Потепление в Арктике: как это изменит климатическое будущее Земли?

Статья подготовлена на основе третьей лекции третьего сезона ежегодного Большого Биологического Лектория — «Лед и пламень: катаклизмы будущего и наши возможности». Для тех, кто любит читать, редакция Инпсихо Медиа подготовила текстовую версию, в которую вошли самые интересные фрагменты. Ссылку на видео с полной лекцией вы найдете в конце этой страницы.

В последние годы морские пространства, по которым раньше можно было передвигаться только с помощью атомных ледоколов, становятся доступными для прохода в августе — и это очень тревожный знак. На тему изменений климата и состояния Мирового океана рассуждали биолог Василий Поважный и ведущая Большого Биологического Лектория, декан Факультета наук о жизни Ольга Сварник.

В этой статье:

• Что скрывает таяние льда в Арктике?
• Арктика как регулятор климата Земли
• Экосистема Арктики в условиях глобального потепления
• Глобальная климатическая ответственность: от докладов IPCC к повседневным действиям
• Есть ли у нас шанс повернуть климатические процессы назад?
• Климат: личный выбор и глобальная ответственность
• Проблемы экологического образования

Что скрывает таяние льда в Арктике?

За последние 10 лет Арктика, а точнее Северный Ледовитый океан и прилегающие арктические моря — Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское — претерпели резкий переход в новое состояние. Главным образом изменилось количество морского льда. В повседневном понимании кажется, что если весь лед растает, уровень океана повысится. Однако это не совсем так: плавающий лед, находящийся уже в воде, не влияет на уровень океана, в отличие от ледников, лежащих на суше, которые при таянии действительно вызывают повышение уровня воды. В Арктике таких крупных ледников, способных значительно повлиять на уровень моря, сравнительно немного — например, на Новой Земле и Северной Земле.

Количество льда, встреченного на пути исследователей, особенно летом (начиная примерно с августа), изменилось драматически.

• Прежде всего сократилось количество многолетнего льда — того, который переживает несколько сезонов и образует плотные ледовые массивы, через которые трудно пробиться. Раньше такие массивы регулярно встречались в шельфовых сибирских морях, теперь же они почти полностью растаяли.
• Сейчас в этих водах преобладает однолетний лед — образующийся за один сезон. Для биологов это чрезвычайно серьезное изменение, поскольку лед является одной из основ жизни в Арктике. Замена многолетнего льда однолетним кардинально меняет условия обитания многих организмов.

Хотя для большинства людей арктическая фауна кажется необычной и малоизвестной, именно мельчайшие организмы — зоопланктон, фитопланктон и другие микроскопические существа — играют ключевую роль в экосистеме. За последние десять лет условия жизни для этих организмов значительно изменились, что оказывает влияние на всю арктическую биосистему.

Исследования, связанные с зоопланктоном Карского моря, рассматриваются всегда в контексте глобальных климатических процессов. Это объясняется тем, что климат и биологические компоненты связаны через углеродный цикл, который является одним из фундаментальных механизмов поддержания баланса на планете.

Арктика как регулятор климата Земли

В атмосфере, океане и морях существует баланс между углекислым газом в воздухе и растворенным углеродом в воде. Углерод в океане представлен как неорганическим, так и органическим — последним, в частности, является углерод, который поступает в состав живых организмов через фотосинтез. Когда эти организмы умирают, органический углерод частично возвращается в атмосферу, частично оседает на морское дно или уносится глубоководными течениями на тысячелетия.

Ключевую роль в этом процессе играют мельчайшие морские организмы — зоопланктон, размером всего в несколько миллиметров. В одном кубометре воды их может находиться от нескольких сотен до нескольких тысяч особей, и общая их масса значительно превышает совокупный вес китов, тюленей, белых медведей и песцов.

С точки зрения гидробиолога, белый медведь, считающийся царем Арктики, — это лишь небольшая часть экосистемы. В то время как роль зоопланктона в биогеохимических циклах и поддержании жизни в регионе куда значительнее.

