Topnieje kawałek Alaski wielkości połowy Polski. Według geologów klimat już nigdy nie będzie taki sam
Wyobraź sobie, że obszar wielkości połowy Polski nagle zaczyna „przeciekać” do oceanu. Na dalekiej północy Alaski wieczna zmarzlina właśnie traci swoją integralność, zamieniając krystalicznie czyste rzeki w brunatny koktajl pełen organicznego węgla. Dzięki komputerowej symulacji naukowcy z University of Massachusetts Amherst zobaczyli, że lodowa kapsuła czasu właśnie pękła. Arktyka, jaką znaliśmy, chyba właśnie przechodzi do historii.
Zespół geologów pod kierunkiem prof. Michaela Rawlinsa wykonał coś na kształt cyfrowego „badania rentgenowskiego” Arktyki. Wykorzystując moc superkomputera badacze prześwietlili 44 lata historii regionu North Slope (o powierzchni mniej więcej połowy naszego kraju) z niespotykaną dotąd precyzją – analizując każdy kilometr kwadratowy lądu. To, co zobaczyli w danych z lat 1980–2023, to obraz klimatycznego krwotoku: rzeki Alaski, niegdyś stabilne, dziś pompują do Morza Beauforta rekordowe ładunki węgla, który miał pozostać zamrożony na zawsze. Swoje wyniki opublikowali w czasopiśmie „Global Biogeochemical Cycles”.
Dlaczego klimat Ziemi zależy od arktycznych rzek?
Rzeki Arktyki pełnią funkcję gigantycznego układu krwionośnego planety. Mimo że Ocean Arktyczny to zaledwie 1% objętości oceanów świata, trafia do niego aż 11% całkowitego globalnego spływu rzecznego.
Choć nazwa „wieczna zmarzlina” sugeruje niezmienność, w rzeczywistości składa się ona z dwóch warstw. Na samym wierzchu znajduje się tzw. warstwa czynna, która naturalnie rozmarza latem i zamarza zimą. Pod nią rozciąga się grunt zamrożony nieprzerwanie od tysięcy lat. Obecnie, z powodu gwałtownego ocieplenia Arktyki, granica między nimi przesuwa się coraz głębiej.
Głębsze rozmarzanie, większe zagrożenie
To pogłębianie się warstwy czynnej jest mechanizmem napędowym kryzysu. Gdy ciepło dociera do pokładów ziemi, które nie widziały słońca od czasów epoki lodowcowej, dochodzi do aktywacji uśpionej materii organicznej. Bakterie i mikroorganizmy zaczynają „trawić” starożytne szczątki roślin i zwierząt, uwalniając do rzek ogromne ilości rozpuszczonego węgla organicznego (DOC). Szacuje się, że co roku z tego źródła do atmosfery trafia ponad 275 mln ton dwutlenku węgla.
To nie jest zwykły osad – to paliwo dla klimatycznego ocieplenia. Gdy ten węgiel trafi do oceanu lub atmosfery jako dwutlenek węgla i metan, tworzy dodatnie sprzężenie zwrotne: więcej gazów cieplarnianych powoduje wyższe temperatury, co z kolei prowadzi do jeszcze głębszego rozmarzania zmarzliny.
Superkomputer na tropie „starożytnego węgla”
Dlaczego badanie Michaela Rawlinsa jest tak ważne? Dotychczasowe modele klimatyczne działały w dużej skali (siatki 25x25 km), co sprawiało, że mniejsze rzeki i strumienie były dla naukowców „niewidzialne”.
Dzięki rozdzielczości jednego kilometra, zespół z UMass Amherst zyskał wgląd w arktyczne „kapilary” – tysiące drobnych cieków wodnych, które odprowadzają wodę z rozmarzającego gruntu. To właśnie te małe strumienie są głównymi szlakami, którymi węgiel ucieka do Morza Beauforta. Dzięki temu wiemy już, że skala wycieku węgla jest znacznie większa, niż przypuszczano, a proces ten nie jest równomierny – najbardziej dramatyczne zmiany zachodzą na płaskich terenach północno-zachodniej Alaski. Tam materia organiczna gromadziła się nieprzerwanie od tysięcy lat.
Koniec pór roku jakie znamy: roztopy w październiku?
Najbardziej zaskakującym wynikiem badań jest tempo wydłużania się sezonu roztopów. Obecnie wieczna zmarzlina rozmarza nawet we wrześniu i październiku – to o kilka tygodni dłużej niż jeszcze kilkanaście lat temu.
– To starożytny węgiel. Im dalej na zachód, tym teren jest bardziej płaski, co oznacza więcej materii z rozkładających się roślin, która gromadziła się przez dziesiątki tysięcy lat – wyjaśnia prof. Rawlins. Rozmarzanie tych pokładów zmienia zasolenie morza, procesy biogeochemiczne i cały łańcuch pokarmowy w Arktyce.
– Rozpaczliwie potrzebujemy więcej takich badań łączących ląd z oceanem, jeśli mamy w pełni zrozumieć problem globalnego ocieplenia – podsumowuje geolog.
Źródło: Global Biogeochemical Cycles
Nasz autor
Jonasz Przybył
Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.