Jak to się stało, że zaczął pan badać odległą Syberię?

W 2012 r. uzyskaliśmy finansowanie z programu INTERACT i we współpracy z naukowcami ze Szwajcarii i Francji podjęliśmy działania w zachodniej części Syberii. Polecieliśmy do Chanty-Mansyjska – tam, gdzie Ob łączy się z Irtyszem. Celem wyjazdu było stworzenie eksperymentu oraz pobranie rdzeni torfowych.

Później w 2019 r. razem z prof. Michałem Słowińskim z PAN podjęliśmy wyprawę w podobny region. Też zaczęliśmy od okolic Chanty-Mansyjska, gdzie jest nieregularna zmarzlina, ale później przemieściliśmy się na północ od Nojabrska, gdzie wieloletnia zmarzlina jest już wyraźnie rozpoznawalna. Niestety, badania Syberii zakończyliśmy wraz z wybuchem wojny w Ukrainie.

Czemu Syberia?

Badania wieloletniej zmarzliny są szeroko zakrojone w kontekście Ameryki Północnej, ale na Syberii, ze względu na niedostępność obszaru, jest ich znacznie mniej. Udało nam się pobrać kilka rdzeni, których analizy są obecnie opracowywane. Dotychczasowe badania wskazują, że torfowiska syberyjskie, szczególnie te związane z wieloletnią zmarzliną, bardzo gwałtownie się zmieniają. Zresztą, aby dojść do takiego wniosku, nie trzeba analizy rdzenia torfu obejmującej tysiące poprzednich lat. To coś, co widać nawet na powierzchni – po prostu całe obszary zapadają się.

Gdy wieloletnia zmarzlina rozmarza…

Co to znaczy „zapadają”?

Po angielsku używa się pojęcia „tajanie”, czyli thawing. Lód, który związał węgiel organiczny w postaci torfu, topi się, a powierzchnia zmarzliny zapada się. W rezultacie torfowiska typu palsa, czyli takie pagóry torfowe z rdzeniem lodowym, zanurzają się pod wodę. Podobne procesy obserwujemy w północnej Norwegii. We wschodniej Syberii, gdzie znajduje się mineralny grunt, proces może wyglądać nieco inaczej, choć w efekcie także ziemia staje się niestabilna i powstają zapadliska.

Jakie są konsekwencje tego procesu?

Musimy mieć świadomość, że obecnie zapadający się pod wodę węgiel był zgromadzony i konserwowany przez tysiące lat. Syberia nie była pokryta lodem podczas ostatniego zlodowacenia, więc ten węgiel ma dziesiątki tysięcy lat. Obecne zapadanie się jest zaś widoczne nie w kontekście setek lat, lecz dekad. Ktoś może uznać: „ok, najwyżej torf znajdzie się pod wodą i będzie zakonserwowany właśnie w niej, żadna różnica”. Ale różnica jest znacząca, bo proces prowadzi do gwałtownych emisji metanu do atmosfery.

Dlaczego tak się dzieje?

Mówiąc bardzo ogólnie, torfowiska, które mają zbyt niski poziom wody, wydzielają dużo dwutlenku węgla. Tu proces wygląda odwrotnie – gwałtowne zalewanie węgla zgromadzonego w torfie prowadzi do zwiększonej aktywności bakterii metanogennych, które przekształcają materię organiczną. W przeciwieństwie do suchych torfowisk, gdzie emisje metanu są niewielkie lub zerowe, w zalanych torfowiskach proces ten jest bardzo intensywny. Czasami dochodzi do tego właśnie poprzez wspomniane zapadanie się wieloletniej zmarzliny, ale czasami również poprzez nieumiejętne nawadnianie, czyli zalewanie powierzchni torfowiska wodą.

Zalewanie torfowisk to w Polsce temat budzący dużo kontrowersji, głównie w kontekście politycznej nagonki i niechęci ze strony części rolników. Od razu więc dopytam: czy źle odtworzone torfowisko może doprowadzić do emisji metanu również w Polsce?

Tak – niewłaściwe nawadnianie torfowisk może prowadzić do podobnych, niepożądanych efektów również u nas. Dlatego ważne jest, aby proces odtwarzania torfowisk był przeprowadzany prawidłowo, z uwzględnieniem potencjalnych skutków ubocznych, takich jak zwiększona emisja metanu.

Tego uczą nas doświadczenia m.in. z zapadającymi się torfowiskami palsa w obszarze pagórkowatych terenów w Arktyce. W miejscu zmrożonych gruntów tworzą się tam wręcz jeziora. Nadmierne zalewanie mokradeł rzeczywiście może więc prowadzić do procesów niekorzystnych dla klimatu. Oczywiście podniesienie poziomu wody jest potrzebne, ale nieumiejętne piętrzenie powodujące zalanie powierzchni torfowiska może wywołać nagły impuls metanowy. Jak obrazowo określa to mój kolega prof. Bogdan Chojnicki, torfowisko zaczyna wtedy „dymić metanem”.

Jak w takim razie powinno wyglądać prawidłowe odtwarzanie torfowisk?

Przede wszystkim warto wyjaśnić, że nikt w Polsce nie chce zalewać torfowisk czy łąk, które są użytkowane przez rolników. Celem powinno być zaś utrzymanie torfowisk w stanie wilgotnym, ale nie zalanym. Nie chodzi o tworzenie jezior z torfowisk, tylko o podniesienia poziomu wody do optymalnego.

Wróćmy więc do Syberii i waszych ustaleń…

Można powiedzieć, że obserwujemy tam kontrastowe zjawiska. Niektóre jeziora znikają, gdy woda ucieka przez rozpadliny powstałe w wyniku wytapiania wieloletniej zmarzliny – to tak, jakby ktoś wyciągnął korek z wanny. Jednak globalnie dominuje zapadanie się gruntu i powstawanie nowych zbiorników wodnych oraz obszarów ze stojącą i przepływającą wodą.

Powoduje to wyraźną transformację krajobrazu. Na pierwszy rzut oka dla przyrodnika może to wyglądać fantastycznie – powstaje wilgotne, piękne i malownicze bagno. Jednak z perspektywy globalnego ocieplenia efekt jest bardzo niekorzystny. Zmiany te zachodzą zaś bardzo szybko. Widać to bardzo dobrze chociażby w północnej Norwegii, gdzie obserwujemy gwałtownie degradujące i rozpadające się palsa, które mogą mieć nawet 2-3 metry wysokości. Widać wyraźnie, że ulegają one degeneracji – krawędzie są już mocno poobrywane i są zalewane przez wodę. Dzieje się tak, ponieważ zanika lód, który spajał te struktury. Dotarcie do nich staje się coraz trudniejsze ze względu na bardzo wilgotne, bagienne warunki wokół nich. Z roku na rok mamy do czynienia z bardzo gwałtownym zapadaniem się ziemi.

A przecież mówimy o miejscu, które istniało w niezmienionym kształcie przez wiele tysięcy lat…

Tymczasem omawiane procesy zachodzą bardzo szybko. Nie mówimy tu o setkach lat, ale o dekadach. To, co obserwujemy, to smutne pomniki zanikającej wieloletniej zmarzliny. To nie spekulacje, ale realne zjawiska zachodzące na naszych oczach. Jeśli temperatura w regionie będzie wzrastać, ostateczny proces rozpadu może nastąpić zaledwie w ciągu kilku najbliższych lat. Te obserwacje potwierdzają, jak szybko i dramatycznie zmieniają się obszary dotknięte tajaniem wieloletniej zmarzliny. To kolejny dowód na to, jak istotne jest monitorowanie i badanie tych procesów w kontekście globalnych zmian klimatu.

Punkt krytyczny dla wieloletniej zmarzliny

Czy w związku z tym zbliżamy się do punktu krytycznego (tipping point) dla wiecznej zmarzliny? To coś, przed czym naukowcy bardzo przestrzegają.

Nie chcę popadać w fatalistyczny ton…

To dobrze, bo ja do tego nie namawiam – interesuje mnie realizm.

Realizm jest więc w tym przypadku do bólu blisko fatalizmu. Punkty krytyczne, które są przekraczane w skali globalnej, są wyraźnie widoczne w obszarach wiecznej zmarzliny. Na przykład w publikacji prof. Tima Lentona o punktach krytycznych na mapie zaznaczono te związane z wieczną zmarzliną. Nie uwzględniono w niej jednak borealnych torfowisk zachodniej Syberii, które również odgrywają istotną rolę w tym procesie.

A, jak rozumiem, w różnych obszarach Syberii punkty krytyczne znajdują się gdzie indziej?

Dokładnie tak – punkty krytyczne są bardzo kontrastowe w zależności od regionu. W przypadku wieloletniej zmarzliny są one bardziej widoczne w postaci wytapiania się gruntu, zalewania obszarów i emisji metanu. Natomiast w południowej i środkowej części Syberii, a także w północnej części Ameryki Północnej, mamy do czynienia z innym zjawiskiem – pożarami. Jest to bardzo widoczne, bo trudno zaprzeczyć płonącym torfowiskom, tlącym się w głąb pod śniegiem. A do takich pożarów dochodzi nawet już bliżej środkowej części Syberii, nie tylko na południu.

Takie pożary otrzymały w mediach nazwę „pożary zombie”.

Zgadza się – zombie fires. Pożary takie mogą przetrwać zimę, aby wybuchnąć na nowo i ze wzmożoną siłą latem. Takie „pożary zombie” mają już miejsce na przykład w Jakucji. W ostatnich latach region ten jest często otoczony dymem, szczególnie w okresie letnim. To znacząco wpływa na jakość życia mieszkańców – tam po prostu trudno jest nawet oddychać.