Таким образом, изучение мельчайших организмов Арктики имеет большое значение не только для понимания локальных экосистем, но и для оценки глобальных климатических процессов.

Зимой ключевым фактором является сибирский антициклон — он формирует характер зимы: мягкой, суровой, долгой или бесснежной. Примечательно, что арктическое потепление проявляется не только в летние месяцы, когда температура поднимается с +5 до +10 °C, но и в зимний период, когда средние температуры повышаются с −30 до −20 °C.

Это важно понимать, поскольку потепление — это не только жара летом, но и уменьшение суровости зимних холодов. Например, в Москве зимой в последние годы снег практически не выпадает, что связано с изменениями в климатической системе. Следует подчеркнуть, что нет отдельной Арктики и отдельной Москвы с точки зрения климата — все взаимосвязано через атмосферу и океан, образуя единую систему — планету Земля.

Экосистема Арктики в условиях глобального потепления

В глобальной системе океанов, как уже говорилось выше, мельчайшие организмы играют ключевую роль в биогеохимических циклах. Вопрос в том, как они реагируют на изменения климата и таяние льдов.

• С одной стороны, существует мрачный сценарий, согласно которому биоразнообразие может пострадать. Для специалистов, занимающихся биоразнообразием, исчезновение любого вида — серьезная утрата. Например, уникальный арктический вид планктона Colanus hyperboreus, достигающий до сантиметра в длину, является важной частью экосистемы, и его исчезновение стало бы трагедией.
• С другой стороны, с позиции биомассы и продуктивности ситуация выглядит более оптимистично. По мере потепления Арктики может увеличиться общая биомасса за счет видов, более мелких и быстро размножающихся, приспособленных к новым условиям.

Традиционная, холодная и суровая Арктика с долгоживущими видами, размножающимися через несколько лет, может уступить место более динамичной экосистеме, где доминируют виды с жизненным циклом около года. Это может принести выгоду промысловым рыбам и экономике региона, но одновременно вызовет обеспокоенность у специалистов по биоразнообразию.

Потеря полярных регионов в их нынешнем виде — это проблема для всей климатической системы Земли. В истории планеты были периоды, когда в условиях полярного дня и ночи жили динозавры, включая холоднокровных, впадавших в спячку. В те времена климат был совсем другим, и к новому климату современному человечеству придется долго и мучительно адаптироваться.

Эти изменения представляют серьезную проблему не только для отдельных видов, но и для всего климата Севера. При этом экономическая выгода от увеличения улова рыбы вряд ли компенсирует экологические и социальные последствия.

Наконец, возникает вопрос о том, какие ключевые проблемы нужно решать, чтобы избежать самых мрачных сценариев. И насколько важно подключать к этому диалогу политиков и общественность. Хотя решение этих вопросов выходит за рамки компетенции ученых, даже небольшие изменения в поведении отдельных людей могут стать толчком к положительным изменениям на более масштабном уровне.

Глобальная климатическая ответственность: от докладов IPCC к повседневным действиям

Чтобы по-настоящему понять масштабы и серьезность глобальных климатических изменений, стоит обратиться к докладам Международной Межправительственной Панели по изменению климата (IPCC). Ученые, создававшие эти доклады, формируют глобальное видение, показывая, что современное изменение климата — это результат деятельности человечества. Уже сейчас на билетах железнодорожного транспорта указывается количество выбросов CO₂, которые удалось сократить, путешествуя поездом вместо автомобиля или самолета.

Несмотря на резкие изменения в климатической политике, когда некоторые страны отказываются от экологических инициатив, концепция «net zero» (углеродной нейтральности) остается ключевой. 

Каждый несъеденный килограмм говядины — это вклад в борьбу с изменением климата. Почему именно говядина? Выращивание крупного рогатого скота — один из главных источников выбросов метана, мощного парникового газа, в четыре раза сильнее углекислого. Кроме того, под выращивание кормов для скота расходуются огромные площади земель. По сравнению с говядиной, ситуация с бараниной еще хуже. Поэтому климатические изменения постепенно подталкивают человечество к более вегетарианскому образу жизни.

