Zespół kierowany przez prof. Julię Cole z University of Michigan wykorzystał żywe i kopalne koralowce z Galapagos, gdzie wpływ El Niño jest szczególnie wyraźny. Naukowcy pobrali rdzenie z 13 okazów, a następnie odtworzyli zmiany temperatury wód wokół wysp. W zapisie obejmującym stulecia wyraźnie widać, że najsilniejsze epizody skupiają się w ostatnich czterech, pięciu dekadach.
„Nie widzimy w przeszłości okresu, w którym El Niño było równie silne jak obecnie. Pokazujemy też, że jego siła zmienia się równolegle z globalną temperaturą” – mówi prof. Julia Cole, paleoklimatolożka z University of Michigan i główna autorka badania. Jak dodaje, wielkie epizody z ostatnich 40 lat nie są czymś normalnym w kontekście poprzedniego tysiąclecia.
Badanie nie dowodzi bezpośrednio, że jedyną przyczyną jest antropogeniczne ocieplenie. Zbieżność czasowa jest jednak wyraźna: nasilenie El Niño przypada na okres szybkiego wzrostu temperatur po rewolucji przemysłowej, a skala zmian wykracza poza naturalną zmienność widoczną w starszym zapisie. „To właśnie się w tym czasie zmieniło. Jeśli ktoś chce to zakwestionować, chciałabym wiedzieć, jaka jest alternatywa” – mówi Cole w rozmowie z „Science”.
El Niño zapisane w szkielecie koralowców
El Niño pojawia się co kilka lat, zwykle w odstępach od dwóch do siedmiu lat. W normalnych warunkach pasaty wieją wzdłuż równika ze wschodu na zachód i przesuwają ciepłe wody powierzchniowe w stronę Australii. Kiedy wiatry słabną, ciepła woda zaczyna przemieszczać się na wschód, ku wybrzeżom Ameryki Południowej. Zmienia się wtedy układ opadów i cyrkulacja atmosferyczna nad ogromną częścią globu.
Skutki nie ograniczają się do Pacyfiku. El Niño może przesuwać tory burz, wywoływać susze w jednych regionach i powodzie w innych, wpływać na plony, pożary oraz rozprzestrzenianie się chorób. Silne epizody powodują także ogromne straty gospodarcze, liczone w skali świata w bilionach dolarów. Problem polega na tym, że instrumentalne pomiary klimatu są zbyt krótkie, by łatwo oddzielić naturalne wahania El Niño od długoterminowej zmiany.
Tu przydają się koralowce. Rosnąc, odkładają warstwy węglanu wapnia, których skład chemiczny zależy od temperatury i właściwości otaczającej wody. Zespół Cole badał stosunek strontu do wapnia oraz proporcje izotopów tlenu O18 i O16. W cieplejszej wodzie do szkieletu trafia mniej strontu, a zmiany temperatury i intensywne opady wpływają także na proporcje izotopów tlenu.
Naukowcy pobierali próbki z rdzeni co około milimetr. Do dalszej analizy wybierali przede wszystkim fragmenty obejmujące co najmniej 20 lat, ponieważ skrajne epizody El Niño zdarzają się stosunkowo rzadko. Dzięki połączeniu dwóch niezależnych wskaźników chemicznych uzyskali zapis zmian temperatury w rejonie, w którym sygnał El Niño należy do najsilniejszych na świecie.
Ostatnie dekady wyraźnie odstają
Wynik był zaskakująco spójny. W starszych fragmentach zapisu siła El Niño zmieniała się, ale pozostawała w podobnym zakresie. Dopiero w ostatnich dekadach pojawia się wyraźny wzrost amplitudy. „Ciągle dodawaliśmy kolejne zapisy, myśląc, że obraz stanie się bardziej skomplikowany, ale tak się nie stało. To jest bardzo czytelny wynik” – mówi Cole.
Autorzy sprawdzili też, czy podobne nasilenie mogły w przeszłości wywoływać czynniki naturalne. Wykorzystali modele klimatu obejmujące ostatni tysiąc lat, uwzględniające między innymi erupcje wulkaniczne i zmienność aktywności Słońca. Symulacje nie wskazały okresów, w których takie czynniki prowadziłyby do wzrostu siły El Niño porównywalnego z tym obserwowanym obecnie.
Wyniki z Galapagos nie są całkowicie odosobnione. W 2019 r. analiza kopalnych koralowców z Kiritimati w środkowym Pacyfiku wskazywała na wzrost zmienności El Niño o około 25 proc. Na Galapagos sygnał jest silniejszy, bo właśnie tam wschodniopacyficzna odmiana zjawiska szczególnie mocno podnosi temperaturę powierzchni oceanu.
Kim Cobb, klimatolożka z Brown University, która nie uczestniczyła w nowym badaniu, ocenia, że koralowce dostarczają jednego z najmocniejszych dotąd argumentów za tym, że system już się zmienił. „To największe źródło ekstremów klimatycznych na naszej planecie. Jeśli samo staje się bardziej ekstremalne, ma to bardzo poważne konsekwencje dla społeczeństw” – mówi badaczka cytowana przez „Science”.
Modele klimatu zaczynają mówić to samo
Przez lata klimatolodzy mieli z El Niño problem. Modele nie zawsze poprawnie odtwarzały warunki we wschodnim tropikalnym Pacyfiku, a niewielkie błędy temperatury oceanu mogły zmieniać działanie całego sprzężenia między wodą i atmosferą. Różne symulacje dawały więc odmienne odpowiedzi na pytanie, jak El Niño zareaguje na dalsze ocieplenie.
Według Agusa Santoso z World Climate Research Programme nowsze modele coraz częściej wskazują jednak ten sam kierunek co zapis paleoklimatyczny. Najnowsza generacja symulacji, która ma zostać wykorzystana w następnym raporcie IPCC, zwykle przewiduje silniejsze i częstsze epizody El Niño wraz ze wzrostem temperatury Ziemi. „Fakt, że trzy niezależne rodzaje analiz – modele, zapis paleoklimatyczny i współczesne obserwacje – dają podobny wynik, jest zachęcający” – mówi Santoso.
Poprzedni raport IPCC nie formułował mocnego wniosku o tym, czy globalne ocieplenie już zmieniło El Niño. Cobb uważa, że do czasu kolejnej oceny stan wiedzy może być znacznie bardziej jednoznaczny. „Zbliżamy się do momentu, w którym będzie można powiedzieć, że zmiana klimatu już znacząco wpłynęła na siłę El Niño” – mówi.
Jeśli ta zależność zostanie potwierdzona, konsekwencje nie będą sprowadzały się do wyższej temperatury oceanu wokół Galapagos. Silniejsze El Niño oznacza większe odchylenia w układzie opadów i temperatur na wielu kontynentach. „El Niño jest bardzo dużym źródłem ekstremów klimatycznych, więc jeśli staje się silniejsze, silniejsze stają się również jego skutki: susze, powodzie, pożary i zagrożenie bezpieczeństwa żywnościowego” – mówi Cole. Właśnie dlatego tysiącletni zapis z koralowców ma dziś znaczenie nie tylko dla badaczy dawnego klimatu.
