Спасти белых медведей от исчезновения может только сокращение выбросов парниковых газов

Белый (полярный) медведь (Ursus maritimus). Фото с сайта nationalforestlawblog.com

Белый медведь (Ursus maritimus), символ Арктики, скорее всего исчезнет с лица Земли к концу этого столетия. Причина — продолжающееся глобальное потепление и как следствие — быстрое сокращение ледового покрова Северного Ледовитого океана. Для белого медведя лед, сохраняющийся на море в течение всего года, — необходимое условие существования, поскольку только со льда он может добывать свою основную пищу — тюленей. Соответственно, прогноз будущего состояния ледового покрова оказывается прогнозом состояния популяции белого медведя. Пока этот прогноз неутешительный, но результаты расчетов, проведенных группой американских ученых, вселяют осторожный оптимизм. Моделируя разные сценарии выброса в атмосферу парниковых газов, их влияние на температуру воздуха и состояние ледового покрова Арктики, исследователям удалось показать, что при определенных сценариях может сохраниться и ледовый покров, и, соответственно, белый медведь. Важным оказалось то, что зависимость состояния льда от средней глобальной температуры воздуха носит линейный характер. Это означает, что нет точки перегиба, после которой возврат к прежнему состоянию становится невозможным.

Белому медведю — самому крупному представителю отряда хищных — грозит вымирание. Продолжающееся потепление приводит к быстрому сокращению площади ледового покрова Северного Ледовитого океана. А будучи специализированным хищником, белый медведь только со льда и может добыть свою основную пищу — тюленей. Свою жертву он подкарауливает около дыхательной лунки, а дождавшись удобного момента, убивает мощнейшим ударом лапы по голове и вытаскивает на лед. Кроме того, медведь может настигать тюленей, когда те по каким-то причинам вылезают на лед. Исчезновение постоянного ледового покрова и даже просто отступление его края от шельфовых, продуктивных районов моря (а только там достаточно рыбы и тюленей), представляет собой серьезную угрозу для медведя.

Происходящее сейчас глобальное потепление если и вызывает у кого-то сомнения, то только не у специалистов. А им известно, что средняя глобальная (то есть относящаяся ко всему Земному шару) температура у поверхности земли с конца XIX до начала XXI века возросла на 0,8°C, причем с 1990-го до 2006 года, — на 0,33°C. Это увеличение температуры приводит к повышению уровня Мирового океана (примерно на 3,3 ± 0,4 мм за год в период с 1993-го по 2006 год), а также к уменьшению площади постоянного ледового покрова в центральной части Северного Ледовитого океана.

Белые медведи на остатках льдины. Автор снимка — Владилен Кавры (с сайта «Медвежий патруль»)

Основная причина потепления — непрекращающийся рост содержания в атмосфере парниковых газов, прежде всего диоксида углерода (углекислого газа) СО₂, который выбрасывается при сжигании ископаемого топлива. За год в результате деятельности человека в атмосферу попадает около 9 Гт (миллиардов тонн) углерода в год. Примерно 4 Гт остается в атмосфере, остальное поглощается океаном и экосистемами суши. В ответ на потепление льды Северного Ледовитого океана становятся тоньше, а главное — занимают всё меньшую площадь. Поскольку медведицы производят детенышей на свет в берлогах на твердой земле (на льду очень редко), потом медведям приходится дожидаться установления ледового покрова над шельфовыми районами. Только тогда они смогут начать добывать себе пищу. А поскольку ледостав сдвигается на всё более поздние сроки, медведи испытывают голод и сильное истощение.

Будущее белого медведя целиком зависит от состояния ледового покрова. Поэтому так важно дать точный прогноз этого состояния. Попытка такого прогноза, причем разных его вариантов, соответствующих разным сценариям выброса в атмосферу парниковых газов, была предпринята недавно группой американских ученых во главе со Стивеном Армстрэпом (Steven C. Armstrup) из Геологической службы США (Аляскинский научный центр, Анкоридж, Аляска). Особое внимание исследователи обратили на связь между содержанием в атмосфере парниковых газов, средней глобальной температурой воздуха около поверхности и различными характеристиками ледового покрова — такими, как площадь льдов, наиболее пригодных для добывания медведем пищи, покрытие льдом континентального шельфа, продолжительность времени, в течение которого шельф свободен ото льда, расстояние от шельфа до края постоянного льда в центральной части океана.