Маленькие изменения в повседневных привычках, такие как отказ от лишних покупок и более осознанное потребление, могут существенно повлиять на будущее планеты.

Кроме того, глобальные климатические процессы тесно связаны с социальными и экономическими аспектами. Например, выращивание королевских креветок в Юго-Восточной Азии замещает традиционное выращивание риса, что влияет на локальные экосистемы и продовольственную безопасность. Это — своего рода климатический интернационализм, который, несмотря на критику и сопротивление, становится частью глобальной повестки.

К сожалению, даже полный и немедленный переход на углеродную нейтральность не сможет сразу остановить процесс глобального потепления — необходимы долгосрочные и системные усилия.

Есть ли у нас шанс повернуть климатические процессы назад?

Хотя предыдущие сценарии выглядят мрачно, нельзя считать, что мы полностью бессильны перед лицом глобальных изменений. Мы уже не можем вернуть молодость планеты — те климатические условия, которые существовали ранее, — но многое все еще в наших руках.

Существует сценарий, при котором к концу века средняя температура Земли повысится не на 1,5 °C, а на 4,5 °C. В этом случае последствия будут катастрофическими и далеко не пропорциональными — климатическая система работает нелинейно. Малейшие дополнительные воздействия могут привести к резким и непредсказуемым изменениям.

Когда речь заходит о главных проблемах, то в общественном дискурсе часто выделяют проблему микропластика.

Это действительно важная тема, но вокруг нее сформировался значительный ажиотаж. Хотя микропластик пока недостаточно изучен, и его долгосрочное влияние на здоровье и экосистемы еще не ясно, он пока не сравним по масштабу с влиянием парниковых газов и глобального потепления.

В отличие от этого, с микропластиком ситуация сложнее: пластик распадается на частицы разных размеров — от крупного мусора, который поедают птицы, до наночастиц, попадающих в организм человека. 

Все это подчеркивает важность системного и взвешенного подхода к решению климатических проблем. В истории Земли жизнь всегда влияла на геохимические процессы — мы лишь продолжаем этот цикл, возвращая углерод, когда-то выведенный из оборота биосферой.

Повышение концентрации CO₂ в атмосфере уже способствует росту биомассы растений и продуктивности экосистем, но это не повод расслабляться. Мы должны продолжать искать баланс между использованием ресурсов и сохранением природных систем.

Климат: личный выбор и глобальная ответственность

Земля может восприниматься как огромная биомасса, где человек — лишь один из множества компонентов. Даже если человек будет страдать от накопления микропластика, жизнь на планете продолжится, и другие организмы смогут адаптироваться и процветать. Такая перспектива рассматривается в гипотезе ГеиНаучная концепция, согласно которой Земля представляет собой единый саморегулирующийся суперорганизм, в котором все живые существа и неживая природа образуют единую систему, способную поддерживать необходимые для жизни условия на протяжении миллиардов лет. — Земли как единого живого организма, который регулирует себя через появление и исчезновение человека.

Однако после подобных философских размышлений важно переходить к конкретным действиям. Каждый из нас ежедневно принимает решения, которые влияют на климатическую ситуацию в мире. Примером служит факт, что 1% населения отвечает за 50% всех выбросов парниковых газов. Значит, чтобы добиться изменений, нужно обратиться именно к этой группе и убедить ее изменить поведение. Пока эта идея слабо работает, несмотря на рост количества «зеленых» партий во многих странах.

Экономический рост по-прежнему остается доминирующей концепцией, несмотря на разговоры о его замедлении. Современная экономическая модель базируется на постоянном увеличении использования природных ресурсов, что напрямую связано с климатическими проблемами.

Особенно уязвимы те, кто меньше всего способен защититься от последствий изменений — например, фермеры в Африке, которые испытывают на себе последствия климатических сдвигов и не имеют возможности мигрировать или адаптироваться. Их судьба во многом зависит от решений, принимаемых в крупных мегаполисах мира.