Choć te obszary mogą wydawać się nam odległe, mają one znaczący wpływ na globalny klimat. Przykładem są pożary w Kanadzie sprzed kilku lat, których dym był widoczny nawet w pomiarach przeprowadzanych w Polsce. A gazy cieplarniane, które wydostają się do atmosfery z płonących torfowisk i tajającej wieloletniej zmarzliny, również dotyczą naszego życia, bo wpływają na globalny klimat. To pokazuje, jak ważne jest monitorowanie i badanie obszarów wieloletniej zmarzliny oraz borealnych lasów i torfowisk. Zmiany zachodzące w tych regionach mogą mieć istotny wpływ na globalny klimat i wymagają dalszych, intensywnych badań.

Kiedy możemy spodziewać się przekroczenia punktu krytycznego dla wieloletniej zmarzliny? To perspektywa naszej starości, trochę wcześniej, trochę później?

Trudno podać jedną datę, gdyż  –  jak wspomniałem – wieloletnia zmarzlina to ogromny i zróżnicowany obszar. Myślę jednak, że jest to perspektywa naszej starości. Obszary na północy mogą stać się więc nieodwracalnie przekształcone w stosunkowo krótkim czasie.

Problem w tym, że – jak mówią naukowcy zajmujący się tymi obszarami od wielu lat – wciąż nie wiemy wystarczająco dużo na ich temat. Pomiary, które wykonujemy, nie są wystarczająco gęste ani intensywne, szczególnie ze względu na ograniczony dostęp do wielu kluczowych miejsc, takich jak np. yedoma.

Czym jest yedoma?

Yedoma to rodzaj wieloletniej zmarzliny występujący w zimnych regionach wschodniej Syberii, takich jak północna Jakucja, a także na Alasce i Jukonie. Zawiera nawet do 90% lodu, a organiczna gleba leży bezpośrednio na lodzie. Jest znana z zawartości szczątków mamutów, często pozyskiwanych przez lokalną społeczność. Ta bardzo stara forma zmarzliny, mająca nawet kilkadziesiąt tysięcy lat, ulega obecnie gwałtownym zmianom z powodu zmiany klimatu.

Emisje dwutlenku węgla i metanu z tajającej zmarzliny

Jaka jest skala emisji gazów cieplarnianych z topniejącej wieloletniej zmarzliny? I o ile mogą one podwyższyć globalną temperaturę?

Dokładne oszacowanie emisji jest trudne ze względu na ograniczoną liczbę pomiarów. Potrzebne są rozszerzone badania, aby określić, jak ocieplenie może wpływać na topnienie wieloletniej zmarzliny – choć już teraz wiemy, że to bardzo duży wpływ. Arktyczna wieczna zmarzlina zawiera wiele miliardów ton zamrożonego i rozmrażającego się węgla. Ocieplenie grozi uwolnieniem tego węgla, wpływając na procesy klimatyczne zwane sprzężeniem zwrotnym węgla wiecznej zmarzliny.

Udział metanu (CH₄) zamiast dwutlenku węgla (CO₂) w przyszłych arktycznych emisjach dwutlenku węgla ma szczególne znaczenie dla określenia odpowiedzi, ponieważ znacznie większy wpływ metanu na globalną temperaturę w ciągu najbliższych kilku dekad w przeliczeniu na cząsteczkę czyni go silniejszym gazem cieplarnianym. Pomiary emisji to ogromne technologiczne wyzwanie związane z wykorzystaniem skomplikowanego i kosztownego sprzętu oraz szeroko zakrojonej logistyki pracy w terenie. Monitoring tych emisji jest niezwykle ważnym celem, choć równie ważne są przewidywania. 

Badania emisji gazów szklarniowych pozwalają na przybliżone estymacje. Mokradła i jeziora w regionie wiecznej zmarzliny emitują od 5,3 do 37,5 Tg CH₄-C/r (źródło netto), przy czym większość szacunków jest bliska 22,5 Tg CH₄-C/r (Treat i in., 2024). Oprócz wymiany dwutlenku węgla za pośrednictwem ekosystemów, bezpośrednie emisje z pożarów arktyczno-borealnych wynoszą od 100 do 400 Tg C rocznie (średnio 142 Tg C rocznie).

Opisujące estymacje z tajającej wieloletniej zmarzliny – skumulowane emisje CO₂ i CH₄ z wiecznej zmarzliny w tym stuleciu, przy globalnej trajektorii emisji zgodnej z celem 2°C, mogą być równoważne 55 miliardom ton węgla w CO₂, z czego około jedna trzecia pochodzi z CH₄. Pochłonęłoby to 18% „budżetu węglowego” społeczeństwa – bezpośrednich emisji dwutlenku węgla z działalności człowieka (czytaj: Pan-Arctic Methane: Current Monitoring Capabilities, Approaches for Improvement, and Implications for Global Mitigation Targets).

Czytałem w niedawnym badaniu, że topniejąca wieloletnia zmarzlina nie tylko emituje gazy cieplarniane, ale i może pochłaniać dwutlenek węgla – bo w miejsce zamarzniętej powierzchni pojawia się roślinność. Prawda to?

Tak, istnieją badania na ten temat. Opublikowaliśmy pracę dotyczącą hydrologii północnych torfowisk związanych z tymi procesami. Część z nich emituje dwutlenek węgla, szczególnie torfowiska borealne i w zachodniej Europie. Jednak na północy, gdzie wieloletnia zmarzlina się wytapia i tereny zapadają, zaczynają gromadzić się torfowce. Jest to związane z podniesieniem się poziomu wody i tworzeniem płycizn, w których szybko gromadzi się roślinność.

W przypadku obszarów tundrowych i wieloletniej zmarzliny na skutek wzrastającej temperatury dochodzi również do rozprzestrzeniania się krzewinek – to tzw. shrubification. Ponadto, na obszarach takich jak Grenlandia czy Spitsbergen, gdzie wcześniej nie było roślinności, zaczyna się ona pojawiać w miejscu ustępującego lodu. Podobne procesy zachodzą w obszarze Antarktyki. Na Grenlandii badania nowo pojawiających się torfowisk prowadzi prof. Katarzyna Marcisz z naszego zespołu. Podobne badania prowadzimy na Svalbardzie.

Zmiany w roślinności mogą więc wpływać na bilans węglowy i funkcjonowanie ekosystemów w tych regionach. W rezultacie, według modeli do 2100 r., torfowiska mogą w pewnym sensie kompensować emisje związane z innymi źródłami. Nawet w najbardziej dramatycznym scenariuszu klimatycznym, torfowiska do 2100 r. mogą jeszcze gromadzić węgiel, choć później większość obszarów prawdopodobnie stanie się emitentami, a nie pochłaniaczami.

Na pierwszy rzut oka takie „zazielenianie” rzeczywiście można odebrać za coś optymistycznego – ale nie możemy zapominać o perspektywie długoterminowej.

Czyli?

Po pierwsze – do procesów tych dochodzi na skutek degradacji przez człowieka tych terenów poprzez zmiany w atmosferze. Po drugie – nie równoważy to w żaden sposób zwiększonych emisji związanych z topnieniem wieloletniej zmarzliny. W skali ogólnej mówimy o skromnej kompensacji, a nie równowadze. Absolutnie nie powinniśmy traktować więc tych zmian jako pozytywnych ani naturalnych.

Dlaczego używamy terminu „wieloletnia zmarzlina” zamiast „wieczna zmarzlina”? Przez długie lata zawsze słyszałem tylko o tym drugim pojęciu. Zmiana klimatu jest już tak wyraźna, że coś „wiecznego” stało się tylko „wieloletnie”?

Raczej nie o to chodzi. Termin „wieloletnia zmarzlina” jest po prostu bardziej precyzyjny naukowo. „Wieczność” sugeruje, że coś trwa wieki. W Polsce utarło się jednak, że to coś, co trwa zawsze – a wiemy, że zmarzlina nie istniała zawsze w historii Ziemi, bo w przeszłości geologicznej były okresy zbyt ciepłe, aby mogła się utrzymać. Dlatego w literaturze naukowej preferuje się termin „wieloletnia zmarzlina”, choć „wieczna zmarzlina” wciąż funkcjonuje w języku potocznym. Jednak nie należy się zbytnio przywiązywać do konkretnego terminu – ważniejsze jest zrozumienie samego zjawiska i procesów z nim związanych.

Prof. dr hab. Mariusz Lamentowicz pracuje na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Jego główne zainteresowania naukowe koncentrują się na ekologii i paleoekologii mokradeł. Jest specjalistą w dziedzinie badań wpływu klimatu i człowieka na torfowiska. W ramach swojej pracy naukowej i organizacyjnej kieruje Pracownią Ekologii Zmian Klimatu na Wydziale Nauk Geograficznych i Geologicznych. Jego projekty mają na celu zbadanie zaburzeń antropogenicznych, opracowanie strategii ochrony torfowisk i wykorzystania ich potencjału dla lepszej sekwestracji węgla w tych ekosystemach. Współpracuje z Centrum Ochrony Mokradeł (CMOK) w celu odtwarzania, ochrony i monitoringu torfowisk.

