Новые данные по эоценовым окаменелостям указывают, что климатические модели могут недооценивать будущее потепление в полярных регионах

Новый международный анализ морских окаменелостей показывает, что потепление полярных океанов в эпоху эоцена — период парникового климата, дающий представление о потенциальном будущем Земли, — было сильнее, чем считалось ранее.

Изучая химический состав окаменелых фораминифер, крошечных одноклеточных организмов из мелководных тропических морей, исследователи получили точные оценки температуры поверхности тропических вод и химического состава морской воды в эпоху эоцена (56–34 млн лет назад). Используя эти данные, они уточнили оценки предыдущих исследований фораминифер из полярных регионов, показав, что тропические океаны в эпоцене значительно потеплели, но не так сильно, как полярные. Важно, что современные климатические модели, аналогичные используемым в отчетах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) ООН, не смогли воспроизвести эти данные в условиях эоцена, последовательно недооценивая потепление полярных океанов.

Это несоответствие может указывать на пробелы в понимании климатической системы или наших знаниях об эоцене. Если причина в климатической системе, это повышает вероятность того, что прогнозы будущего потепления в полярных регионах также занижены. «Тропики теплеют, но далеко не в той же степени, что полярные регионы. Это то, что мы действительно должны понимать и воспроизводить в климатических моделях. Тот факт, что многие модели сейчас не могут этого сделать, вызывает беспокойство», — отметил ведущий автор исследования Дэвид Эванс.

Ученые часто обращаются к эоцену, чтобы понять реакцию Земли на высокий уровень CO₂. Тогда его концентрация в атмосфере превышала 560 ppm (частей на миллион), что как минимум вдвое выше доиндустриального уровня, а глобальная средняя температура была более чем на 8 °C выше современной. Команда использовала крупных донных фораминифер в качестве «палеотермометров». Их раковины, состоящие из кальция, углерода и кислорода, формируются в соответствии с температурой и химией океана. Анализ сгруппированных изотопов в образцах из Индии, Индонезии и Танзании показал, что температура поверхности тропических вод в эоцене была примерно на 6 °C выше, чем сегодня.

Затем исследователи использовали эти тропические данные для пересчета температуры и химического состава полярных океанов. Разница между полярными и экваториальными температурами поверхности моря в эоцене составила около 20 °C (сегодня — 28 °C), что указывает на большую чувствительность полярных регионов к росту CO₂. При сравнении с современными климатическими моделями большинство из них недооценивало полярное усиление примерно на 50%. Две модели, наиболее близко воспроизведшие данные, имели общую особенность — модифицированный учет формирования и продолжительности жизни облаков, особенно в полярных регионах, что может стать перспективным направлением для улучшения будущих климатических прогнозов.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).