Что касается личных действий, то тут все очень неоднозначно. Вот несколько примеров:

• На первый взгляд, электромобиль — отличный выбор, особенно если энергия для его зарядки поступает с чистых электростанций. Однако производство электромобиля связано с добычей редких металлов, таких как литий, зачастую в тяжелых условиях, и с использованием угольных электростанций для производства комплектующих.
• Аналогично и с многоразовыми хлопковыми сумками: если пользоваться ими годами — это экологично, но если постоянно покупать новые — эффект обратный. Или пример с использованием автомобилей: перевозка одного человека на работу — неэффективно, а совместные поездки с семьей — гораздо лучше с экологической точки зрения.
• Те, кто живет за городом и использует печи для отопления, должны понимать, что сжигание дров — возобновляемого ресурса — менее вредно, чем использование угля. Однако неполное сгорание древесины и сжигание мусора на участках создает локальное загрязнение, которое вредит здоровью. Лучше использовать централизованные мусоросжигательные заводы, чем собственные печи, чтобы избежать вредных выбросов, включая диоксины и другие токсичные вещества.

В этом контексте крайне важна популяризация экологического знания. Ученые, занимающиеся исследованиями, все чаще участвуют в просветительской деятельности, помогая обществу понять масштабы проблем и значимость личного вклада.

Проблемы экологического образования

Сегодня в школах, несмотря на наличие учебных часов, экологическая тематика часто оказывается «в конце списка» и под давлением экзаменационной нагрузки теряет свое место.

Университетские годы кажутся наиболее подходящим этапом для глубокого экологического образования, позволяющего студенту понять глобальные процессы и их личное влияние на планету. Однако и здесь наблюдается проблема: многие выпускники уже заняты решением других жизненных вопросов — карьеры, семьи — и не имеют времени и мотивации глубже погружаться в экологические проблемы.

Интерес к экологическим специальностям в вузах существует. Многие молодые люди приходят в экологию с искренним желанием «спасти планету» — с душевным порывом, заботой об окружающей среде и интересом к глобальным вопросам. Однако на практике оказывается, что быть экологом — это не только и не столько про вдохновение, сколько про конкретные и порой весьма рутинные навыки.

Работа в экспедиции, морской или наземной, требует подготовки: умения работать с бинокуляром, проводить химические анализы, пользоваться спектрофотометром, определять концентрации веществ, заниматься морфологией организмов и осваивать приборы полевых лабораторий. Это навыки, которые нельзя заменить ни чтением лекций, ни общей осведомленностью — их можно приобрести только через многократную практику.

Вузы выпускают экологов, но часто эти специалисты приходят с недостаточным уровнем прикладных умений. Их нужно доучивать с нуля в той конкретной области, где они собираются работать — будь то гидробиология, промышленная экология, аналитическая химия или морские исследования. При этом специалисты с профильной подготовкой — например, зоологи или химики-аналитики — зачастую оказываются предпочтительнее. Их подготовка узко заточена под инструментарий и методы, необходимые в научной практике.

Современный рынок требует узких специалистов, в том числе со среднепрофессиональным образованием: экологов-юристов, экологов-технологов, специалистов по утилизации, экспертов по жизненному циклу материалов. В большинстве случаев востребован не «универсальный эколог», а технически грамотный сотрудник, способный решать конкретные задачи.

Поэтому возникает необходимость пересмотра подходов к экологическому образованию. С одной стороны — продолжать готовить людей с широким взглядом на экологические процессы, способных доносить экологические смыслы до общества, быть своего рода «рупорами» осознанности. С другой — адаптировать программы под реальные потребности рынка, включая практическую и техническую подготовку.

Коротко о главном

Краткие выводы из беседы с экспертами о климате и глобальных вызовах:

• Экосистема Арктики изменяется под воздействием глобального потепления, что влияет на биоразнообразие региона.
• Мелкие организмы, такие как зоопланктон, играют ключевую роль в поддержании климатического баланса на планете.
• Глобальные климатические изменения требуют не только политических, но и личных действий для снижения выбросов CO₂ и сохранения экосистем.