В своей статье, опубликованной в журнале Science of the Total Environment, исследователи из IIASA и Львовского национального университета «Львовская политехника» в Украине представили новый подход к измерению и пониманию антропогенного воздействия на планету Земля.
Учёные рассмотрели, как выбросы углерода можно перевести в показатели «напряжения» и «деформации», чтобы получить новое представление о том, как меняется планета.
«До сих пор научное сообщество в основном измеряло состояние Земли в гигатоннах углерода в год. Это важно, но не показывает, как Земля как физическая система реагирует на растущее давление, которое мы на неё оказываем», — объясняет ведущий автор Матиас Йонас, исследователь программы продвинутого системного анализа IIASA. «Мы хотели увидеть, как вся система Земли растягивается и деформируется под этой нагрузкой».
Одним из ключевых выводов исследователей стала количественная оценка «мощности напряжения» — скорости, с которой люди добавляют энергию на единицу объёма в систему Земли. В 2021 году эта мощность напряжения достигла от 12,8 до 15,5 паскалей в год.
Хотя это давление может показаться небольшим (оно похоже на лёгкий толчок лёгкого ветерка), распространённое на всю атмосферу, сушу и океаны, его достаточно, чтобы сигнализировать о том, что система Земли может быть выведена из естественного равновесия. Для сравнения, и напряжение, и мощность напряжения близки к нулю для сбалансированной Земли, не подверженной антропогенному глобальному потеплению.
Исследователи также проанализировали изменения со временем в «времени задержки» Земли, которое описывает, как быстро углеродная система планеты реагирует на стресс, и выявили поворотный момент между 1925 и 1945 годами, предполагая, что система Земли начала менять свою реакцию на стресс гораздо раньше, чем считалось ранее.
«Этот ранний поворотный момент был неожиданным, — говорит Йонас. — Это говорит о том, что суша и океаны Земли могли начать меняться по сравнению с их обычными моделями уже в первой половине XX века. После этого вместо того, чтобы работать как раньше, эти системы всё больше перегружались деятельностью человека и в конечном итоге перестали так эффективно поглощать CO₂».
Это может означать, что странам необходимо действовать раньше, чем планировалось, чтобы сократить выбросы парниковых газов.
«Достижение будущих целей по выбросам важно, но мы также должны обращать внимание на то, как быстро Земля становится более хрупкой, — говорит Йонас. — Даже если мы достигнем наших целей, ослабление природных систем Земли всё равно может привести к серьёзным сбоям раньше, чем ожидалось. Сдвиг Земли к более ранней хрупкости ещё не учтён в климатических моделях, но это необходимо сделать».
Команда подчёркивает необходимость дальнейших исследований для количественной оценки этого сдвига и включения их подхода «напряжение-деформация» в глобальное климатическое моделирование. Они надеются, что, расширив способы отслеживания состояния Земли учёными с простого подсчёта углерода до понимания того, как планета физически реагирует под давлением, мир сможет лучше подготовиться к предстоящим вызовам.
Предоставлено Международным институтом прикладного системного анализа (IIASA).