0. Dla zabieganych: krótkie podsumowanie wiedzy o Lodowcu Thwaites

Lodowiec Thwaites to ogromny, osadzony częściowo pod wodą, fragment lądolodu Zachodniej Antarktydy. Ze względu na ocieplenie klimatu (a przede wszystkim oceanu),  być może wszedł w fazę samonapędzającego się rozpadu, którego nic nie zatrzyma. Oznaczałoby to nieunikniony już wzrost poziomu morza rzędu trzech metrów w skali nadchodzących stuleci. A trzeba przy tym pamiętać, że do wzrostu poziomu morza dokładają się także topniejące lodowce z innych części świata oraz wzrost objętości rozgrzewającej się wody (rozszerzalność termiczna cieczy). Dobre podsumowanie zaprezentowano w poniższym filmie produkcji Vox:

1. Co to jest i gdzie leży Lodowiec Thwaites? Jak wygląda?

Lodowiec Thwaites położony jest na tzw. Antarktydzie Zachodniej. Termin ten może być dość konfudujący w przypadku kontynentu okalającego biegun południowy. Gdybyśmy stanęli na tym geometrycznym punkcie, krok w absolutnie każdym kierunku byłby krokiem na północ, a określenia zachód i wschód traciłyby zastosowanie. 

Geografowie dzielą jednak biały kontynent na dwie zasadnicze części: zachodnią i wschodnią, z grubsza nawiązując do nazewnictwa odpowiadających im półkul Ziemi (Ilustracja 2). Zachodnia Antarktyda obejmuje więc tereny w przybliżeniu na południe od Ameryki Południowej, tj. od Półwyspu Antarktycznego (choć w niektórych klasyfikacjach Półwysep traktowany jest jako osobny region), aż do Gór Transantarktycznych przecinających w poprzek cały kontynent. 

Wschodnia Antarktyda jest większa i położona jest na południe od Afryki i Australii, obejmuje Płaskowyż Polarny z biegunem południowym. Obie główne części kontynentu Antarktydy pokryte są lądolodami, czyli gigantycznymi, kopulastymi formami lodowców grubymi na tysiące metrów i spoczywającymi na skałach podłoża.

Lodowiec Thwaites nie przypomina „klasycznych” lodowców, jakie występują np. w Alpach. W przeciwieństwie do nich nie jest indywidualną, wyraźnie wyodrębnioną masą lodu powstałą w wysokich górach i otoczoną przez strome skały, a raczej ogromnym fragmentem kopuły lądolodu Zachodniej Antarktydy, o częściowo umownych granicach (Ilustracja 2). To trochę tak, jak z granicami mniejszych mórz tworzących Morze Śródziemne lub oceany: są częścią większej całości, ale ich granice trzeba czasem poprowadzić arbitralnie wybierając jedno lub kilka kryteriów z szerszego wachlarza możliwości. 

Strumień lodu Thwaites’a wpada do Morza Amundsena – regionu Antarktyki, który jest trudno dostępny, ze względu na oddalenie od stacji naukowych i silne zlodzenie przez cały rok. 

Lodowce antarktyczne są na tyle zimne i wytrzymałe, że gdy ich krawędź dotrze do morza rozwijają tzw. półki lodowe. Powstają one wtedy, gdy lód znajduje się w wodzie na tyle głębokiej, że wyporność odkleja go od dna morskiego wzdłuż tzw. linii gruntowania. Prowadzi to do uformowania unoszącej się przy powierzchni wody grubej na setki metrów lodowej platformy: półki lodowej, zwanej też lodowcem szelfowym (Ilustracja 4A). 

Półki pełnią ważną funkcję stabilizacyjną na Antarktydzie – hamują spływ lodu do oceanu, więc ich ewentualne zniszczenie prowadzi do przyspieszonego ruchu i wzmożonego pozbywania się masy w postaci gór lodowych. Lodowiec Thwaites także ma swoją półkę, choć jest już ona w fatalnym stanie (czytaj więcej o półce Thwaites’a pod pytaniem 5). 

2. Dlaczego Lodowiec Thwaites jest ważny? Czy podnosi poziom morza? Jak wielki jest Lodowiec Thwaites?

Lodowiec Thwaites interesuje glacjologów z wielu przyczyn, ale najważniejszą z nich jest jego gigantyczna objętość połączona z niestabilnością i z coraz szybszymi stratami masy. 

Niestabilność lodowca związana jest z niefortunnym ukształtowaniem podłoża (czytaj więcej pod pytaniem 3) oraz z rozpadem jego półki lodowej, pełniącej rolę hamulca dla ruchu lodu w stronę oceanu (więcej pod pytaniem 5). 

Czoło Lodowca Thwaites ma ok. 120 km długości, co czyni je światowym rekordzistą. Najczęściej podawana powierzchnia lodowca to 192 tys. km² (ponad pół Polski!), a jego objętość to blisko 500 tys. km³, z czego ponad połowa wystaje ponad poziom morza. 

Tak wielka ilość lodu sprawia, że jego całkowite stopienie przełożyłoby się na bezpośredni wzrost poziomu morza aż o 65 cm (zakładając, że stopienie części podwodnej ma na poziom morza wpływ marginalny). Niszczenie Lodowca Thwaites już obecnie skutkuje wzrostem poziomu morza o ok. 0,2 milimetra rocznie, co stanowi 4% całkowitego tempa wzrostu (to największe pojedyncze źródło dodatkowej wody w oceanie).

Zanik Lodowca Thwaites pociągnąłby za sobą także drastyczne skutki pośrednie. Sąsiednie sektory lądolodu, nieco mniejsze, lecz ulegające podobnym przemianom, mogą wraz z rozpadem Thwaites’a podążyć dokładnie w tym samym kierunku – ku wyniszczeniu. 

Ich rozpad dodałby w najgorszym razie ponad dwa metry do wzrostu poziomu morza. Taka zmiana przemodelowałaby wybrzeża na całym świecie i wymazała z map wiele miast nadmorskich. 

Istotna uwaga: rozpad i wytopienie wielkiej części Zachodniej Antarktydy zajmie przynajmniej kilkaset lat.

3. Dlaczego Lodowiec Thwaites jest niestabilny?

Pomimo niskiej temperatury powietrza przez cały rok duża część antarktycznych lodowców szybko traci masę, przede wszystkim ze względu na kontakt z coraz cieplejszymi wodami morskimi. 

W przypadku Lodowca Thwaites topnienie podwodne zainicjowało kaskadę procesów dążących do jego całkowitego zniszczenia.

Masa Lądolodu Zachodniej Antarktydy (ang. West Antarctic Ice Sheet, w skrócie WAIS) przez miliony lat wgniatała skorupę ziemską w taki sposób, że jego podłoże przypomina kształtem wielką misę: im bliżej środka kopuły WAIS, tym głębiej wgniecione jest podłoże, na setki i tysiące metrów poniżej poziomu morza. Dawne i obecne lądolody o takiej charakterystyce glacjolodzy nazywają lądolodami morskimi (ang. marine ice sheet). Z natury są one bardzo wrażliwe na zmiany oceaniczno-klimatyczne ze względu na niekorzystną geometrię dna i zanurzenie dużej części lodu głęboko pod wodą. Wizję prawdopodobnego przebiegu rozpadu takich mas lodowych nakreślili badacze jeszcze w latach 1970. Procesy biorące udział w niszczeniu takiego częściowo „podwodnego” lądolodu nazwano zbiorczo niestabilnością lądolodu morskiego (ang. marine ice sheet instability). To właśnie ta niestabilność powoduje, że Lodowiec Thwaites jest zagrożony.

Misowaty kształt podłoża lądolodów morskich, w tym Lodowca Thwaites, powoduje, że gdy ich krawędzie cofają się na skutek ocieplenia, linia gruntowania (linia wzdłuż której lód traci kontakt z podłożem) przemieszcza się ku coraz głębszym częściom dna morskiego (Ilustracja 4B). Względnie ciepła woda głębinowa zyskuje wtedy dostęp do coraz większej części lodowca i efektywnie ją wytapia. To z kolei przesuwa linię gruntowania na wody jeszcze głębsze, przez co mechanizm wzmożonego topnienia sam się napędza. 

Na tym nie koniec. Gdy spód lodowca zanurzony jest w coraz głębszej wodzie, jednocześnie rośnie grubość lodu na linii gruntowania. Grubość ta jest kluczowym czynnikiem wpływającym na tempo przemieszczania lodu w stronę oceanu – im lód na linii gruntowania jest grubszy, tym spływ lodu jest szybszy (por. Ilustracje 3A i 3B). 

Gdy grubość lodu na linii gruntowania rośnie, jego ruch wyraźnie przyspiesza, a szybszy transport lodu skutkuje coraz silniejszym spękaniem półki lodowej i łatwiejszym odłamywaniem gór lodowych. Podobnie jak podwodne topnienie, również ten proces napędza raz zainicjowane straty masy lądolodów morskich. W skrajnych przypadkach, gdy wycofująca się linia gruntowania nie napotyka przez dziesiątki czy setki kilometrów płytszej wody, gdzie mogłaby osiągnąć względnie stabilną pozycję, może dojść do dynamicznego rozpadu wielkiej części lądolodu. Całkiem możliwe (choć jeszcze nie pewne), że proces ten już się rozpoczął właśnie na Lodowcu Thwaites.

W przyszłości może pojawić się jeszcze jeden hipotetyczny mechanizm, który może przyśpieszyć rozpad Lodowca Thwaites. Wraz z wycofywaniem się lądolodu i rozpadem podgryzanych przez ocean półek lodowych mogą utworzyć się bardzo wysokie lodowe klify – nowe krawędzie lodowca Thwaites. Symulacje wskazują, że gdy ich wysokość przekroczy 100 metrów, nie będą w stanie utrzymać się w pionie i będą zawalać się pod własnym ciężarem. Nazwa się to niestabilnością morskich klifów lodowych (ang. marine ice cliff instability). Badacze nie są jeszcze pewni, czy proces ten wystąpi, ale jeżeli tak, to miałby on potencjał do znacznego przyspieszenia niszczenia lodowca, co skutkowałoby dużo szybszym wzrostem poziomu morza.

Mechanizm niestabilności lądolodów morskich opisano pełniej na GlacjoBLOGii.

4. Co działo się z Lodowcem Thwaites w ostatnich dekadach? Ile lodu traci?

W latach 2018-2025 badaniami Lodowca Thwaites zajmuje się przede wszystkim międzynarodowa grupa badaczy skupiona wokół projektu International Thwaites Glacier Collaboration (ITGC). Wcześniejsze prace doszły m.in. do następujących wyników:

• Lodowiec Thwaites coraz szybciej traci masę, ostatnio w średnim tempie około 50-75 gigaton (czyli miliardów ton) na rok lub około dwa tysiące ton na sekundę. Tak wielka ilość traconej wody pokryłaby w rok całą Polskę warstwą 16 centymetrów, a wlewając się do oceanu odpowiada za około 0,2 mm wzrostu poziomu morza rocznie, co stanowi 4% całkowitej wartości tego wzrostu wynoszącej 3,5-4 mm rocznie. 
• Niemal cała powierzchnia Lodowca Thwaites obniża się. W dolnych częściach lodowca grubość lodu spada o 3-4 metry na rok, zarówno przez topnienie powierzchni, jak i przyspieszony spływ lodu ku morzu.
• Linia gruntowania Lodowca Thwaites wycofuje się w tempie kilkuset metrów rocznie na skutek intensywnego topnienia podwodnego. Względnie ciepła woda głębinowa wdziera się coraz głębiej i głębiej pod lodowiec (Ilustracja 4).
• Grubość lodu na obecnej linii gruntowania Lodowca Thwaites jest bardzo duża (800-1200 m), czego skutkiem jest około dwukrotny wzrost prędkości ruchu lodu w stronę morza w ostatnich 30 latach. Obecne tempo ruchu lodu przekracza już miejscami dwa-trzy kilometry rocznie.
• Unoszące się na wodzie przedłużenia lodowca – półki lodowe lub lodowce szelfowe – ulegały ciągłemu niszczeniu na skutek spadku grubości (obecnie od 2 do 10 metrów rocznie) i rozwoju gęstej siatki szczelin (Ilustracja 1). 

Ogólnie rzecz ujmując, w okresie obserwacji satelitarnych stan Lodowca Thwaites i jego półek lodowych systematycznie się pogarszał. Niedawne badania oceanograficzne przedpola lodowca rzuciły natomiast nieco światła na jego zachowanie w ostatnich około stu-dwustu latach. Analizując pozostawione na morskim dnie ślady naukowcy doszli do wniosku, że lodowiec doświadczył okresu bardzo szybkiego cofania się (gwałtowniejszego niż obecnie) zanim emitowany przez człowieka dwutlenek węgla zaczął silnie wpływać na temperaturę atmosfery i oceanów. Linia gruntowania wycofała się wówczas o ponad dwa kilometry w zaledwie pół roku. Autorzy badań ocenili, że podobnych epizodów szybkiego wycofywania możemy spodziewać się wkrótce. 

Wyniki tych badań pokazują jednak, jak niewiele wiemy o ewolucji lodu Antarktydy w erze przed-satelitarnej. Nie jest wykluczone, że dla Lodowca Thwaites dość normalne są okresy szybkiego odwrotu, a jeśli tak, to być może jakaś część obecnie zachodzących zmian także ma naturalne podłoże związane z cyklem życiowym tej gigantycznej masy lodu? Póki co nie możemy tego rozstrzygnąć, ale nawet jeśli jest tak w istocie, to nie zmienia to zasadniczo niepokojąco wyglądającej przyszłości lodowca (więcej pod pytaniem 6).

5. Co dzieje się z Lodowcem Thwaites obecnie? Czy Thwaites może się rozpaść w kolejnych latach? Jaki jest stan jego półek lodowych?

Na przełomie 2021 i 2022 roku media szeroko opisywały nowe niepokojące odkrycia. Badacze ITGC różnymi metodami obserwowali ocalałe fragmenty półki lodowej Thwaitesa – unoszącego się na wodzie przedłużenia lodowca, które stanowi hamulec dla lodu spływającego od strony kontynentu i swoisty bufor bezpieczeństwa całego systemu. 

Półka w części zachodniej już praktycznie nie istnieje i nie spełnia swojej funkcji, ponieważ jest raczej konglomeratem luźnych gór lodowych spojonych ze sobą tylko cienką krą lodu morskiego (Ilustracja 1). Część wschodnia natomiast jeszcze funkcjonuje (Ilustracja 4): hamuje spływ części lodu do oceanu, ponieważ podparta jest o podwodny garb. 