The post Polak badający wieloletnią zmarzlinę: „Realizm jest do bólu blisko fatalizmu” appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

W skutych zmarzliną gruntach Arktyki (północna Syberia jest jej częścią), znajduje się prawie 1700 Gt (gigaton; 1 Gt = 1 miliard ton) organicznego węgla, z czego większość w górnych 3 m gruntu, a około 1/3 głębiej. Jego ewentualne uwolnienie do atmosfery w postaci gazów cieplarnianych CO₂ (dwutlenku węgla) i CH₄ (metanu) przyśpieszyłoby ocieplenie klimatu. Z drugiej strony, rosnąca temperatura Ziemi zagraża stabilności tego ogromnego magazynu w wieloraki sposób (zobacz: Topnienie zmarzliny niszczy lądowe magazyny węgla). Ocieplenie nie tylko powoduje fizyczne tajanie zmarzliny, ale m.in. stwarza coraz dogodniejsze warunki do powstawania tam pożarów. Ich wpływ, choć jeszcze nie do końca dokładnie rozumiany przez naukowców, wydaje się być większy, niż do tej pory sądzono (Turetsky i in., 2020, Miner i in., 2022). 

Pożary w Arktyce – to prawdziwa inwazja

Liczba pożarów, a także ilość emitowanych w czasie ich trwania gazów cieplarnianych, jest na obszarze Syberii większa niż na Alasce i w Kanadzie. Co roku na Syberii zniszczeniu ulega od ok. 5 do ok. 20 mln ha terenów naturalnych, a średni wypalony obszar był w latach 2011-2020 ponad 2 razy większy, niż jeszcze na początku XXI w. 

Związane z tym emisje węgla wahały się w ostatnich dwóch dekadach w szerokim zakresie od 0,02 do 0,22 Gt węgla (GtC) rocznie (średnio ok. 0,08 GtC), choć np. w roku 2020, w związku z długotrwała suszą, znacznie przekroczyły te wartości osiągając 0,35 GtC. Dla porównania w Kanadzie średnie roczne emisje to ok. 0,06 GtC.

Susze i fale upałów stają się coraz częstsze na północy globu, ponieważ Arktyka ociepla się trzykrotnie szybciej niż reszta planety (odpowiada za to efekt arktycznego wzmocnienia). Prognozy wskazują, że w 2050 r. średnia temperatura roczna będzie na Syberii co najmniej o 0,5 stopnia Celsjusza wyższa niż teraz, a w przypadku scenariuszy wysokich emisji nawet o 5 stopni (obecne tempo ocieplania południowej części Syberii to ok. 0.08 ̊C rocznie) (Ciavarella i in., 2020, Czerniawska i Chlachula, 2020). Ociepleniu towarzyszy wzrost liczby następujących po sobie dni suchych i zmniejszanie liczby występujących w ciągu roku dni wilgotnych, co zwiększa ryzyko pożarowe. 

Modele klimatyczne od ponad dekady prognozują „inwazję” pożarów na obszar Arktyki (rozumianej jako obszar o szerokościach geograficznych powyżej 66°N), a od 2015 r. wzrasta liczba dowodów na bezpośredni wpływ zmiany klimatu na pojawianie się dużych pożarów na początku sezonu. Z powodu wydłużania sezonu pożarowego i zwiększania wypalanego obszaru, średni poziom emisji z pożarów na obszarze całej Syberii (nie tylko części arktycznej) wzrośnie w 2030 r. według prognoz do ok. 0,25 GtC rocznie w przypadku ekstremalnych sezonów pożarowych i do ok. 0,11 GtC dla umiarkowanych. W 2050 r. może to być jeszcze więcej. 

W przypadku scenariusza zakładającego brak globalnych działań na rzecz ochrony klimatu (scenariusz wysokich emisji RCP8.5), w połowie XXI wieku emisje te mogą osiągnąć nawet 1,2-1,5 GtC rocznie. Taka dodatkowa “dostawa” gazów cieplarnianych to odpowiednik ok. 4-letnich emisji Polski (Justino i in., 2021, McCarty i in., 2021, Ponomarev i in., 2021, Popovicheva i in., 2021). (zobacz też: Tajga płonie. Coraz częściej)

Susze w tajdze i tundrze oraz ich konsekwencje

Wzrost temperatur i wydłużanie się okresów bezopadowych  sprzyja pojawianiu się pożarów ekstremalnych także pośrednio. Silne susze wiosenne i letnie prowadzą do osłabiania drzew, a nawet niewielki wzrost parowania może mieć znaczenie dla ich stanu zdrowotnego. W stosunkowo suchym środowisku wnętrza Syberii* tajająca latem zmarzlina, a dokładniej – jej warstwa czynna, w dużym stopniu dostarcza wody koniecznej dla wzrostu lasu Choć początkowo myślano, że głębsze rozmarzanie gleby wraz  ze wzrostem globalnej temperatury może rekompensować straty wilgoci wynikające z parowania, to obecnie uznaje się, że w scenariuszach średnich i wysokich emisji modele systemów ziemskich zaniżają wielkość parowania oraz przeszacowują obecną i przyszłą dostępność wody w lasach północy, więc na takie skompensowanie nie można liczyć.

Mniejsza ilość wody, a także większa presja ze strony owadów żerujących na roślinach oraz chorób, które w wyniku ocieplenia rozprzestrzeniają się na nowe obszary, powodują większą śmiertelność drzew. Ich zamieranie jest już obserwowane m.in. na południowej granicy zasięgu tajgi. Im więcej martwych drzew jest w lesie, tym więcej „paliwa” podsycającego ogień, czego skutkiem mogą być długotrwałe, silne pożary. 

W ostatnich latach wzrasta także częstość pożarów tundry, a sytuacja może się pogorszyć w przyszłości w wyniku susz, zmian rytmu występowania opadów, wkraczania drzew i krzewów, a także wzrostu liczby wyładowań atmosferycznych podczas burz. Spowoduje to, że pożary obszarów na północ od szerokości 60°N będą miały najprawdopodobniej największy wkład do wzrostu emisji z pożarów na Syberii (Tchebakova i in., 2009, Ponomarev i in., 2016, McCarty i in., 2021, Ponomarev i in., 2021).

Syberyjskie lasy
Lasy modrzewiowe stanowią około połowy lasów na Syberii. Lokalne gatunki są dobrze przystosowane do ekstremalnego klimatu kontynentalnego centralnej i wschodniej części regionu. Są w stanie rozwijać się na zmarzlinie, a modrzew dahurski jest jedynym drzewem mogącym rosnąć w miejscach, gdzie warstwa czynna gleby (sezonowo odmarzająca) ma jedynie 10-30 cm. 
Wilgoć zawarta w rozmarzającej latem warstwie pozwala na rozwój drzew w suchych warunkach Syberii, której tereny byłyby w innym przypadku pokryte stepem lub półpustynią. Pożary, szczególnie ekstremalne, utrudniają odrastanie lasu. Obserwowane jest to np. w reliktowych lasach sosnowych w górach Tuva, gdzie na niższych wysokościach drzewa są obecnie zastępowane przez trawy. Mają one krótszy cykl życiowy, łatwiej odradzają się po pożarach i są dobrze zaadaptowane do minimalnych opadów oraz susz. Siedliska leśno-stepowe i step mogą według prognoz zdominować nawet połowę powierzchni Syberii do 2080 r. w przypadku scenariusza RCP 8.5, co wpłynie m.in. na bilans węglowy regionu, a także wywoła zmiany hydrologiczne (Tchebakova i in., 2009, McCarty i in., 2021, Talucci i in., 2022).

Pożary ogniste i tlące się

Pojawy intensywnych pożarów ognistych można odnotować nawet korzystając z danych satelitarnych. Dużo poważniejszym problemem w przypadku Syberii są jednak pożary trudne do wykrycia nie tylko z odległości, ale czasem nawet przez obserwatora znajdującego się tuż obok. To tlące się pożary torfowisk.

Torfowiska pokrywają znaczną część obszaru Syberii i są naturalnymi magazynami węgla (zobacz: Torfowiska – kolejne dodatnie sprzężenie zwrotne zmiany klimatu). Degradacja zmarzliny czy susze powodują odwadnianie torfowisk, a przesuszone torfowiska łatwo ulegają zapłonowi. Do tego mogą tlić się miesiącami, latami, a nawet dekadami. Taki pożar, niewidoczny lub słabo widoczny na powierzchni, rozprzestrzenia się w głąb i wszerz gleby, „przenosząc” się pod ziemią na nowe obszary, nawet jeśli na powierzchni wszystko wydaje się pozornie ugaszone. 

Pożary “zombie”

W sprzyjających warunkach pożar tlący się, może przerodzić się w ognisty, wypalając drzewa i krzewy.  Im cięższy był pożar torfowiska, tym większe jest ryzyko, że uda mu się przetrwać  zimę na północy globu. Obserwacje pokazują, że niektóre nie wygasają nawet przy temperaturach spadających poniżej −35°C. Są to tzw. pożary „wstrzymane” („zimujące”, „zombie”). Naukowcy podejrzewają, że np. część z najwcześniejszych pożarów w maju 2020 r. dookoła zamarzniętego jeziora termokrasowego w Jakucji, mogła wybuchnąć właśnie w wyniku „odżycia” pożarów z poprzedniego sezonu (McCarty i in., 2021, Rein i Huang, 2021). 

Toksyczny dym

Dotychczas  badania naukowe głównie skupiały  się przede wszystkim na łatwiejszych do wykrycia pożarach ognistych. Jednak te tlące się wzbudzają coraz większe zainteresowanie, gdyż powodują zanieczyszczenie powietrza na dużych obszarach, istotne emisje węgla, oraz są trudne do wykrycia i zduszenia, a wszystko to powoduje, że mogą mieć spory wpływ na klimatu.

