Z wody koloru kawy z mlekiem wyłonił się czarny garb. Po chwili dało się słyszeć głębokie sapnięcie i w powietrze – na wysokość kilku metrów – wystrzeliły dwie strugi pyłu wodnego, tworząc literę V. Na pokładzie Oceanii, statku badawczego Instytutu Oceanologii PAN z Sopotu, stojącej na kotwicy tuż przy portowym nabrzeżu osady Longyearbyen na Spitsbergenie poszły w ruch aparaty fotograficzne i kamery.
Taka okazja nie zdarza się często. Przy burcie wynurzył się przecież jeden z najrzadszych ssaków Europy – 15-metrowy wal grenlandzki. Przyszłość tych olbrzymów jest coraz bardziej zagrożona – twierdzą naukowcy, którzy badają zmiany, jakie wnosi do Arktyki globalne ocieplenie. Z pokładu Oceanii oraz z polskiej stacji polarnej na Spitsbergenie, która znajduje się na brzegu fiordu Hornsund, uczeni prowadzili inwentaryzację tutejszej różnorodności biologicznej. Czyli spis wszystkich organizmów, od bakterii do wielorybów. To pozwoli na odkrycie wywołanych przez ocieplenie zmian w całej przyrodzie – zarówno w skali mikro, jak i makro.
Spitsbergen pogoda – jak radzą sobie z nią zwierzęta
Już wcześniej wiedziano, że to nie zimno, lecz długi okres głodu jest największym wyzwaniem dla mieszkańców polarnego fiordu. Fauna morska bez problemów radzi sobie z niską temperaturą, która spada zimą do minus 1,9 stopni Celsjusza (słona woda zamarza w temperaturze niższej niż słodka). Ale jak przetrwać 9 miesięcy, w czasie których nie zachodzi produkcja planktonu roślinnego i cały ekosystem cierpi na brak pokarmu?
Najlepszą strategią jest maksymalnie szybki wzrost w czasie polarnego lata i magazynowanie zasobów wysokoenergetycznego tłuszczu, który pozwoli przeżyć resztę roku. Wyciągane na pokład Oceanii w sierpniu kilkumilimetrowe polarne skorupiaki widłonogie z rodzaju Calanus wyglądają jak miniaturowe tankowce wypełnione tłuszczem, gotowe do wielomiesięcznego postu na głębokości kilkuset metrów. Znalezienie w sieciach tych obfitych kąsków świadczy o tym, że lokalny ekosystem wciąż pracuje według polarnego schematu.
Jednak kilka mil morskich dalej tłuste arktyczne widłonogi znikają i na ich miejsce pojawia się gatunek mniejszy, chudszy i szybciej rosnący. To mieszkaniec strefy, która wraz z globalnym ociepleniem przesuwa się coraz bardziej na północ. Zdążył już zdominować sporą część łowisk najliczniejszego ptaka morskiego Arktyki – planktonożernego alczyka (Alle alle). Wartość energetyczna nowej zdobyczy jest trzykrotnie mniejsza niż typowo polarnych widłonogów. To z tego powodu alczyki głodują. Żeby przeżyć, muszą latać coraz dalej w poszukiwaniu zimnej wody.
Spitsbergen temperatura – globalne ocieplenie w Arktyce
W Arktyce nikt nie ma wątpliwości, że klimat się ociepla. W miejscu takim jak Spitsbergen pogoda i temperatura mają ogromne znaczenie. Lodowce na Spitsbergenie cofają się od kilkunastu lat w tempie pół kilometra rocznie. Przy okazji zrzucają do morza ogromne ilości słodkiej wody z drobno zmielonym pyłem skalnym, który zabarwia tutejsze fiordy na brunatny kolor. Polarny świat zmienia się tak szybko, że nie wiadomo, czy naukowcy zdążą opisać i zrozumieć jego unikatowe zjawiska. Choćby wieloletni lód morski o grubości kilku metrów. To środowisko życia spotykane tylko w Arktyce (w Antarktyce lód morski odnawia się praktycznie co roku). Z roku na rok jego pokrywa coraz bardziej cofa się na północ. Ekipa Oceanii kilkakrotnie przepłynęła równoleżnik 80 (uważany niegdyś za nieprzekraczalny), nie spotykając dryfującego lodu na swej drodze.
Spitsbergen. Pogoda ma znaczenie dla pasażerów statku wycieczkowego / fot. Rune Hellestad- Corbis/ Corbis via Getty Images
Modele przygotowane przez międzynarodowe Centrum Środowiska im. Nansena (Nansen Environmental Center) w Bergen przewidują, że do 2050 r. całoroczna pokrywa lodowa z okolic bieguna północnego całkowicie zniknie. Ta zmiana oznacza nie tylko brak podłoża dla niedźwiedzi polarnych, które nie potrafią polować na lądzie. Promienie słoneczne, odbijające się dotąd od białej powierzchni, będą pochłaniane przez ciemną toń morza i tym samym coraz bardziej je ogrzewały.
