эффект начинается с экстремального изменения климата, которое увеличивает количество осадков и замедляет океанические течения. В результате поверхность океанов покрывается теплым слоем пресной воды, которая не может легко смешиваться с более холодными и щелочными водами под ним. По мере насыщения этого поверхностного слоя CO2 его щелочность падает, а вместе с ней и способность поглощать CO2.

В итоге поверхностный слой становится барьером для поглощения CO2. Это означает, что меньше парникового газа попадает в океан и больше остается в атмосфере. Это, в свою очередь, приводит к более быстрому потеплению, которое поддерживает и укрепляет поверхностный слой с низкой щелочностью.

Соавтор работы, Педро ДиНезио, научный сотрудник Института геофизики Техасского университета и доцент Университета Колорадо, сказал, что это открытие является мощным напоминанием о том, что миру необходимо сократить выбросы CO2, чтобы избежать пересечения этой и других переломных точек.

"Будь то это или разрушение ледниковых щитов, в нашем будущем потенциально таится ряд взаимосвязанных кризисов, которых мы должны избежать любой ценой", - сказал он. Следующим шагом, по его словам, будет выяснение того, запускается ли механизм щелочности при более умеренных сценариях выбросов.

Соавтор Никки Ловендуски, профессор Университета Колорадо, участвовавшая в подготовке доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата за 2021 год, сказала, что результаты исследования помогут ученым сделать более точные прогнозы относительно будущих изменений климата.

"Эта работа демонстрирует, что проблема изменения климата может усугубляться тем, что пока неизвестно", - сказала она. "Но механизм обратной связи с океаническим климатом, выявленный в данном исследовании, откроет новые направления исследований, которые помогут нам лучше понять цикл углерода, прошлые изменения климата и, возможно, найти решения для будущих проблем".