PROŠLE godine u časopisu Nature objavljena je alarmantna studija koja je pokazala da bi u vrlo skoroj budućnosti moglo doći do kolapsa glavne atlantske struje, koja je dio globalnog oceanskog cirkulacijskog sustava. Nažalost, druga studija, objavljena ovih dana u časopisu Science Advances, potvrdila je nalaze prošlogodišnje.

Kolaps bi se mogao dogoditi vrlo brzo

Zaključak prošlogodišnje studije bio je da bi se kolaps Sjevernoatlantske meridijanske obrtajuće struje (AMOC), čiji dio je i Golfska, mogao dogoditi negdje sredinom 21. stoljeća, možda već 2025., a najvjerojatnije između 2039. i 2070.

Dr. sc. Natalija Dunić, oceanografkinja iz Laboratorija za fiziku mora na Institutu za oceanografiju i ribarstvo u Splitu, kaže da treba imati na umu da se ovdje radi o procjenama temeljenim na postavkama modela korištenog u studiji.

"Međutim, jedno je sigurno: ako dođe do kolapsa AMOC-a, a trendovi ukazuju da uslijed klimatskih promjena AMOC usporava, to će dramatično promijeniti redistribuciju topline i soli u moru, što će rezultirati hlađenjem sjeverne hemisfere. Južna hemisfera pritom će se još malo dodatno zagrijati, a razine mora uz istočne obale SAD-a dodatno porasti", kaže Dunić.

Što je AMOC?

Da bi rezultati istraživanja bili jasniji, potrebno je prvo pojasniti što je AMOC. To je veliki sustav oceanskih struja koji prenosi toplu, slanu vodu prema sjeveru. On kreće blizu ekvatora, kod zapadnih obala Afrike, gdje površinu oceana grije tropsko sunce. Kako se voda kreće prema sjeveru, dio nje isparava, što povećava koncentraciju soli u njoj, a time i gustoću vode. Na putu prema Grenlandu voda se hladi, što je pak čini još gušćom.

Budući da je gusta, ona u sjevernim morima, u područjima sjeverno od Islanda i južno od Svalbarda, tone na morsko dno, gdje potiskuje vodu koja je već bila ondje tako da se ona po dnu oceana kreće prema jugu. Topla voda prema sjeveru putuje na dubinama odoko 1000 m, a hladna prema jugu na dubinama između 1500 m i 4000 m.

Nakon što se ohlađena voda vrati u tropske krajeve, ona se uz obale uzdiže natrag na površinu kako bi nadomjestila topliju vodu koju na površini tjeraju vjetrovi. Taj proces naziva se upwelling. Tu se voda opet zagrijava i tako se formira puni krug cirkulacije (grafika dolje).

Golfska struja dio je AMOC-a, no ove dvije struje ne treba poistovjećivati.

Dok je AMOC složen sustav mnogih struja, uključujući i Atlantsku, Golfska je brza struja koja nosi toplu vodu iz Meksičkog zaljeva, duž istočne obale SAD-a, preko oceana, sve do sjeverne Europe. Nju u velikoj mjeri pokreću vjetrovi i rotacija Zemlje, a ne samo toplina i slanost, što znači da se ona neće nužno zaustaviti čak ni ako klimatske promjene poremete duboki oceanski dio AMOC-a.

Treba se na vrijeme pripremiti

Lanac reakcija koji slijedi ozbiljno će utjecati na cijele ekosustave i globalnu sigurnost hrane.

"Nova studija značajno pridonosi rastućoj zabrinutosti oko kolapsa AMOC-a u ne tako dalekoj budućnosti", rekao je za Associated Press klimatolog sa Sveučilišta Potsdam Stefan Rahmstorf, koji nije bio uključen u studiju.

Novi uvidi u ono što nas čeka u skoroj budućnosti mogli bi svijetu pružiti barem nešto vremena da se pripremi za posljedice.

