Földünk felületének mintegy 70%-át borítja a világtenger, így az ott zajló folyamatok alapvetően határozzák meg bolygónk klímáját.
Nagyon sokan az üvegházhatás növekedése nyomán fellépő lassú hőmérséklet-nö-vekedést egyszerű lineáris változásnak gondolják, s vállukat rándítják a további vál-tozásokra, mondván, „legfeljebb egy kicsit melegebb lesz”. A felelősen gondolkodók azonban az utóbbi évek tudományos eredményeinek fényében már környezeti kataszt-rófába torkolló lehetőségekkel is számolnak, s hangsúlyozzák: a légkör felmelegedése nem írható le lineáris trendekkel.
A Föld jövőbeli éghajlatváltozásának szempontjából egy nagyon fontos kérdés az 1990-es évek második felében talán tisztázódott: sikerült megfelelő magyarázatot ta-lálni a jégkorszakok gyors klímaváltozásaira. Már régóta ismert volt, hogy a földtör-ténet közeli múltjában jelentős éghajlati ingadozások zajlottak, melyek során hideg glaciális és melegebb interglaciális időszakok váltogatták egymást (az Alpokban meg-figyelt eljegesedési változások alapján négy nagy jégkorszakot különböztettek meg).
Az 1990-es évek elején a grönlandi jégtakaróba mélyített két 3000 méteres fúrás jég-mintái azonban nagyon pontos (45 ezer évre visszamenően évenkénti) hőmérsékleti adatokat szolgáltattak az elmúlt 110 ezer év klímájáról.56 Ekkor derült ki, hogy az
56 A jégbe zárt oxigén 16 és 18 tömegszámú izotópok arányai alapján lehet a jég korára következtetni. Az Antarktiszon – az orosz Vostok bázis közelében 1998-ban fúrt jégmintákból mintegy 440 ezer évre vannak jól használható környezeti adataink. A Dome C bázisnál 2004-ben már 890 ezer éves, sőt az Allan Hills mérési helyen 2010-ben és 2015-ben fúrt kisebb vastagságú jégben (a 2017-ben közzétett eredmények sze-rint) már 2,7 millió éves jégmintákat is elértek.
éghajlati ingadozások sokkal gyakoribbak és gyorsabbak voltak, mint azt korábban gondolták. A mintákat vizsgáló svájci kutatók hívták fel Broecker amerikai óceán- és klímakutató figyelmét arra, hogy ezek a gyors változások olyanok, mint amelyek két állapot között kialakult oszcillációnak felelnek meg. Ekkor vetődött fel, hogy ezek a Grönland körüli éghajlati események az óceáni cirkuláció változásának következmé-nyei lehetnek.
Más paleoklimatológiai adatok és óceánáramlási vizsgálatok (például radioaktív nyomjelzés) alapján sikerült felderíteni, hogy a nagy óceáni medencék között egy fo-lyamatos – felszíni és mélytengeri – áramláskör alakult ki („the oceanic conveyor belt” – vagy egyszerűen csak Broecker-féle szállítószalag) (5.15. ábra). Ez a napjaink-ban kb. 20 millió m3/sec vízszállítású áramlás (ami egyenlő a globális csapadékinten-zitással, vagy 100 Amazonas vízhozamával) az észak-atlanti térségben mintegy 5-10
oC-os pozitív hőmérsékleti anomáliát jelent, azaz leállása jelentős lehűlést okozna a tájon. Vélhetően ezen áramlásrendszer időnkénti leállása, majd újraindulása okozta azokat a gyors éghajlati változásokat, amiket a grönlandi vagy az antarktiszi jégmin-ták mutattak (lásd korábban 5.5. ábra). De mi okozhatta az óceáni szállítószalag leál-lásait és újrainduleál-lásait, és hol van ennek a folyamatnak a kapcsológombja?
