Физики предупреждают, что Земля может погрузиться в хаос, и это необратимо

Фото: Getty Images

В новом исследовании группа физиков из Университета Порту в Португалии использовала теорию, разработанную для моделирования сверхпроводимости. Исследователи пришли к выводу, что преодолев определенную черту человечеству не удастся восстановить равновесие климата на Земле, пишет Science Alert.

Исследование проводилось под руководством физика Алекса Бернадини, в котором они стремились не столько понять к чему приведут резкие изменения климата, а то, сможет ли человечество обернуть этот процесс вспять. Работа исследователей все еще должна пройти рецензирование, однако результаты предполагают, что конечный объем человеческой деятельности может привести к созданию "тепличной Земли", и обратить этот процесс нам уже не удастся.

Отметим, что последствия изменения климата планеты сегодня широко известны. Если нам не удастся сдержать глобальное потепление Земли, это неминуемо приведет к засухам, аномальной жаре и большему количеству экстремальных явлений. По словам Бернадини, они с коллегами считают, что если система Земли попадет в область хаотического поведения, человечество фактически утратить всякую надежду решить когда-либо эту проблему.

Последние несколько лет исследователи то и дело фиксируют появление экстремальных погодных явлений, в том числе: лесные пожары, бури и температурные рекорды. Климатологи неустанно предупреждают, что все это является следствием деятельности человека, например, использование ископаемого топлива, вырубка лесов и рост земледелия.

В результате все это привело к новой геологической эпохе, которую исследователи назвали антропоценом — период, когда деятельность человека повлекла значительное воздействие на всю систему Земли, в том числе геосферу, биосферу, гидросферу и атмосферу планеты.

Предыдущий период, называемый голоценом и начавшийся 11 700 лет назад, последует антропоцен, и исследователи полагают, что его начало приходится на середину 20 века, то есть как раз на пик ядерной эры. В ходе исследования Бернадини с коллегами попробовали смоделировать этот переход и рассчитать, как он будет развиваться.

Отметим, что подобный переход называется фазовым и они весьма распространены. Термин употребляется к тому, как один материал переходит из одного состояния в другое, например, твердое тело переходит в жидкость, а она в свою очередь в газ. По сути, у каждого из этих процессов есть свой переломный момент, в котором состояние равновесия претерпевает глубокий сдвиг.

Несмотря на то, что система Земли не материальна, физики использовали эту модель для моделирования фазовых переходов. В результате им удалось спрогнозировать изменения климата, которые нас ожидают в будущем.

Бернадини с командой использовали теорию Гинзбурга-Ландау, которая изначально была разработана для моделирования сверхпроводимости, и применили ее к антропоцену, используя данные температуры, начиная с точки равновесия голоцена.

Ученые использовали конечное количество пригодного для жизни пространства, количество ресурсов и скорость с которой мы можем все это использовать. Далее они учли максимальную мощность и нанесли на карту возможные результаты фазового перехода антропоцена. Для этого они использовали логистическую карту.

Результаты моделирования свидетельствуют о том, что человечество не обязательно движется к определенной климатической гибели. Например, мы вполне могли бы двигаться по регулярной и предсказуемой траектории, которая в конце концов приведет к стабилизации климата при более высокой температуре, чем та, что есть сейчас.

Однако существует и более пессимистичный сценарий, согласно которому мы неумолимо подталкиваем Землю к хаосу. Предполагается, что в один момент система нашей планеты эволюционирует в хаотичное поведение, включающее экстремальные сезонные колебания и погодные явления. Наиболее устрашающим в этом сценарии является то, что окунись мы в хаос, мы уже не сможем смягчить последствия. То есть вернуться к прежнему климату будет чрезвычайно сложно, если вообще возможно.

Хорошие новости заключаются в том, что этот сценарий не является неизбежным, но физики настаивают, что его стоит рассматривать как реальную возможность. Это позволило бы ученым в дальнейшем разработать более эффективные стратегии по смягчению изменений климата, а возможно и усилить управление системой Земли в ближайшем обозримом будущем.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform