С помощью компьютерного моделирования американские ученые показали, насколько опасно может быть искусственное регулирование климата на Земле с помощью геоинженерных технологий. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Ecology & Evolution, говорят о том, что такие меры приведут к существенному смещению климатических зон, а последствия этого могут оказаться катастрофическими для некоторых видов живых организмов и снизят биоразнообразие на планете.

Ученые уже давно рассматривают в качестве одной из возможных мер борьбы с негативными изменениями климата на Земле (речь в том числе идет и о глобальном потеплении) использование технологий геоинженерии, или искусственного управления климатом. При таком подходе в первую очередь предлагается изменение в химическом составе атмосферы и мирового океана. Кроме того, рассматривался и метод солнечной геоинженерии, который в теории должен помочь снизить объем поступающего на планету солнечного света за счет распыления в атмосфере специальных аэрозольных соединений. Печальная правда заключается в том, что, помимо положительных изменений, такие меры могут нести за собой серьезные негативные последствия, причем не только для климата, но и для многих живых существ на Земле.

Для оценки возможных рисков от использования солнечной геоинженерии американские климатологи под руководством профессора Мэрилендского университета Кристофера Трисоса провели моделирование возможных смещений климатических областей во время начала и конечной фазы проведения геоинженерных процедур.

Для того чтобы выяснить уровень влияния происходящих при этом изменений на зоны максимального биоразнообразия, ученые измерили изменение климатических скоростей — отношения скорости изменения климатических параметров (главным образом, температуры и количества осадков) с течением времени к пространственному градиенту того же параметра. Этот показатель говорит о том, как быстро и в каком направлении будут смещаться те или иные климатические зоны, и помогает предсказать, куда и с какой скоростью придется мигрировать тем или иным видам морских и наземных живых существ.

Исследователи рассмотрели сценарий, при котором геоинженерные процессы по распылению в атмосфере постепенно запускают в течение 10 лет (с 2020 по 2030 год) и с начальным уровнем в 5 тараграмм диоксида серы. Затем процесс продолжается в течение следующих 40 лет, а затем в течение следующих 10 лет происходит постепенное прекращение распыления.

Климатические скорости (для температуры и уровня осадков) ученые оценили для всей поверхности планеты, в первую очередь обращая внимание на те зоны, в которых сейчас отмечается наибольшее биоразнообразие видов (таких как тропические зоны океанов или бассейн Амазонки). Полученные данные климатологи сравнили со сценарием умеренного естественного развития климата.

Анализ данных показал, что запуск и продолжение распыления аэрозолей действительно приведет к снижению климатических скоростей относительно текущего уровня и стабилизации климата, однако прекращение этого распыления может привести к резкому ускорению температурных зон. Скорость этих изменений будет составлять порядка 10 километров в год. А это почти в два раза больше, чем в настоящее время, и, согласно прогнозам на будущее, при естественных сценариях изменения климата, без использования геоинженерных технологий. Кроме того, исследование показало более чем в два раза быстрое смещение осадочных зон.

При этом наиболее чувствительными к температурным изменениям окажутся океаны в тропических зонах, а максимальная скорость смещения осадочных зон, согласно результатам моделирования, будет наблюдаться в области бассейна Амазонки и в Сибири.

Так будет выглядеть карта смещения климатических зон при прекращении геоинженерных процедур (сверху: G4 — геоинженерный сценарий, RCP4,5 — естественный сценарий). Снизу показана карта зон, в которых в результате прекращения геоинженерии осадочные и температурные зоны станут смещаться в разные стороны (с углом расхождения более 90 градусов)

При этом данные моделирования показали, что при резком прекращении распыления аэрозолей примерно на 30 процентах суши сдвиг температурных и осадочных зон будет происходить в разных направлениях (отличия более чем на 90 градусов).

Общий эффект прекращения распыления аэрозолей будет выглядеть следующим образом: ускорится смещение климатических зон и уровень расхождения осадочных и температурных областей, что приведет к значительному изменению ныне существующих экосистем и, вероятнее всего, станет причиной массового вымирания значительного числа животных видов и растений.

Для количественной оценки последствий исследователи сравнили скорость смещения климатических зон с данными о смещении ареалов обитания животных в результате глобального потепления в недавнем прошлом. Сравнение показало, что для большинства животных они примерно в 4-7 раз меньше, чем возможная скорость смещения климатических зон при остановке.

Ученые акцентируют внимание на том, что полученные результаты в очередной раз подтверждают опасность искусственного изменения климата. Если человечество все же решится проводить подобные процедуры, то делать это необходимо с особой осторожностью, предварительно оценив все возможные риски. Риски не только для климата, но и для как таковой жизни на Земле.

Более же ранние исследования показали, что опасность негативных последствий от использования геоинженерных технологий может резко возрасти при неравномерном использовании. Например, использование солнечной геоинженерии только в Южном полушарии может привести к значительному увеличению количества тропических циклонов. Если же геоинженерия будет применяться только в Северном полушарии, то это снизит количество циклонов, но при этом приведет к засухе в Африке.