A hirtelen klímaváltozás egy olyan fenyegetés, ami nem sok figyelmet kapott. Ez változóban van.

Az USA Energiaügyi Minisztériumának (DOE) Biológiai és Környezeti Kutatóhivatala (OBER) a Klímaváltozási Elõrejelzõ Programon belül nemrég elindított egy IMPACTS nevű projektet – a hirtelen klímaváltozások nagyságrendjének és valószínűségének tanulmányozására. A hat nemzeti laboratóriumot összefogó program vezetõje William Collins, a Berkeley Laboratórium Földtudományi Osztályáról, és célja a hirtelen klímaváltozás, vagy ACC problémájának megértése…

Legtöbben úgy gondolnak a klímaváltozásra, mint ami fokozatosan történik, az átlaghõmérséklet 2 vagy 3 Celsius fokos változásával, egy évszázad, vagy hosszabb idõ alatt. Ez az a sebesség, amivel a „kényszerítõ” mechanizmusok működnek, mint a szén-dioxid felhalmozódása a légkörben a fosszilis üzemanyagok égetése miatt, vagy a földhasználat széleskörű változásai.

De történt klímaváltozás ijesztõ gyorsasággal a múltban is, és szinte bizonyosan be fog következni ismét. Talán a leghíresebb példa a fordított csuklás egy melegedõ idõszakban, ami 15,000 éve kezdõdött, és végül az utolsó jégkorszak végét jelentette. A melegedõ trend nagyjából 2000 évvel a kezdete után hirtelen megfordult, és a hõmérséklet közel jégkorszaki viszonyokra zuhant vissza; a Föld több mint ezer évig hideg maradt, a Fiatalabb Driásznak nevezett idõszakban (nevét az alpesi vadvirágról kapta). Aztán a melegedés olyan gyorsan folytatódott ismét, hogy a bolygó hõmérséklete 10^oC-kal megugrott, mindössze 10 év alatt. Mivel a civilizációk még nem alakultak ki, a bonyolult emberi társadalmak megmenekültek ettõl a konkrét hullámvasút utazástól. De valamilyen jellegű hirtelen klímaváltozás nagyon valószínű a jövõben, messzeható gazdasági és társadalmi kihatásokkal…

Az IMPACTS célja a hirtelen klímaváltozás lehetséges mechanizmusainak kellõ megértése ahhoz, hogy átfogó számítógépes modelleket lehessen felállítani, mondja Collins, és pontos jóslásokat tenni, mielõtt a hirtelen klímaváltozás ismét lesújt… „Sok elnevezés van a hirtelen klímaváltozásra: kellemetlen meglepetések, jokerek a pakliban, a fordulópont”, mondja Collins. „Amikor a résztvevõ nemzeti laboratóriumok elõször találkoztak… az elsõ dolog az volt, hogy meghatározzuk, mit értünk ez alatt: olyan széleskörű változást, ami a kényszerítõ mechanizmusok által kiváltottaknál gyorsabban történik – évek és évtizedek skáláján, nem pedig évszázadok alatt –, és ami nagyon hosszú idõre fennmarad.”

Az IMPACTS csoport kezdetben négyféle hirtelen klímaváltozásra fog fókuszálni:

1. A tengeri jégtáblák instabilitása, különös tekintettel a Nyugat-Antarktiszi jégtáblára;

2. Pozitív visszacsatolási mechanizmusok a szubarktikus erdõkben és arktikus ökoszisztémákban, amik gyors metán felszabaduláshoz, vagy a felszíni energia egyensúly széleskörű megváltozásához vezetnek;

3. A metán-hidrátok (vízjégbe bezárt óriási metángáz lerakódások) instabillá válása, különösen a Jeges-tengeren; és

4. Visszacsatolás a bioszféra és atmoszféra között, ami mega-szárazságokhoz vezethet Észak-Amerikában.

Csak félig viccelve, Collins úgy beszél ezekrõl, mint „az Apokalipszis Négy Lovasáról”.