Taki stan rzeczy nie utrzyma się jednak długo, ponieważ obserwacje naukowców jednoznacznie wskazują, że podwodne topnienie i rozwój pęknięć (od powierzchni i od spodu) systematycznie odczepiają wschodnią półkę od garbu. Jeżeli dotychczasowe tempo niszczenia tej ważnej strefy nie spowolni, całkowita utrata podparcia powinna nastąpić do 2025 roku. Wówczas półka prawdopodobnie rozpadnie się, a prędkość spływu lodu z kontynentu do oceanu wzrośnie. Tym samym także ten sektor czoła Lodowca Thwaites zacznie zrzucać do oceanu wielkie ilości masy w postaci gór lodowych. Więcej o tych badaniach dowiesz się z materiału video z konferencji prasowej zespołu ITGC.

Podkreślmy: to nie Lodowiec Thwaites ma się rozpaść do 2025 roku, lecz jego mały, choć ważny, pływający fragment – wschodnia półka lodowa.

6. Jaka przyszłość może czekać Lodowiec Thwaites? Ile czasu mu pozostało?

Do roku 2025 może rozpaść się ostatni fragment jego półki lodowej, który wciąż wyraźnie spowalnia spływ dużej części lodu w kierunku oceanu. Brak półki ułatwi lodowcowi zrzucanie kolejnych tysięcy gór lodowych do Morza Amundsena (więcej pod pytaniem 5).

Znajomość ukształtowania podłoża Lodowca Thwaites skłania do wniosku, że jego długoterminowa przyszłość maluje się w czarnych barwach. Naukowcy są zdania, że Lodowiec Thwaites podlega niestabilności typowej dla lądolodów morskich (ang. marine ice sheet instability; czytaj więcej pod pytaniem 3) oraz że – być może – wszedł już w fazę samonapędzającego się rozpadu, którego nie da się zatrzymać. 

Linia gruntowania lodowca wycofuje się w głąb kontynentu w tempie setek metrów rocznie (Ilustracja 4). Niestety, proces ten raczej nie spowolni, ponieważ ukształtowanie podłoża Lodowca Thwaites jest skrajnie niekorzystne (Ilustracja 5). Po pierwsze, na niemal całej swojej powierzchni spód lodowca spoczywa głęboko poniżej poziomu morza, miejscami nawet ponad dwa tysiące metrów. Po drugie, geometria dna umożliwia swobodny dopływ ciepłych wód głębinowych do spodu lodowca, które intensywnie topią go od spodu. Po trzecie, występują tu głębokie na setki metrów szerokie podlodowe doliny kanalizujące ruch wielkiej części lodu, wzdłuż których nie występują istotnie wyniesienia. Oznacza to, że wycofująca się linia gruntowania przez setki kilometrów nie będzie miała szans, aby trafić na wypłycenie, które mogłoby tymczasowo ustabilizować jej pozycję i przyhamować utratę masy.

Jeżeli dalsze badania potwierdzą wejście Lodowca Thwaites w fazę dynamicznego i nieodwracalnego rozpadu, oznaczać to będzie, że świat skazany jest na znaczący wzrost poziomu morza: przynajmniej o 65 centymetrów tylko z tego jednego sektora Antarktydy, a najpewniej także o kolejne ponad dwa metry z sektorów sąsiadujących z Lodowcem Thwaites. Mimo przezwiska lodowca („Lodowiec Zagłady”) nie będzie to jednak proces gwałtowny: ze względu na jego gigantyczne rozmiary zniszczenie i stopienie Thwaites’a zajmie przynajmniej setki lat, a może i więcej, czego wiele doniesień medialnych nie podkreśla należycie.

Lodowiec Thwaites to obszar o wyjątkowym znaczeniu dla świata, niezwykle wrażliwy na zmianę klimatyczno-oceaniczną i jeden z najszybciej zmieniających się systemów lodowcowych. Nie należy się go jednak bać: nie zaleje nas gwałtowna fala wody roztopowej, choć kolejne generacje ludzi będą coraz bardziej odczuwać skutki jego rozpadu. Dziś należy go przede wszystkim zrozumieć i chronić klimat, aby zminimalizować tempo utraty jego masy.

dr Jakub Małecki

The post „Lodowiec Zagłady” zmiecie nas z powierzchni Ziemi? Wyjaśniamy. appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Doskonale pamiętam moją pierwszą wyprawę. Był ostatni dzień czerwca 2007 roku, gdy po raz pierwszy wylądowałem w Zatoce Petunia. Pogoda była paskudna, przez co rozładunek zaopatrzenia ze statku przeciągnął się o kilkanaście godzin, ale i tak czułem się fantastycznie. Studencik jakich wielu załapał się na ekspedycję poznańskiego Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza na arktyczny Svalbard, największą lodownię Europy, aby przez dwa miesiące mieszkać w traperskiej chatce bez kanalizacji, sieci elektrycznej i kontaktu z resztą świata. 

Już wtedy, pierwszego dnia, wiedziałem, że będę badać lodowce górskie – przepiękne lądowe masy lodu spływające powoli z gór w kierunku morza. Były wszędzie dookoła. Choć zrobiły na mnie oszałamiające wrażenie ze względu na piękno i wielkość, w kontekście Arktyki należałoby je zaklasyfikować do lodowcowego “planktonu” o rozmiarach co najwyżej większych polskich jezior. Dla porównania, największe lodowce Svalbardu są jak kilka powiatów razem wziętych, a lądolód Grenlandii jak blisko pół Unii Europejskiej. Ale mnie to właśnie te “maluchy” interesują i odpowiadają najbardziej. To tam najpełniej doświadczam uroków polarnej przyrody, a krajobraz zmienia się bardzo wyraźnie na przestrzeni pokonywanych kilometrów. Potrafią być naprawdę urokliwe i to im poświęciłem pracę zawodową.

Małe lodowce Zatoki Petunia w środkowej części Spitsbergenu, największej wyspy Svalbardu, odwiedzam i badam od kilkunastu lat. Wiele się w tym czasie zmieniło. W swoich dolnych odcinkach straciły w latach 2007-2021 warstwę lodu wysokości kilkunastu pięter, przez co ich krawędzie wycofały się głębiej w górę dolin nawet o setki metrów, odsłaniając połacie ziemi nigdy wcześniej nie deptanej przez człowieka. Lodowiec najbardziej szczegółowo monitorowany przez UAM, Sven (il. 2), stracił w tym czasie jakieś 20% swojej masy. Jeden z najmniejszych lodowców w okolicy, Ferdinand, stał się nawet zombiakiem – nie wytrzymał współczesnego klimatu. Jego resztki bieleją jeszcze spomiędzy skalnego gruzu, ale w zasadzie umarł i tylko symuluje ruchy żywotne (il. 3). 

Zapewne podobny los czeka za kilka dekad także pozostałe, większe lodowce zatoki, bo już dziś jest dla nich zbyt ciepło (o stanie małych lodowców środkowego Spitsbergenu pisałem na GlacjoBLOGii tutaj i tutaj). Osobiście bardzo mnie to przygnębia, bo lód jest bezcennym i pięknym składnikiem polarnego krajobrazu, ale przede wszystkim czymś bardzo mi bliskim.

Niestety to, co widzę w Zatoce Petunia, nie jest niczym niezwykłym w skali Svalbardu. Dotychczasowe obserwacje z innych małych lodowców są zgodne z moimi. Koleżanki i koledzy z PAN, UŚ, UMK, UWr, UMCS, UJ oraz z innych polskich i zagranicznych jednostek wielokrotnie raportowali o szybko znikających lodowcach górskich wszędzie tam, gdzie prowadzi się intensywne badania terenowe: na zachodzie, na południu i w centrum Spitsbergenu. Strasznie mnie jednak ciekawiło, czy tak samo dzieje się tam, gdzie ze względów logistycznych nie monitoruje się systematycznie zmian na lodowcach, czyli na północy i wschodzie Svalbardu oraz na sąsiednich archipelagach rosyjskich. Przeprowadziłem więc odpowiednie analizy i… wysoko uniosłem brwi.

Atlantyk wkracza do Arktyki

Europejski obszar Arktyki tworzy przede wszystkim Morze Barentsa z trzema archipelagami – Svalbardem, Nową Ziemią i Ziemią Franciszka Józefa (il. 4). Morze Barentsa jest niezwykle interesujące, bo niewiele jest miejsc, w których zachodzi obecnie tak potężne przemeblowanie. Nie można tego nazwać inaczej – morze to z polarnego staje się umiarkowanym, a ogół mechanizmów do tego prowadzących nazwano atlantyfikacją (Asbjørnsen et al., 2020). 

Objawy atlantyfikacji to m.in. coraz cieplejsza woda z dekady na dekadę (Comiso and Hall, 2014), szybko znikająca kra zimowego lodu morskiego (Årthun et al., 2012), a także ustępowanie gatunków arktycznych tym z Oceanu Atlantyckiego (Ingvaldsen i in., 2021). Przyczyny tych radykalnych zmian są jeszcze nie do końca jasne, ale kluczową rolę odgrywa tu coraz większy napływ ciepłych wód oceanicznych w okolice Morza Barentsa, co od wielu lat monitoruje Instytut Oceanologii PAN w Sopocie (Walczowski i Piechura, 2011).

Z procesami atlantyfikacji silnie związany jest wzrost temperatury powietrza w regionie, czego dowodzą m.in. pomiary prowadzone na należącej do Instytutu Geofizyki PAN Polskiej Stacji Polarnej Hornsund na Svalbardzie – w ostatnich czterech dekadach średnia roczna temperatura powietrza wzrastała tam kilkukrotnie szybciej niż średnia światowa, tj. średnio o 1,14°C na dekadę, a miesięcy zimowych (grudzień-luty) nawet o 2,27°C na dekadę (Wawrzyniak i Osuch, 2020). Podobnie ekstremalne tempo ocieplenia widoczne jest w okolicy Nowej Ziemi i Ziemi Franciszka Józefa (Kohneman i in., 2017). Dla światów, w których lód jest wszechobecny, taka zmiana jest prawdziwą rewolucją, stąd lodowce i czapy lodowe pokrywające wszystkie trzy europejskie archipelagi silnie to odczuwają. Jedne topnieją ekspresowo, a inne nie, a różnorodność reakcji lodowców na zachodzącą zmianę klimatu nie zawsze da się łatwo wytłumaczyć.

„Jabłka i pomarańcze”

Opowiadając w mediach o sytuacji lodowców w Arktyce często trzeba się streścić nie wchodząc przesadnie w szczegóły. W takich przypadkach mówię na przykład, że każdego roku Svalbard traci od kilku do kilkunastu miliardów ton lodu. Takie stwierdzenie nie odzwierciedla jednak dużego zróżnicowania w zachowaniu lodowców pomiędzy ich poszczególnymi typami i regionami. Typ ma ogromne znaczenie dla ogólnego zachowania, bo na przykład małe i duże lodowce górskie mają zupełnie inne proporcje zachodzących na nich procesów gromadzenia i strat masy. 

Małe arktyczne lodowce są generalnie spokojne, raczej przymarznięte do podłoża, kończą się na lądzie i mają niewielkie strefy zasilania śniegiem, a na zmiany ich grubości wpływ ma przede wszystkim klimat. Inaczej jest natomiast z lodowcami dużymi – te są znacznie szybsze, uchodzą do morza, które dodatkowo je niszczy, ale w zamian mają niekiedy potężne, odpowiednio wysoko położone obszary, gdzie śnieg może przetrwać letnie topnienie (il. 5). O ich zmianach decyduje więc nie tylko atmosfera, lecz także warunki morskie, a dodatkowo również szybkie i zmienne tempo ruchu (przyspieszenie spływu lodu „rozciąga” lodowiec, jednocześnie sprawiając, że staje się cieńszy, a spowolnienie ruchu odwrotnie).

To wszystko sprawia, że największe lodowce Svalbardu zachowują się inaczej niż te małe: szybko chudną przy dolnych krawędziach, ale często od pewnej wysokości powoli tyją. Tę graniczną wysokość nazywamy linią równowagi, a wraz z ociepleniem klimatu linia ta migruje coraz wyżej i wyżej. W przypadku większości małych lodowców podniosła się już na tyle, że lodowce przestały do niej dosięgać i topnieją na całej swojej powierzchni. Tymczasem niektóre duże masy lodowe wciąż pozostają w całkiem niezłej kondycji. Zestawianie ze sobą małych i dużych lodowców może więc być jak porównywanie jabłek do pomarańczy: to po prostu dwie różne bajki. A najczęściej tak omawiało się stan lodowców Svalbardu – dzielono je raczej według regionów, a nie typów. Z tabel podsumowujących liczne badania naukowe nie bardzo dało się więc wyłuskać informacje o stanie wspomnianego wcześniej lodowcowego “planktonu”, który mnie interesuje najbardziej.

Modele i analizy

W moich badaniach chciałem porównywać jabłka z jabłkami: sprawdziłem jak zachowywały się ostatnio tylko małe lodowce górskie (do około 30 kilometrów kwadratowych powierzchni) na Svalbardzie, Nowej Ziemi i Ziemi Franciszka Józefa. Posłużyłem się do tego celu kilkudziesięcioma modelami terenu z lat 2011-2017 wygenerowanymi w ramach projektu ArcticDEM na podstawie zdjęć satelitarnych w bardzo wysokiej rozdzielczości. Dzięki nim można było określić, które części lodowców podnoszą się, a które obniżają. 

Informacje takie nie wystarczają jednak do oceny tempa topnienia lub gromadzenia śniegu, bo na zmiany wysokości powierzchni lodowców wpływa także ich ruch. Aby ograniczyć ten wpływ, do analiz wybrałem tylko takie lodowce, które powinny być maksymalnie powolne i mało aktywne, czyli z czołami położonymi na lądzie, a nie w morzu. Dzięki temu, pozyskane dane o zmianach grubości dla 382 lodowców w 29 lokalizacjach są też całkiem niezłym przybliżeniem bilansu ich masy, czyli różnicy między gromadzeniem śniegu (bilans dodatni i podnoszenie powierzchni) i topnieniem (bilans ujemny, obniżanie). Oszacowałem też objętość lodowców, aby ocenić ile lat jeszcze wytrzymają przy aktualnym tempie zmian. Artykuł Recent contrasting behaviour of mountain glaciers across the European High Arctic revealed by ArcticDEM data ukazał się w maju 2022 w czasopiśmie glacjologicznym The Cryosphere.

Wyniki analiz są dla europejskiej Arktyki mocno pesymistyczne. Większość małych lodowców topnieje od czół aż po szczyty, bo nawet w najwyższych partiach wyraźnie spada ich grubość i najprawdopodobniej nie zachodzi już gromadzenie śniegu. Jeżeli pogoda w okresie obejmującym analizy była reprezentatywna dla współczesnego stanu atmosfery (a mam podstawy sądzić, że można ją za taką uznać), oznaczałoby to, że większość tych lodowców prędzej czy później zabije nawet obecny klimat, nie mówiąc już o jego dodatkowym ociepleniu w przyszłości. 

