Масштаби скорочення зимового морського льоду в Арктиці можуть виявитися більшими, ніж показували попередні кліматичні прогнози. Міжнародна команда дослідників використала свідчення давнього потепління, яке відбулося близько 6000 років тому, щоб удосконалити кліматичні моделі. Результати вказують, що в майбутньому площа зимового льодового покриву може бути приблизно на 1 мільйон квадратних кілометрів меншою, ніж оцінювали раніше.
Дослідження опублікували в журналі Nature Geoscience. Його результати важливі не лише для Арктики: зимовий морський лід впливає на обмін теплом і вологою між океаном та атмосферою, а отже, може позначатися на погодних умовах у Європі та Північній Америці.
Чому зимовий морський лід потребує особливої уваги
Літнє скорочення арктичного льоду вже давно перебуває в центрі уваги науковців. Натомість зимові зміни досліджені менш детально, хоча саме для холодного сезону кліматичні моделі демонструють значні розбіжності.
Льодовий покрив регулює, скільки тепла й водяної пари переходить з океану в атмосферу. Коли площа льоду зменшується, відкриті ділянки води можуть віддавати атмосфері більше тепла та вологи. Це змінює умови циркуляції повітря і потенційно впливає на погоду далеко за межами Арктики.
Зміни арктичного льоду пов’язують, зокрема, з можливими змінами зимових температур і снігопадів у Великій Британії, північній Європі та Північній Америці. Однак конкретні наслідки залежать від взаємодії багатьох атмосферних і океанічних процесів, тому скорочення льоду не означає автоматично суворіших зим у кожному з цих регіонів.
У березні 2025 року Арктика зафіксувала найменшу максимальну площу морського льоду за весь період сучасних супутникових спостережень. За наведеними в дослідженні даними, цей рекорд повторився і наступного року.
Як водорості допомогли відновити картину давньої Арктики
Щоб перевірити, наскільки точно кліматичні моделі відтворюють зимовий льодовий покрив, дослідники з Кембриджського університету та мексиканського Центру математичних досліджень (CIMAT) створили найбільшу на той час базу даних про біомаркер IP₂₅.
Цю речовину виробляють певні водорості, пов’язані з морським льодом. Її сліди зберігаються в океанічних донних відкладах, що дає змогу досліджувати стан льодового покриву задовго до появи супутників і систематичних інструментальних вимірювань.
Науковці аналізували керни донних відкладів, які містять свідчення клімату середнього голоцену — періоду приблизно 6000 років тому. Тоді невеликі зміни орбіти Землі сприяли іншим умовам розподілу сонячного тепла, а Арктика була теплішою та мала менше морського льоду.
Вимірювання IP₂₅ зіставили з даними про інші біомаркери, характерні для організмів, що живуть у відкритій воді. Таке поєднання допомогло оцінити, де в давнину лежав морський лід, а де океан залишався вільним від нього.
Ці дані стали своєрідною перевіркою для кліматичних моделей: дослідники отримали можливість порівняти комп’ютерні реконструкції минулого з незалежними свідченнями, які збереглися в природі.
Чому попередні кліматичні прогнози могли завищувати площу льоду
Команда порівняла реконструкції давньої Арктики з результатами 27 кліматичних моделей, що відтворювали умови середнього голоцену. Для узгодження результатів використали байєсівське зважування — статистичний підхід, за якого моделі отримують різну вагу залежно від того, наскільки добре вони відповідають незалежним даним.
З’ясувалося, що в сукупності моделі переоцінювали площу зимового морського льоду. Після коригування їхньої ваги позитивне відхилення зникло під час перевірки історичних симуляцій.
Потім дослідники застосували цей підхід до прогнозів майбутнього. За словами провідної авторки роботи Крістал Фу з Інституту полярних досліджень Скотта при Кембриджському університеті, скориговані оцінки майбутнього льодового покриву виявилися приблизно на мільйон квадратних кілометрів нижчими за попередні прогнози.
Важливо правильно трактувати цю цифру: йдеться про різницю між оцінками, отриманими до та після коригування моделей, а не про твердження, що Арктика втратить рівно мільйон квадратних кілометрів льоду за певний рік.
Давній клімат допоміг зменшити невизначеність прогнозів
Використання палеокліматичних даних для прогнозування майбутнього має свої складнощі. Природні архіви не дають повної картини, а сучасні кліматичні моделі також містять невизначеності. Тому непросто безпосередньо пов’язати свідчення давнього потепління з прогнозами на наступні десятиліття.
Дослідники спробували подолати цю проблему, використавши давні вимірювання не як готовий прогноз, а як незалежний тест для моделей. Оскільки фізичні принципи формування та танення морського льоду залишаються тими самими за різних кліматичних умов, якість моделювання минулого може допомогти оцінити надійність прогнозів майбутнього.
За оцінкою авторів, їхній підхід скоротив діапазон невизначеності прогнозів до 85%. Це не означає, що майбутній стан Арктики тепер відомий із точністю 85%: ідеться саме про зменшення розкиду оцінок у межах використаного методу.
Співавтор дослідження Марко Акіно-Лопес із CIMAT зазначив, що такий підхід дає змогу точніше визначати райони Арктики, де зимовий морський лід може зникати в найближчі десятиліття.
Як зміни в Арктиці можуть вплинути на Європу
Наслідки скорочення морського льоду можуть виходити далеко за межі полярного регіону. У дослідженні науковці також виявили ознаки того, що після коригування моделей деякі прогнози опадів можуть змінитися.
Зокрема, результати вказують, що моделі могли недооцінювати снігопади в південно-східній Гренландії та кількість дощу в Середземноморському регіоні. Якщо ці припущення підтвердяться, вони матимуть значення для оцінювання майбутньої стабільності льодовикового щита Гренландії та ризику повеней у південній Європі.
Проте ці висновки слід розглядати як додаткові сигнали, а не як остаточне підтвердження майбутнього збільшення опадів або повеней. Для таких прогнозів важливі й інші чинники, зокрема регіональна циркуляція атмосфери та зміни температури океану.
Автори також наголошують: хоча причини потепління в середньому голоцені відрізнялися від сучасних, реакція морського льоду на підвищення температури підпорядковується тим самим фізичним закономірностям. Саме тому давні кліматичні дані можуть допомогти точніше оцінити майбутні зміни.
Головний висновок дослідження: зимовий морський лід Арктики може скорочуватися сильніше, ніж передбачали попередні моделі. Залучення природних свідчень клімату минулого допомагає уточнювати ці прогнози й краще оцінювати можливі наслідки для Європи та інших регіонів.
