Geosciences - cestovanie v čase v permafroste - znalosti

Aktuálne správy v Süddeutsche Zeitung

permafroste

Dashboard

ekonomiky

Mníchov

Kultúra

spoločnosti

Vedomosti

Geosciences: Travel time in permafrost

Otvoriť obrázok na novej stránke

Kráter Batagaika v Jakutsku na leteckej snímke z roku 2014. Odvtedy sa okraje výrazne rozpadli.

(Foto: NEFU/obrázková aliancia/AP Photo)

  • Za posledných niekoľko desaťročí sa uprostred tajgy v Jakutsku vytvoril neobvykle hlboký kráter.
  • Dajú sa z neho vyčítať státisíce rokov histórie podnebia.
  • Údaje môžu byť dôležité aj pre súčasné klimatické modely.

Je leto 2017, keď geológ Thomas Opel stojí pred 55 metrov vysokou strmou stenou, ktorá trčí do neba. Praskne, steká, rachotí, deň aj noc. Zrazu hlasný tresk: Z brány do podsvetia sa vyvalil ďalší mohutný blok zamrznutej zeme, ako sa často nazýva obrovský kráter na Sibíri Batagaika. Opel pomocou reťazovej píly vyrezáva zo steny štvorec so šírkou ruky. Je to nebezpečné miesto pre prácu; iný blok Zeme by sa mohol kedykoľvek uvoľniť a spadnúť na ňu. Ale vzorky, ktoré odoberá z ľadu, sú vzácne: Obsahujú sedimenty staré tisíce rokov, jedinečný archív podnebia. Vedci dúfajú, že s jeho pomocou budú schopní lepšie vyhodnotiť dynamiku svetového podnebia - s cieľom presnejšie predpovedať budúci vývoj.

V apríli tohto roku sa Thomas Opel vrátil do záhadného kolapsového krátera s expedičnou skupinou z Postupimskej pobočky Inštitútu pre polárny a morský výskum Alfreda Wegenera. Na Sibíri je ešte neskorá zima, v noci teploty klesajú na mínus 30 stupňov Celzia. V tomto ročnom období je pomerne bezpečné pracovať na skale tvrdej zamrznutej stene.

Nezvyčajne hlboká asi kilometer široká kotlina sa sformovala iba uprostred tajgy za posledné dve až tri desaťročia, neďaleko mestečka Batagai v Jakutsku. Už päť rokov spôsobuje rozruch vo vede. Pôvod tejto formácie bol spočiatku záhadný. Potom sa ukázalo, že kolaps spôsobili ľudia: Keď bola postavená cesta na preskúmanie bane na cín, pásové vozidlá sa kotúľali po ochrannej vegetácii. Výsledkom bolo, že do pôdy permafrostu preniklo viac slnečného žiarenia; zvyšok urobilo globálne otepľovanie.

Arktický permafrost sa už zmiernil tak, ako sa predpovedalo na koniec tohto storočia. Topenie urýchľuje zmenu podnebia.

Autor: Hanno Charisius

Vytvorili sa malé jazerá, permafrost sa začal topiť a ľad a sneh odtekali ako roztavená voda. Nakoniec sa zrútená zem zrútila. Takéto depresie termokrasu nie sú nezvyčajné, ale žiadne nie sú také veľké ako kráter Batagaika.

Keď sa na jar vrátil Thomas Opel na Sibír, okamžite videl zmeny

Batagaika je len 60 kilometrov od najchladnejšej oblasti na severnej pologuli. Vedci sa obávajú, že aj tam má zmena podnebia taký silný dopad. Permafrost pokrýva štvrtinu všetkých pevnin na severnej pologuli; jeho rozmrazenie ohrozuje infraštruktúru a celé živobytie vo veľkých regiónoch. Okrem toho sa pri topení môže uvoľniť veľké množstvo silného metánu metánu, čo ďalej urýchľuje globálne otepľovanie. Vedci len nedávno zistili, že pôda permafrostu v niektorých častiach Kanady zmäkla natoľko, ako sa očakávalo iba pre rok 2090.

Keď Thomas Opel na jar tohto roku prehliadol kráter na Sibíri, okamžite videl obrovské zmeny od svojej poslednej návštevy. Satelitné snímky potvrdili jeho dojem: V niektorých oblastiach múr každý rok stráca asi 20 metrov. „Zapôsobila na mňa rýchlosť erózie,“ hovorí Opel, „ale aj to, že som mal zrazu pred sebou usadeniny a ľad starý tisíce rokov.“ “ Opäť dokázal vyhrať niekoľko desiatok ukážkových blokov; v súčasnosti sú vyšetrované v Postupimskom laboratóriu Inštitútu Alfreda Wegenera.

Variácie v topení snehu

V zime, pri teplotách pod mínus 40 stupňov Celzia, sa zamrznutá zem trhá, pretože sa pôda permafrostu ochladzuje. Tak vzniknú vertikálne mrazové štrbiny široké až päť centimetrov. Keď sa na jar topí sneh na povrchu, do otvorov preniká voda z topenia a okamžite opäť zamrzne. Tento proces sa opakuje rok čo rok, pričom medzery sa zvyčajne opäť trhajú v strede. V priebehu rokov v zemi vyrastal klin v tvare písmena V, ktorý môže byť široký niekoľko metrov a siahať do zeme až 30 metrov. Najmladšie ľadové žily ležia vo vnútri klinu, staršie a staršie smerom k okrajom. Týmto spôsobom sa vytvára archív životného prostredia, ktorý môže trvať stovky tisíc rokov.

Organický materiál preniká do štrbín s vodou a je tam konzervovaný: peľ, časti rastlín, zvyšky výkalov zvierat. Na základe týchto stôp možno určiť vek ľadových žíl uhlíkovým datovaním. Na Sibíri nie sú takmer žiadne ľadovce alebo ľadovce ako v Grónsku, do ktorých by ste sa mohli vŕtať, aby ste získali informácie o rannom vývoji podnebia.

To je dôvod, prečo sú ľadové kliny, na ktoré sa môžete dostať, také dôležité pre výskum. Vedci už našli ľadové kliny staré až 60 000 rokov, napríklad na polostrove Bykowski na východe Sibíri. Vzorky ľadového klinu z krátera Batagaika mohli byť podstatne staršie: „Vracajú sa minimálne o 200 000 rokov dozadu,“ hovorí Opel. To znamená, že ľad už prežil teplé obdobie Eemu asi pred 125 000 rokmi, posledné teplé obdobie pred súčasným, holocénom. Na juhu Kanady bol ľadový klin chránený sopečnými ložiskami dokonca datovaný do obdobia 700 000 rokov pred obdobím obyčajného.

V permafrostových pôdach Arktídy sa za tisíce rokov nahromadilo veľké množstvo ortuti. Teraz sa podzemie topí - a toxický kov končí v potravinovom reťazci.

Od Susanne Götzeovej

Thomas Opel miluje krajinu na Sibíri. Keď tam koncom leta svieti nad tundrou slnko, v neskutočne jasnom svetle sa cíti ako na konci sveta. Ale cesta stojí za to aj vedecky: „Môžem tam preskúmať niečo úplne nové, čo je veľmi zložité a čomu ešte celkom nerozumieme,“ hovorí.

Letá boli po tisícročia chladnejšie a chladnejšie. Ale čo zimy?

Predchádzajúce modelové výpočty paleontológov ukazujú, že globálne teploty sa za posledných 8 000 rokov do 19. storočia neustále znižovali. To súhlasí s klesajúcim slnečným žiarením, ktoré je spôsobené astronomickými parametrami, ako je napríklad silnejší sklon zemskej osi.

To je základ hypotézy, že Zem sa skutočne blížila k novej dobe ľadovej - až do začiatku dnešného otepľovania spôsobeného človekom v minulom storočí. Ale známe namerané údaje v podstate ukazujú iba letný obraz. Ľadové kliny naopak uchovávajú informácie o zime. Aby bolo možné urobiť závery o podmienkach prostredia, Thomas Opel a jeho kolegovia skúmajú, ako sa zmenil pomer ťažkého izotopu kyslíka O-18 k trochu ľahšiemu O-16 v priebehu tisícročí v ľadových klinoch.

Všeobecne platí, že čím menej O-18 v ľade, tým bolo chladnejšie. Po prvýkrát sa dali jasne určiť zimné teploty zo sibírskeho permafrostu. „Za posledných 7 000 rokov sa zimy v delte Leny neustále otepľovali - vývoj, aký sme ťažko zaznamenali v akomkoľvek inom archíve arktickej klímy,“ hovorí kolega automobilky Opel Hanno Meyer. Opačný smer trendu - chladnejší v lete, ale teplejší v zime - sa doteraz ťažko dokázal.

Vedci zatiaľ nevedia povedať, o koľko stupňov Celzia sa teploty líšia, pretože na teplotnom profile stále neexistuje spoľahlivá kalibrácia pomerov izotopov v ľadových klinoch. "Potrebujeme lepšie porozumieť procesu. Pod akými vplyvmi sa dostane zimný signál do ľadového klinu a je tam stanovený?" pýta sa Meyer.

„Preto sa zaoberáme najnovšími variáciami snehu a topenia snehu za posledné roky.“ Týmto spôsobom vedci dúfajú, že budú schopní lepšie interpretovať údaje z minulosti - a tak získať údaje o teplotách, ktoré potom môžu byť začlenené do súčasných klimatických modelov. Súčasnosť je kľúčom k minulosti, čo umožňuje prognózy do budúcnosti.