Uogólniając wyniki medianą, w okresie badań metr kwadratowy małych lodowców na Svalbardzie “chudł” rocznie o 0,58 metra grubości tracąc przy tym 510 kg masy, o ponad metr grubości i 930 kg masy rocznie na Nowej Ziemi i o 0,25 metra i 230 kg masy rocznie na Ziemi Franciszka Józefa. W przypadku Svalbardu i Nowej Ziemi wyniki te wskazują, że małe lodowce górskie topnieją około dwukrotnie szybciej, niż średnia dla całych archipelagów. Od tych wartości są jednak odstępstwa, zarówno na plus, jak i na minus, i to właśnie te ekstrema są najbardziej ciekawe.

Zaskakujące maluchy

Zacznijmy od lodowców będących w najgorszej sytuacji. Na Svalbardzie należą do nich te wzdłuż zachodniego wybrzeża Spitsbergenu i na położonej nieco dalej na wschód Wyspie Edge’a (il. 6a, 7a), a na Nowej Ziemi te w południowej części archipelagu (il. 6b). W okresie 2011-2017 traciły w swoich dolnych sektorach aż trzy-cztery metry grubości rocznie, a w partiach najwyższych od kilkunastu centymetrów do nawet jednego metra na rok (il. 7a). 

W przypadku Svalbardu tak błyskawiczne topnienie lodowców w tych obszarach związane jest przede wszystkim z ich specyficznym ukształtowaniem podłoża – względem obecnego klimatu położone są absurdalnie nisko, bo ich czoła spoczywają najczęściej ok. 50 m n.p.m., a partie najwyższe zaledwie 400-500 m n.p.m. A jak wiemy z własnego doświadczenia: im niżej, tym cieplej. W kontekście glacjologicznym zaś: im niżej, tym silniejsze topnienie. Właśnie ta cecha przełożyła się na ogromne straty objętości lodu w tempie dochodzącym nawet do 2-4% rocznie. Oznacza to, że niektóre grupy najmniejszych lodowców we wspomnianych rejonach mogłyby zniknąć jeszcze w latach 2040.-2060., a większość z nich do lat 2080. (oczywiście jeżeli tempo strat objętości utrzymałoby się na stałym poziomie). Tak krytyczna nierównowaga z obecnym klimatem była moim pierwszym dużym zaskoczeniem. 

Drugą, jeszcze większą niespodziankę sprawiły mi wyniki z północnego Svalbardu. Tak wielką, że z niedowierzania powtórzyłem analizy na innych zestawach danych. Wyszły podobnie jak za pierwszym razem i byłem już pewny, że to nie błąd. Oto na monitorze miałem dowody na to, w co nie uwierzyłbym, gdyby ktoś mi to powiedział. Na Svalbardzie, który ocieplił się już o kilka stopni Celsjusza i gdzie wszystkie dotychczasowe badania mówiły o coraz szybszym topnieniu małych lodowców, z niejasnych powodów istnieją takie, które wydają się stabilne lub nawet powoli rosną zamiast dostawać lanie od coraz cieplejszej atmosfery. Zaledwie 130 km od moich szybko znikających lodowców w Zatoce Petunia i tylko 30 km od północno-zachodniego wybrzeża Spitsbergenu, gdzie lód także szybko znika, żyją sobie małe, wesołe lodowce, które najwyraźniej korzystają na ociepleniu klimatu. To przedziwne, nawet pomimo tego, że kilkuletni okres badań jest stosunkowo krótki. Zjawisko to nazwałem roboczo “anomalią północnego Spitsbergenu” (il. 6a; 7b).

Otwartym pytaniem pozostaje skąd ta anomalia się w ogóle wzięła? Przypuszczam, że może mieć związek ze znikającą krą na Oceanie Arktycznym, która odsłania coraz większe połacie otwartej wody na północ od Svalbardu (Onarheim i in., 2014) i pozwala jej parować, tym samym napędzając zimowe opady śniegu wzdłuż górzystych północnych wybrzeży. Wzrost opadów śniegu w tym rejonie zdają się potwierdzać niektóre symulacje (van Pelt i in., 2019), jednak postawiona hipoteza wymaga dokładniejszego sprawdzenia. Jeżeli udałoby się ją pozytywnie zweryfikować, byłby to niezły przykład jak ocieplenie klimatu może lokalnie wywijać nieoczekiwane fikołki. To, co natomiast wiadomo to to, że w latach 1970-1990 przynajmniej jeden z tych anormalnych lodowców wyraźnie się skurczył (Etzelmüller i in., 1993) oraz to, że lodowce północnego Spitsbergenu są w dobrej kondycji przynajmniej od początków XXI wieku, co wygrzebałem z danych Hugonneta i in. (2021). Możliwe więc, że anomalia jest stosunkowo świeżym zjawiskiem, co pasowałoby do hipotezy tłumaczącej jej istnienie wycofywaniem krawędzi lodu morskiego. Samo istnienie anomalii uważam za fantastyczną niespodziankę, choć oczywiście zyski na północy Spitsbergenu tylko w symbolicznym stopniu poprawiają fatalny stan małych lodowców w arktycznej Europie. Coś jak bramka honorowa w meczu przegranym 1:10.

Rosnące lodowce to wyjątki

Nie wykluczam, że wyrwane z kontekstu rewelacje o rosnących lodowcach mogłyby być przez pewne osoby wykorzystane do kolejnej próby odwołania globalnego ocieplenia (tym bardziej, że niektórym wystarczają do tego nawet większe opady śniegu w chłodnej porze roku). Niestety, ocieplenie klimatu trwa i ma się świetnie, a anomalia północnego Spitsbergenu wcale go nie przekreśla. Po pierwsze, jest wyjątkiem – dotyczy zaledwie dwóch lokalizacji, podczas gdy w pozostałych 27 miejscach zaobserwowano straty grubości lodowców. 

Po drugie, nie jest to wyjątek całkowicie odosobniony. Wspominałem już, że na samym Svalbardzie notowane były w ostatnich dwóch dekadach wzrosty, choć raczej większych mas lodowych, wciąż wystających powyżej regionalną linię równowagi (Bamber i in., 2004). Także w innych miejscach świata, w wyniku tymczasowych splotów korzystnych warunków pogodowych, sporadycznie zdarzają się (i zwykle nagle kończą) kilkunasto- lub nawet kilkudziesięcioletnie okresy przyrostów lodu.Przykładowo, w latach 1980. i 1990. część lodowców Norwegii rosła w następstwie serii śnieżnych zim (Nesje i in., 2008). W pakistańskim Karakorum z kolei lodowce były stabilne przez kilka ostatnich dekad, lecz prawdopodobnie okres ten skończył się przed rokiem 2020 (Hugonnet i in., 2021). Ba, nawet niektóre części Antarktydy otrzymują w wyniku cieplejszego klimatu więcej śniegu niż przed laty, ale nie zmienia to faktu, że biały kontynent traci więcej lodu, niż zyskuje (Smith i in., 2020).

Spojrzenie w przyszłość

Małe lodowce (definiowane tak, jak w tym artykule, tj. do 30 km² powierzchni i bez kontaktu z morzem) sumarycznie stanowią tylko kilka-kilkanaście procent ogólnej powierzchni zlodowaconej swoich archipelagów w europejskiej Arktyce, dlatego nawet ich całkowite wytopienie nie wpłynie specjalnie na poziom światowego oceanu. Skoro tak, to czy w Polsce odczujemy jakkolwiek ich zanik? Nie będę nikogo oszukiwał – nie zauważymy żadnej różnicy, tak samo jak wycięcie grupy starych drzew na drugim końcu Polski nie wpływa bezpośrednio na jakość naszego życia. W obu przypadkach nie oznacza to jednak, że utracone pomniki przyrody są bez znaczenia i nie są warte ochrony. Mają ogromną wartość dla całego środowiska, nieożywionego i ożywionego, w swoim bliższym, ale też nieco dalszym otoczeniu.

Małe lodowce górskie są bardzo liczne w Arktyce i reprezentują 85% populacji lodowców Svalbardu, 82% populacji Nowej Ziemi i 26% populacji Ziemi Franciszka Józefa. W niektórych rejonach tych wysp, np. w środkowej części Spitsbergenu, są jedynym występującym typem zlodowacenia i pełnią tam bardzo ważne funkcje: chłodzą mikroklimat dolin, są domem dla wciąż słabo poznanych organizmów, dostarczają bezcennych składników dla organizmów morskich w pobliskich fiordach i zatokach. W końcu, są tym, co stanowi o wyjątkowości krajobrazu, czymś, co go konstytuuje i spaja w jedną piękną całość. Arktyczne doliny opuszczone przez lodowce rzadko bywają piękne, bo pokrywa je chaotyczne głazowisko, a właśnie w tę stronę zmierza obecnie ewolucja środowiska wymuszona ociepleniem klimatu (il. 9).

Ale najważniejsze zostawiłem na koniec. W odróżnieniu od dużych lodowców, których czoła uchodzą do morza (il. 6), przy czołach osadzonych na lądzie tworzą się rzeki, które odpowiadają za nawadnianie całych okolic i są źródłem wody dla położonych niżej ekosystemów. Ponieważ Arktyka jest generalnie sucha (w zimnym powietrzu mieści się mało pary wodnej), wilgotno i grząsko robi się tylko wtedy, gdy zimowy śnieg topnieje wiosną i wczesnym latem. Po tym jak ostatnie nisko położone płaty śniegu znikną, rzeki zasilane są przede wszystkim właśnie z tego, co wytopi się na małych lodowcach. Zniknięcie lodowców górskich fundamentalnie wpłynie więc na hydrologię ogromnych części wysp, co znajdzie swoje odbicie w zmianach ich unikalnej struktury ekologicznej, zarówno na lądach, jak i w morzu w okolicach ujść rzek.

Arktyka Europy zmienia się naprawdę błyskawicznie, bo sektor Morza Barentsa jest w czołówce rankingu regionów z najszybciej rosnącą temperaturą. Po ładnych kilku latach w branży glacjologicznej oswoiłem się z myślą, że moje wnuki, jeśli będzie im kiedyś dane odwiedzić środkowy Spitsbergen, nie zobaczą już lodowca Ferdinand z Ilustracji 3, a Sven z Ilustracji 2 zapewne nie zrobi na nich takiego wrażenia, jakie w 2007 roku zrobił na mnie. Powstaną inne małe lodowce, choć w wyniku fragmentacji tych większych. I może też będzie ładnie, przynajmniej dopóki i te nie znikną. Ale małe sanktuarium lodowców na północy Spitsbergenu pozwala mi chociaż mieć nadzieję, że wnuki będą miały szansę zobaczyć kawałek takiej Arktyki, jaką zapamiętał dziadek. Gdzie czas się zatrzymał na dłuższą chwilę. To jest dobra myśl. Chociaż pewnie naiwna, bo jak pokazuje rzeczywistość, w ocieplającym się świecie wszystko, co dobre, ma swój koniec.

Dr Jakub Małecki

Więcej: Jakub Małecki, 2022: Recent contrasting behaviour of mountain glaciers across the European High Arctic revealed by ArcticDEM data. The Cryosphere, 16, 2067–2082, 2022, https://doi.org/10.5194/tc-16-2067-2022.

The post Lodowce górskie arktycznej Europy zmierzają ku wyginięciu, ale niektóre mają inne plany appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Wszyscy lubimy czasem egzotykę. Według Słownika Języka Polskiego PWN słowo „egzotyczny” oznacza:

1. właściwy krajom o całkowicie odmiennym klimacie i o odmiennej cywilizacji;
2. niezwykły, osobliwy.

W przypadku pierwszego z ww. znaczeń od razu myślimy o palmach, rajskich plażach, morskich żółwiach lub ananasach. A drugie znaczenie? Nie wiem jak Wam, ale mnie najbardziej pasują do niego… „tropikalne lodowce”. Brzmi jak oksymoron lub żart, ale one naprawdę istnieją. A skoro tak, to pomyślcie tylko – natura musiała zestawić ze sobą dwie skrajności, ciepło i lód, i to na tyle mocno, że istnieją od tysięcy lat. Mamy więc niewątpliwie do czynienia z osobliwością przyrody.

Jeśli zaznajomić się z liczbami wydawać by się mogło, że tropikalny lód nie ma dla przeciętnego Ziemianina większego znaczenia. Jest go po pierwsze bardzo mało – jego całkowita powierzchnia to czterokrotność powierzchni Warszawy, a więc ułamek procenta globalnej populacji lodowców górskich, a objętość tak mała, że po całkowitym stopieniu podniósłby poziom morza o… 0,2 milimetra. Po drugie, tropiki są gorące, więc warunki do rozwoju lodowce miały tylko pod szczytami najwyższych i najdzikszych gór, 4–6 tysięcy metrów n.p.m., a więc w obszarach, gdzie prawie nikt nie mieszka. Mimo tego rola tropikalnych lodowców jest nie do przecenienia dla wielu milionów ludzi.

Tropikalna egzotyka

Strefy tropikalne rozciągają się między jednym zwrotnikiem a drugim. Zwrotniki to takie równoleżniki, nad którymi słońce raz w roku góruje w zenicie w dniu przesilenia i wyznaczają je szerokości geograficzne 23°26’N (Zwrotnik Raka) i 23°26’S (Zwrotnik Koziorożca). Obszary tropikalne to zatem tereny leżące nie dalej niż z grubsza 2600 kilometrów od równika. 

Zdecydowana większość lodowców tropikalnych świata przypada na Amerykę Południową, przede wszystkim na Peru (1603 km² czyli 68% ich ogólnej powierzchni) i Boliwię (532 km², 23%), ale małe grupki lub pojedyncze lodowce są też w pozostałych krajach północnych Andów (Ryc. 1a), a nawet w Meksyku (Ryc. 1b). Poza tym w strefach tropikalnych lodowce wciąż jeszcze istnieją na najwyższych wulkanach Afryki (m.in. Kilimandżaro, Ryc. 1c) i na Nowej Gwinei w Indonezji (Puncak Jaya, Ryc. 1d). Łącznie na świecie naliczono 2344 km² tropikalnych lodowców (za Randolph Glacier Inventory).

Klimat w tropikalnym pasie świata jest zupełnie inny niż u nas: nie ma ciepłej i chłodnej pory roku (bo temperatura jest w miarę stała przez dwanaście miesięcy), ale w zamian mogą występować pory suche i deszczowe. Jeżeli jednak zaburzymy taki wyidealizowany stan rzeczy bardzo wysokimi górami to okaże się, że kilka kilometrów nad poziomem morza otrzymujemy pory mniej i bardziej śnieżne, przy temperaturze oscylującej wokół zera stopni przez cały rok. W efekcie może miejscami dochodzić do swoistych paradoksów: gromadzenie śniegu na lodowcach może przypadać na okres lata na danej półkuli, a wzmożona utrata masy na okres zimy (szczególnie w miejscach położonych dalej od równika). Ale przecież uprzedzałem, że to bardzo egzotyczne lodowce.

