Коллапс экосистем оказался похож на поведение магнитов под нагрузкой

Графическая аннотация. Автор: One Earth (2025). DOI: 10.1016/j.oneear.2025.101358

Новое исследование, опубликованное в журнале One Earth, показывает, что способ коллапса экосистем — резкий или постепенный — может зависеть от их внутренней сложности, подобно тому, как магнитные материалы ведут себя под нагрузкой.

Исследование под руководством профессора Джона Диринга из Университета Саутгемптона с коллегами из Rothamsted Research, Бангорского университета и Эдинбургского университета ставит под сомнение распространённое предположение, что климатические переломные моменты всегда происходят внезапно. Вместо этого оно показывает, что некоторые крупномасштабные земные системы могут испытывать постепенный коллапс, который легко пропустить, что имеет серьёзные последствия для климатической политики и устойчивости планеты.

«Одни системы ломаются. Другие провисают», — говорит профессор Саймон Уилкок из Rothamsted Research, один из авторов исследования. «Наши данные показывают, что классическая модель резкого перелома — например, внезапное позеленение озера из-за водорослей — может не применяться к некоторым важнейшим системам Земли, таким как леса, ледяные щиты или океанические течения».

Для исследования учёные обратились к неожиданному источнику: магнитным материалам. В лаборатории магниты можно переключать между состояниями с помощью внешних полей. Эти реакции на нагрузку отражают то, как экосистемы меняются под экологическим давлением. Команда обнаружила, что материалы с простой однородной структурой демонстрируют резкие необратимые изменения — аналогичные «жёстким» переломным моментам. Но более сложные материалы проявляли «мягкие» переходы, где изменения происходили постепенно по мере перестройки внутренних компонентов.

Схожие структурные паттерны на разных пространственных масштабах: глобальные переломные элементы, экосистемы и магнитные материалы. Автор: One Earth (2025). DOI: 10.1016/j.oneear.2025.101358

Ключевые выводы исследования:

• Сложные системы реорганизуются постепенно под нагрузкой, маскируя ранние признаки коллапса.
• Ускорение климатических изменений повышает риск резких переходов даже в системах, которые в ином случае менялись бы постепенно.
• Системы с постепенными изменениями могут быть легче восстановлены — если действовать достаточно рано.
• Рассмотрение экосистем в неправильном масштабе может привести к тому, что политики упустят жизненно важные предупреждающие сигналы.

«Наша работа предполагает, что мы, возможно, уже пересекаем переломные моменты, не осознавая этого», — говорит Диринг. «Слишком долго мы рассматривали переломные моменты как драматические коллапсы. Эти данные показывают, что некоторые системы могут тихо скользить к коллапсу. Это делает их ещё более опасными».

«Медленные изменения могут быть обманчивыми», — добавляет соавтор профессор Рой Томпсон. «Лабораторные наблюдения за переломными моментами в магнитных материалах дают нам безопасный, контролируемый способ понять то, что мы не можем проверить напрямую в экосистемах и глобальной климатической системе».

Исследование подчёркивает важность масштаба, сложности и времени как в моделировании, так и в управлении глобальными изменениями. Оно призывает к более тонким определениям переломных моментов, инвестициям в высокоточный мониторинг и срочным действиям по снижению темпов экологических стрессоров.

«Эта работа меняет представление о климатических рисках», — заключает Уилкок. «Не все переломные моменты резкие. Некоторые медленные и тихие — и мы, возможно, уже внутри них. Если мы будем ждать, пока экосистемы закричат, мы опоздаем. Настоящая опасность в системах, которые шепчут, разваливаясь».

Дополнительная информация: Reconciling global tipping point theories: insight from magnetic experiments, One Earth (2025). DOI: 10.1016/j.oneear.2025.101358. www.cell.com/one-earth/fulltex … 2590-3322(25)00184-8

Источник: Rothamsted Research