Гипертропический климат на Земле не наблюдался по меньшей мере на протяжении последних 10 миллионов лет.
В тропических лесах Амазонии может складываться климат, которого на Земле не было десятки миллионов лет.
В исследовании, опубликованном на этой неделе в Nature, ученые утверждают, что регион приближается к так называемому «гипертропическому» климату, более жаркому, сухому и нестабильному состоянию, которое может вызвать массовую гибель деревьев и ослабить один из важнейших углеродных поглотителей на планете.
Авторы предупреждают: без резкого сокращения выбросов парниковых газов в Амазонии к 2100 году может быть до 150 дней «горячей засухи», то есть периодов сильной засушливости, усугубленной экстремальной жарой, каждый год.
Это касается и месяцев пика дождливого сезона, например марта, апреля и мая, когда сегодня подобные крайности практически не встречаются.
«Когда случаются такие горячие засухи, это климат, который мы связываем с гипертропическим лесом», сказал ведущий автор Джефф Чеймберс, профессор Калифорнийского университета в Беркли, в заявлении. «Он выходит за пределы того, что мы сейчас считаем тропическим лесом».
Как ученые определили предел устойчивости Амазонии
Исследование под руководством ученых Калифорнийского университета в Беркли опирается на более чем 30 лет данных о температуре, влажности, влажности почвы и интенсивности света, собранных на исследовательских участках к северу от Манауса, в центральной Бразилии.
Датчики, установленные в стволах деревьев, позволили команде наблюдать, как деревья реагируют на рост температуры и снижение влажности. Во время недавних засух, вызванных Эль-Ниньо, исследователи выделили два основных стрессовых порога.
Когда влажность почвы падала примерно до одной трети от нормы, многие деревья закрывали поры на листьях, чтобы сохранить воду. Это лишало их способности поглощать углекислый газ, необходимый для роста и восстановления тканей.
Затяжная жара приводила к образованию пузырьков в соке, нарушая транспорт воды в процессе, который исследователи сравнивают с эмболией, то есть внезапной закупоркой кровеносного сосуда, приводящей к инсульту.
По словам исследователей, особенно уязвимыми оказались быстрорастущие виды с низкой плотностью древесины: они гибли чаще, чем деревья с высокой плотностью древесины.
«Это означает, что вторичные леса могут быть более уязвимыми, потому что во вторичных лесах выше доля таких деревьев», сказал Чеймберс. Речь идет о лесах, которые естественным образом восстановились после повреждений, вызванных человеком или природными явлениями.
Исследователи обнаружили одни и те же тревожные признаки на разных площадках и во время разных засух. Это означает, что Амазония, вероятно, реагирует на жару и сухость одинаково и предсказуемо.
Сейчас ежегодная смертность деревьев в Амазонии немного превышает 1 процент, но, по оценке исследователей, к 2100 году она может вырасти до примерно 1,55 процента. Пусть это кажется небольшим изменением: повышение всего на полпроцентного пункта в лесу такого масштаба, как Амазония, означает колоссальное число утраченных деревьев, добавил Чеймберс.
Что такое «гипертропический» климат и почему это важно?
Авторы определяют гипертропики как регионы, более жаркиечем 99 процентов исторических тропических климатов и характеризующиеся гораздо более частыми и интенсивными засухами.
По их словам, такому климату нет аналогов в новейшей истории. Он существовал в тропиках лишь тогда, когда Земля была значительно теплее, между 10 и 40 миллионами лет назад.
В отличие от нынешних тропиков, где температура относительно стабильна, а циклы осадков поддерживают густую растительность круглый год, гипертропический климат принесет экстремальную жару, затяжные сухие сезоны и риск мощных штормов.
Такие изменения могут иметь тяжелые последствия далеко за пределами Амазонии.
Тропические леса поглощают больше нашего углерода, чем любая другая экосистема. Но под стрессом их способность поглощать углерод резко падает. В особо засушливые годы Амазония даже выделяла углерода больше, чем поглощала, отметили авторы.
По мере дальнейшего роста глобальной температуры любое снижение способности Амазонии запасать углерод может ускорить потепление во всем мире. Более того, оно может само этому способствовать. В последние годы части некоторых тропических лесов пережили суровые сезоны пожаров, вызванные жарой и засухой, что привело к выбросу больших объемов углерода и дополнительному стрессу для их экосистем.
То, что происходит в Амазонии, может легко повлиять и на другие леса. Авторы отмечают, что тропические леса Западной Африки и Юго-Восточной Азии могут столкнуться с аналогичными рисками по мере роста температур, в зависимости от темпов и масштаба сокращения выбросов.
«Все зависит от того, что мы будем делать», сказал Чеймберс.
«Если мы будем выбрасывать парниковые газы столько, сколько захотим, без какого-либо контроля, мы создадим этот гипертропический климат быстрее».