Lodowce tropikalne funkcjonują więc odrobinę inaczej niż te w wyższych szerokościach geograficznych. Nie tylko mogą mieć pomieszane „lato” z „zimą” (ba, mogą nawet wcale nie mieć wyraźnego okresu gromadzenia masy, lecz topnieć i gromadzić ciut śniegu przez cały rok), ale także nieco inna jest hierarchia ważności poszczególnych procesów ablacji, tj. tych usuwających masę z lodowca. Większą rolę odgrywają tu m.in. sublimacja („parowanie” lodu w suchym powietrzu) i promieniowanie słoneczne (bo świeci blisko zenitu przez cały rok) i tym samym albedo („białość”) powierzchni, które decyduje o tym, jaka część energii słonecznej jest pochłaniana przez lód. Wszystko to sprawia, że lodowce tropikalne reagują na zmianę klimatu w sposób mniej jednoznaczny niż pozostałe, bo temperatura jest tylko jednym z czynników decydujących o zmianach masy. Równie istotne mogą tu być także zmiany wilgotności powietrza, zachmurzenia i charakteru samego lodu.

Znikające lodowce tropikalne

W czasach historycznych większość tropikalnych lodowców osiągnęła swoje największe rozmiary w XVII–XVIII wieku, w zależności od regionu (Rabatel i in., 2013). Od tego czasu generalnie się wycofują, ale trend ten przerywany był ponownymi okresami wzrostu. W wiekach XX i XXI nie można jednak mówić o jakichkolwiek większych awansach lodu, a od kilku dekad topnienie jest wyjątkowo szybkie, na co wpływa cały wachlarz zmian zachodzących w atmosferze – wzrost temperatury, spadek wilgotności i cieńsza pokrywa śnieżna. Skutkują one coraz szybszą utratą grubości tropikalnych lodowców. Według Hugonneta i in. (2021) w latach 2000–2004 traciły średnio 0,47 m warstwy lodu rocznie. W kolejnych pięcioleciach tempo topnienia nieco wzrosło, do 0,52 i 0,54 m/rok, a w latach 2015–2019 było to już średnio 0,62 m rocznie. Niektóre prace pokazują natomiast jeszcze wyższe tempo topnienia, przekraczające nawet 1 m/rok.

Bezpośrednią konsekwencją spadku grubości lodu jest z kolei spadek powierzchni lodowców. Parę przykładów:

• Lodowce Peru, lata 2000–2016 – 29% straty powierzchni (Seehaus et al., 2019) 
• Lodowce Boliwii, lata 1986–2014 – 43% straty powierzchni (Cook et al., 2016)
• Lodowce Kolumbii, lata 1985–2016 – 52% straty powierzchni (Rabatel et al., 2017) 
• Lodowce Kilimandżaro (Tanzania), lata 1984–2011 – 63% straty powierzchni (Cullen et al., 2013)
• Lodowce Nowej Gwinei (Indonezja), lata 2002–2018 – 78% straty powierzchni (Permana et al., 2019) 

Każdego roku wiele małych tropikalnych lodowców bezpowrotnie znika. Najgłośniejszym przykładem jest lodowiec Chacaltaya w okolicy La Paz w Boliwii, na którym przez kilkadziesiąt lat pokolenia mieszkańców miasta i turystów zjeżdżały na nartach. Ten najwyższy na świecie wyciąg narciarski (do 5300 m n.p.m.!) zamknięto w 2005 roku, a cztery lata później lodowiec stopił się całkowicie.Podobny los spotkał lodowce Wenezueli. Na początku XX wieku spod najwyższych szczytów kraju, Pico Bolivar i Pico Humboldt (oba wysokie na blisko 5 000 m) spływało kilka małych lodowców o łącznej powierzchni ok. 10 km2. Wiek później, na początku 2022 roku, istnieje już tylko ostatni maleńki skrawek lodowca Humboldta o wymiarach ok. 250 x 150 m i powierzchni 0,03 km² (pomiary własne na podstawie zdjęć satelitarnych Sentinel, Il. 4a,b). Wenezuela może zatem stać się pierwszym krajem, który w wyniku zmiany klimatu straci wszystkie swoje lodowce, wyprzedzając depczącą jej po piętach Indonezję.

 Z ok. 25 km² lodowców, które były na indonezyjskiej części Nowej Gwinei w połowie XIX wieku, ostało się do początku 2022 roku mniej niż 0,3 km² (pomiary własne; Il. 4c,d). Na Kilimandżaro w Tanzanii trend jest podobny – w 1912 roku mieliśmy tam ok. 11 km² lodu, w 2011 już tylko 1,8 km² i to właśnie tam najlepiej widać w jaki sposób zmiany wilgotności, a niekoniecznie temperatury, mogą zabijać tropikalny lód (Il.  4e,f).

Lód dla ludu

W życiu często jest tak, że doceniamy coś dopiero wtedy, gdy tego czegoś zabraknie. Podobnie jest z lodowcami. O tym jak silnie związani są ludzie z lodem w strefach tropikalnych zaczęliśmy zdawać sobie sprawę dopiero niedawno, gdy lodowce bardzo szybko znikają. Ich dotychczas pełnione w środowisku role (a jest ich wiele) ulegają zaburzeniu, a nawet załamaniu. 

Lodowce i zaopatrzenie w wodę

W wielu obszarach świata, lecz w tropikach szczególnie wyraźnie, śniegi i lodowce są jak wielkie wieże ciśnień amortyzujące negatywny wpływ suchszych pór roku na dostawę wody. Gdy przez miesiące nie pada, to właśnie śnieg i lód odpowiadają za większość wody dostępnej akurat w środowisku i jak kroplówka podtrzymują przy życiu ludzi (woda do celów spożywczych i sanitarnych), rolnictwo (irygacja), przemysł (chłodzenie, procesy produkcyjne) i energetykę (elektrownie wodne).

Spójrzmy na Andy, gdzie znajdziemy 99,7% tropikalnego lodu. Im dalej od równoleżnika 0° (równika), tym silniej zaznacza się jedna długa sucha pora roku, np. w Peru i Boliwii na szerokościach 10–20°S (Il.  2a). Przez cały czas trwania pory suchej zamierają strumienie, a poziom wody w rzekach spada. Skutek jest taki, że możliwości zasiedlenia, uprawy roślin i hodowli zwierząt w znacznej części Andów są ograniczone, co najwyżej na większą wieś lub skromne miasteczko, bo ile osób chciałoby osiąść tam, gdzie da się w miarę normalnie żyć wyłącznie przez kilka wilgotnych miesięcy?

Są jednak liczne miejsca, gdzie pomimo takiego sezonowo suchego klimatu rozwinęły się wielkie aglomeracje. W boliwijskim La Paz i przylegającym do niego El Alto mieszka tyle ludzi, co w Warszawie. Istnienie miasta od zawsze podtrzymywały przy życiu właśnie okoliczne śniegi i lodowce, które topniejąc umiarkowanie zaspokajały podstawowe potrzeby mieszkańców. Teraz jednak sytuacja się zmieniła, bo znikające lodowce dają coraz mniej wody (Soruco i in., 2015), a miasto boleśnie doświadcza przedłużających się okresów suchych kranów i z niepokojem patrzy w przyszłość. 

Podobnie przedstawia się sytuacja wielu innych miejscowości. Oprócz La Paz silnie z wodą roztopową związane jest m.in. peruwiańskie miasto Huaraz (gdzie pokrywa do 91% zapotrzebowania!), a w czasie susz nawet Quito (do 15%), dwumilionowa stolica Ekwadoru (Buytaert i in., 2017). Oszacowano, że podczas przeciętnego roku około 400 tys. ludzi w tropikalnych Andach korzysta z wody roztopowej w stopniu większym niż 25%, ale podczas suchych okresów liczba ta wzrasta nawet dziesięciokrotnie (Buytaert i in., 2017). Jeżeli uwzględnić produkcję żywności na polach, plantacjach i w hodowlach oraz prądu w andyjskich elektrowniach wodnych, to okaże się, że w pośredni sposób z wodą lodowcową związana jest jeszcze większa liczba osób. Nie przesadzając można więc stwierdzić, że stabilna dostawa wody z lodowców to sprawa fundamentalna dla milionów ludzi w Ameryce Południowej.

Na ten temat przeczytasz także w tekście Kryzys klimatyczny to odległa przyszłość? Zapytaj Boliwijczyków.

Lodowce i ekosystemy

Tropikalne lodowce dają wodę nie tylko ludziom. Całe ekosystemy mogą być oparte są na tej dostawie, w tym tzw. páramo, czyli andyjska trawiasta formacja roślinna, która może wodę przechowywać i stopniowo uwalniać do niżej położonych obszarów, do innych ekosystemów i/lub przesyłać ją dalej do ludzi. Wpływ ewentualnego zaniku lodowców na páramo jest jeszcze nie do końca jasny, ale istnieje ryzyko przemiany wilgotnych typów tych formacji w suche ze względu na dalszą redukcję dostawy wody, co wiązałoby się z przemeblowaniem składów gatunkowych i bioróżnorodności (Buytaert i in., 2006). Zmianom zasięgu lodowców towarzyszy także kolonizacja terenów odsłoniętych spod lodu przez pionierskie rośliny oraz migracja porostów i roślin naczyniowych (Zimmer i in., 2018) i zwierząt (np. płazów i ptaków, Seimon i in., 2006; Hardy i in., 2006) w górę stoków i/lub wypieranie gatunków dotychczas tam występujących.

Same lodowce także są domem dla wielu organizmów – grzybów, bakterii, roślin i maleńkich zwierząt – w tym wielu jeszcze nieodkrytych. Ciekawe ekosystemy organizują się na samej powierzchni śniegu i lodu, w zagłębieniach w lodzie zwanych kriokonitami, w zbiornikach wodnych w obszarach świeżo odsłoniętych przez lód itd., lecz wraz z umierającymi lodowcami te unikalne światy także znikają. Zapewne nie da się już odwrócić losu lodowców w Wenezueli, w Indonezji i na Kilimandżaro (Il. 3), ale dopóki istnieją tam ostatnie strzępy lodu wciąż można jeszcze próbować opisać ich ekosystemy jako dokumentację ginących światów, które już nigdy nie powrócą (Zawierucha i Shain, 2019).

Lodowce i geozagrożenia

Lodowce to także strażnicy gór, którzy pilnują porządku i stabilności. Trzymają w ryzach całe doliny, bo podtrzymują ich strome, często niestabilne stoki. Gdy lód znika, znika też podparcie, co powoduje nasilanie osuwisk i obrywów skalnych. Żeby było jeszcze gorzej, materiał mineralny pozostawiony przez lód jest najczęściej dość luźny i mobilny, a przez to względnie łatwo zmywalny przez wodę. Doskonale pokazało to wydarzenie w Peru w 1998 roku, gdy kilka dni silnych opadów na Nevado Salcantay wywołało potężny spływ polodowcowych osadów, o objętości wielokrotnie większej niż spotykana chociażby w Alpach. Gdy spływ dotarł do pobliskiej rzeki, utworzył na niej tamę o wysokości ponad 20-piętrowego wieżowca powodując powodzie i zniszczenia elektrowni wodnej szacowane na co najmniej sto milionów dolarów (Huggel i in., 2012).

Jest jeszcze coś. Spływające z góry na dół lodowce transportują nie tylko lód, ale też bloki skalne, głazy i piach, które układają wzdłuż swoich krawędzi jako wały moren czołowych i bocznych. Gdy z nastaniem zmiany klimatu lód wycofuje się w górę doliny, odsuwa się od moren, często prowadząc do powstania jeziora na ich zapleczu (Il. 4). Jeziora niebezpiecznego, które jak tykająca bomba może w każdej chwili przerwać lub przewyższyć gruzową tamę i rozlać się jako GLOF (ang. glacial lake outburst flood) na niżej położone części doliny. Takich jezior jest w tropikalnych Andach coraz więcej, a wiele z nich już spowodowało niszczycielskie powodzie, w tym np. jezioro Palcacocha, które w 1941 roku zabiło tysiące ludzi w Huaraz. Do tej pory naliczono w tym regionie 160 GLOFów, przede wszystkim w peruwiańskiej Kordylierze Białej (Cordillera Blanca) – największym zlodowaconym regionie tropików (Emmer i in., 2022).

Bywa też tak, że GLOFy, niestabilność stoków i samych lodowców dają o sobie znać jednocześnie. Tak było w 2020 roku, ponownie pod Nevado Salcantay. Względnie niewielki kawałek stromego lodowca odczepił się od stoku wywołując osuwisko i spływ osadów do polodowcowego jeziora. Powstała fala tsunami, która przewyższyła morenowe wały i część wody wydostała się poza basen jeziora. Woda zmieszana z lodem, błotem i gruzem wywołała potężną powódź w niższych częściach doliny (Vilca i in., 2021).

Lodowce w tradycji i kulturze

Wysokogórskie śniegi i lody od zawsze odgrywały ważną rolę w tradycjach i wierzeniach mieszkańców Ameryki Południowej, począwszy od rdzennych ludów w czasach przedhiszpańskich aż do czasów współczesnych. W Peru do dziś obchodzone jest Qoyllur Riti, wielkie święto śniegu, łączące w sobie tradycje rdzenne i katolickie, przyciągające pod jeden z lodowców dziesiątki tysięcy pielgrzymów. Zmiana klimatu zmienia jednak jego przebieg, a być może i znaczenie kulturowe. Kulminacyjnym momentem święta były jeszcze niedawno wyprawy po lód, mający według wierzeń uzdrawiające właściwości, ale w związku z szybkim zanikiem lodowca tradycji tej zaprzestano, ku rozgoryczeniu starszej części społeczności. 

Oprócz świąt ważną funkcję pełnią w andyjskich społecznościach legendy (np. Echevarria, 1983). Przykładowo w Ekwadorze mówią one o duchu śniegu Chambo, unoszącym się na kozie nad śniegami i lodowcami, a w Boliwii śnieżny Hualapichi zostawiał po sobie tylko tajemnicze lisie ślady. Inne legendy opowiadają o narodzinach zlodowaconych gór Wenezueli, wiążąc je z orłami zabitymi przez pewną łuczniczkę, które zamieniły się w pięć ośnieżonych szczytów. Czterem wybitnym zlodowaconym górom otaczającym La Paz w Boliwii przypisywane są władza nad powietrzem, wodą, skałami i światłem, a najwspanialszej z nich, Illimani, nawet współcześnie dedykowane są pieśni i piosenki. W Afryce śniegi na Kilimandżaro podkreślały niebiańskość tej góry, traktowanej jako siedziba bogów. Wraz z dalszym postępem recesji lodowców istnieje ryzyko, że te kulturowe pamiątki stracą na znaczeniu, a nawet, że odejdą w niepamięć. 