Прогноз состояния ледового покрова (фиолетовым, розовым и красным показаны области, покрытые льдом) на середину XXI века (2045–2054 годы) и на конец XXI века (2090–2099) согласно двум возможным сценариям развития климата: «A1B» и «2020 Commitment». Последний сценарий предполагает, что концентрация парниковых газов будет расти до 2020 года, после чего выйдет на плато. Сценарий A1B предполагает, что рост содержания парниковых газов в атмосфере будет продолжаться в течение всего столетия. На картах хорошо видно, сколь велико различие в прогнозах состояния ледового покрова, даваемых этими сценариями на период с июня по ноябрь. Согласно сценарию A1B в сентябре льда на море практически не будет оставаться уже в середине XXI века. Из дополнительных материалов к обсуждаемой статье S. C. Amstrup et al. в Nature

Все связи прослежены в моделях, опирающихся на байесовский подход (см.: байесовская вероятность) и использующих разные сценарии выбросов парниковых газов в атмосферу. Некоторые сценарии предусматривали принятие мер по ограничению эмиссии парниковых газов, другие не предусматривали. Один из сценариев (Y2K) предполагает, что эмиссия парниковых газов останется на уровне 2000-х годов, другой (A1B), что к 2100 году содержание СО₂ в атмосфере достигнет 689 миллионных (ppm), а согласно третьему (B1) — 537 ppm. Напомним, что современный уровень — это 382 ppm. Изначально предполагалось, что ответ ледового покрова на повышение температуры воздуха может быть существенно нелинейным, содержащим критические точки; если через них перейти, то обратный путь (восстановление покрова) будет невозможен.

Изменение во времени разных показателей качества среды обитания белого медведя в соответствии с разными сценариями выброса парниковых газов. Графики относятся к району, включающему южную часть моря Бофорта, а также моря: Чукотское, Восточно-Сибирское, Лаптевых, Карское и Баренцево. a — площадь ледовых местообитаний, оптимальных для белого медведя (изменения в % к 2000 году); b — площадь ледового покрова над шельфом (в прибрежной продуктивной зоне); изменения в % к 2000 году; c — изменения числа месяцев в году, когда шельф свободен ото льда (по отношению к 2000 году); d — изменения расстояния (в тыс. км) от края шельфа до постоянного ледового покрова (по отношению к 2000 году). Черные точки — данные спутниковых измерений состояния ледового покрова. Из обсуждаемой статьи S. C. Amstrup et al. в Nature

Однако результаты моделирования вселили некоторый оптимизм. Зависимости разных характеристик состояния ледового покрова от глобальной средней температуры приземного воздуха оказались линейными. Взаимодействие льда и океана (в частности, циркуляция льда) позволяет пересилить эффект изменения альбедо, который и мог привести к необратимым последствиям. При принятии мер по ограничению выбросов парниковых газов сохранение ледового покрова и связанного с ним белого медведя становится возможным.

Изменения разных показателей качества среды обитания белого медведя как функция средней глобальной температуры согласно четырем разным сценариям (линии разного цвета). Обратите внимание, что в большинстве случаев зависимость близка к линейной. Точки перегиба (показывающей наступление необратимых перемен) нет. Графики относятся к тому же району Арктики, что и на предыдущем рисунке. a — площадь местообитаний оптимальных для белого медведя (изменения в %); b — площадь ледового покрова на шельфе (в прибрежной зоне); изменения в %; c — количество месяцев в году, когда шельф свободен ото льда; d — расстояние (в тыс. км) от края шельфа до постоянного ледового покрова. Из обсуждаемой статьи S. C. Amstrup et al. в Nature

Необходимо принять и другие меры по охране этого зверя, в частности полностью запретить на него охоту, которая в определенных масштабах разрешена в США и Канаде для народов Крайнего Севера. Численность белого медведя пока достаточно высокая (около 20 тысяч особей), но, учитывая очень низкую скорость размножения этих зверей, подорвать репродуктивный потенциал популяции очень легко.

В России охота на белого медведя до недавнего времени была запрещена (браконьерство всегда было довольно значительным), но сейчас ее разрешили для местных жителей, что вызвало решительный протест ученых и общественности (см.: Мы против отстрела белых медведей). По инициативе российского отдела Всемирного фонда дикой природы (WWF) созданы специальные группы — в основном из местных жителей (так называемый «медвежий патруль»), — которые ведут мониторинг белых медведей, борются с браконьерами и отваживают медведей от населенных пунктов.

Источники:
1) Steven C. Amstrup, Eric T. DeWeaver, David C. Douglas, et al. Greenhouse gas mitigation can reduce sea-ice loss and increase polar bear persistence // Nature. 2010. V. 468. P. 955–958.
2) Andrew E. Derocher. Climate change: The prospects for polar bears // Nature. 2010. V. 468. P. 905–906.

См. также:
1) Всё большему числу видов позвоночных грозит вымирание, «Элементы», 27.12.2010.
2) Нападки политиков на климатологов угрожают не только науке, «Элементы», 17.05.2010.
3) Изменения климата за 15 лет: прогнозы и реальность, «Элементы», 18.05.2007.
4) Rattan Lal. Carbon sequestration (вся статья в открытом доступе) // Phil. Trans. R. Soc. B. 2008. V. 363. P. 815–830.

Алексей Гиляров