Використовуючи вдосконалене комп’ютерне моделювання, вчені показали, як легко парниковий ефект може швидко перетворити придатну для життя планету на пекельний світ, негостинний для життя. Це дослідження не тільки має наслідки для нашого розуміння позасонячних планет, або «екзопланет», але також пропонує розуміння кліматичної кризи на Землі, спричиненої людиною.
Команда астрономів з Університету Женеви (UNIGE) і лабораторій CNRS у Парижі та Бордо побачила, що після початкових етапів зміни клімату на планеті атмосфера планети, структура та хмарне покриття істотно змінюються, так що важко зупинити починає проявлятися ефект втечі. Викликає тривогу те, що цей процес може початися тут, на Землі, лише незначною зміною яскравості Сонця або глобальним підвищенням середньої температури лише на кілька десятків градусів. Навіть ці незначні зміни можуть призвести до того, що наша планета стане абсолютно негостинною.
Таким чином, дослідження пропонує суворе попередження про зміну клімату.
«До цього часу інші ключові дослідження в галузі кліматології зосереджувалися виключно на помірному стані до втечі або на придатному для життя стані після втечі», — сказав у заяві Мартін Турбет, вчений CNRS і член команди. «Це перший раз, коли команда вивчала сам перехід за допомогою 3D-моделі глобального клімату та перевіряла, як змінюються клімат і атмосфера під час цього процесу».
Критичний парниковий ефект
Постійний парниковий ефект у симуляції команди може спостерігати зміну планети з помірного, схожого на Землю гостинного стану до пекельного пейзажу з температурою на поверхні близько 1800 градусів за Фаренгейтом (1000 градусів за Цельсієм). Це досить гаряче, щоб розплавити свинець. Ці температури навіть вищі, ніж на поверхні знаменитої пекельної сусідки Землі, Венери.
Причиною цього парникового ефекту є щось дуже знайоме: водяна пара — головний парниковий газ. Хоча водяна пара може бути не першим парниковим газом, про який ми думаємо, коли йдеться про зміну клімату на Землі, подібно до більш звичних парникових газів, таких як вуглекислий газ і метан, водяна пара перешкоджає виходу сонячного випромінювання, поглиненого поверхнею планети, назад у космос. Це затримує тепло по всьому світу, як теплова ковдра. Вчені називають це парниковим ефектом.
У малих дозах корисний парниковий ефект; наприклад, він не дозволяє Землі демонструвати температуру нижче точки замерзання води. Але занадто сильне потепління, спричинене тепличним ефектом, може призвести до випаровування океанів, у результаті чого в атмосферу потрапляє багато водяної пари. Як ви можете собі уявити, це може спричинити ще більше парникового потепління. Це як петля зворотного зв’язку. Ага, ефект «втікачів» парникових газів.
Насправді Венера є яскравим прикладом того, що може статися, коли запускається парниковий ефект.
«Існує критичний поріг для такої кількості водяної пари, за яким планета більше не може охолонути», — сказав керівник дослідження та колишній вчений відділу астрономії Женевського університету Гійом Шаверо. Звідти все заноситься, поки океани повністю не випаровуються і температура досягає кількох сотень градусів».
Хмари попередження
Одним із найбільш важливих і несподіваних аспектів моделювання команди була розробка дивної моделі хмари. Ця закономірність не тільки посилила парниковий ефект, але й зробила його незворотним.
«З початку переходу ми можемо спостерігати дуже щільні хмари, що розвиваються у високих шарах атмосфери», — сказав Шаверо. «Насправді останній більше не демонструє температурної інверсії, характерної для атмосфери Землі, і розділяє два її основні шари: тропосферу та стратосферу. Структура атмосфери глибоко змінена».
Що стосується того, що це означає для нас, то, маючи на руках результати моделювання, команда підрахувала, що знадобиться лише невелике збільшення сонячної радіації та підвищення температури Землі на десятки градусів, щоб викликати апокаліптичний ефект. Якби це сталося, Земля зрештою стала б такою ж ворожою до життя, як зараз її сусідка Венера.
Ця новина з’явилася в той момент, коли країни намагаються обмежити викиди парникових газів, викликаних діяльністю людини, щоб обмежити загальне потепління Землі до 1,5 градусів за Цельсієм до 2050 року, показуючи, наскільки життєво важливими є ці зусилля.
Команда ще не впевнена в тому, який вплив може мати лише викид парникових газів на процес розгону, і чи може цей процес справді просто «зникнути» за тих самих температур. Вони також ще не з’ясували, чи може збільшення сонячної яскравості продовжувати рухати процес.
«Якщо припустити, що цей невдалий процес буде запущений на Землі, випаровування лише 10 метрів поверхні океану призведе до підвищення атмосферного тиску на рівні землі на 1 бар», — сказав Шаверо. «Усього за кілька сотень років ми досягнемо температури землі понад 500 градусів за Цельсієм. Пізніше ми навіть досягнемо 273 бар поверхневого тиску та понад 1500 градусів за Цельсієм, коли всі океани повністю випаруються».