Wartość naukowa lodowców

Zanik tropikalnych lodowców ma w końcu jeszcze jedną smutną konsekwencję. Lód może przechowywać w sobie pamięć o dawnym klimacie w postaci rocznych warstw gromadzonego lodu. Przewiercając lodowce i pobierając z nich cylindryczne próbki lodu od powierzchni aż do dna (tzw. rdzenie) można wnioskować o tym jak na przestrzeni setek i tysięcy lat zmieniały się warunki klimatyczne w regionie, a bywa tak, że pojedynczy lodowiec jest jedynym wiarygodnym archiwum zmian wysokogórskiego klimatu w promieniu tysięcy kilometrów. Z tego powodu niektórzy badacze robią co mogą, aby organizować fundusze i wyprawy na tropikalne lodowce zanim ich bezcenny zapis przepadnie, jak np. słynny profesor Lonnie G. Thompson z Ohio State University, który zagadnieniu poświęcił całą naukową karierę pobierając rdzenie m.in. z lodowców Peru (Thompson i in., 1985;  1995), Boliwii (Thompson i in., 1998), Kilimandżaro (Thompson i in., 2002) i Nowej Gwinei (Permana i in., 2019).

Co dalej z lodowcami?

Obecne trendy klimatyczne i glacjologiczne w strefie tropikalnej zdecydowanie nie należą do optymistycznych, ale jeszcze gorzej wyglądają perspektywy przyszłości. Według specjalnego raportu IPCC SROCC (2019; rozdział 2), a także IPCC AR6 (2021; rozdział 9 pierwszej grupy roboczej), tropikalne lodowce będą kurczyć się nadal według wszystkich scenariuszy emisji CO₂ do atmosfery, tracąc do 2050 roku 60–70% masy (względem roku 2015), a do 2100 roku między ok. 75% i blisko 100%. Wszystko wskazuje na to, że szczytowy moment produkcji wody roztopowej lodowce tropikalne mają już za sobą (jako jedne z pierwszych na świecie) i spodziewać się możemy coraz mniejszej dostawy do rzek. 

Przy braku zdecydowanych działań adaptacyjnych może to oznaczać mocne pogorszenie dostępności wody dla bardzo wielu ludzi. Strategie adaptacji muszą także uwzględniać kombinacje przyszłych zmian temperatury, czasowego rozkładu opadów oraz potencjalnego nasilania cykli oceanicznych El Niño/La Niña, w tym przedłużających się susz (jak miało to miejsce w latach 2016/17 w Boliwii) i częstszych epizodów nawałnic.

Do głębokich zmian hydrologicznych oraz nasilenia śmiertelnych geozagrożeń bardzo trudno się dostosować, szczególnie w warunkach ubóstwa, utrudnionego dostępu do edukacji i opieki zdrowotnej, kulejących instytucji państwowych, a także wewnętrznej polaryzacji ludności na tle politycznym i kulturowym, z którymi często borykają się kraje międzyzwrotnikowe. Czynniki te sprawiają, że wrażliwość ich mieszkańców na wyżej opisane zmiany jest bardzo wysoka, ale działania mające w zamyśle wspierać adaptację nie zawsze spotykają się ze zrozumieniem i akceptacją lokalnych społeczności. Przykładem tego jest zniszczenie przez ludność systemów wczesnego ostrzegania przed GLOF nad tzw. Jeziorem 513 w Peru w 2017 roku, ponieważ, jak wierzono, zainstalowane urządzenia miały być odpowiedzialne za suszę. Położone w Kordylierze Białej Jezioro 513 stanowi wysokie zagrożenie dla mieszkańców pobliskiego miasteczka Carhuaz, czego przykład dał GLOF z 2010 roku niszczący infrastrukturę i pola uprawne. 

Stopień zagrożenia wielu innych jezior w Peru stara się ograniczać rządowa jednostka glacjologiczna, często z wielkim poświęceniem poszczególnych jej pracowników i niewystarczającą pomocą władz. Systemami rur drenowana jest woda z jezior, aby redukować jej zgromadzoną objętość i wysokość lustra, w tym z wiszącego nad miastem Huaraz jeziora Palcacocha. Świetny reportaż z tego miejsca Diego Olivasa Arany podkreślający powagę zagrożenia i rozmiary problemów adaptacji w Peru opublikował Przekrój w numerze 3561/2018.

Oczywiście, opróżnianie zagrażających życiu jezior to tylko przykłady działań adaptacyjnych. Równie istotne mogą być inwestycje w unowocześnienie sieci wodociągowych, tworzenie nowych możliwości retencji wody, irygacji pól i ograniczania wodochłonności gospodarki, szczególnie w warunkach rosnącej liczby ludności. Kluczowa jednak może okazać się edukacja społeczeństwa już od najmłodszych lat, co zdają się potwierdzać incydent z Jeziora 513, jak i opinia Diego Olivasa Arany, że zajęty wieloma innymi problemami „przeciętny Peruwiańczyk nie zastanawia się, jak zmieni się przyszłość kraju bez lodowców”. A ta zmieni się dla wielu z pewnością, choć w stopniu zależnym od wielu czynników. I to nie tylko w Peru, ale i innych krajach tropikalnych.

dr Jakub Małecki, autor bloga Glacjoblogia 

The post Znikające lodowce tropikalne – dlaczego ich żałujemy? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Delikatny pancerz

Lód morski, cienka na centymetry lub metry warstwa lodu dryfująca na powierzchni mórz, to bardzo ważny element przyrody Ziemi. Jego jasna powierzchnia, odbijająca w przestrzeń kosmiczną zdecydowaną większość dopływającej w region bieguna energii słonecznej, nie pozwala nagrzewać się leżącej pod nim wodzie. Mówiąc wprost – cienki i delikatny lodowy pancerz na górze globusa jest chłodnicą dla półkuli północnej, w tym dla Polski. Od jego stanu w dużym stopniu zależy jakie będzie lato w Europie, Ameryce Północnej i w znacznej części Azji. Lód morski bierze także udział w rozprowadzaniu wód oceanicznych i ciepła po całym świecie oraz jest kluczowym środowiskiem życia dla przeróżnych stworzeń, m.in. niedźwiedzi polarnych, morsów, fok, narwali oraz wielu gatunków ptaków, ryb i mikroorganizmów. To naprawdę istotna sprawa dla nas wszystkich, choć hashtagi #seaice i #arctic nie należą do najpopularniejszych w mediach społecznościowych.

Lód morski powstaje przez wychłodzenie wody do ok. –2°C i zamarznięcie jej przypowierzchniowej warstwy. Odróżnia to lód morski od lodowców, które powstają na lądzie z gromadzenia i przekształcania śniegu. W Arktyce warunki do rozwoju potężnej pokrywy lodu morskiego były przez wieki i tysiąclecia idealne: wielki Ocean Arktyczny otaczający biegun północny w promieniu 700–2200 kilometrów, trzaskające mrozy podczas wielomiesięcznej i ciemnej zimy oraz letnie temperatury przekraczające zero stopni Celsjusza o zaledwie kilka kresek. Ostatnio jednak sytuacja zmieniła się. Dostające się do atmosfery dodatkowe, „ludzkie” emisje dwutlenku węgla, silnego gazu cieplarnianego, wyjątkowo mocno zwiększyły temperatury w Arktyce. Tak wydajnie, że Arktyka ogrzewa się współcześnie dwa-trzy razy szybciej niż reszta świata.

Topniejąca Arktyka

Dobre spojrzenie na stan lodu morskiego mamy od końca lat 1970. Od tego czasu satelity podglądają go w sposób ciągły dzięki mikrofalom, dla których przeszkodą nie jest ani zachmurzenie, ani mrok polarnej nocy. Dzięki tym obserwacjom wiemy co dzieje się z pokrywą lodu na Oceanie Arktycznym i widzimy jego roczne „tętno” – gdy rośnie zimą i maleje latem. Dla każdego dnia obliczane są: całkowita powierzchnia zajmowana przez lód oraz jego przestrzenny zasięg, a najwyższe z zaobserwowanych w danym roku wartości (przypadające na koniec nocy polarnej, czyli marzec) trafiają do annałów jako roczne maksima lodu morskiego. Porównanie marcowych maksimów zasięgu na przestrzeni ostatnich dekad pokazuje negatywny trend (dane Sea Ice Index, NSIDC, Rys. 2):
• lata 1980.: średnio 16,1 mln km²,
• lata 1990.: średnio 15,8 mln km² ,
• lata 2000.: średnio 15,3 mln km² ,
• lata 2010.: średnio 14,9 mln km² .

Pod koniec dnia polarnego, tj. we wrześniu, gdy po kilku miesiącach topnienia powierzchnia i zasięg przestrzenny lodu są najniższe, lód osiąga roczne minimum. To właśnie o tej porze roku zmiany są najbardziej niepokojące. Minimum zasięgu szybko spada (Rys. 2):
• w latach 1980. wynosiło średnio 7,0 mln km² ,
• w latach 1990. średnio 6,4 mln km² ,
• w latach 2000. średnio 5,5 mln km² ,
• w latach 2010. średnio 4,4 mln km² .

Średnio tracimy zatem kilkanaście procent letniej pokrywy lodowej na dekadę, a to właśnie latem arktycznego lodu świat potrzebuje najbardziej, bo przecież to wtedy dopływ energii słonecznej do Arktyki jest największy (w czerwcu na biegunie północnym jest nawet większy niż na równiku). Prawdopodobnym jest więc, że przy obecnym kursie cywilizacji, tj. przy wciąż rosnących emisjach CO2 i dalszym podgrzewaniu atmosfery, lodu morskiego będzie latem tak mało, że statki będą mogły pływać przez biegun północny bez asysty lodołamaczy jeszcze przed 2050 rokiem. Zanik letniej pokrywy lodowej byłby niewątpliwie kamieniem milowym transformacji Ziemi przez człowieka, o niezwykle negatywnych konsekwencjach dla bilansu energetycznego regionu i planety oraz dla całego ekosystemu Arktyki.

W przewidywaniach tych jest jednak jeden wyjątek, w którym można upatrywać nadziei dla tych gatunków, które od kry są uzależnione. To północne wybrzeża wysp Kanady i Grenlandii, do których prądy spychają mnóstwo lodowych kier z całego Oceanu Arktycznego. Dzięki ich ciągłym kolizjom i chłodnym warunkom grubość lodu morskiego jest tu największa w Arktyce (do kilku metrów), co zapewnia mu długą żywotność i wytrzymałość. Z tych powodów badacze od dawna uważali, że to właśnie te wybrzeża będą w stanie „podtrzymywać przy życiu” resztki lodu morskiego, stając się jego ostatnią ostoją, gdy w innych częściach Arktyki już go nie będzie. To hipotetyczne lodowe sanktuarium nazwano Last Ice Area (w skrócie LIA, dosłownie „Ostatni Obszar Lodu” lub „Obszar Ostatniego Lodu”).

Niestety, ostatnie lata pokazują, że pogląd o wytrzymałym lodzie morskim w Arktyce kanadyjskiej i grenlandzkiej być może należałoby zrewidować, bo we wschodniej części LIA, na Morzu Wandela u wybrzeży Grenlandii, działy się ostatnio rzeczy bez precedensu.

Anomalie na Morzu Wandela

Pierwszej wyraźnej wskazówki, że lód morski u północnych wybrzeży Grenlandii może być mniej stabilny niż sądzono, przyniósł rok 2018. I to dwukrotnie. Już w połowie lutego, gdy trwała jeszcze zima i noc polarna, potężne południowe, stosunkowo ciepłe wiatry pokruszyły lód i odsunęły go od grenlandzkiego wybrzeża. Na Morzu Wandela powstała w ten sposób przybrzeżna połynia (duży obszar otwartej wody otoczony przez krę), szeroka nawet na 100 kilometrów i był to pierwszy tak wielki „przerębel” zaobserwowany na tym obszarze zimą, gdy lód powinien być najgrubszy. Drugie wydarzenie nastąpiło w sierpniu tego samego roku, lecz tym razem w okresie nieco spokojniejszej pogody. Mimo że wiatry były generalnie znacznie słabsze niż w lutym, letnia wyrwa w lodzie była niewiele mniejsza od poprzedniczki i utrzymywała się przez miesiąc (Rys. 3).

Naukowcy poświęcili sporo pracy, aby zrozumieć przyczyny wielkich połyni z 2018 roku, a ich analizy przyniosły ciekawe wnioski. Okazało się, że zimowa połynia nie była specjalnie związana z ociepleniem klimatu i spadkiem grubości lodu – sytuacja pogodowa była tak ekstremalna, że wyrwa w lodzie morskim powstałaby nawet wówczas, gdyby lód miał grubość taką, jak kilkadziesiąt lat wcześniej (Moore i in., 2018). Letnia połynia natomiast była w znacznej mierze pokłosiem sytuacji z zimy. W lutym bowiem wichury wywiały z Morza Wandela starą, grubą krę, zastępując ją lodem znacznie cieńszym, pierwszorocznym, co umożliwiło umiarkowanym sierpniowym wiatrom utworzenie rozległej połyni (Shen i in., 2021). Na tym etapie można więc było mieć nadzieję, że rok 2018 był po prostu rzadkim zbiegiem niekorzystnych okoliczności i powtórzenie takiej sytuacji w nadchodzących latach jest mało prawdopodobne.

I na te płonne nadzieje wszedł 2020 rok, który poprzednie wydarzenia „zawstydził”. Lato tego roku było w Arktyce wyjątkowe, m.in. ze względu na to, że wrześniowy zasięg lodu morskiego zbliżył się do rekordowego minimum z 2012 r. W regionie Morza Wandela koncentracja lodu (odsetek powierzchni wody zajmowany przez kry) natomiast gwałtownie już z końcem lipca. Początkowo odchylenie od wieloletniej normy wynosiło kilkanaście procent, ale w połowie sierpnia zlodzenie było niższe od średniej niemal o połowę, bijąc dotychczasowe rekordy. Obszar otwartej wody był ogromny, a otaczała go potężna powierzchnia wodno-lodowej mieszanki (Rys. 3), z koncentracją lodu niestanowiącą problemu dla przepływającego nieopodal lodołamacza Polarstern. Jego dowództwo zdecydowało się wykorzystać te warunki i w sierpniu 2020 roku (pod koniec trwania ekspedycji MOSAiC) popłynąć ku biegunowi północnemu (Rys. 4).

Gdy kapitan Thomas Wunderlich minął otwartą wodę Morza Wandela, droga do bieguna wciąż szła gładko. Kra była co prawda gęstsza, ale miękka i porowata. Nawet po minięciu osiemdziesiątego ósmego równoleżnika okręt zamiast ugrzęznąć w grubszym lodzie utrzymywał dobrą prędkość pięciu-siedmiu węzłów. Polarstern w jedyne sześć dni dowiózł załogę i naukowców ekspedycji MOSAiC z cieśniny Frama (szerokiego pasa Atlantyku między Grenlandią i Svalbardem) na dziewięćdziesiąty równoleżnik – na biegun. Zaskakująca trasa i prędkość statku zwróciły uwagę Axela Schweigera z zespołem, którzy zbadali te wyjątkowe warunki lodowe i niespełna rok później, w lipcu 2021 roku, opublikowali o nich artykuł w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications Earth & Environment.

Schweiger i in. (2021) stwierdzili, że ogromny spadek koncentracji lodu w sierpniu 2020 roku nastąpił po wyjątkowo dobrym (jak na ostatnie lata) stanie lodu na wiosnę. Najwyraźniej więc nawet porządne uzupełnienie zapasów kry zimą nie wystarcza już do zapewnienia solidnej pokrywy lodowej na koniec lata, gdy do gry wkraczają silne południowe wiatry, robiące totalne przemeblowanie w architekturze kier. Znów odepchnęły one lód od wybrzeży Grenlandii i utworzyły inicjalną połynię, podobnie jak w 2018 roku. Wymuszony ruch lodu w kierunku północy odsłonił dostatecznie duże obszary otwartej wody, aby do gry wkroczył efekt albedo. Ten parametr charakteryzuje optyczną „jasność” powierzchni i decyduje o tym ile energii jest pochłanianej, a ile odbijanej.

W odróżnieniu od lodu, powierzchnia wody pochłania zdecydowaną większość energii słonecznej, dzięki czemu jej temperatura rośnie. Ogrzana woda mogła zatem krążyć w przypowierzchniowych warstwach oceanu i dodatkowo topić krę od spodu. To jakby miniaturowe wzmocnienie arktyczne – niezwykle ważne sprzężenie zwrotne nasilające ocieplenie klimatu w Arktyce proporcjonalnie do kurczącej się powierzchni lodu morskiego. Dla Morza Wandela skutek był taki, że między końcem lipca a połową sierpnia 2020, gdy pogodowa anomalia rozkręciła się na dobre, średnia grubość lodu spadła z trzech metrów do półtora metra, a jego koncentracja zanotowała najniższą wartość w historii pomiarów.

Autorzy badań poszli dalej. W serii eksperymentów wykorzystujących symulacje komputerowe sprawdzili, czy pogoda z lata 2020 roku utworzyłaby wielką połynię w sytuacji, gdyby lód był tak gruby, jak jeszcze cztery dekady temu. Okazało się, że nie aż tak potężną, a bazując na modelach ocenili, że za około 80 procent utraty lodu na Morzu Wandela podczas opisywanego tu wydarzenia odpowiadała pogoda, a za pozostałe 20 procent niższa niż dawniej grubość lodu na starcie sezonu topnienia. „Zakładając, że rosnąca obecność cienkiego lodu w ostatnich 40 latach i otwarta woda na początku sezonu topnienia są głównie wynikiem zmiany klimatu, oraz że warunki atmosferyczne latem były częścią naturalnej zmienności, powyższy podział 20/80 stanowi przybliżoną miarę udziału zmiany klimatu i naturalnej zmienności w wydarzeniu z 2020 roku” – czytamy w oryginalnym artykule. Idąc tym tokiem wnioskowania jeszcze dalej, wraz z postępującym ociepleniem i „chudnięciem lodu” na Morzu Wandela możemy się spodziewać coraz częściej wielkich połyni.

Co to może oznaczać?

Kilkutygodniowe okresy otwartej wody na Morzu Wandela rodzą fundamentalne pytanie: czy słusznie przypuszczano, że obszar ten będzie w nadchodzących dziesięcioleciach ostoją lodu morskiego, skoro już teraz zdarzają się okresy z bardzo niewielkim zlodzeniem? W rozmowie z serwisem Live Science Kristin Laidre, jedna ze współautorek omawianych tu badań, podziela te wątpliwości: „Jeżeli, jak pokazuje artykuł, obszar ten zmienia się szybciej niż oczekiwano, może on nie być ostoją, na której powinniśmy polegać”. LIA może być zatem mniejszy niż przypuszczano, przynajmniej o jego najbardziej wschodni sektor.

Istnieje jednak jeszcze bardziej ponura perspektywa – jeżeli uważany dotąd za względnie trwały obszar Morza Wandela doświadcza silnych zmian, nie można na razie wykluczyć, że także inne fragmenty LIA są bardziej wrażliwe na zmianę klimatu niż sądzono. Nadchodzące lata przyniosą więcej obserwacji i kolejne anomalie pogody i tylko czas pokaże jak zachowywać się będą poszczególne sektory Ostatniego Obszaru Lodu oraz czy w ogóle taki obszar faktycznie się uformuje. Jeżeli miałby się spełnić pesymistyczny scenariusz i LIA okazała by się płonną nadzieją, znacznie wzrosłoby ryzyko rychłego wyginięcia wielu arktycznych gatunków, dla których lód morski jest całorocznym lub sezonowym środowiskiem życia. Oprócz utraty unikalnego ekosystemu, byłoby to jednocześnie zamknięcie pięknego rozdziału historii Ziemi. Epoki, w której na Oceanie Arktycznym lód pływał nawet latem.

I o ile kres tego rozdziału wydaje się nieunikniony, to wszystkim nam powinno zależeć na tym, aby nastąpił jak najpóźniej.

Dr Jakub Małecki

Literatura:
• Moore, G. W. K., Schweiger, A., Zhang, J., & Steele, M.. What caused the remarkable February 2018 North Greenland Polynya? Geophysical Research Letters, 45, 13,342– 13,350. (2018) https://doi.org/10.1029/2018GL080902
• Schweiger, A.J., Steele, M., Zhang, J. et al. Accelerated sea ice loss in the Wandel Sea points to a change in the Arctic’s Last Ice Area. Commun Earth Environ 2, 122 (2021). https://doi.org/10.1038/s43247-021-00197-5 
• Shen, X., Ke, CQ., Cheng, B. et al. Thinner Sea Ice Contribution to the Remarkable Polynya Formation North of Greenland in August 2018. Adv. Atmos. Sci. 38, 1474–1485 (2021). https://doi.org/10.1007/s00376-021-0136-9

The post „Ostatni obszar lodu” appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Był wczesny czwartkowy poranek 4 marca 1926 roku, gdy trzej bracia Ebenerowie – Johann, Cletus i najmłodszy Fidelis, wyruszyli na wycieczkę narciarską, zabierając ze sobą sąsiada, Maxa Riedera. Kippel, mała wioska w alpejskiej dolinie Lötschental, była zasypana śniegiem po okna domów, a w miarę marszu w górę doliny śniegu tylko przybywało. Życie w Alpach wymagało znakomitej kondycji, więc żwawo mijali kolejne coraz wyżej położone wioski i przysiółki. Dalej było już tylko dziko – skały, lód i śnieg. Gdy dotarli do wypukłej, pokrytej gruzem krawędzi lodowca Langgletscher, tempo marszu nieco spadło. Znali go jednak, więc łatwo ominęli strefę pęknięć i szli dalej pod górę, ku grani wieńczącej dolinę, ciesząc się z kolejnej wspólnej wyprawy. Tym razem krótkiej, bo obiecali, że najpóźniej następnego dnia wieczorem będą z powrotem w Kippel.

Dobrze przed południem widzieli już grań i stojący na niej schron Hollandiahütte, gdzie spędzić mieli najbliższą noc. W kilka godzin pokonali dystans 17 kilometrów i blisko 2000 m przewyższenia. Nie był to ich rekord, ale na turystach spotkanych przed schronem wynik ten zrobił wrażenie. Czuli się świetnie, a do tego pogoda dopisywała. Przed nimi rozpościerał się widok na pięknie ośnieżonego giganta – największy lodowiec Alp, Aletschgletscher, i jego słynną Konkordię, miejsce gdzie łączą się ze sobą cztery strumienie lodowcowe.

Napalili w kominku, zjedli chleb i kilka kawałków wędzonego jelenia. Umiarkowany wiatr nie budził obaw. Konkordia była w zasięgu ręki, wystarczyło zjechać łagodnie kawałek w dół lodowca Aletsch i przed wieczorem wrócić na noc do schronu. Po południu zaczęli zbierać się do wymarszu, ale na wszelki wypadek Cletus zostawił w chatce kartkę z rezerwacją: „Można korzystać z przegotowanej wody, ale zostawcie drewno. Będziemy tu spać dziś, 4 marca”. Wyruszyli na lekko, bez plecaków. Gdy stanęli przed schronem gotowi do wymarszu, nad postrzępionym horyzontem zaciemniło się. Mimo to zeszli z grani i szybko zjechali na Aletschgletscher. Wkrótce potem pogoda się załamała. Zamieć śnieżna trwała trzy dni.

86 lat później kości trójki braci odnalazła para angielskich turystów. Leżały rozrzucone na powierzchni jęzora lodowca 13 kilometrów od Hollandiahütte, a wraz z nimi skórzane buty, fajka, lornetka i inne wyprawowe utensylia z początku XX wieku. Znaleziska, choć sensacyjne, nie odpowiedziały na zbyt wiele pytań o przyczynę tragedii, która w owym czasie wstrząsnęła całą okolicą. Z pomocą jednak przyszli glacjolodzy, którzy w oparciu o znajomość fizyki ruchu lodu zrekonstruowali trajektorię ciał na przestrzeni ostatnich dekad. Z analiz wynika, że bracia zginęli zaledwie 1–2 kilometry od schronu, dość daleko od ścian skalnych. A więc to raczej nie lawina ich zabiła. Prawdopodobnie zabłądzili w zamieci i zamarzli nie odnalazłszy drogi do chatki. Szczątki braci dotarły do Konkordii dopiero w 1980 roku, zagrzebane pod dwustoma metrami lodu, a szczątków Maxa do tej pory nie odnaleziono. Jeżeli odłączył się od grupy i zginął w innym miejscu, być może pozostanie w lodzie jeszcze przez długie lata. Lód może być bowiem naturalną długoterminową przechowalnią dla przeróżnych obiektów.

Lodowe sarkofagi Alp

Opisany wyżej przypadek nie jest odosobniony, bo ludzkie szczątki odnajdywane są na alpejskich lodowcach regularnie, np. pary zaginionej w 1942 roku czy narciarza z roku 1963. Zdarzają się jednak szczątki znacznie starsze, jak podróżnika, który pokonywał Alpy na przełomie XVI i XVII wieku, po którym zostały m.in. kawałki kości, elegancki rapier i pistolet, widoczne na rys. 2.

Topniejące śniegi oddają światu także liczne znaleziska militarne, na przykład wrak samolotu w Szwajcarii. Szczególnie dużo wojennych pamiątek znajduje się jednak w północnych Włoszech. Podczas pierwszej wojny światowej (1914–1918) trwały tam wysokogórskie walki między żołnierzami Włoch, Austro-Węgier, a także Niemiec (tzw. Biała Wojna). Schronienia przed nieprzyjacielem i mrozem szukano czasem w tunelach specjalnie drążonych w skałach, które po wojnie popadały w zapomnienie i stopniowo wypełniały się śniegiem i lodem. Jeden z takich schronów topniejący lód odsłonił na stokach góry Scorluzzo (3095 m n.p.m.) w 2015 roku w pobliżu miasteczka Bormio, ofiarowując archeologom setki doskonale zachowanych przedmiotów z epoki, m.in. ubrań, notatek i amunicji. Według Stefana Morosiniego, badacza historii tego obszaru,

te schrony to kapsuły czasu Białej Wojny, pomagające nam zrozumieć ekstremalne i głodowe warunki, których doświadczali żołnierze. Wiedza, którą możemy dziś zdobyć dzięki znaleziskom, jest pozytywną konsekwencją negatywnego zjawiska zmiany klimatu.

W kontekście globalnego ocieplenia przywykliśmy do informacji jednoznacznie negatywnych, więc wydawać by się mogło, że powyższe słowa są jakimś pocieszeniem – oto mamy w końcu dobrą stronę wzmożonego topnienia lodowców. Bardziej skomplikowana prawda jest taka, że nie wszystkie lodowe znaleziska zawdzięczamy wyłącznie rosnącej temperaturze. Kości trójki braci Ebenerów nawet w stabilnym klimacie wytopiłyby się w końcu na Aletschgletscher, bo… tak funkcjonują lodowce. Czyli jak?

W górnych częściach lodowców rok po roku gromadzi się śnieg, więc przedmiot tam zagubiony zostanie po jakimś czasie zasypany i znajdzie się pod powierzchnią. Po wielu latach śnieg wokół przedmiotu zostanie sprasowany i zmieni się w lód lodowcowy, a ponieważ lód ten spływa powoli z góry na dół (dzięki deformacji i poślizgowi po podłożu), zagubiony przedmiot będzie poruszał się wraz z nim, najczęściej w tempie od jednego metra miesięcznie do jednego metra dziennie. Zatopione w lodzie obiekty przenoszone są do niższych i tym samym coraz cieplejszych stref, w których topnienie na powierzchni lodowca przeważa nad gromadzeniem śniegu. W efekcie, w niższych częściach lodowców wytapiane są kolejne warstwy lodu, a wszystko co w nich do tej pory podróżowało pojawia się na powierzchni. Wyłaniające się na światło dzienne szczątki są zwykle dość zniszczone przez ruch lodu i niekoniecznie mówią nam wiele o stanie lokalnego klimatu, bo w końcu pojawiłyby się na powierzchni nawet wtedy, gdyby lodowiec rósł, a nie malał.

Wbrew pozorom lodowce górskie nie są zamrażarką idealną, a ich ruch najczęściej kruszy to, co jest w nich zagrzebane. Inaczej jest jednak z lodem nieruchomym, np. niewystarczająco stromym lub zbyt cienkim, aby mógł się deformować, jak chociażby ten, który otworzył wejście do schronów na górze Scorluzzo. W takich przypadkach odsłaniane przez zanik lodu przedmioty rzeczywiście często zawdzięczają odkrycie ociepleniu klimatu. Tylko taki stagnujący lub bardzo powolny lód może działać jak prawdziwy sarkofag, który nie uszkodzi przechowywanych w nim skarbów i zapewni im ochronę na długie lata. Czasem bardzo długie, jak w przypadku tyrolskiego człowieka lodu, szerzej znanego jako Ötzi.

Zimne mumie

W 1991 roku gruchnęła sensacyjna wiadomość – z płaskiego płata lodu w Alpach, na granicy austriacko-włoskiej, wyłoniło się zmumifikowane ciało człowieka.

Wyniki szczegółowych badań zwłok rozeszły się po mediach całego świata – oto odnaleziono zakonserwowane ciało z epoki brązu. Oryginalna hipoteza ostatnich chwil życia Ötziego, jak wkrótce nazwano odkrycie, mówi, że zmarł w rowie na górskim wypłaszczeniu, po czym przykrył go śnieg i lód. Oznaczałoby to, że jego odkrycie zawdzięczamy zniknięciu masy lodu, która znajdowała się tam nieprzerwanie przez ostatnie ponad pięć tysięcy lat.

Nie jest to jednak pewne. Niektórzy archeolodzy są zdania, że Ötzi zmarł nie w rowie, lecz na śniegu. Ciało w rowie miałoby być osadzone dopiero po jego stopieniu (miesiące lub wiele lat później), podczas gdy płat lodu, który z czasem zakrył ciało, pojawiał się i znikał na przestrzeni dziejów, sporadycznie eksponując mumię na działanie czynników środowiskowych. Możliwe więc, że lód okalający mumię był znacznie młodszy niż wcześniej zakładano, co nie zmienia faktu, że jej odkrycie zawdzięczamy rosnącej temperaturze (więcej o badaniach i kontrowersjach wokół Ötziego można przeczytać tutaj). Niezmiennie jednak Ötzi pozostaje jedyną tak dobrze zachowaną i jednocześnie tak starą mumią wytopioną bezpośrednio z lodu, m.in. dzięki temu, że lód ten był nieruchomy. Mumia dała bezcenny wgląd w życie ówczesnych ludzi – co jedli, jak się ubierali, w co wierzyli – oraz impuls do rozwoju archeologii lodowcowej, nowej dziedziny nauki zajmującej się wytapianymi z lodu artefaktami i ciałami sprzed lat.

W Europie poza Alpami archeologia lodowcowa rozwija się szybko w Norwegii, szczególnie w ramach projektu Secrets of the Ice. Pod szczególną obserwacją znajdują się tu małe wieloletnie płaty lodu, zbyt cienkie, aby wykazywały istotny ruch, a więc takie, które mogą konserwować pamiątki po dawnych wydarzeniach. Dziś, gdy klimat Norwegii jest coraz cieplejszy, a płaty lodu trwające tu od wieków szybko znikają, na ich obrzeżach pojawiają się liczne artefakty, często z czasów Wikingów: strzały, podkowy, kości, elementy garderoby lub kompletne miecze. Mimo licznych odkryć wciąż czekamy na drugą po Ötzim lodową mumię w Europie. Szanse na takie znalezisko istnieją, bo lodowcowych mumii jest z pewnością więcej. Dowodzi tego przypadek z zachodniej Kanady.

W 1999 roku w prowincji Kolumbia Brytyjska w dolnej części jednego z lodowców odnaleziono częściowo zmumifikowane szczątki człowieka sprzed około 200–300 lat. Był to tak zwany Kwäd̖āy Dän Ts’ínch̖i, co w wolnym tłumaczeniu z lokalnego języka oznacza „odnaleziony dawno zaginiony człowiek”. Mimo że znacznie młodsze, jego ciało nie było jednak tak dobrze zachowane, jak w przypadku Ötziego. Nie jest też eksponowane w muzeum – po przeprowadzeniu podstawowych badań szczątki spalono zgodnie z rytuałem lokalnej rdzennej społeczności.

W zimnych regionach archeolodzy odnajdują sporadycznie nie tylko przypadkowe pamiątki, lecz także starannie przygotowane stare groby i złożonych w nich ludzi, których ciała zachowały się do naszych czasów dzięki konserwującemu wpływowi przemarzniętego gruntu, tzw. wieloletniej zmarzliny, często występującej w formie lodowo-glebowej mieszanki. Przykładami mogą być Księżniczka z Ukoku sprzed 2,5 tysiąca lat z gór Ałtaj, mumie Inuitów z Grenlandii z XV wieku czy mumie członków tragicznej ekspedycji Franklina poszukującej w latach 1840 przejścia północno-zachodniego wzdłuż północnych wysp Kanady, Świętego Graala arktycznej żeglugi. Także w wysokich partiach Andów w Ameryce Południowej wielokrotnie natrafiono na mumie ofiar składanych bóstwom przez Inków. Precyzyjnie mówiąc nie są to jednak mumie lodowe, bo zwłoki konserwuje tu nie lód, lecz mróz, suche powietrze i ograniczona ilość tlenu, więc ich odkrywanie to najczęściej raczej sukces poszukiwań archeologicznych lub czysty przypadek, niż efekt ocieplenia klimatu. Do najlepiej zachowanych na świecie należą około 500-letnie Dzieci z Llullaillaco.

Mumie ludzkie to jednak wierzchołek góry lodowej, bo te zwierzęce odnajdywane są częściej. Szczególnie wiele okazów wytopiło się ze zmarzliny Syberii, degradowanej obecnie przez silne ocieplenie klimatu w regionie. To istne prehistoryczne zoo, w którym można obejrzeć z bliska wymarłe gatunki zwierząt z okresu, gdy północną Europę i Polskę pokrywał gruby lód, a więc nawet sprzed kilkudziesięciu tysięcy lat: mamutów, psowatych, nosorożców, niedźwiedzi, nie wspominając nawet o przywróconych do życia po tysiącach lat mikroskopijnych wrotkach oraz bakteriach, grzybach i wirusach. Co ważne, ta ostatnia grupa żyjątek lub para-żyjątek po przebudzeniu może być czasem zagrożeniem dla ludzi, jak pokazała niedawna epidemia wąglika w północnej Rosji.

Zmiana klimatu daje i odbiera

Pozornie ocieplenie klimatu jest zapowiedzią złotych czasów archeologii lodowcowej, ale każdy kij ma dwa końce. Smutny fakt, że alpejskie lodowce należą do najszybciej topniejących na świecie sprawia, że w najbliższych dekadach możemy faktycznie spodziewać się coraz większej liczby odkryć. To archeologiczne El Dorado nie potrwa jednak długo, bo przy dalszym pompowaniu w powietrze coraz większych ilości CO₂ do 2100 roku wytopi się tam ponad 90 procent współczesnej objętości lodu. Z pewnością niejeden bezcenny skarb zdąży przed odkryciem ulec zniszczeniu po wyeksponowaniu na działanie czynników zewnętrznych: słońca, deszczu, wiatru, zwierząt, roślin i całej gamy procesów fizycznych i chemicznych. Podobnie w Norwegii i w innych obszarach zlodowaconych – po całkowitym wytopieniu lodu zniknie ochronny sarkofag.

Nie tylko zanik lodu jest jednak problemem dla reliktów przeszłości. Na obrzeżach Grenlandii, największej wyspy świata, której centrum pokrywa potężny lądolód, badacze historii od lat próbują rozwikłać jedną z wielkich zagadek archeologii. Około roku 1000 na wyspę przybyli Wikingowie pod wodzą Eryka Rudego, aby 400 lat później nagle ją opuścić, krótko po osiągnięciu szczytu rozwoju. Czy to przez epidemię? A może przez katastrofę naturalną? Być może nie zdążymy poznać odpowiedzi o przyczynę tej ucieczki, bo prędzej cenne informacje ulegną zatarciu. Erozja wybrzeży podtapia ruiny nadmorskich osad, a coraz grubsza pokrywa roślinna utrudnia potencjalne odkrycia. W końcu, coraz większa liczba dni z dodatnią temperaturą sprzyja bakteriom rozkładającym materię organiczną, w tym drewno, podstawowy budulec w tamtych czasach. Szacunki archeologów wskazują, że do końca XXI wieku rozkładowi może ulec kilkadziesiąt procent materiału pochodzenia organicznego, bez którego bardzo trudno będzie zdobywać wiedzę o dawnych mieszkańcach wyspy. „Tracimy wszystko. W zasadzie to podziemny odpowiednik Biblioteki Aleksandryjskiej, w której szaleje pożar”, powiedział dla New Yorker prof. Thomas McGovern, archeolog.

Czas niszczy każdy zabytek, ale zmiana klimatu przyspiesza ten proces nie tylko w chłodnych regionach Ziemi, lecz na całym świecie. Lubisz skoczyć na wakacje do Grecji, Hiszpanii, Chorwacji czy Włoch i cieszyć oko tamtejszymi zabytkami? To wiedz, że niektóre miejsca dziedzictwa kulturowego są coraz bardziej zagrożone erozją i wzrostem poziomu Morza Śródziemnego. Podobnie jest na wybrzeżu USA, gdzie wiele stanowisk archeologicznych może za jakiś czas pochłonąć woda lub nasilające się pożary. Na każdym kontynencie zagrożone są bezcenne ślady dawnych czasów, które są pamięcią naszej globalnej historii. Wiele z nich stracimy, zanim na dobre zrozumiemy ich znaczenie – czy to w lodowcowych dolinach Alp, czy na peruwiańskiej pustyni.

dr Jakub Małecki, autor bloga Glacjoblogia

The post Sekrety historii wyłaniające się spod topniejących lodowców appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

La Paz, El Alto, Boliwia – Wychodząc z samolotu na dzień dobry dostaję pięścią w przeponę. Lotnisko w El Alto jest najwyżej położonym międzynarodowym portem lotniczym na świecie, leżącym 4200 m nad poziomem morza – ciśnienie powietrza wynosi tu więc zaledwie ok. 650 hektopaskali i trudno złapać pełny oddech. Przyleciałem tu jako opiekun naukowy grupy geo-studentów Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Ledwo oddycham, a już za trzy dni będziemy prowadzić badania jeszcze wyżej, przy jednym z andyjskich lodowców.

Siedziba rządu Boliwii, najuboższego kraju Ameryki Południowej, położona jest wyjątkowo. Jej górna część, a właściwie osobne miasto El Alto, znajduje się na wielkim, chłodnym płaskowyżu Altiplano. El Alto kończy się od wschodu skalnym klifem, poniżej stóp którego zaczyna się La Paz, starsze, lepiej rozwinięte i położone w dolinie kilkaset metrów niżej. W obu tych połączonych miastach mieszka razem tyle osób, co w Warszawie. Dwa miliony twardych ludzi zdanych na łaskę najważniejszego żywiołu – wody. A jest to w tym regionie towar deficytowy.

Dostępność wody dyktują tu nieubłagane warunki przyrodnicze, a przede wszystkim opady. Pory roku w tropikach to nie typowy znany nam w Polsce czteropak zmian temperatury od wiosny do zimy, a raczej zero-jedynkowe fluktuacje wilgotności pór suchej i deszczowej, stąd na Altiplano przez większą część roku niemal nie pada. Drugim czynnikiem jest lód. Mimo że metropolia La Paz znajduje się względnie blisko równika, można tu spotkać wieloletnie śniegi i jęzory lodowców, bo od wschodu i północy ponad miasto wybijają się góry Cordillera Real. Niektóre szczyty przekraczają 6000 m n.p.m., a wśród najbardziej znanych masywów znajdują się m.in. Huayna Potosi, Charquini, Chacaltaya oraz ich królowa – Illimani.

Obecność lodowców w górach umożliwia stabilną podaż wody roztopowej, która czasami podczas susz może stanowić ok. 90% całych dostępnych wówczas zasobów (Buytaert i in. 2017). Zmiana klimatu sprawia jednak, że powierzchnia lodowców spada na łeb na szyję. Do niedawna coraz mniejsze lodowce nadrabiały produkcję wody coraz silniejszym topnieniem (Soruco i in. 2015), ale taka sytuacja nie jest możliwa do utrzymania na dłuższą metę. 

Stary lodowiec na młodej górze

Po trzech dniach rozpoczynamy naszą wyprawę badawczą i docieramy do stóp masywu Huayna Potosi (6088 m n.p.m.), co w języku Aymara oznacza „młodą górę”. To miejsce popularne wśród wspinaczy, dzięki czemu znajduje się tu schronisko, rzadkość w tutejszych górach. Położone jest na wysokości 4800 m n.p.m., więc po wyjściu z samochodu nieco plączą mi się nogi, co najmniej jakbym chwilę wcześniej wychylił dwie „małpki”. Blisko stąd do jednego z zaledwie kilku dobrze zbadanych lodowców tropikalnych. W literaturze naukowej ten dość duży jak na tę okolicę lodowiec nazywany jest Zongo, ale miejscowi, chyba ironicznie w stosunku do nazwy góry, nazywają go Glaciar Viejo – „stary lodowiec”. Obecnie lodowiec znajduje się pod ścisłą obserwacją glacjologów z  La Paz i Francji, którzy mierzą jego topnienie, mikroklimat i hydrologię. Na jego przykładzie badacze poznają procesy sterujące życiem tropikalnych lodowców Andów.

Wyniki blisko trzydziestu lat prac dokumentują, jak Zongo reaguje na zmiany klimatyczne. Ogromną wagę w procesie topnienia odgrywa tu słońce, które świeci blisko zenitu przez cały rok. W związku z tym, obecność jasnej pokrywy śnieżnej chroni lodowiec przed wysokimi dawkami energii, bo odbija ona lwią część promieniowania. Ilość śniegu spadająca na lodowiec jest więc dla niego niezmiernie ważna i w znacznej mierze sterowana przez cykle oceaniczne El Niño i La Niña. Te dwie przeciwstawne anomalie temperatury sąsiedniego Oceanu Spokojnego występują co kilka lat i zaburzają normalne cykle opadowe. W nisko położonych strefach powodują odpowiednio ich wzrost i spadek (Ronhall i Gallaire 2006), ale na Altiplano i wyżej w Andach zależność ta się odwraca. Z tego powodu, w czasie El Niño lokalne lodowce cierpią z powodu ograniczonej akumulacji śniegu i wysokiej temperatury, natomiast podczas La Niña mogą się nawet nieco odbudować ze względu na chłód i wzmożone opady (Wagnon i in. 2001). Na te lokalne uwarunkowania nakładają się globalne i regionalne ocieplenie klimatu, które w wysokich partiach Andów jest szybsze niż w obszarach położonych niżej, co długofalowo wzmaga topnienie. 

Wieloletni bilans masy lodowca Zongo jest w efekcie ujemny – traci więcej lodu, niż zyskuje z opadów śniegu. W ciągu typowego roku chudnie średnio o jakieś pół metra grubości (Soruco i in. 2009) i wycofuje swój jęzor w górę doliny o długość jednego autobusu przegubowego (Pelto, 2015). Jeśli emisja dwutlenku węgla do atmosfery nadal będzie rosła, do roku 2050 objętość lodowca może spaść o ok. 50%, a do roku 2100 niemal do zera (Reveillet i in. 2015). W podobnej sytuacji są pozostałe lodowce Boliwii, których topnienie jest szczególnie szybkie od lat 1980., od kiedy ich łączna powierzchnia spadła o ponad 40% (Cook i in. 2016). Przyczyn tego procesu badacze upatrują w rosnącej temperaturze powietrza oraz, prawdopodobnie, redukcji opadów (Rabatel i in. 2013), w tym przede wszystkim śnieżnych. Potencjalny zanik Zongo w jakimś stopniu może przełożyć się na produkcję prądu dla okolicy, bo lodowiec zasila w wodę zbiornik jednej z hydroelektrowni leżącej tuż poniżej naszego schroniska (Wagnon i in. 1999). W trakcie naszej wyprawy we wrześniu 2016 roku, gdy w mieście wysychają krany, poziom wody w zbiorniku jest kilkanaście metrów poniżej normy.

Morenowa uczta dla koneserów

Celem naszej ekspedycji nie jest jednak Zongo, lecz znacznie mniejszy od niego lodowiec położony na południowym stoku sąsiedniego masywu Charquini. W połowie XVII wieku, gdy w Polsce trwał Potop Szwedzki, spod szczytu Charquini (5392 m n.p.m.) spływały promieniście pokaźne lodowce, których do dziś ostała się tylko resztka (Rabatel i in. 2008). Nasz lodowiec nie jest wyjątkiem. Do tej pory przetrwał tylko jego najwyżej położony fragment o szerokości 900 metrów i długości 400 metrów. To zaledwie ćwierć jego dawnej wielkości.

Lodowiec Charquini jest jednym z trzech ostatnich, które zasilają największe jezioro w okolicy – Lago Milluni – ale prawdopodobnie za parę dekad wszystkie trzy znikną. W rezultacie mieszkańcy La Paz mogą bezpośrednio obserwować postępujący kryzys klimatyczny. Odczuwają też na własnej skórze jego skutki. Dopóki mogą, cieszą się ostatnim łatwo dostępnym kawałkiem lodu w okolicy i przyjeżdżają pod Charquini gdy tylko spadnie śnieg, aby pojeździć na snowboardzie i ulepić bałwana. Do połowy lat 1990., w czasach gdy poza miastem prąd był dobrem jeszcze rzadszym niż dziś, wykorzystywali lodowiec także jako źródło lodu do przechowywania żywności.

Kilka kilometrów całkiem dobrej drogi ze schroniska pod Charquini wykańcza mnie fizycznie, bo nie zaaklimatyzowałem się do wysokości. Na poprawę samopoczucia na miejscu zastajemy ucztę dla koneserów – piękne sekwencje piaszczystych moren czołowych zbudowanych w czasach dawnego narastania lodowca. Przez tydzień mapujemy moreny oraz analizujemy znalezione tu kamienie i piach, ponieważ zawierają w sobie pamięć o kluczowych dla krajobrazu wydarzeniach z ostatnich kilku wieków.

Wyniki naszej pracy opublikujemy półtora roku później w szanowanym międzynarodowym czasopiśmie naukowym Earth Surface Processes and Landforms (Małecki i in. 2018). Dojdziemy do wniosku, że począwszy od końcówki XVII wieku przez kolejnych 150 lat lodowiec Charquini pulsował w rytm fluktuacji klimatycznych, robiąc dwa kroki do tyłu, ale jeden do przodu. Jednak od 200 lat nie było żadnego wyraźnego kroku naprzód, co świadczy o jego pogarszającym się stanie. Sondowania radarowe i pomiary topnienia zespołu boliwijsko-francuskiego sugerują, że lodowiec może zniknąć całkowicie w ciągu kolejnych dwóch – trzech dekad, ponieważ jego średnia grubość to dziś już tylko ok. 20 metrów.

Narty w chmurach

Po kilku dniach odpoczynku w mieście i podróży po kraju, ostatni dzień pobytu w Boliwii chcę znów spędzić w górach. Jadę taksówką na Chacaltaya, gdzie jeszcze niedawno znajdował się najwyżej położony wyciąg narciarski na świecie.

Na szczyt góry na wysokości 5300 m n.p.m. prowadzi kamienista ścieżka, ludzi prawie nie ma. Wejście na wierzchołek zajmuje dłuższą chwilę, bo zadyszka łapie mnie po każdych kilku krokach. W końcu docieram na miejsce. Jestem pół kilometra wyżej niż Mont Blanc, ale w odróżnieniu od Alp nie ma tu już śniegu, ani tym bardziej lodu. Lodowiec Chacaltaya, po którym jeszcze kilkanaście lat wcześniej zjeżdżały na nartach rodziny z dziećmi, całkowicie się roztopił. Nawet w swoich najlepszych czasach miał tylko półtora kilometra długości, ale jeszcze w latach 1980. jakoś się trzymał. Potem jednak topnienie przyspieszyło i w 2009 roku rozpłynęły się jego ostatnie skrawki (Ramirez i in., 2001). Ośrodek narciarski zamknięto raz na zawsze, a z broszur reklamowych zniknęła unikalna atrakcja turystyczna regionu. Infrastruktura stokowa popada teraz w ruinę. Zardzewiałe elementy wyciągu wtapiają się w krajobraz rudawych skał.

Śmierć liczącego sobie kilkanaście tysięcy lat lodowca Chacaltaya przykuła swego czasu uwagę mediów na całym świecie i stała się na dłuższą chwilę ikoną zmiany klimatu. Ale, obiektywnie patrząc, nie była to śmierć wyjątkowa. Zdecydowana większość lodowców w Boliwii to maluchy, z których wiele także już zniknęło – sam szczyt, na którym teraz stoję, dawno temu otoczony był lodowcami z każdej możliwej strony. Jednak dopiero zanik tego lodowca, na wskroś typowego dla regionu, lecz służącego rozrywce i rekreacji, trafił na okładki i ożywił dyskusję o przyszłości lodu w Andach.

Susza

Lokalna społeczność, szczególnie rolnicza, już od dawna odczuwa hydrologiczne skutki topnienia śniegu i lodu, które coraz bardziej ograniczają plony w trudnym, wysokogórskim środowisku. Jedną z konsekwencji susz jest ucieczka ludności wiejskiej do miasta i gwałtowny wzrost populacji El Alto. Niestety miasto nie jest gotowe na przyjęcie choćby części migrantów, bo nawet dziś wiele gospodarstw domowych wciąż pozbawionych jest wody, prądu, czy nowoczesnego ogrzewania. Biorąc pod uwagę przewidywany rozwój demograficzny miasta zapotrzebowanie na wodę w ciągu najbliższych kilkunastu lat może wzrosnąć o 15-53% (Kinouchi i in. 2019). W kontekście kurczących się zasobów wodnych zagwarantowanie mieszkańcom odpowiedniej ilości czystej wody będzie trudne, więc El Alto może stać się pułapką dla ludzi poszukujących lepszego życia. 

Niespełna dwa miesiące po zakończeniu naszej wyprawy, w listopadzie 2016 roku rząd Boliwii wprowadził stan wyjątkowy. Kraj cierpiał przez najgorszą suszę od 25 lat, która zaczęła się pod koniec 2015 roku. Znów wyschło całkowicie drugie największe jezioro kraju Poopó, a plony i bydło wielu rolników zostały zdziesiątkowane. Ważne zbiorniki retencyjne były wypełnione jedynie w kilku procentach, a wojsko nadzorowało racjonowanie wody. W wielu miastach Boliwii panował niepokój, sfrustrowani ludzie wychodzili na ulice. W kilku regionach rok szkolny skończył się dwa tygodnie przed planowanym terminem. Doraźnie wiercono nowe studnie.

W La Paz i El Alto racjonowanie wody z ciężarówek dotyka, według niektórych szacunków, aż 400 tysięcy ludzi. Oznacza to jeden-dwa wiadra raz na kilka dni dla rodziny. Ich zawartość czasem jest cuchnąca i żółta i taką wodę muszą pić niektórzy mieszkańcy. Pozostali odzyskują wodę w kranach na kilka-kilkanaście godzin, po czym znowu wysychają one na całe dni lub nawet tygodnie. W El Alto grupa aktywistów uprowadza wysokich rangą pracowników firm dystrybuujących wodę i ministerstwa wody, aby wymusić na rządzie przedstawienie planów walki z kryzysem. Nawet zamieszkiwane przez krajową elitę dolne La Paz przeżywa ciężkie chwile, które dotychczas je omijały. Prezydent Boliwii Evo Morales zapowiadał duże inwestycje infrastrukturalne, aby przystosować kraj do nowych warunków środowiskowych wymuszonych zmianą klimatu. Stan wyjątkowy trwał do stycznia, ale do końca 2017 roku Boliwia zmagała się dalej ze skutkami suszy.

Przyczyn klęski żywiołowej było kilka. Po pierwsze, po porze suchej woda na Altiplano została tylko minimalnie uzupełniona przez deszcz. Prawdopodobnie miało to związek z anormalnym, rekordowo silnym zjawiskiem El Niño, które na przełomie 2015 i 2016 roku rozwinęło się na Oceanie Spokojnym. Po drugie, niemal w oczach znika okoliczny górski lód, który dawniej przez cały rok stopniowo uwalniał zgromadzoną w nim wodę. Topnienie lodowców będzie powoli ustawać, odcinając Altiplano od ostatniego źródła wody na czarną godzinę. Po trzecie, zła gospodarka wodna, w tym ogromne straty przesyłowe w nieszczelnych wodociągach, górnictwo oraz wielkie plantacje soi i trzciny cukrowej od dawna na potęgę trwonią skromny budżet wodny dużej części kraju.

Niestety, wszystko wskazuje na to, że będzie coraz gorzej. Projekcje zmian klimatu w tropikalnych Andach wyraźnie przewidują silny wzrost temperatury o kolejnych 3-5 stopni Celsjusza do końca XXI wieku z możliwym, choć niepewnym, ograniczeniem opadów (Urrutia i Vuille 2009). Istnieją też przesłanki, żeby spodziewać się coraz silniejszych zjawisk El Niño (Latif i in. 2015). W przypadku Boliwii i krajów sąsiednich sprawi to, że katastrofalne susze mogą stać się tu wkrótce nową normą. Tylko że tym razem łzy umierających lodowców już nie pomogą, bo wiele lat wcześniej ostatnie z nich spłyną do Amazonki, Pacyfiku lub jeziora Titicaca. Białe czapy na górskich szczytach ocaleją tylko w zbiorowej pamięci w ludowych pieśniach i legendach.

Najdłużej przetrwa zapewne pokrywa lodowa na Illimani (6438 m n.p.m.), najwyższej górze Cordillera Real, świętej dla mieszkańców regionu. I być może w czasie jakiejś suszy, za 80 lat, kiedy jedynym źródłem wody w okolicy będą topniejące pozostałości jej lodowców, nieliczna grupa prawnucząt obecnych mieszkańców dalej będzie śpiewać słowa starej piosenki: ¡Illimani, Illimani, centinela tú eres de La Paz! ¡Illimani, Illimani, perla andina eres de Bolivia! (Illimani, Illimani, jesteś strażniczką La Paz! Illimani, Illimani, jesteś andyjską perłą Boliwii!).

Lecz wtedy nie będzie to już pieśń radosna.

dr Jakub Małecki (Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu)

artykuł pierwotnie ukazał się w Glacjobiologii

The post Kryzys klimatyczny to odległa przyszłość? Zapytaj Boliwijczyków appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

O tym, że lądolody Antarktydy kurczą się wiemy od jakiegoś czasu. Szczególnie delikatna jest zachodnia część Antarktydy, której znaczny fragment prawdopodobnie wszedł już w fazę samonapędzającego się zaniku, i której półki lodowe (lodowce szelfowe) rozpadają się. Zmiany zachodzące na Antarktydzie, ale także na Grenlandii, są na tyle poważne, że w środowisku glacjologów pojawiły się pomysły rozwiązań zmierzających do sztucznego zahamowania utraty masy z lądolodów.

W kontekście obserwowanego ocieplenia klimatu, monitorowanie zmian masy (bilansu masy) lodu Antarktydy jest niezwykle ważne, ale także bardzo trudne ze względu na skalę przedsięwzięcia i wiążące się z nią problemy. Wśród nich wymienić można chociażby względnie niewielką liczbę pomiarów bezpośrednich oraz trudność obserwacji procesów zachodzących pod powierzchnią śniegu, lodu i oceanu. Z tych powodów kompleksowe obserwacje Antarktydy możliwe są tylko wtedy, gdy zaprzęgnie się do nich informacje pochodzące z wielu różnych źródeł, takich jak:

• satelity (z których każdy obserwuje elementy bilansu masy w różny sposób, np. optycznie, radarowo czy grawimetrycznie),
• symulacje komputerowe (mające załatać dziury w naszej wiedzy o przestrzennej i czasowej zmienności pogody, właściwościach śniegu i procesach podpowierzchniowych na ogromnych obszarach pomiędzy punktami pomiarowymi),
• pomiary bezpośrednie (które służą przede wszystkim do kalibracji danych satelitarnych i symulacji, tj. do takiego ich strojenia, aby jak najlepiej pasowały do obserwacji).

W podobny sposób podeszła do zagadnienia grupa IMBIE, która wykorzystała satelitarne dane altymetryczne (zmian wysokości punktów n.p.m.) i grawimetryczne (zmian masy określanych przez pomiar anomalii grawitacyjnych) oraz modele powierzchniowego bilansu masy i pionowych ruchów kontynentu. W tym kompleksowym badaniu, zespół podzielił Antarktydę na trzy sektory: lądolody wschodni (największy), zachodni oraz lądolód Półwyspu Antarktycznego (najmniejszy) i wziął pod lupę zmiany bilansu masy lodu w okresie 1992-2017. Jednostką masy użytą w publikacji są gigatony (1 Gt = 1 miliard ton).

Wyniki badań (Rycina 2) wskazują, że w całym analizowanym okresie 1992-2017 Antarktyda straciła łącznie ok. 2700 gigaton, a więc do oceanu wlało się dodatkowych ok. 3 tysięcy km3 wody, podnosząc jego poziom łącznie o 7,6 mm w przeciągu ostatniego ćwierćwiecza. Dla porównania, ta sama ilość wody wystarczyłaby, aby pokryć całą Polskę jeziorem o głębokości 8 m. Inne niepokojące fakty wynikające z publikacji IMBIE to:

• systematyczna, nieprzerwana utrata lodu na Antarktydzie przynajmniej od 1992 roku,
• gwałtowne przyspieszenie strat masy lądolodu zachodniego po 2007 roku i zmiana znaku bilansu masy stabilnego dotąd lądolodu wschodniego po 2012 roku,
•  w związku z powyższym szybki wzrost całościowego tempa topnienia w ostatniej dekadzie: średni bilans masy w okresie 2012-2017 (-219 Gt/rok) był aż trzykrotnie bardziej ujemny niż w latach 2002-2007 (-73 Gt/rok).

Wyniki przedstawione w Nature zaprzeczają wcześniejszym rewelacjom Zwally’ego i in., jakoby trend zmian masy Antarktydy w latach 1992-2008 był dodatni i stanowią poważne ostrzeżenie przed ewentualnym rozpadem lądolodu zachodniej Antarktydy, który, jeżeli nastąpi, znacznie podniesie prognozowany do końca XXI wieku całkowity wzrost poziomu morza (obecnie prognozy oscylują wokół wartości 1 m; np. IPCC 2013). Jeżeli trend coraz szybszego topnienia utrzyma się w kolejnych latach, Antarktyda stanie się zdecydowanie największym udziałowcem w tym procesie, prześcigając Grenlandię i lodowce górskie. Według autorów artykułu, już obecnie Antarktyda odpowiada za wzrost poziomu morza rzędu 0,6 mm/rocznie, co stanowi kilkanaście procent obecnego całkowitego tempa tego procesu (3,0-3,5 mm/rok).

Niedobrze, proszę Państwa. Bardzo niedobrze.

dr Jakub Małecki (Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu)
artykuł pierwotnie ukazał się w Glacjobiologii

The post Najnowsze dane z Antarktydy niepokoją – topnienie znacznie przyspieszyło appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.