Merania klimatickej horúčky v chladničke Vedci cestujú do topiaceho sa permafrostu v Arktíde
Postupimskí vedci skúmajú, čo zmena podnebia robí s oblasťami permafrostu v Arktíde. Uvidíte, ako sa menia celé krajiny.
14. júla 2020 - 7:06 hodín, Kerstin Viering
Norilsk Dôsledky katastrofy bolo možné vidieť dokonca aj z vesmíru. Keď koncom mája tohto roku uniklo zo zásobnej nádrže elektrárne v sibírskom meste Norilsk 20 000 ton nafty, niekoľko riek v tejto oblasti sa trblietalo v nezdravých odtieňoch oranžovej a tmavočervenej farby. Nad tundrou visel štipľavý zápach nafty. Je to jedna z najväčších takýchto ekologických katastrof, aké Rusko za posledné roky zažilo, a najväčšia nehoda tohto druhu v Arktíde. Existujú však obavy, že sa také problémy v budúcnosti ešte zvýšia.
Nehoda môže mať niečo spoločné s tým, že trvale zamrznuté pôdy na Sibíri a v iných častiach Arktídy sa čoraz viac topia. Tým je nestabilný podpovrch a tým aj základy budov. Ale to nie je všetko: tam, kde sa tento takzvaný permafrost topí, sa mení celá krajina. A aby toho nebolo málo, uvoľňujú sa tým aj ďalšie skleníkové plyny, ktoré môžu ďalej podporiť zmenu podnebia.
Dostatočný dôvod na to, aby ste sa bližšie pozreli okolo mrazničiek na ďalekom severe: Aké zmeny sa tam už začali? A čo to znamená do budúcnosti? Tím v sekcii výskumu permafrostu v Inštitúte Alfreda Wegenera (AWI), Helmholtzovo centrum pre polárny a morský výskum v Postupime, sa zaujíma práve o tieto otázky. „V skutočnosti už vidíme obrovské zmeny na Sibíri a v Severnej Amerike,“ hovorí vedúci sekcie Guido Grosse.
Permafrost
Vedci označujú pôdu ako permafrost, ak jej teplota bola najmenej dva po sebe nasledujúce roky pod nulou stupňov Celzia. Takéto oblasti sú bohaté, najmä v Arktíde a vo vysokých horách. V Nemecku sa permafrost vyskytuje iba na Zugspitze. Celkovo asi štvrtina pevniny na severnej pologuli patrí do oblastí s permafrostom. Ich zloženie sa líši v závislosti od regiónu: niektoré pozostávajú z hornín, iné zo sedimentov alebo pôdy. Obsahujú tiež rôzne množstvá ľadu. Forma permafrostu zvaná yedoma je obzvlášť bohatá na ľad a vyskytuje sa predovšetkým na Sibíri, ale aj na Aljaške a v severozápadnej Kanade. Keď sa táto yedoma roztopí, dôjde k obzvlášť pozoruhodným zosuvom pôdy a ďalším zmenám v krajine.
Jednou z oblastí, ktorá zvlášť rýchlo mení tvár, je blízko jazera Teshekpuk na severe Aljašky. Guido Grosse strávil v auguste 2019 tri týždne v regióne. A aj za tento krátky čas sa viditeľné zmenilo tri až päť metrov vysoké pobrežie. More tam trhá rýchlym tempom materiál, zhruba päťdesiat metrov ročne si ho zožerie cestu do vnútrozemia. "Môžete sledovať obrovské zmrznuté bloky, ktoré sa rozpadajú a rozpadajú vo vode za niekoľko dní," hovorí vedec.
Ale rovnako pôsobivé ako vysoké, strmé útesy sa zdajú z pohľadu mravca: Najlepší pohľad na zmeny v topiacej sa krajine sa naskytá zo vzduchu. Guido Grosse a jeho kolegovia, kedykoľvek to počasie dovolilo, vystúpili do vlastného meracieho lietadla AWI Polar 6 a leteli nízko nad tundrou. Na palube bola kamera s vysokým rozlíšením z Nemeckého leteckého a kozmického strediska (DLR) v Berlíne. Nemecké výskumné centrum pre geovedy (GFZ) v Postupime prispelo špeciálnymi senzormi, ktoré dokážu detekovať unikajúci metán skleníkových plynov zo zeme.
„Letová kampaň, ako je táto, je skutočnou hrou trpezlivosti,“ hovorí Guido Grosse. Celé ráno ubehlo čakaním a špekuláciami, či sa hmla a nízko visiace mraky dostatočne vyjasnia, aby bolo možné začať. Dosť často to tak nebolo. „V iné dni sme však leteli veľmi dlho a zbierali sme množstvo údajov,“ pripomína výskumník.