Ponieważ spalanie w pożarach tlących jest niecałkowite, pochodzący z nich dym zawiera obok CO₂ dużą ilość CO, NH₃ i pyłów zawieszonych. Żarzący się torf jest źródłem lotnych związków organicznych, m.in. wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, które są dobrze znanymi substancjami rakotwórczymi, teratogennymi i mutagennymi, a także – w dużo większym stopniu niż pożary nadziemnej roślinności – źródłem emisji rtęci do atmosfery. Narażenie na oddychanie takim dymem powoduje wiele problemów zdrowotnych, głównie z układem oddechowym i krążenia, jest także przyczyną zwiększonej śmiertelności płodów i niemowląt. (zobacz też: Coraz więcej upałów w Polsce) (McCarty i in., 2021, Rein i Huang, 2021, Xue i in., 2021).

Czarny i brązowy węgiel a klimat Arktyki

Zanieczyszczenia zawarte w dymie są poważnym problemem nie tylko z punktu widzenia zdrowia ludzi. Sadza („czarny węgiel”, black carbon), pochodząca z niecałkowitego spalania biomasy (a także paliw kopalnych) w pożarach tlących się, pochłania promieniowanie słoneczne. Kiedy więc znajduje się w atmosferze zasadniczo podnosi jej temperaturę. Globalnie ten wpływ nie jest duży, choćby ze względu na krótki czas pobytu sadzy w powietrzu, jednak może mieć znaczenie dla klimatu Arktyki. Szacuje się, że sadza i aerozole siarczanowe podnoszą temperaturę powierzchni Arktyki o ok. 0,3^oC, co stanowi ok. 20% obserwowanego ocieplenia tego regionu od wczesnych lat 80. Ponadto sadza, tak jak inne cząsteczki w atmosferze, wpływa na albedo (czyli na to, jaką część padającego na nią promieniowania chmura odbija), stabilność i czas utrzymywania się chmur, a tym samym na opady. Dodatkowo, osadzając się na jasnej powierzchni śniegu i lodu przyspiesza jego topnienie. Ten efekt może się utrzymywać przez wiele lat, a nawet dekad po pożarze. 

Badania przeprowadzone na Grenlandii pokazały, że w ostatnich 20 latach tutejszy lód i śnieg robiły się coraz „ciemniejsze”, a związany z tym spadek albedo wyspy może osiągnąć co najmniej 10% do końca wieku. Okazuje się, że wzrost „ciemnienia” Grenlandii nie ma związku z sadzą „aktualnie” zawartą w atmosferze, ale tą, która została naniesiona wcześniej na wyspę i zgromadziła się w śniegu.  Jak tłumaczy Marco Tedesco, profesor w Lamont-Doherty Earth Observatory i naukowiec pracujący w NASA Goddard Institute of Space Studies:

 Topnienie uwalnia ciemne cząsteczki zgromadzone w pokrywie śnieżnej.Część [z nich] jest zmywana z wodą, ale 20-30% – zgodnie z naszą najlepszą wiedzą – zostaje na powierzchni lodu czy śniegu w czasie, gdy topnienie postępuje. […] Gdy topnienie zachodzi tak szybko, jak działo się to [na Grenlandii] w ciągu ostatnich 20 lat, to z powodu [tego] tempa topnienia większe znaczenie ma to, co już nagromadziło się w śniegu niż to, co pochodzi [aktualnie] z atmosfery.

Choć w przypadku Arktyki ponad 40% ilości sadzy osadzającej się na powierzchniach pochodzi ze spalania gazu w instalacjach wydobywczych (flaring), to emisje z pożarów lasów mają często niewspółmiernie duży wpływ na topnienie lodu. Są bowiem źródłem ponad połowy ilości sadzy emitowanej na północ od szerokości geograficznej 60°N, mają także miejsce głównie wczesną wiosną i latem, gdy ze względu na cyrkulację atmosferyczną, sadza może był łatwo transportowana nawet na tysiące kilometrów i osadzać się na lodzie morskim. Lód morski ma najniższy zasięg latem i wczesną jesienią; jest wtedy najbardziej wrażliwy na procesy wywołujące topnienie. Sadza nanoszona z pożarów lasów może więc w dużym stopniu „dokładać się” do zmniejszania pokrywy lodowej. 

Pożary terenów naturalnych są także źródłem „brązowego węgla” (cząsteczek powstających w wyniku spalania materii organicznej z roślin i gleby, powodujących m.in. że dym ma kolor żółtawy czy brązowy), a autorzy badania pod kierownictwem Siyao Yue wskazują, że również on może w dużej mierze przyczyniać się do nadzwyczajnego ocieplenia Arktyki w ostatnich dekadach. 

Ku naszemu zaskoczeniu, analizy obserwacyjne i symulacje numeryczne pokazują, że nad Arktyką efekt ocieplający aerozoli z brązowym węglem [stanowi] nawet około 30% tego, co w przypadku sadzy

– mówi współautor artykułu, Pingqing Fu, chemik atmosfery z Uniwersytetu Tianjin w Chinach. 

Rola „brązowego węgla” w Arktyce jest słabo przebadana i rozumiana, jednak podobnie jak w przypadku sadzy, należy się spodziewać, że jego emisje będą w przyszłości rosły. Uruchomione zostanie dodatkowe sprzężenie zwrotne, gdzie osadzanie się ciemnych cząsteczek na lodzie będzie powodować jego topnienie i zmniejszanie albedo (czyli spadek ilości promieniowania słonecznego odbijanego w kosmos), co będzie napędzać ocieplenie, które w konsekwencji przyniesie więcej pożarów, a tym samym więcej sadzy i „brązowego węgla” (Tedesco i in., 2016, McCarty i in., 2021, Popovicheva i in., 2021, Yue i in., 2022).

Uwalnianie „starożytnego” węgla

Kolejnym problemem związanym z pożarami tlącymi się jest to, że dzięki swojej długotrwałości mogą one spalić dużo więcej materii organicznej niż ogniste, a do tego w przypadku głębokich pożarów torfu może dochodzić do uwalniania „starożytnego” węgla (starszego niż 10 000 lat) zgromadzonego w torfie. Efekt jest więc podobny do spalania paliw kopalnych, bo ten węgiel został wyłączony z szybkiego cyklu węglowego tysiące lat temu – w okresie od ostatniego zlodowacenia. 

Szacunki zakładające dalszy wzrost globalnej temperatury o 0,44°C na dekadę (obecne tempo) pokazują, że sumarycznie, w całym XXI w., w wyniku pożarów torfowisk na północy globu może zostać uwolnione nawet 28 GtC. Będzie to generować kolejne dodatnie sprzężenie zwrotne w systemie klimatycznym, tym bardziej, że w cieplejszym klimacie gleby organiczne będą bardziej narażone na przesuszanie, a więc będą łatwiej ulegać zapłonowi. 

Co więcej, okazuje się, że choć temperatura pożarów tlących jest niższa (ok. 500-700°C) niż w przypadku pożarów ognistych (1500-1800°C), to żarzenie w dużo większym stopniu podgrzewa glebę. Pożary tlące przemieszczają się wolno (ok. 1 cm na godzinę, o 2 rzędy wielkości wolniej niż w przypadku pożarów ognistych), co powoduje długotrwałe (nawet ponad godzinę) utrzymywanie się wysokiej temperatury wierzchniej warstwy gleby. Gdy jest ona wyższa niż 450°C właściwie cały zawarty w niej węgiel organiczny zostanie wyemitowany do atmosfery. Gdy temperatura na powierzchni osiąga 700°C, temperatury powyżej 100°C mogą występować nawet na głębokości ponad 20 cm. Tymczasem już 50°C powoduje wysuszanie/zabijanie korzeni roślin, a nasiona giną przy 70–90°C. 

Skutkiem takiego przegrzania jest długotrwałe zaburzenie w ekosystemie. Zmienia się skład gatunkowy mikroorganizmów i fauny glebowej, tracone są składniki odżywcze z gleby, zaburzony zostaje cykl azotowy i węglowy oraz inne procesy biochemiczne, co może m.in. faworyzować rozwój innych niż do tej pory gatunków roślin (np.: drzew liściastych na obszarze lasów modrzewiowych). Podgrzanie gleby uruchamia także inne procesy mające wpływ na klimat, takie jak szybszy rozpad zmarzliny. (Turetsky i in., 2020, Chen i in., 2021, Li i in., 2021, McCarty i in., 2021, Rein i Huang, 2021).

Niestabilny grunt – wpływ pożarów na wieloletnią zmarzlinę

Na obszarze Syberii coraz częściej obserwuje się gwałtowne niszczenie zmarzliny w wyniku erozji wybrzeży, zapadania się gruntu (termokras) czy jego „spływu” (soliflukcja). Podczas gdy stopniowe topnienie zawartego w zmarzlinie lodu oddziałuje na glebę powoli, centymetr po centymetrze, to nagłe zjawiska mogą odsłonić warstwy zmarzliny z głębokości kilku metrów w czasie tak krótkim jak kilka dni. Prognozy pokazują, że o ile łączne emisje CO₂ i CH₄ w XXI w. ze stopniowego tajania zmarzliny będą wynosiły rocznie ok. 0,6-0,8 GtCO_2e, to z gwałtownego – ok. 0,62 GtCO_2e, choć nagłe rozmarzanie dotknie najprawdopodobniej mniej niż 20% powierzchni obszaru pokrytego zmarzliną. W drugiej połowie XXI w.  tworzenie termokrasu może przyspieszyć, ponieważ również tu mamy do czynienia z  dodatnim sprzężeniem zwrotnym: częstsze pożary sprzyjają osiadaniu gruntu, odsłanianie zmarzliny sprzyja jej tajaniu, co prowadzi do silniejszego ocieplenia i częstszych pożarów.

Ciężkie pożary powodują poważne szkody głównie w miejscach, gdzie zmarzlina nie jest ciągła lub występuje sporadycznie w postaci izolowanych fragmentów. Szczególnie niszczycielskie dla zmarzliny są pożary tlące. 

Obserwacje prowadzone na Alasce pokazały, że między rokiem 1950 a 2016 tempo tworzenia termokrasu wzrosło już o ok. 60%, a na wypalonych obszarach tundry pojawiało się średnio dziewięciokrotnie więcej (w m² na ha) form termokrasowych niż na terenach niewypalonych. W przypadku tajgi do zapadania gruntu dochodziło nawet 30 lat po pożarze i prawie 80 lat w przypadku tundry. Tak długotrwały efekt to skutek zarówno pogrzania gleby podczas pożaru jak i zmian zachodzących na wypalonej powierzchni. Wyższa o kilka stopni w stosunku do niewypalonych obszarów temperatura gleby może utrzymywać się dekadami nawet na głębokości 1 m pod powierzchnią. 

Pożary powodują  zakłócenia stosunków wodnych w glebie i zmiany w jej strukturze zwiększające jej podatność na erozję. Jeśli mikrotopografia terenu dodatkowo ułatwia zatrzymywanie wody na powierzchni gleby, to więcej ciepła gromadzi i rozprzestrzeniania się w zamarzniętym gruncie (woda ma niskie albedo i wysoką przewodność cieplną). Odsłonięta w wyniku pożaru gleba jest też w dużo większym stopniu wystawiona na działanie promieniowania słonecznego. Powierzchnia gleby zostaje również pozbawiona efektu chłodzenia wynikającego ze spadku  parowania wody (ewapotranspiracja), a albedo powierzchni ulega gwałtownemu zmniejszeniu (w wyniku „zaczernienia”). W ten sposób bilans cieplny podłoża zmienia się w kierunku wzrostu strumienia ciepła wnikającego do podłoża (strumień ciepła glebowego)

Na wypalonych powierzchniach gromadzi się zimą więcej śniegu, który działa jak izolacja nie pozwalając „wychłodzić się” glebie. Natomiast wiosną znika on szybciej w takich miejscach ze względu na zabrudzenia sadzą i brązowym węglem, oraz na wyłaniające się zwęglone resztki roślin oraz brak zacienienia przez korony drzew. To wszystko powoduje dalsze nagrzewanie gleby – warstwa aktywna zmarzliny jest na takich obszarach grubsza, niż na nietkniętych. Skutkiem jest nie tylko większą aktywność mikroorganizmów glebowych, a więc szybszy rozkład materii organicznej (dodatkowe emisje CO₂ i CH₄), ale również wyższe ryzyko gwałtownego rozpadu zmarzliny. 

Uwzględnienie emisji z pożarów w prognozach emisji węgla z gleb i zmarzliny podwyższa je o 30% w stosunku do sytuacji, gdy uwzględnione jest samo ocieplenie (w przypadku scenariusza umiarkowanych emisji). Wywołane pożarami tajanie zmarzliny i idący za tym rozkład wcześniej zamarzniętej materii organicznej mogą więc stać się dominującym źródłem emisji węgla w Arktyce w najbliższych dekadach napędzając sprzężenia klimatyczne i zmiany ekologiczne. (Nitzbon i in. 2020, Turetsky i in., 2020, Chen i in., 2021, Li i in., 2021, McCarty i in., 2021, Natali i in., 2021, Runge i in., 2022, Talucci i in., 2022).

Ponura przyszłość Syberii

Sprzężenia zwrotne uruchomione w Arktyce będą dalej napędzać wzrost temperatury Ziemi. Syberyjska tajga będzie w przyszłości jeszcze bardziej narażona na pożary, w tym coraz częściej na ekstremalne. Może to spowodować przekształcenie tego obszaru z „pochłaniacza” w źródło gazów cieplarnianych. 

Obecne prognozy dla obszaru Syberii są ponure, np. już w roku 2050 mogą pojawić się tutaj fizycznie niemożliwe do opanowania pożary wierzchołkowe (koron drzew), a powrót ekosystemów do stanu pierwotnego po pożarach może stać się w przyszłości w ogóle niemożliwy. W obecnym klimacie okres wysokiego zagrożenia pożarowego wynosi dla południowej Syberii 40–50 dni i 50–60 dni dla Jakucji. Pod koniec XXI w. te okresy wydłużą się o 10 dni w przypadku umiarkowanych scenariuszy emisji i 20-30 w przypadku scenariuszy wysokich emisji, czego skutkiem może być dwukrotny wzrost wypalanej powierzchni terenów naturalnych w Rosji. Już w latach 1998 – 2006 większość sezonów pożarowych była ciężka lub ekstremalna, co nie jest najlepszym prognostykiem na przyszłość.

Wzrost rozległości pożarów, ich intensywności i częstotliwości oraz dalsze ocieplanie klimatu będzie sprzyjać zmianie roślinności na dużych obszarach i nieodwracalnemu tajaniu zmarzliny. Praktyki pomagające ograniczyć ryzyko pożarowe, takie jak nawadnianie osuszonych torfowisk, mogą odegrać pewną rolę w ograniczaniu podgrzewania planety, mają także znaczenie w ochronie zdrowia i życia ludzi oraz ograniczaniu strat w dobytku. Wpływ na klimat Arktyki może mieć także zmniejszenie lokalnych emisji sadzy ze spalania paliw kopalnych. Jednak bez ograniczenia tempa wzrostu globalnej temperatury takie działania nie będą miały dużego znaczenia. Już teraz pożary zmniejszają globalnie potencjał pochłaniania CO₂ przez ekosystemy naturalne o 0,57 GtC rocznie. W przyszłości ta wartość może wzrastać powodując, że w coraz mniejszym stopniu będziemy mogli polegać na mitygacji opartej na obszarach naturalnych. Wraz z prognozami dotyczącymi przekształcania całych ekosystemów w źródła gazów cieplarnianych netto powoduje to, że szanse na nieprzekroczenie progu 2^oC ocieplenia z roku na rok coraz bardziej maleją (Tchebakova i in., 2009 , Yang i in., 2015, Ponomarev i in., 2016, Tedesco i in., 2016, Li i in., 2021, McCarty i in., 2021, Natali i in., 2021, Ponomarev i in., 2021, Talucci i in., 2022, Yue i in., 2022). 

Anna Sierpińska, konsultacja merytoryczna: prof. Bogdan Chojnicki

*średnie opady roczne w części regionu leżącej na zmarzlinie wynoszą około 410 mm, dla porównania w Polsce jest to ok. 650 mm)

The post Syberia w ogniu: pożary napędzają tajanie zmarzliny. appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Wielkie rozmarzanie, wielkie emisje

Wieloletnia zmarzlina znajduje się pod około 2/3 północnych torfowisk. Jej obecność sprzyja odkładaniu się torfu: latem ta nieprzepuszczalna warstwa zapewnia wysokie wysycenie gleby wodą, zimą jest zaś dodatkowym czynnikiem zmniejszającym temperaturę gruntu. Ogranicza także ilość dostępnej dla bakterii materii organicznej. Torf natomiast słabo przewodzi ciepło, chroniąc w ten sposób głębsze warstwy gruntu przed rozmarzaniem nawet przy temperaturach powietrza powyżej 0^oC (Frolking i in., 2011). Dzięki tym zależnościom ogromne ilości częściowo rozłożonej materii organicznej miały szansę zostać zachowane przez tysiąclecia na rozległych obszarach Alaski czy Syberii. Szacuje się, że na półkuli północnej w wiecznej zmarzlinie jest w sumie zmagazynowane około 1700 Gt węgla organicznego – dwa razy więcej niż w atmosferze* (Schädel i in., 2013), a jego uwolnienie byłoby w obecnych warunkach klimatycznych procesem praktycznie nieodwracalnym (Eglin i in. 2010).

Raporty IPCC nie pozostawiają złudzeń jeśli chodzi o przetrwanie zmarzliny w dłuższym horyzoncie czasowym. Prognozy wskazują, że borealne i subarktyczne obszary zostaną ogrzane o 1-3 °C przed 2029 rokiem i o 5-6 °C do końca stulecia. Już teraz gleby zalegające na zmarzlinie ogrzewają się szybciej niż rosną temperatury powietrza w Arktyce – o 1,5-2,5 stopnia w przeciągu ostatnich 30 lat. W arktycznej części Kanady południowa granica zasięgu zmarzliny przesunęła się według danych z 2001 roku średnio o 39 km na północ, a w niektórych miejscach nawet o 200 km.

Dane ze stacji NOAA w Barrow (USA, Alaska) pokazują, że jesienne (październik-grudzień) emisje CO₂ z okolicznej tundry były w roku 2014 o 73% większe niż w 1975 (Commane i in. 2017). Przyczyną jest aktywność mikroorganizmów trwająca jeszcze długo – ze względu na coraz cieplejsze i bardziej śnieżne zimy – po zapadnięciu roślin w „sen zimowy”. Ziemia coraz wcześniej odmarza wiosną i coraz później zamarza jesienią, a ciepło generowane przez mikroorganizmy podgrzewa glebę, napędzając sprzężenia zwrotne (Hollesen i in. 2015, Treat i in. 2016). Szybsze topnienie zmarzliny wynika również z osiadania gruntu spowodowanego jej rozpadem* oraz zmiany w ilości i rodzaju opadów (Turetsky i in. 2007, Bring i in. 2016). Naukowcy przypuszczają, że niemal cała leżąca blisko powierzchni zmarzlina zniknie do końca XXI wieku (Tarnocai i in. 2009).

Dla torfowisk, których biochemia jest wrażliwa na nawet małe zmiany ekologiczne i hydrologiczne, sytuacja taka może mieć poważne konsekwencje. Jednym z miejsc, które wzbudza szczególne zainteresowanie badaczy, jest zachodnia Syberia – obszar w dużej części pokryty torfowiskami, w tym największym na świecie, liczącym sobie 10 tys. lat Bagnem Vasyugan. Można tu obserwować jak zwiększająca się co roku grubość leżącej nad zmarzliną „aktywnej” warstwy gleby (zamarzającej jedynie zimą) powoduje, że zarówno ukształtowanie terenu jak i warunki hydrologiczne ulegają dużym zmianom (Bring i in. 2016). Część obszarów się zapada, powstają w nich jeziorka termokrasowe przewodzące ciepło z powierzchni w głąb gleby (Tarnocai i in. 2009) lub podmokłe zagłębienia. Inne tereny zostają – wydawało by się paradoksalnie – osuszone w wyniku np. przerwania ciągłości nieprzepuszczalnej warstwy zmarzliny (Lawrence i in. 2015).

Wszystkie te zmiany wpływają na wielkość emisji gazów cieplarnianych z torfowisk, jednak szacowanie ich bilansu jest trudne, bo zaczyna w dużej mierze zależeć od zmian w topografii terenu – coraz mniej stałej wraz z ocieplaniem się klimatu* (Startsev in., 2016). Sytuację komplikują dodatkowo przeobrażenia szaty roślinnej. Mech jest świetnym izolatorem w lecie, a zimą pozwala falom chłodu penetrować w głąb gleby. Jego obecność sprzyja w ten sposób stabilności wiecznej zmarzliny (Sazonova i in. 2004). Obserwowane obecnie wycofywanie mchów z dotychczas zajmowanych terenów staje się więc kolejnym czynnikiem przyspieszającym topnienie zmarzliny. Jej rozpad jest natomiast zagrożeniem dla przetrwania ogromnych zbiorników węgla organicznego w glebach na północy globu, gdyż zmarzlina ogranicza ich niszczenie wynikające z rozkładu, pożarów i wypłukiwania z wodą (Hodgkins i in. 2014, Treat i in. 2016).

Co spływa do Oceanu Arktycznego?

O ile emisje gazów cieplarnianych z rozmarzającej wieloletniej zmarzliny i naruszonych torfowisk oddziałują na klimat bezpośrednio, wpływ materii organicznej wypłukiwanej z wodą jest bardziej skomplikowany, ale również istotny. Rozmarzanie zmarzliny przyczynia się do modyfikacji składu chemicznego słodkiej wody w rzekach spływających z obszarów torfowisk – znajduje się w niej m.in. więcej wapnia, magnezu i siarczanów. Wpływa to na skrócenie okresu, przez jaki rzeki są zamarznięte zimą, a tym samym wydłuża czas, w którym ich brzegi mogą ulegać erozji, wzbogacając w ten sposób wody w fosfor czy organiczne związki węgla. Według oszacowań utrata organicznego węgla z arktycznych rzek i zapadających się linii brzegowych może wzrosnąć pod koniec tego wieku o 75% (Abbott i in. 2016). Będzie to wpływać na bilans emisji CO₂, gdyż „stara” materia organiczna wyniesiona na powierzchnię gruntu w wyniku powstawania form termokrasowych i wymyta do rzek, jest o ponad 40% bardziej podatna na rozłożenie przez mikroorganizmy niż „nowa” (Cory i in. 2013).

Topnienie zmarzliny będzie też zwiększać ilość wody gruntowej spływającej do rzek i strumieni – już teraz jest to obserwowane w głównych rzekach Kanady i Alaski (Lawrence i in. 2015). To kolejna cegiełka dokładana do coraz większych przepływów rzek wpadających do Oceanu Arktycznego. Ze względu na ocieplenie i zmiany we wzorcach opadowych 6 największych rzek euroazjatyckich zwiększyło od roku 1936 do 1999 ilość wody odprowadzanej do Oceanu Arktycznego o 7%, co miało zauważalny wpływ na Oscylację Północnoatlantycką (NAO) i średnią globalną temperaturę powietrza. Prognozy mówią o wzroście przepływów do 2100 roku o 18-70% w stosunku do wartości obecnych (dla prognoz wzrostu temperatury IPCC), NASA podaje natomiast liczbę 35% dla podwojonej koncentracji atmosferycznego CO₂ (Peterson i in., 2002, C. G. Fichot i in. 2012, B. Thibodeau i in., 2014).

Rosnąca ilość słodkiej wody wpływającej do Oceanu Arktycznego budzi niepokój naukowców. Modele klimatyczne przewidują, że gdy jej objętość przekroczy pewną krytyczną wartość, przestanie być możliwe formowanie w północnym Atlantyku tzw. „wody głębinowej” (North Atlantic Deep Water, NADW), co zaburzy cyrkulację termohalinową. Te obawy są tym bardziej uzasadnione, że oprócz wody rzecznej, do Oceanu Arktycznego trafia też woda z topniejących lodowców Grenlandii oraz coraz intensywniejszych opadów pojawiających się nad tym akwenem (M. C. Serreze i in. 2006).

Dodatkowo wraz ze zwiększonymi opadami nad obszarem Arktyki oraz wzmożonym rozpadem zmarzliny coraz więcej materii organicznej jest wymywane do rzek. Ostatecznie te ogromne ilości związków próchnicznych trafiają na początku sezonu topnienia lodu morskiego do Oceanu Arktycznego. Powoduje to redukcję ilości światła w powierzchniowej warstwie wody, co ogranicza fotosyntezę (Sipler i in., 2017), wody przybrzeżne ulegają zakwaszeniu, zwiększa się też ilość produktów dla organizmów cudzożywnych. Modyfikuje to skład planktonu – zmniejsza się w nim udział większych organizmów kluczowych dla łańcuchów troficznych Arktyki, światowego cyklu węglowego i azotowego (Sipler i in., 2017) oraz będących ważnym producentem siarczku dimetylu. Związek ten stymuluje powstawanie chmur nad oceanem, redukcja populacji określonych gatunków planktonu wpływa więc także na ilość światła słonecznego docierającego do Arktyki.

Duże znaczenie dla tego, jak wiele rozpuszczonego węgla organicznego (DOC) spłynie rzekami do Oceanu Arktycznego, ma kondycja północnych torfowisk. Są one bowiem ważnym źródłem DOC. Gdy średnia temperatura roczna powietrza danego obszaru jest niższa niż −2°C, znajdująca się pod torfem zmarzlina nie roztapia się, co pozwala ograniczyć ucieczkę tego typu węgla z torfu. Niestety modele pokazują, że w obecnym stuleciu obszar zachodniej Syberii o średniej rocznej temperaturze powietrza przekraczającej −2°C, zwiększy się prawie dwukrotnie. Oznacza to około 700% większe koncentracje DOC w strumieniach i rzekach oraz wzrost o około 29–46% ilości DOC spływającej do Oceanu Arktycznego do 2100 roku (Frey i in. 2005).

Łosie i renifery pomagają powstrzymać topnienie wiecznej zmarzliny

We wnioskach badania opublikowanego w Geophysical Research Letters w 2016 roku wskazano, że rozpad zmarzliny już teraz wpływa na funkcjonowanie ekosystemów na wysokich szerokościach półkuli północnej. Ponieważ zmiany składu chemicznego wód Oceanu Arktycznego mogą mieć znaczenie dla prądów morskich i pogody na całym świecie, proponowane są nawet programy geoinżynieryjne w celu ograniczenie topnienia zmarzliny, szczególnie na terenach zajętych przez torfowiska.

W 1989 roku grupa naukowców ze stacji badawczej w Czerskim założyła na ok. 15 km² „park plejstoceński” (Zimmerman i Labonte, 2015). Podstawą naukową tego projektu były badania tzw. „stepu mamuciego”, czyli wysokoproduktywnych zbiorowisk roślinnych z dużą ilością sporych roślinożerców (porównywalne z afrykańską sawanną), które znajdowały się na Syberii około 14 tys. lat temu i wcześniej, zarówno podczas glacjałów, jak i interglacjałów. Zniknięcie z tych terenów mamutów i nosorożców włochatych – w wyniku gwałtownej zmiany klimatu i nadmiernych polowań ludzi – spowodowało przekształcenie stepu w torfowiska i rzadkie lasy. Naukowcy, pod kierownictwem Siergieja Zimova, chcieli sprawdzić, czy da się te zmiany odwrócić. Rozpoczęto wprowadzanie do ekosystemu dużych roślinożerców zaadaptowanych do zimnych warunków, takich jak konie jakuckie, łosie, renifery, bizony leśne, piżmowoły i jelenie. Okazało się, że mimo pewnych przeszkód (śmiertelność zwierząt, kłusownictwo), teren dość szybko przekształcił się w wysokoproduktywną równinę trawiastą. Trawa ma wyższe albedo niż mech czy tajga, lepiej też penetruje korzeniami glebę, stwarzając dobre warunki do życia dla bakterii żywiących się metanem, a do tego roślinożercy naruszając pokrywę śnieżną pozwalają zimnu przenikać w głąb gruntu. Wszystko to sprzyja zmniejszeniu emisji gazów cieplarnianych i pozwala chronić wieloletnią zmarzlinę.

To jednak tylko pilotażowy, pojedynczy eksperyment. Na obecną chwilę wszystko wskazuje na to, że topnienie zmarzliny jest jak powoli rozpędzająca się lawina, która po kolei uruchamia kolejne sprzężenia zwrotne. I choć ze względu na dużą ilość ciepła potrzebną do topnienia lodu, resztki zmarzliny mogą na większych głębokościach przetrwać nawet przez tysiąclecia (Stendel i Christensen, 2002), to według modeli, globalne ocieplenie zapoczątkowuje nieodwracalny proces topnienia, samopodtrzymujący się ciepłem wydzielanym przez mikroby, w wyniku czego przez stulecia będą rosły emisje z oddychania ekosystemów (Tarnocai i in. 2009). Szacunki mówią o nawet 220 Gt węgla uwolnionego z gleb wiecznej zmarzliny do 2100 roku i 500 GtC do 2300 (Zech i in., 2011, Schneider von Deimling i in. 2012, Zimmerman i Labonte 2015, raport Permafrost Carbon Network z 2015 roku, Abbott i in. 2016). Jeśli te prognozy są trafne, to ilość paliw kopalnych, którą ludzkość może spalić, by nie przekroczyć progu 2^oC ocieplenia, może być sporo mniejsza niż wskazują dotychczasowe, pomijające te procesy, obliczenia (Zimmerman i Labonte 2015).

Zobacz film: O topnieniu zmarzliny i erozji brzegów opowiada prof. Hugues Lantuit, geomorfolog, specjalista od zmarzliny na wybrzeżach.

Anna Sierpińska, konsultacja merytoryczna: dr hab. Bohdan H. Chojnicki

* T. Schuur Prognoza dla wiecznej zmarzliny Świat Nauki, styczeń 2017 (305)

The post Topnienie zmarzliny niszczy lądowe magazyny węgla appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Możliwość gromadzenia węgla ma związek ze specyficznymi warunkami, w jakich powstają i przyrastają torfowiska. Najważniejszym jest duża wilgotność wynikająca z położenia lustra wody gruntowej blisko powierzchni terenu. W ten sposób powyżej poziomu wody pojawia się cienka wierzchnia i biologicznie czynna tlenowa warstwa gleby – akrotelm, a poniżej – grubsza, beztlenowa – katotelm. Szczątki roślinne oraz zwierzęce ulegają w większości rozkładowi w akrotelemie, ale w sprzyjających warunkach nawet 20% biomasy trafia do katotelmu. Permanentne nasączenie katotelmu wodą wywołuje procesy biochemiczne, które mocno spowalniają rozkład materii organicznej. W ten sposób tworzy się torf – masa organiczna złożona z niecałkowicie rozłożonych szczątków roślin. Umożliwia to tworzenie pokładów o wielometrowej miąższości, a ponieważ torf zawiera około 50% węgla, torfowiska stają się ważnym rezerwuarem tego pierwiastka.

Szacunki dotyczące wielkości tego „magazynu” są ciągle aktualizowane – niepewności wynikają z trudności w dokładnym określeniu obszaru zajmowanego przez te ekosystemy oraz grubości warstw torfu. Ponadto w ostatnich latach odkryto ogromne torfowiska, na przykład w Dolinie Konga (Dargie i in., 2017) i w peruwiańskiej Pastaza-Marañón (Draper i in., 2014), co wpłynęło na ocenę wielkości światowych rezerwuarów węgla w torfie. Obecnie przyjmuje się, że jest to sporo ponad 600 GtC (Kleinen i in., 2016), z czego torfowiska północne (Rosja, Ameryka Północna, Europa) gromadzą około 550 GtC, a tropikalne około 95-104 GtC (w większości w Indonezji). Niewielka ilość węgla, około 15 GtC, znajduje się w torfowiskach na półkuli południowej (Kleinen i in., 2016, Köchy i in., 2015).

Gleby terenów podmokłych zawierają ok. 30% światowych zasobów glebowych węgla (Rydin H. i Jeglum J.K., 2013). Same torfowiska, choć zajmują jedynie około 5% powierzchni Ziemi, gromadzą dwa razy więcej węgla niż cała biomasa lasów świata i stanowią drugi po oceanie rezerwuar tego pierwiastka.

Węgiel znikający z atmosfery

Wielkość tych zasobów skłoniła naukowców do przyjrzenia się dokładniej roli torfowisk w cyklu węglowym. Ich badania, szczególnie dotyczące interglacjałów, przyniosły ciekawe wnioski.

Podczas zlodowaceń koncentracja CO₂ w atmosferze wynosiła 180-200ppm, natomiast między nimi 250-300ppm. Pojawienie się tak dużej (około 100ppm) różnicy w stężeniu dwutlenku węgla próbowano tłumaczyć tzw. hipotezą oceaniczną, która zakładała, że oceany, które są 60 razy bardziej pojemnym zbiornikiem węgla niż atmosfera, służyły jako jego pochłaniacz w czasie glacjałów. Nie udało się jednak potwierdzić tego ani badaniami, ani za pomocą modeli. Na trop innego dużego zbiornika, który mógł mieć znaczenie dla przejść integlacjał-glacjał, naprowadziły naukę m.in. badania Rolanda Zecha ze współpracownikami (Zech i in., 2011). Wykazali oni, że podczas zlodowaceń na wysokich szerokościach w glebach gromadziło się więcej węgla niż pomiędzy epokami lodowymi. Działo się tak pomimo niższej niż w trakcie interglacjałów produkcji biomasy, bardziej suchego klimatu i dużych obszarów pokrytych lodem. Jednak w miejscach, gdzie znajdowała się wieloletnia zmarzlina, tworząca warstwę „izolacji”, gleby były nasączone wodą, co sprzyjało spowalnianiu tempa rozkładu. Na niektórych obszarach, np. dzisiejszych szelfach kontynentalnych (które po obniżeniu poziomu oceanów w trakcie glacjałów o około 120 m znalazły się nad powierzchnią morza) mogły w ten sposób tworzyć się torfowiska gromadzące węgiel w pokładach torfu.

Prędkość gromadzenia się torfu zależy od dwóch czynników: pierwotnej produkcji roślinnej (ilości materii produkowanej przez rośliny z pochłanianego przez nie dwutlenku węgla) oraz tempa rozkładu materii organicznej. Wyższa produkcja pierwotna sprzyja akumulacji torfu tylko przy zachowaniu warunków spowalniających rozkład materii organicznej takich jak np. duża wilgotność gleby. I odwrotnie – nawet w niesprzyjających roślinom okresach, ograniczenie tempa rozkładu będzie korzystnie wpływało na gromadzenie węgla w glebach. To tłumaczy zarówno to, co zmierzył R. Zech jak i wahania stężenia CO₂ podczas holocenu.

Ocieplenie na początku holocenu spowodowało rozpad zmarzliny, uwalniając uwięziony w glebie węgiel zarówno w postaci gazów (CO₂ i CH₄), jak i poprzez wypływy z wodą rozpuszczonego węgla pochodzenia organicznego (DOC – dissolved organic carbon) i cząsteczkowego (zawieszonego) węgla organicznego (POC – particulate organic carbon). Wywołało także inne skutki: wyższe stężenie CO₂ oraz wydłużenie okresu wegetacyjnego przyspieszyły wzrost roślinności. Na uwolnionych spod lodu obszarach Syberii i Ameryki Północnej zaczęły tworzyć się torfowiska, dokładając do atmosfery swoją porcję metanu – w początkowym okresie powstawania tych ekosystemów emisje CH₄ przeważają bowiem nad pobieraniem CO₂. Jednak już około 12 tys. lat temu, dzięki nowym torfowiskom na północy globu, ekspansji torfowisk tropikalnych i przesuwaniu linii lasów ku wyższym szerokościom geograficznym nastąpił spadek zawartości CO₂ w atmosferze o 7ppm (Zech i in., 2011).

Szybkie tempo kumulacji torfu na początku holocenu wynikało także z ówczesnych warunków pogodowych. Wyraźna była różnica między porami roku: lata były ciepłe, sprzyjające wyższej produkcji pierwotnej roślinności, a zimy mroźne, z małą pokrywą śnieżną, co powodowało wychładzanie gleby i tym samym hamowanie procesów rozkładu. O tym, jak nawet drobne wahania klimatu przekładają się na odpowiedź torfowisk, można przekonać się chociażby obserwując zmiany tempa gromadzenia torfu w zależności od ilości opadów. Bardziej wilgotne okresy w holocenie – szczególnie 6900, 5500 i 4000 lat BP (czyli przed 1950 rokiem) związane są z większą kumulacją torfu i powstawaniem nowych torfowisk (Yu i in., 2003); natomiast w trakcie okresów suchych tempo magazynowania węgla przez torfowiska spadało do mniej więcej połowy obecnego. Zmiany te są widoczne zarówno w torfowiskach północnych, jak i starszych, tropikalnych, które zaczęły się formować na niektórych obszarach południowo-wschodniej Azji już pod koniec plejstocenu (ponad 20 tys. lat temu, np. Nakaikemi w Japonii).

Znaczenie ma nawet zachmurzenie (gdy jest większe, zmniejsza się produkcja pierwotna roślinności): gromadzenie torfu może wtedy pozostać na wysokim poziomie tylko jeśli spadnie także tempo rozkładu. Taka sytuacja miała np. miejsce podczas przejścia ze Średniowiecznego Optimum Klimatycznego do Małej Epoki Lodowcowej. Stężenie CO₂ w atmosferze spadło wtedy o 1ppm mimo mniej korzystnych dla roślin warunków tylko dlatego, że m.in. zmniejszyło się heterotroficzne oddychanie glebowe (patrz rysunek 1) (Jungclaus i in., 2010; Pongratz i in., 2009).