Az Apokalipszis Négy Lovasa

Tengeri jégtáblák instabilitása: a tengeri jégtáblák a szárazföldrõl folynak a tengerbe, a tengerszint alatt részben leérnek a tengerfenékig, és az óceán felszínén mint lebegõ jégtáblák terülnek el. Grönland és Nyugat-Antarktisz jégtáblái már gyorsuló ütemben veszítenek tömegükbõl, aminek elsõdleges oka úgy tűnik az óceán, és nem a levegõ melegedése, ami megolvasztja a vízfelszín alatti támpilléreket. Topográfiai és egyéb jellegek a Nyugat-Antarktiszi jégtáblákat különösen sebezhetõvé teszik.

A kutatók 40 éve aggódnak amiatt, hogy mi történne, ha a globális felmelegedés végül a Nyugat-Antarktiszi jégtáblák – 3,8 millió köbkilométernyi jég – széttörésével és tengerbe csúszásával járna. A tengerszint 4-6 méterrel emelkedne. A kikötõket világszerte elárasztaná a víz; eltűnnének atollok és szigetsorok; víz öntené el Bangladesh, Brazília, Burma, az USA Öböl-partvidék egyes részeit, és más alacsony fekvésű területeket; Velence, New Orleans, és sok más város elsüllyedne. Most nyilvánvaló, hogy ezek a változások talán nem „végül” lesznek – a hirtelen klímaváltozás gyors olvadást és azt követõ tengerszint emelkedést okozhat, századonként nem centiméterekkel, hanem méterekkel…

Az északi és arktikus ökoszisztémák pozitív visszacsatolásai: a Föld szárazföldi szerves széntartalmának több mint egyharmada a 45. szélességi körtõl északra összpontosul, nagy része a talajban, tõzegföld medencékben és permafrostban (állandóan fagyott talaj). Pozitív visszacsatolás akár az ökoszisztémákon belül, akár a szárazföldi ökoszisztémák, az éghajlat és az óceáni áramlások között gyorsan a légkörbe juttathatja e tárolt szén jelentõs részét.

A magasabb léghõmérséklet és megnövekedett csapadék már csökkentette a hóborítást, és növelte a permafrost olvadásából származó olvadékot; növényzettípusok kezdtek eltolódni, kihatva például arra, hogy mennyi fény éri el a talajt, vagy esik az erdei lombkorona fogságába. A kevesebb hó kisebb visszaverõdést (albedó) jelent; a sötét talaj és a fák több hõt nyelnek el a Napból. A jedoma típusú permafrost különösen gazdag szénben, a metánképzõdés fontos alapanyagában. Metán, a szén-dioxidnál rövid távon 26-szor erõsebb üvegházgáz szabadul fel, amikor a permafrost olvad. Még a közönséges talaj is több szenet fog a légkörbe juttatni, ahogy melegszik és nedvesedik.

Ráadásul, ahogy több édesvíz ömlik a Jeges-tengerbe, a sótartalom változásai megváltoztathatják a vízcserét az Atlanti-óceán északi részével, és leállíthatnak óceáni áramlásokat, amik Európát télen melegen tartják. Észak-Európa hidegebbé válhat, még akkor is, amikor az óceán szén-dioxid megkötõ képessége csökken, és a bolygó egésze gyorsabban melegszik. A jégolvadásból eredõ pozitív visszacsatolás már fokozta a globális felmelegedés ütemét a messzi északon. Most valószínűnek tűnik, hogy a szárazföldi ökoszisztémák változásai, amik csupán 20-30 év alatt bekövetkezhetnek, a jelenleg jósolt globális felmelegedést a kétszeresére, háromszorosára gyorsíthatják a sarkvidéken, és lehet, hogy globálisan…

Metán-hidrát instabillá válása: óriási mennyiségű szén – talán több, mint a Földön kinyerhetõ összes fosszilis üzemanyag – van elzárva fagyott metán-hidrátokban az óceánok alatt. Metángáz molekulák vannak bezárva vízjég ketrecekbe olyan koncentrált formában, hogy amikor a jég megolvad, a gáz a fagyott térfogatának 164-szeresére terjed ki.