"Zanemarit ćemo ovo na vlastitu odgovornost", upozorio je Rahmstorf.

Točka preokreta

U novom radu, uz pomoć modeliranja oceanskih sustava, Van Westen i njegovi suradnici pronašli su način da detektiraju AMOC-ovu točku preokreta.

"Kada se dosegne prag, prijelomna točka vjerojatno će uslijediti za jedno do četiri desetljeća", kažu autori.

AMOC se izravno prati tek od 2004., tako da nije prošlo dovoljno vremena da se potpuno razumije cijela putanja trenutnog trenda njegovog usporavanja. Znanstvenici zbog toga koriste neizravne pokazatelje, poput razina slanosti, kako bi pokušali popuniti rupe u znanju.

Van Westen i njegov tim tek trebaju povezati sve čimbenike kako bi točno predvidjeli kada će se dogoditi kolaps AMOC-a, no uvjereni su da je taj katastrofalni trenutak puno bliži nego što mnoge trenutne simulacije sugeriraju.

Modeliranje prijelomne točke

U novom radu znanstvenici su modeliranjem istražili samu prijelomnu točku koju bi izazvale slatke vode nastale otapanjem leda i oborinama, umjesto da pokušaju predvidjeti trenutak njezinog nastupanja. No dobiveni podaci sugeriraju da je AMOC puno osjetljiviji na promjene nego što to većina klimatskih modela prikazuje.

Dunić kaže da je studija Van Westena vrlo zanimljiva jer kreće s drukčijim pristupom problematici.

"Naime, u prijašnjim simulacijama svježa voda se dodavala odjednom, dok je u Van Westenovoj simulaciji svježa voda dodavana postepeno, što je pojačalo učinak. Zbog postepenog, umjesto naglog, smanjenja saliniteta na sjevernom dijelu Atlantika, voda se postepeno sve manje zgušnjavala, čime je s vremenom sve manje količine vode tonulo u dublje slojeve. Zbog ravnoteže, manja količina slane vode s juga teklo je prema sjeveru, što je dodatno utjecalo na smanjenje saliniteta, a time i na gustoću voda sjevernog Atlantika. Time je Van Westenov tim pokazao da se kolaps AMOC-a ne događa kao izravna reakcija na vrlo snažno opterećenje, odnosno naglog dodavanja svježe vode, već prvenstveno zbog reakcije na intrinsične uvjete, odnosno na uvjete unutar mora", tumači Dunić.

To se dogodilo i prije 12.000 godina pa znamo što nas čeka

Kolaps AMOC-a prirodno se ciklički događa tijekom milijun godina, a na temelju ranijih slučajeva zaustavljanja iz geoloških zapisa znamo da bi se u tom slučaju Arktik proširio prema jugu, što bi dovelo do pada temperatura do 15°C u sjeverozapadnoj Europi te ometanja tropskih monsuna i dodatnog zagrijavanja južne hemisfere.

"Promjene temperature, razine mora i padalina ozbiljno će utjecati na društvo, a klimatske promjene su nezaustavljive na ljudskim vremenskim skalama", upozorili su za The Conversation autori najnovije studije.

AMOC značajno usporava od sredine 1900-ih. Prije više od 12.000 godina brzo topljenje leda uzrokovalo je da se AMOC zaustavi, što je u roku od nekoliko desetljeća dovelo do pada temperature na sjevernoj hemisferi od 10 do 15°C.

Štoviše, geološki zapisi iz dubljih slojeva leda s Grenlanda i stalagmiti iz dubokih špilja pokazuju da je gašenje AMOC-a dovelo do velikih promjena vremena diljem svijeta. Europa, posebice sjeverna, postala je znatno hladnija, dok je u dijelovima tropskih krajeva prestala padati kiša, što je izazvalo velike suše

Kako znamo da ljudi utječu na ovaj kolaps?

Kako znamo da kolaps AMOC-a koji se danas odvija nije prirodan proces?