Konsekwencje zaniku lodu morskiego badano z pokładu Oceanii. Wskaźnikiem zmiany są mikroskopijne glony, które rozwijają się tuż pod powierzchnią, a potem powoli opadają na dno morza. Naukowcy pobierają próbki wody, które przepuszczają przez zestawy specjalnych filtrów, a potem pod mikroskopem określają wielkość i rodzaj znalezionych organizmów. Gatunki rozwijające się na lodzie różnią się od tych, które żyją w toni wodnej. Te, które wolą wyższe zasolenie, są odmienne od wielbicieli niższej zawartości soli. Inne glony występują wreszcie w cieplejszych wodach, a inne w zimniejszych. Wszystkie, powoli, warstwami osadzają się na dnie. Tam tworzą zapis temperatury, zasolenia i stopnia zlodzenia morza.
Spitsbergen pogoda – jak zmieniał się klimat
Za burtę statku opuszcza się następny przyrząd – ważącą kilkaset kilogramów stalową rurę, która wycina z dna rdzeń mułu o długości 2 m. Każdy centymetr osadu w takim rdzeniu zawiera mikroorganizmy nagromadzone w czasie około 10 lat. Sedymentolodzy tną rdzeń na jednocentymetrowe plasterki i, po analizie szczątków, odtwarzają historię rozwoju planktonu przez ostatnie 2000 lat. Od dawna wiadomo, że okresy zimne i ciepłe następowały po sobie cyklicznie w czasie minionych kilkuset tysięcy lat. Jednak dopiero nowe techniki badawcze doprowadziły do zaskakującego odkrycia. Zmiany klimatyczne zachodziły niezwykle szybko, przejście od epoki ciepłej do lodowej dokonywało się w czasie zaledwie kilkunastu lat!
Dwumetrowe rdzenie osadu pobierane przez polską Oceanię powinny odpowiedzieć nam, jak zmieniał się klimat w czasach historycznych. Czy znajdziemy ślad ostatniego ocieplenia w IX w., kiedy to wikingowie wypasali owce na zielonych łąkach Grenlandii? A jaki był klimat, gdy w XI w. ten lud żeglarzy i wojowników zawitał na Spitsbergen? Co działo się, gdy w r. 1596 przybili tu Holendrzy, oficjalnie pierwsi Europejczycy w tym zakątku świata? Czy w morzu zachował się ślad po ostatnim wielkim ochłodzeniu z XVIII w., kiedy w Europie zaczęły się rozrastać lodowce, a każda wyprawa polarna kończyła się katastrofą?
Polskie akcenty na Spitsbergenie
Zmiany z wieku XX są już lepiej poznane. W r. 1920 cały archipelag Svalbard, w skład którego wchodzi wyspa Spitsbergen, został przyznany Norwegii. Od tego momentu badania północnego świata mogły rozwinąć się na szerszą skalę. Znaczący udział wzięli w nich Polacy. Już patrząc na mapę Spitsbergenu, można dostrzec kilkadziesiąt swojsko brzmiących nazw: Kopernikusfjellet (po norwesku Góra Kopernika), Pilsudskifjella (Góry Piłsudskiego) czy Polakkbreen (Lodowiec Polaków). Te oficjalne, urzędowe określenia są śladem przedwojennej polskiej działalności na wyspie. W sumie dotarło tam ponad 200 wypraw z naszego kraju, głównie naukowych, ale też alpinistycznych, żeglarskich i eksploracyjnych.
Po odzyskaniu niepodległości Polska wzięła udział w II Międzynarodowym Roku Polarnym 1932/33, organizując całoroczną ekspedycję na Wyspie Niedźwiedziej, położonej na południowym krańcu Svalbardu. Wkrótce po powrocie geolog i polarnik Stanisław Siedlecki przygotował wyprawę kartograficzną. A w 1936 r. trzech taterników (Stefan Bernadzikiewicz, Stanisław Siedlecki, Konstanty Jodko-Narkiewicz) w ciągu 56 dni, ciągnąc 200-kilogramowe sanie, przeszło na nartach 800 km przez 25 lodowców i 2 olbrzymie płaskowyże lodowe. Było to pierwsze przejście Spitsbergenu. Znaczna część trasy przebiegała w terenie dziewiczym, nie kartowanym lub znanym tylko ze szkicowych mapek.