Az idõk folyamán ez a metán, ha kiszabadul a légkörbe, üvegházgázként a szén-dioxidnál akár 72-szer erõsebb lehet. 55 millió évvel ezelõtt, a paleocén és eocén korszakok határát jelölõ hõmérsékleti maximum idején a bolygó 5-8oC-kal gyorsan felmelegedett; e 20 ezer éves idõszak alatt a mélytengeri kihalások és a fosszilis üledékekben a metán koncentrációk megugrásai lehetséges okként a metán kiszabadulást sugallják.

A nagy nyomás és az alacsony hõmérséklet biztosítja, hogy a legtöbb mélytengeri metán-hidrát lerakódás még a légkör jelentõs melegedése mellett is stabil lenne. De az Északi-sarkvidéken léteznek metán lerakódások a biztonságos hõmérséklet-nyomás zóna határához közel; e helyszíneken a metán kiszabadulás hirtelen lenne. (A fordító megjegyzése: ez már folyamatban van .) A bekövetkezõ gyors melegedés még több metán kiszabadulását indítaná be: megolvadna a permafrost, a mélytenger halott zónává válna, az Északi-sarki ózonlyuk nagyobbra nõne, és gyakrabban elõfordulna…

Mega-szárazságok Észak-Amerikában: a „közönséges” üvegház melegedés, ahogy az IPCC elõrevetíti, melegebb és szárazabb viszonyokat fog eredményezni a szubtrópusokon, köztük Mexikóban és az USA délnyugati részén. Ez többet jelent, mint a levegõ és a tenger felszínének melegedése. A viharok útvonalai valószínű északra tolódnak, és a futóáramlás valószínű új mintázatban fog stabilizálódni. A kiszáradt talaj és a forró, száraz légkör kölcsönhatása hirtelen klímaváltozást indíthat el.

Visszatérnek az 1930-as évek Dust Bowl-jának (Nagy porviharok) súlyos viszonyai, és évtizedekig tarthatnak: egy mega-szárazság. 700-800 évvel ezelõttig Észak-Amerika középsõ részét úgy tűnik a jelenleginél sokkal hosszabb és súlyosabb szárazságok jellemezték. A 30-as évek Dust Bowl-ja mozgó homokdűnévé változtatott sok egykor termékeny földet és legelõt; a múlt még rosszabb volt, óriási homokrétegek mozogtak végig a fennsíkon.

Mi a következõ lépés

„Az IMPACTS elsõdleges kutatással kezdi, hogy részletes modelleket építsen olyan folyamatokról, amik csak nagy vonalakban voltak benne a klímamodellekben, ha egyáltalán benne voltak – a metán hatása a napfényre, például, amit soha nem építettek bele, vagy a vegetáció szerepe a páratartalom cserélõdésében a talaj és a légkör között”, mondja Collins. „A javított modelljeinket egy még erõteljesebb CCSM (Community Climate System Model, az IPCC által használt egyik számítógépes modell) építésére fogjuk felhasználni, amivel reményeink szerint képesek leszünk nagyon szilárd elõrejelzésekre.

És amikor sikerrel járnak? „Tegyük fel, látunk valamit”, mondja Collins. „Tegyük fel, például, hogy a modelljeink egy mega-szárazság azonnali bekövetkeztét jósolják a Délnyugaton. Az elsõ lépés a jóslás megítélése lesz azzal, hogy összevetjük a múlttal. Visszamegyünk az idõben. Ha azok a körülmények, amikrõl azt gondoljuk, hogy hirtelen klímaváltozáshoz fognak vezetni, a múltban nem okozták volna ezt az eredményt, akkor még van tennivalónk. Másik oldalról viszont, ha a modelljeink a múlt viszonyainak adatait felhasználva felfedik, hogy mi történt valójában, akkor az egy kiváló teszt.”

Egy hihetõ ACC elõrejelzés azt jelentené, hogy „az emberi civilizációra elképzelhetõ legnagyobb negatív hatással állunk szemben, olyan körülményekkel, amik a társadalmat nagyon gyorsan az alkalmazkodás minden normális módján kívülre viszik”, mondja Collins. „A következmények különösen súlyosak lesznek az erõforrásaikban korlátozott populációkra nézve. Ez egy óriási fenyegetés országunk és a világ biztonságára és stabilitására, ami az egyik oka annak, hogy a DOE komoly befektetést tett a CCSM-be.”…

(ScienceDaily, 2008. szeptember 23.)