Wyniki analiz pokazują, że uwzględnienie akumulacji węgla przez torfowiska oraz drugiego „wolnego” procesu cyklu węglowego – uwalniania CO₂ z CaCO3 w płytkich wodach (podczas podnoszenia się poziomów morza) pozwala lepiej tłumaczyć historyczne wahania poziomu CO₂ w atmosferze. Dotyczy to zarówno modeli stworzonych dla holocenu, jak i interglacjału eemskiego czy ciepłego interglacjału MIS 11 (Marine Isotope Stage) ok. 400 tys. lat temu (Kleinen i in., 2016).

Obecnie, jak i w prawie całym holocenie, torfowiska nadal działają jak „pochłaniacze” węgla. Na całym świecie akumulują w biomasie, ściółce, warstwie torfu, warstwach mineralnych podglebia i wodzie glebowej 0,1-0,2 GtC rocznie (0,1 GtC = 100 MtC = 370 mln ton CO₂), w tym tropikalne torfowiska 0,06-0,093 Gt.

Ma to istotny wpływ na kształtowanie klimatu. Przez prawie 12 tysięcy lat ekosystemy te wchłonęły z atmosfery ogromną ilość CO_2, magazynując węgiel w torfie w tempie powyżej 5 GtC na stulecie (Yu i in., 2010). Chłodzący wpływ torfowisk północy w holocenie szacuje się na -0,2 (Frolking i Roulet, 2007) do -0,5 W/m² (Frolking i in., 2010). Same torfowiska Indonezji zgromadziły od ostatniego maksimum zlodowacenia ilość węgla odpowiadającą 26 ppm stężenia CO₂ w atmosferze (Dommain i in., 2014). Wiązanie węgla przez torfowiska zapoczątkowało trend ochładzający klimat, a dzięki powiększaniu się obszarów objętych wieloletnią zmarzliną (a tym samym zmniejszaniu tempa rozkładu materii organicznej) pojawiło się ujemne sprzężenie zwrotne, które mogłoby się przyczynić – gdyby nie emisje antropogeniczne – do zainicjowania kolejnej epoki lodowej.

Niszczenie torfowisk: tykająca bomba klimatyczna

Nie tylko emisja gazów cieplarnianych, ale też i inne nasze działania mają znaczący wpływ na zmianę roli torfowisk w cyklu węglowym oraz stabilność tych znaczących magazynów węgla. Wylesianie, osuszanie, użytkowanie rolnicze i pożary powodują m.in. uwalnianie gazów cieplarnianych. Naruszone torfowiska charakteryzują się także zwiększonym o 50% w stosunku do dziewiczych wypływem DOC, do tego głównie z głębszych warstw torfu, powstałych setki a nawet tysiące lat temu (Moore i in., 2013). Samo uwzględnienie tych procesów podwyższa szacunki strat węgla z niszczonych torfowisk o 22%. Ponadto część dziewiczych obszarów, głównie tropikalnych i znajdujących się na wieloletniej zmarzlinie, nie kumuluje już torfu z powodu ocieplania się klimatu. Szacuje się w związku z tym, że rzeczywiste tempo gromadzenia dziś węgla nie przekracza dla całego świata 0,1 GtC rocznie.

Wolne tempo formowania torfu powoduje, że powinien być traktowany jako zasób nieodnawialny – obecna prędkość jego znikania przewyższa 20-krotnie prędkość tworzenia, co powoduje roczny spadek objętości światowych torfowisk o około 20 km³. Niektóre badania pokazują, że pozyskiwanie i spalanie torfu z dziewiczych torfowisk pod względem wpływu na klimat właściwie niewiele się różni od spalania węgla. Zresztą węgiel brunatny czy kamienny to właśnie przekształcona materia organiczna skumulowana w ogromnej ilości w czasach wysokiego stężenia CO₂ w karbonie i trzeciorzędzie właśnie przez prehistoryczne torfowiska. Proces przekształcania torfu w węgiel brunatny można zaobserwować nawet obecnie – choćby na datowanym na plejstocen torfowisku Phillipi w Grecji (to najprawdopodobniej najgłębsze torfowisko na świecie o miąższości 190 m).

Torfowiska magazynują w sobie podobną ilość węgla jak światowe rezerwy paliw kopalnych. EIA (Energy Information Administration) w 2012 roku szacowała je na 978 Gt, co – zakładając średnią zawartość węgla 65% – daje 635 GtC. Całkowite zniszczenie torfowisk odpowiadałoby około 100 latom spalania węgla w obecnym tempie, mogłoby więc wprowadzić do atmosfery poważną ilość dwutlenku węgla.

Miejscem, które ma szczególne znaczenie w kontekście ochrony klimatu, jest Azja południowo-wschodnia. Torfowiska tropikalne mają bowiem o wiele większą potencjalną zdolność do pochłaniania węgla: mimo że stanowią jedynie 10% powierzchni światowych torfowisk odpowiadają aż za 37% tego potencjału. W porównaniu do ekosystemów na glebach mineralnych zawierają 10 razy więcej węgla na hektar (torfowiska w strefie subpolarnej i borealnej odpowiednio 3,5 i 7 razy), a średnia grubość torfu w tropikach jest dużo większa niż na północy globu – około 5m (do 20m) w porównaniu do np. 1,2m w Finlandii. Powoduje to, że uwięzione w nich jest około 20% węgla zgromadzonego w torfowiskach świata. Najwięcej torfowisk tropikalnych znajduje się w Indonezji, gdzie są systematycznie niszczone m.in. pod plantacje palmy oleistej. W wyniku melioracji terenów pod plantacje następuje utlenianie torfu i uwalnianie zgromadzonego w nim węgla. Dodatkowo takie obszary są o wiele bardziej narażone na pożary, które głęboko wypalają wysuszoną glebę. W najgorszym pod tym względem roku 1997 tylko z indonezyjskich torfowisk uwolnione zostało około 0,8-2,6 GtC (Page i in., 2002), co stanowi 13-40% średnich rocznych emisji ze spalania paliw kopalnych na świecie. Pożary niszczą także te wartościowe magazyny węgla na północy globu, jednak wieloletnia zmarzlina w dużym stopniu ogranicza głębokość wypalania torfu. W związku z samymi zmianami użytkowania terenów w latach 1990-2015 rezerwuar węgla w tropikalnych torfowiskach południowo-wschodniej Azji zmniejszył się o około 2,5 GtC, co odpowiada kilkuset albo nawet kilku tysiącom lat procesów akumulacji węgla w torfowiskach (Miettinen i in., 2015). Podobne niekorzystne zmiany zachodzą także na półkuli północnej – samo zniszczenie torfowisk w Kanadzie pod obecne i projektowane kopalnie piasków bitumicznych uwolni w sumie 0,14-4,73 GtC (Rooney i in., 2011).

Los tych ogromnych magazynów węgla zależy więc głównie od naszych działań gospodarczych, zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio, bo powodowana przez nas zmiana klimatu na pewno wywrze wpływ na torfowiska. Ocieplenie będzie oddziaływać na poszczególne siedliska w sposób zróżnicowany – inaczej na torfowiska wysokie, inaczej na niskie, inaczej na tropikalne, inaczej na te leżące na wieloletniej zmarzlinie. Zmiana wzorców opadowych także ma duże znaczenie, np. im bardziej sucho, tym torfowiska stają się bardziej podatne na pożary.

Mimo olbrzymiego znaczenia torfowisk dla światowego cyklu węglowego, naukowcy nadal mają niepełną wiedzę na ten temat. Bardziej kompleksowe zrozumienie procesów zachodzących na styku torfowisk i klimatu pozwoliłoby np. lepiej określić czułość klimatyczną globalnego cyklu węglowego na wzrost temperatury (czyli jak duży wzrost koncentracji CO₂ w atmosferze spowoduje 1 stopień ocieplenia), która obecnie jest niezbyt precyzyjnie znana: od 1,7-21,4ppm CO₂ (Frank i in., 2010) do 40-60ppm (Cox i Jones, 2008) na 1 stopień wzrostu temperatury. Nadal także wiele modeli próbujących oszacować przyszłe zmiany klimatu nie uwzględnia ani sprzężeń związanych z torfowiskami ani z rafami koralowymi (CaCO₃). Okazuje się, że włączenie do wyliczeń węgla uwięzionego na terenach z wieloletnią zmarzliną powoduje zmiany wyników symulacji przyszłego wzrostu temperatur globalnych. Są one, w zależności od scenariusza emisji, od 10 do 40% wyższe niż w modelach nieuwzględniających tego sprzężenia (Crichton i in., 2016). Jak duża będzie ta różnica, zależy od emisji antropogenicznych (przeczytasz o tym więcej w tekście Dodatkowe emisje ze źródeł naturalnych a przyszła zmiana klimatu). Analizy dotyczące historycznych zmian ilości CO₂ atmosferycznego w odpowiedzi na procesy zachodzące w torfowiskach wskazują, że ekosystemy te mogą stać się jednym z większych „graczy” wpływających na przyszłe zmiany klimatu. Dlatego zarówno dalsze badania, jak i ochrona tych cennych siedlisk powinna być priorytetowym działaniem w kontekście globalnego ocieplenia.

Film: Badacze szacują ilość węgla zgromadzoną w torfowiskach Peru (6 min.)

Anna Sierpińska, konsultacja merytoryczna prof. Bogdan Chojnicki

The post Torfowiska: ważny gracz światowego cyklu węglowego appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.