Точка неповернення. Фізики попереджають, що Земля може поринути у хаос, і це незворотно

У новому дослідженні група фізиків з Університету Порту в Португалії використала теорію, розроблену для моделювання надпровідності. Дослідники дійшли висновку, що подолавши певну межу людству не вдасться відновити рівновагу клімату на Землі, пише Science Alert.

Дослідження проводилося під керівництвом фізика Алекса Бернадіні, в якому вони прагнули не стільки зрозуміти до чого призведуть різкі зміни клімату, скільки зрозуміти те, чи зможе людство обернути цей процес у зворотному напрямку. Робота дослідників все ще має пройти рецензування, проте результати припускають, що кінцевий обсяг людської діяльності може призвести до створення "тепличної Землі" і зупинити цей процес нам уже не вдасться.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Зауважимо, що наслідки зміни клімату планети сьогодні широко відомі. Якщо нам не вдасться стримати глобальне потепління Землі, це неминуче призведе до посух, аномальної спеки та більшої кількості екстремальних явищ. За словами Бернадіні, вони з колегами вважають, що якщо система Землі потрапить у сферу хаотичної поведінки, людство фактично втратить будь-яку надію вирішити будь-коли цю проблему.

Останні кілька років дослідники постійно фіксують появу екстремальних погодних явищ, зокрема: лісові пожежі, бурі та температурні рекорди. Кліматологи невпинно попереджають, що все це є наслідком діяльності людини, наприклад використання викопного палива, вирубування лісів і зростання землеробства.

В результаті все це призвело до нової геологічної епохи, яку дослідники назвали антропоценом — період, коли діяльність людини спричинила значний вплив на всю систему Землі, зокрема геосферу, біосферу, гідросферу та атмосферу планети.

Попередній період, званий голоценом, розпочався 11 700 років тому, а за ним наступив антропоцен, і дослідники вважають, що його початок припадає на середину 20 століття, тобто якраз на пік ядерної ери. Під час дослідження Бернадіні з колегами спробували змоделювати цей перехід та розрахувати, як він розвиватиметься.

Зазначимо, що такий перехід називається фазовим і вони дуже поширені. Термін використовується для опису до того, як один матеріал переходить з одного стану в інший, наприклад, тверде тіло переходить у рідину, а вона своєю чергою у газ. По суті, кожен із цих процесів має свій переломний момент, у якому стан рівноваги зазнає глибокого зрушення.

Попри те, що система Землі не є матеріальною, фізики використали цю модель для моделювання фазових переходів. У результаті їм вдалося спрогнозувати зміни клімату, які на нас очікують у майбутньому. Бернадіні з командою використовували теорію Гінзбург-Ландау, яка спочатку була розроблена для моделювання надпровідності, і застосували її до антропоцену, використовуючи дані температури, починаючи з точки рівноваги голоцену.

Вчені використали кінцеву кількість придатного для життя простору, кількість ресурсів та швидкість, з якою ми можемо все це використовувати. Далі вони врахували максимальну потужність та нанесли на карту можливі результати фазового переходу антропоцену. Для цього вони використали логістичну картку.

Результати моделювання свідчать, що людство не обов'язково рухається до певної кліматичної загибелі. Наприклад, ми цілком могли б рухатися регулярною і передбачуваною траєкторією, яка врешті-решт призведе до стабілізації клімату при вищій температурі, ніж та, що є зараз.

Однак існує й песимістичніший сценарій, згідно з яким ми невблаганно підштовхуємо Землю до хаосу. Передбачається, що одного дня система нашої планети еволюціонує в хаотичну поведінку, що враховує екстремальні сезонні коливання і погодні явища. Найбільш жахливим у цьому сценарії є те, що поринь ми у хаос, ми вже не зможемо пом'якшити наслідки. Тобто повернутись до колишнього клімату буде надзвичайно складно, якщо взагалі можливо.

Хороші новини полягають у тому, що цей сценарій не є неминучим, але фізики наполягають, що його варто розглядати як реальну картину майбутнього. Це дозволило б ученим надалі розробити ефективніші стратегії щодо пом'якшення змін клімату, а можливо й посилити управління системою Землі в найближчому майбутньому.

Раніше Фокус писав про те, що зміни клімату породили сцени з "Божевільного Макса", і незабаром це повториться.