Углекислый газ повысит температуру на Земле на пять градусов

Кэролин Снайдер (Carolyn Snyder) из Стэнфордского университета (США) проанализировала колебания температуры на Земле за последние два миллиона лет и связь этих колебаний с концентрацией углекислого газа в атмосфере. Согласно её выводам, климат Земли более чувствителен к этому газу, чем считалось ранее. По мнению Снайдер, уже накопленная в результате промышленной революции двуокись углерода неизбежно приведёт к резкому потеплению в ближайшее по меркам геологии время. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature.

На данный момент в научной среде нет консенсуса о том, как менялась температура на планете в последние десятки и сотни тысяч лет. Средств точно измерить такие колебания пока не существует. Чтобы решить проблему, Снайдер попыталась оценить изменения температуры планеты в прошлом по соотношению изотопов магния и кальция в морских осадочных породах, возраст которых сегодня определён довольно точно.

У метода есть недостаток: изотопы магния и кальция в осадочных породах изменяют своё соотношение очень постепенно. Поэтому вычисление их соотношения имеет смысл лишь для оценки температур на длинных отрезках времени — по крайней мере по 5000 лет. По этой причине метод раньше использовали крайне ограниченно.

Работа Снайдер показывает, что последние 5000 лет с их средней температурой, близкой к +14°C, были самыми тёплыми за последние 120 000 лет. Вторым периодом, ещё более тёплым, чем нынешний, стали 5000 лет два миллиона лет назад. В обоих случаях средняя температура на планете была в районе +16°C. Это на два градуса теплее, чем сегодня. Такой разрыв в два градуса примерно соответствует разнице среднегодовых температур между Парижем и Мадридом.

Снайдер подчёркивает, что данные по содержанию углекислого газа в воздухе, собранные другими исследователями, в сопоставлении с её данными о температуре последних двух миллионов лет указывают на очень высокую чувствительность климата к содержанию в воздухе этого парникового газа. На каждое удвоение его концентрации глобальный климат реагирует ростом температур на девять градусов. То есть если до промышленной революции его в атмосфере было 280 частей на миллион, то при 560 частях на миллион средняя температура поднимается с +14°C до +23°C. При таком скачке температур существование полярных шапок, тундры и мерзлоты станет принципиально невозможным. Все они исчезнут, и облик планеты преобразится.

За последние 200 лет деятельность человека подняла концентрацию углекислого газа с 280 до 400 частей на миллион. Этому должно соответствовать потепление на пять градусов Цельсия. На сегодня потепление относительно доиндустриального периода достигло всего одного градуса.

Снайдер отмечает, что причина этого — большая инерционность климата. Рост содержания парниковых газов не сразу ведёт к таянию льдов. Зато когда оно произойдёт, отражающая способность Земли резко упадёт, и планета начнёт поглощать гораздо больше падающего на неё солнечного излучения. Это приведёт к тому, что даже если удастся зафиксировать содержание углекислого газа в атмосфере на современном уровне, климат потеплеет на пять градусов в ближайшие тысячи лет. Такого рода изменения эквивалентны смене температурного режима современной Москвы или Тулы на режим, соответствующий Ростову-на-Дону. 

Работа уже подверглась серьёзной критике в научном сообществе. Одна из главных претензий — инерционность метода определения глобальных температур по соотношению изотопов. Она маскирует резкие колебания температур на отрезках короче 5000 лет. Между тем они бывают довольно сильными. Это может изменить картину влияния углекислого газа на климат, рисуемую Снайдер. Так, 5700—2500 лет назад наблюдался суббореальный период, значительно более тёплый, чем сегодня. Затем, последние 2500 лет, длится субатлантик, на 0,7 градуса Цельсия более холодный. Если взять среднюю температуру этих 5000 лет, она не будет типичной ни для субатлантика, ни для суббореала. Это значит, что и более ранние колебания температур могут быть в значительной степени потеряны из-за недостатков метода их оценки — по изотопам магния и кальция.