Исследование: озера по всему миру нагреваются, что грозит экосистемам и биоразнообразию

Новое исследование показывает, что к концу века озера по всему миру столкнутся с беспрецедентным потеплением из-за антропогенного изменения климата. Тропические озера первыми испытают на себе эти безаналоговые условия, которые затронут как поверхностные, так и подповерхностные слои, представляя серьезную угрозу для биоразнообразия и экосистем.

Озера, известные своим богатым биоразнообразием и важнейшими экологическими функциями, сталкиваются с тревожной тенденцией: стремительным повышением температуры.

Недавнее исследование в журнале Nature Geoscience, проведенное глобальной группой лимнологов и специалистов по моделированию климата, предупреждает, что если антропогенное потепление будет продолжаться нынешними темпами, то к концу этого века озера по всему миру могут испытать широкомасштабное и беспрецедентное потепление как на поверхностном, так и на подповерхностном уровнях, значительно превышающее наблюдавшиеся ранее.

В исследовании использованы данные о температуре озер, смоделированные с помощью современной климатической компьютерной модели (Community Earth System Model, версия 2), охватывающей период с 1850 по 2100 год н. э. Это первая модель такого рода, которая отражает динамику и термодинамику озерных систем в комплексе с атмосферой.

Вместо того чтобы запускать компьютерную модель в будущее только один раз, ученые использовали комплекс из 100 симуляций прошлого — будущего, которые были запущены на одном из самых быстрых компьютеров Южной Кореи «Aleph» в Институте фундаментальных наук.

Каждая симуляция генерирует несколько иную реализацию естественной изменчивости климата, а также реагирует на антропогенное потепление в результате увеличения концентрации парниковых газов. Благодаря такому подходу к комплексному моделированию ученые смогли отделить диапазон естественных колебаний температуры озер от вызванных вмешательством человека и впервые оценить время, когда температура озер будет постоянно превышать естественные пределы, — безаналоговые условия.

Доктор Лей Хуанг, ведущий автор исследования, подчеркивает, что озера по всему миру столкнутся с безаналоговыми климатическими условиями в среднем к концу этого века, однако сроки варьируются по всему миру. Тропические озера с высоким биоразнообразием первыми столкнутся с условиями, когда глобальное потепление достигнет ~2,4°C выше доиндустриальных.

Хотя поверхностное потепление влияет на виды в мелководных слоях озера, некоторые организмы могут мигрировать по вертикали, чтобы найти более подходящую тепловую среду обитания. Поэтому крайне важно также учитывать, как потепление проникает в подповерхностные слои.

«Наше исследование показывает синхронное возникновение безаналоговых условий в приповерхностных слоях тропических озер, обусловленное быстрой передачей сигналов о потеплении вниз во время частых событий перемешивания озер. В отличие от этого, высокоширотные озера частично защищают подповерхностные слои от поверхностного потепления посредством стратификации, задерживая, а иногда и предотвращая наступление безаналогового климата на глубине», — говорит доктор Иестин Вулвей.

«Последствия неаналогового климата в озерах очень серьезны. Они могут привести к серьезным нарушениям в экосистемах в будущем», — комментирует профессор Аксель Тиммерманн, соавтор исследования и директор Центра климатической физики IBS.

По сравнению с наземной и морской биотой, озерные организмы часто ограничены в возможности мигрировать в оптимальные по климату места обитания. Поэтому для адаптации, планирования и смягчения последствий от изменения климата в озерных экосистемах важно понимать, когда появятся безаналоговые организмы.

Ранее сообщалось, что глобальные уровни метана, как показывают новые исследования, быстрыми темпами выросли до самого высокого уровня за 800 тыс. лет, несмотря на обещание более 150 стран сократить выбросы метана на 30% в этом десятилетии. «Тенденция не может продолжаться, если мы хотим сохранить пригодный для жизни климат», — пишут исследователи в статье в Environmental Research Letters, опубликованной вместе с данными в Earth System Science Data.