Kaip vandenynai sugeria mūsų išmetamas šiltnamio dujas? Ką rodo nauji tyrimai apie ribas

Vandenynai dažnai vadinami milžinišku Žemės „plaučiu“, nes jie sugeria didžiulę dalį žmogaus veiklos išmetamo anglies dioksido. Tačiau pastaraisiais metais atlikti stebėjimai rodo, kad ši natūrali apsauga gali silpnėti, o tai turi tiesioginę įtaką klimatui ir ateities prognozėms.

Apie tai kalbama vis dažniau, nes gerėja jūros paviršiaus matavimai, palydovų duomenys ir ilgametės stebėsenos stotys. Vis daugiau duomenų rodo, kad vandenynai nebėra toks neribotas „anglies siurblys“, kaip ilgai manyta.

Kas yra anglies dioksido sugėrimo „siurblys“?

Kai anglies dioksidas patenka į atmosferą, dalis jo ištirpsta vandenyno paviršiaus sluoksnyje. Ten jis chemiškai reaguoja su vandeniu ir dalinai virsta bikarbonatais bei karbonatais, todėl dujos tarsi „paslepiamos“ nuo atmosferos.

Dalis šios anglies kartu su šaltesniais, tankesniais vandenimis leidžiasi gilyn ir cirkuliuoja šimtus ar net tūkstančius metų. Taip formuojamas vadinamasis biologinis ir fizikinis anglies siurblys, kuris iki šiol padėjo pristabdyti klimato atšilimą.

Kiek anglies vandenynai sugeria šiandien?

Skaičiuojama, kad nuo pramonės revoliucijos pradžios vandenynai sugėrė maždaug ketvirtadalį visos žmonių išmestos anglies dioksido taršos. Tai reiškia, kad be jų Žemės atmosfera jau būtų daug šiltesnė, o klimatas dar labiau pasikeitęs.

Kasmet į atmosferą patenka keliolika milijardų tonų anglies dioksido, o vandenynai paima kelių milijardų tonų dalį. Nors tai atrodo įspūdinga, tai nėra beribis procesas, ypač kai šylantis klimatas keičia vandens savybes.

Kaip kylanti temperatūra keičia jūros darbą?

Šiltas vanduo sugeria mažiau dujų nei šaltas, tai galioja ir anglies dioksidui. Kylant paviršiaus temperatūrai, dalis dujų, kurios anksčiau būtų likusios vandenyje, dabar lieka atmosferoje arba net atsikuria iš jūros atgal.

Be to, šylantis viršutinis vandenyno sluoksnis tampa stabilesnis ir mažiau maišosi su gilesniais, šaltesniais sluoksniais. Tai mažina galimybę „nukelti“ ištirpusią anglies dioksido dalį gilyn, todėl paviršius greičiau prisotinamas.

Rūgštėjimas: tylus klimato atšilimo palydovas

Anglies dioksidui tirpstant vandenyje, susidaro angliarūgštė, kuri mažina vandens pH. Tai vadinama vandenynų rūgštėjimu ir tai tiesioginis šiltnamio dujų perteklių lydintis reiškinys, net jei šilumos kiekis iškart nepasikeičia.

Rūgštesnis vanduo sunkiau leidžia formuotis kalcio karbonato struktūroms, kurias naudoja koralai, moliuskai ir daugybė mikroskopinių organizmų. Ilgainiui tai keičia ištisas ekosistemas ir dar labiau mažina gebėjimą surišti anglį biologiniu būdu.

Ar vandenynų sugėrimo galia jau silpnėja?

Ilgalaikiai matavimai Šiaurės Atlante ir pietinėse platumose rodo, kad kai kuriuose regionuose anglies dioksido ėmimas iš atmosferos jau nebėra toks intensyvus kaip anksčiau. Vietomis pastebimas tarsi „prisotinimo“ efektas, kai papildomos dujos beveik nebesugeriamos.

Tuo pat metu kinta ir vandenyno cirkuliacija, įskaitant garsiąją srovių sistemą tarp tropikų ir Arkties. Jeigu didelio masto srovės lėtėja ar keičia kryptį, jos taip pat veikia, kaip ir kur paskirstoma anglis vandenų gelmėse.

Kodėl tai svarbu sausumoje gyvenantiems žmonėms?

Jei vandenynai sugeria mažesnę išmetamų šiltnamio dujų dalį, daugiau jų lieka atmosferoje ir spartina šiltėjimą. Tai reiškia dažnesnes karščio bangas, ekstremalias liūtis, sausras ir kitus su klimatu susijusius reiškinius, kurie tiesiogiai veikia kasdienį gyvenimą.

Be to, prastėjanti vandenynų būklė daro įtaką žuvų ištekliams ir maisto grandinėms. Valstybės, priklausančios nuo žvejybos ir pakrančių turizmo, ypač jautriai pajunta net ir santykinai nedidelius ilgalaikius jūros pokyčius.

Ar technologijos gali padėti vandenynams?

Pastaraisiais metais daug diskutuojama apie vadinamąjį anglies surinkimą ir saugojimą, taip pat idėjas dirbtinai didinti anglies sugėrimą vandenynuose. Svarstomi įvairūs metodai, nuo mineralų sklaidymo paviršiuje iki giluminio anglies dioksido pumpavimo į uolienas po jūros dugnu.

Tačiau tokios priemonės kelia daug ekologinių ir etinių klausimų. Kol kas didžiausia nauda vandenynams kyla ne iš technologinių eksperimentų, o iš paprastesnio sprendimo: kuo greičiau mažinti išmetamų šiltnamio dujų kiekius.

Kaip mokslas stebi vandenynų pokyčius?

Vandenynų duomenis renka autonominiai plūdurai, laivai, povandeniniai robotai ir palydovai, matuojantys temperatūrą, druskingumą, pH ir anglies dioksido koncentracijas. Šie duomenys sujungiami į kompiuterinius modelius, kurie padeda prognozuoti, kaip vandenys elgsis ateityje.

Pridėjus dirbtinio intelekto metodus, tampa lengviau aptikti subtilias tendencijas ir regioninius skirtumus, kurių anksčiau nepavykdavo pastebėti. Tačiau net ir pažangiausi modeliai vieningai rodo vieną dalyką: be ženklaus taršos mažinimo vandenynų sugėrimo galia ilgainiui silps.

Vandenynai dar ilgai išliks svarbia Žemės klimato reguliavimo dalimi, tačiau jų galimybės nėra beribės. Kuo aiškiau suprantame šių procesų ribas, tuo akivaizdžiau, kad ilgalaikę klimato pusiausvyrą lemia ne vien jūros, bet ir mūsų sprendimai sausumoje.