5.15. ábra. A Broecker-féle szállítószalag (Forrás: Broecker alapján IPCC 1996)
Az áramlásrendszer elemzése feltárta, hogy a szállítószalag az óceánvíz változó hőmér-séklete és sótartalma által működtetett (termohalin) áramlás. Az Atlanti-óceán északi része felé haladó meleg áramlat (Észak-atlanti áramlás), amely Izland felé közeledve még 12-13 oC-os, a hideg légáramlatok és az erős párolgás57 miatti hőveszteség
nyo-57 Ebből származnak azok a ciklonok, amelyek Európa csapadékviszonyainak kialakításában meghatározó jelentőséggel bírnak.
mán 2-3 fokra hűl, miközben sótartalma megnövekszik. Ezáltal sűrűsége nagyobb lesz, mint a mélytengeri vizeké, így a mélybe süllyed, és déli irányban áramlik tovább. A közel egyenletes hőmérsékletű mélytengeri hideg víz az Atlanti- és az Indiai-óceán déli medencéjén át kerül a Csendes-óceáni térségbe, ahol a hideg áramlás a felszínre jut (ennek okát az El Niño jelenségnél leírtak adják), és nyugati irányban haladva, felme-legedve zárja a rendszert. Az egész folyamat legkritikusabb, legsebezhetőbb szakasza az Atlanti-óceán északi térsége. Itt ugyanis aránylag kis sótartalom-különbség mellett következik be a felszíni vizek mélybe bukása. Ha ebben a térségben valamilyen felszíni édesvízpótlás felhígítja az óceán vizét, akkor leállhat az áramlás.
Broecker három elvi lehetőséggel számolt, ami lecsökkentheti a sótartalmat:
a) növekvő csapadék, b) a térségbe közvetetten vizet juttató (kanadai és szibéri-ai) nagy folyók nagyobb vízhozama, c) az arktikus területek olvadása. Ez utóbbi közvetlenül is szoros kapcsolatban lehet az üvegházhatás változásával. A kutató elmélete szerint, ha egy felmelegedés megindítja a poláris területen az olvadást, akkor az így bekerülő édesvizek58 felhígítják az áramlás vizét, következésképpen az nem éri el azt a kritikus sótartalmat, hogy lesüllyedjen, és leáll a szállítósza-lag. Ennek hatására rohamosan csökken a térség hőmérséklete (hiszen megszűnik a meleg áramlás hőmérsékletnövelő hatása), ami leállítja az olvadást, sőt megindul a jégtakaró felhalmozódása – majd ennek következményeként előbb-utóbb annyira megnő újra a sótartalom, hogy elindulhat az áramlás (azaz, mintha bekapcsolná va-laki a szállítószalagot). Ez a folyamat többszörösen ismétlődhet, mint ahogyan vél-hetően ismétlődött is a múltban. A lehűlési folyamat eredőjeként a szárazföldeken jelentősen csökkent a hóhatár59. A gleccserek előrenyomulása és visszahúzódása alakította ki azt a formakincset, amely alapján sokáig az eljegesedési szakaszokra következtettünk.
Broecker kutatásának van egy nagyon fontos következménye: ha bekövetkezik az óceáni szállítószalag leállása, akkor azt nagyon gyors éghajlati változás követi60. Az akár 5-10 fokos (negatív és pozitív) hőmérsékleti ugrások komoly ökológiai és gazda-sági következményekkel járnának. De jelentős változás következhetne be az óceáni szállítószalag leállása nélkül is, ha a melegedés következtében az északi félgömb ten-geri jege elolvadna (ilyen utoljára 4 millió éve, 4-5 fokkal magasabb globális hőmér-sékletkor volt). Bár a nagy óceáni szállítószalag szerepében még van számos tisztázat-lan részlet, múltbeli hatásai azonban jól mutatják, hogy a folyamat nem a tudományos fantasztikum része. Az óceáni hőcsere lassulása, átalakulása, vagy egyes térségekben
58 A jeges területek olvadásakor édes víz kerül a tengerekbe, folyókba, hiszen a csapadék, amiből keletkezik, az édes víz.
59 Broecker az amerikai kontinensre készítette el ennek rekonstrukcióját.
60 Ez a környezeti probléma adta a „Holnapután” című, 2004-ben készült film alapötletét.
(átmeneti) megszűnése még az emberiség mai gazdasági fejlettségi szintjén is alig felbecsülhető gazdasági-társadalmi problémákat okozna. Az északi sarkvidék jégta-karójában tapasztalt gyors változások tehát belátható időn belül komoly kockázatot jelentenek.