II wojna światowa, a po niej nie sprzyjający podobnym inicjatywom mroczny okres stalinizmu, na kilkanaście lat przerwały polską działalność polarną. Dopiero odwilż w połowie lat 50. stworzyła możliwość kontynuacji wypraw. Inicjatywę podjęli przedwojenni polarnicy – szczególnie Stanisław Siedlecki. Pierwszym zadaniem było wybudowanie w fiordzie Hornsund stacji polarnej, w której 10-osobowa grupa zimująca przez rok prowadziła obserwacje w ramach programu Międzynarodowego Roku Geofizycznego 1957/58. Po 1962 r. badania przerwano. Dopiero w 1970 r. rozpoczyna się renesans polskiej działalności na Spitsbergenie, tym razem z inicjatywy glacjologa Stanisława Baranowskiego. W 1978 r. Instytut Geofizyki PAN uruchomił, trwający do dzisiaj, cykl wypraw całorocznych w rozbudowanej stacji.
Spitsbergen: temperatura wciąż rośnie
W 1987 r. po raz pierwszy wyruszył w polarną trasę statek Oceania. Na jego pokładzie obok Polaków pracują Norwegowie, Niemcy, Anglicy i Amerykanie. To typowe dla nowoczesnych badań polarnych, które tworzą dziś wielkie międzynarodowe zespoły, powiązanie pomiarów i obserwacji prowadzonych przez fizyków, chemików, biologów i geologów. Równoczesne badania morza, atmosfery i lodowców.
50-lecie polskiej stacji badawczej na Spitsbergenie zbiegło się z IV Międzynarodowym Rokiem Polarnym. Z tej okazji na lata 2007–2008 zaplanowana została współpraca kilkudziesięciu państw (w tym tak mało „polarnych”, jak Chiny, Indie, Brazylia czy Korea), żeby na obu obszarach podbiegunowych podjąć gruntowne badania najważniejszych globalnych problemów naukowych. Takich jak zmiana klimatu i związane z nią zmiany funkcjonowania wielkich ekosystemów morskich i polarnych. Tak naprawdę od kilkuset tysięcy lat cały ocean światowy jest lodowatym morzem. Przecież poniżej około 500 m woda ma stałą temperaturę około 2 stopni Celsjusza. Tę jednolitą zimną warstwę wód zawdzięczamy obszarom polarnym. To tu wciąż powstają i stąd rozpływają się na cały glob chłodne wody przydenne.
Badanie tego zjawiska prowadzono również z pokładu Oceanii. Statek kursował w stosunkowo niewielkim obszarze morskim pomiędzy Grenlandią, Islandią i Spitsbergenem, gdzie można kontrolować proces wymiany ciepła między Arktyką i Atlantykiem. Zarówno odpływ zimnych przydennych wód na południe, jak i napływ ciepłego Prądu Północnoatlantyckiego. Temu morskiemu prądowi północna Europa zawdzięcza nadwyżkę prawie 10 stopni Celsjusza średniej temperatury rocznej. Bez niej koło Gdańska białe niedźwiedzie spacerowałyby po zamarzniętym Bałtyku.
Wyniki badań Oceanii wykazały, że rok 2005 był rekordowo ciepły w Arktyce, a ilość ciepła przenoszonego z Prądem Zachodniospitsbergeńskim do Arktyki – kilkakrotnie wyższa od wieloletniej średniej. Globalne ocieplenie jest tu boleśnie realne. Czasu na poznanie północnego ekosystemu pozostało więc naprawdę niewiele.
Spitsbergen i jego unikatowy ekosystem
Jeszcze w XVIII w. w wodach wokół Spitsbergenu pływało ponad 20 tys. sztuk wali grenlandzkich. Potem, w ciągu kilkudziesięciu lat, połączone floty wielorybników doprowadziły do niemal całkowitego wytępienia tego gatunku po wschodniej stronie Atlantyku. Pozostała jeszcze populacja pomiędzy Kanadą i Grenlandią oraz w pacyficznym sektorze Arktyki – u wybrzeży Alaski. Dziś w okolicach Spitsbergenu co kilka lat widuje się już tylko pojedyncze osobniki. Przypuszczalnie przetrwała tu szczątkowa grupa kilku lub kilkudziesięciu wali grenlandzkich.
Wytępienie wielorybów doprowadziło do nieprzewidzianych zmian w polarnym ekosystemie. Gdy zabrakło planktonożernych olbrzymów, na potęgę mogły się rozwijać małe wodne skorupiaki. Z nadwyżki skorzystały ryby (a zatem to wielorybnikom zawdzięczają Norwegowie bogactwo arktycznych łowisk) i ptaki morskie. Ich wielusettysięczne kolonie stały się jedną z największych atrakcji turystycznych Spitsbergenu. Ale z powodu globalnego ocieplenia mogą one wkrótce pójść w ślady wali grenlandzkich.
