Климатические переломные моменты могут быть слишком упрощенной концепцией

Международная команда экологов и математиков пришла к выводу, что концепция климатических «переломных моментов» (tipping points) может быть слишком упрощенной. Их исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что формирование сложных пространственных паттернов в экосистемах, часто рассматриваемое как ранний предупреждающий сигнал о необратимых изменениях, на самом деле может свидетельствовать об устойчивости и помогать экосистемам избегать катастрофических переходов.

Ученые из Утрехтского и Лейденского университетов (Нидерланды) проанализировали так называемые «паттерны Тьюринга» — спонтанно возникающие в природе структуры, например, полосы на шкурах животных или пятнистая растительность в саванне. Ранее их формирование часто интерпретировалось как индикатор приближения к переломному моменту, после которого, к примеру, саванна необратимо превращается в пустыню. Однако математический анализ пространственных моделей и новые наблюдения за реальными экосистемами показали, что эти паттерны представляют собой пространственную реорганизацию, которая позволяет системе оставаться стабильной в широком диапазоне условий, включая изменение климата.

«Эти паттерны на самом деле позволяют экосистемам уклоняться от таких переломных моментов», — поясняет ведущий автор, эколог Макс Риткерк из Утрехтского университета. Исследователи обнаружили феномен многостабильности: при одних и тех же условиях может одновременно существовать множество различных устойчивых пространственных конфигураций. Это означает, что сложные системы, способные формировать пространственные паттерны, могут быть более устойчивыми, чем считалось. Теперь ученым предстоит определить, какие системы действительно чувствительны к переломным моментам, а какие нет. Работа выполнена в рамках проекта TiPES, финансируемого программой ЕС Horizon 2020.