Dunić kaže da istraživanja o AMOC-u pokazuju da ne postoji jednostavan i direktan odnos između promjene u AMOC-u i ljudskih utjecaja.

"Varijabilnost ove globalne morske struje više je povezana s unutarnjim svojstvima mora. Naime, AMOC se javlja zbog razlike u energijama mora između ekvatora, gdje je ono toplije, i polova, gdje je hladnije. No, nema dvojbe da sve jače zagrijavanje polova utječe na povećanje otapanja ledenih pokrivača, čime se velike količine svježe vode otpuštaju u more i tako smanjuju salinitet, a time i gustoću mora. Time se u konačnici smanjuje intenzitet tzv. konvektivnih procesa, odnosno laički rečeno - tonjenje morske vode bitno za održavanje AMOC-ovog strujnog sustava. Bitno je napomenuti da se smanjenjem ledenog pokrivača smanjuje i albedo, tj. mjera količine sunčeve energije koju površina reflektira natrag u svemir, što je jedan od razloga zašto se polovi, uslijed globalnog zatopljenja, brže zagrijavaju od ekvatorskih područja", ističe Dunić.

Europa bi mogla postati puno hladnija

AMOC ima ključnu ulogu u reguliranju globalnih klimatskih obrazaca. Ako oslabi ili stane, mogao bi poremetiti distribuciju topline oko cijelog planeta. Europa, osobito njezin sjeverni dio, ima puno koristi od topline koju donosi AMOC, odnosno njegov dio Golfska struja. Ta struja zaslužna je za umjerene temperature u Europi koje su zimi značajno više nego na istim geografskim širinama u drugim dijelovima svijeta, primjerice, na istočnim obalama SAD-a i Kanade.

Usporavanje ili kolaps AMOC-a mogli bi dovesti do hladnijih zima u sjeverozapadnoj Europi, što bi utjecalo na poljoprivredu, odnosno na smanjenje proizvodnje hrane, na ekosustave i na povećanu potražnju za energijom. Procjenjuje se da AMOC sjevernim dijelovima Europe donosi toplinsku energiju za čiju bi proizvodnju trebalo oko milijun nuklearnih elektrana.

Također, treba imati na umu da se Europa u gospodarstvu u velikoj mjeri oslanja na stabilne oceanske struje za trgovinu, ribolov i transport, a promjene AMOC-a mogle bi utjecati na pomorske rute, ribarstvo i obalna gospodarstva. Treba također znati da se brojne morske životinje na svojim putovanjima Atlantskim oceanom koriste strujama AMOC-a.

Kako će kolaps djelovati na svijet i Hrvatsku?

AMOC je globalna morska struja koja također povezuje različite oceanske bazene te tako utječe na cijeli klimatski sustav Zemlje. Postoji šansa da bi promjene u AMOC-u mogle imati kaskadne učinke na ekosustave, biološku raznolikost i vremenske prilike diljem svijeta. Pravo pitanje je u kolikoj mjeri.

Kako bi kolaps AMOC-a mogao utjecati na Hrvatsku?

Dunić kaže da istraživanja nisu pokazala da AMOC ima izravan utjecaj na termohalinu cirkulaciju Jadranskog mora, koja ponajviše ovisi o lokalnim faktorima, kao što su vremenski uvjeti, tj. bura koja hladi površinu mora, te prisutnost slanije morske vode koja nam dolazi iz istočnog Sredozemlja.

"Promjene u AMOC-u mogu se odraziti na vremenske uvjete našeg područja, no one vjerojatno neće imati visoku stopu utjecaja u odnosu na druge promjene uzrokovane globalnim zatopljenjem", zaključuje naša oceanografkinja.

***

Novu knjigu Indexovog znanstvenog novinara Nenada Jarića Dauenhauera, koja tematizira najkontroverznije i najzanimljivije teme u znanosti poput klimatskih promjena, pseudoznanosti, pandemije, GMO-a i nuklearki, možete nabaviti ovdje.