Napríklad bolo možné zistiť viac o vplyve erózie tundry posledných niekoľkých desaťročí na permafrost regiónu. „Keď vegetačné a rašelinové vrstvy stúpajú v plameňoch kvôli veľmi suchému letu, zničí sa izolačná vrstva pôdy, ktorá je dôležitá pre permafrost,“ vysvetľuje Guido Grosse. To spôsobí, že sa podložie viac topí, ľad obsiahnutý v permafroste sa topí a povrch pôdy sa zrúti. Vznikajú priehlbiny, v ktorých v zime zostáva viac snehu a na jar sa zhromažďuje voda z topenia. Oba naďalej zahrievajú pôdu a umožňujú jej ešte väčšie rozmrazenie.
Akonáhle sa teda veľká tavenina začne, neustále sa zrýchľuje - nielen na Aljaške. Merania vo vrtoch po celej Arktíde ukazujú, že teploty pod zemou v rokoch 2007 až 2016 stúpli v priemere o 0,3 stupňa. Nešetrí ani vysoká Arktída, ktorej mrazničky sa považovali za primerane bezpečné, minimálne na niekoľko nasledujúcich desaťročí. "Vidíme globálne otepľovanie permafrostu, dokonca aj v hĺbke desať až dvadsať metrov," hovorí Guido Grosse.
Postupimskí vedci sú vonku a chystajú sa na meranie horúčky v rôznych regiónoch. Vlani preleteli nielen nad aljašskou tundrou. Napríklad jeden tím pádloval na kanoe pozdĺž rieky Peel v severnej Kanade, vzdialenej asi tisíc kilometrov. Tam rozmrazená zem opakovane vedie k mohutným zosuvom pôdy, ktoré do rieky vyťahujú obrovské množstvo sedimentu a suspendovaných látok. Dôsledky by mali odhaliť vzorky vody zhromaždené počas expedície.
Predchádzajúci držiteľ rekordov v oblasti zosuvov pôdy v permafroste sa však nachádza v blízkosti sibírskeho mesta Batagai. Od 60. rokov 20. storočia sa tamojšia oblasť na dĺžke jedného kilometra potopila viac ako 50 metrov. Výsledkom sú strmé útesy, ktoré nielenže neustále uvoľňujú nové pozostatky mamutov, koní a ďalších zvierat z doby ľadovej. Orezané vrstvy tiež zaznamenávajú, čo sa stalo v podzemí počas tisícročí. Prístup k informáciám v tomto archíve však nie je ľahký. Aby to mohli urobiť, museli potsdamskí vedci a ich ruskí kolegovia zlaňovať pomocou horolezeckej techniky závratné svahy krátera Batagaika a v pravidelných intervaloch odoberať vzorky ľadu a pôdy.
Toto úsilie však stojí za to. Pretože takéto vzorky by mali prezradiť viac o tom, ako rozmrazený permafrost ovplyvňuje podnebie. Je zrejmé, že v pôdach týchto oblastí leží veľké množstvo uhlíka. „Za posledných pár rokov sme dostali celkom dobrú predstavu o tom, aká veľká je táto skladovacia nádrž,“ hovorí Guido Grosse. Podľa toho sa v arktických pôdach permafrostu nachádza okolo 1 700 gigatónov uhlíka. To je takmer dvakrát toľko, ako sa v súčasnosti vznáša v atmosfére.
Problém je v tom, že tento uhlík tam nezostane. Pretože spolu s permafrostom sa topia aj zmrazené pozostatky zvierat a rastlín. Potom sa však na tento sviatok ponáhľa armáda mikróbov, ktorá rozkladá organické látky a uvoľňuje veľa oxidu uhličitého a metánu - čo môže následne ďalej podporiť zmenu podnebia. „Zatiaľ však presne nevieme, ako rýchlo pôda uvoľní, aké množstvo týchto skleníkových plynov,“ hovorí Guido Grosse. Pretože to sa líši región od regiónu a závisí to okrem iného od toho, aké zvyšky rastlín pôda obsahuje. Napríklad listy sa dajú oveľa ľahšie a rýchlejšie štiepiť mikroorganizmami ako drevo alebo drevené uhlie. Aby bolo možné lepšie vyhodnotiť tieto procesy, zriadilo AWI v Postupime nové uhlíkové laboratórium špeciálne pre permafrost. Vedci tam môžu skúmať vzorky z arktického podzemia a pomocou experimentov simulovať, čo sa stane pri topení za určitých podmienok.
Po uzavretí v dôsledku koronovej krízy sa tieto vyšetrovania teraz začínajú znova. Vedci však museli pre tento rok zrušiť všetky plánované výpravy na Sibír a do Severnej Ameriky. „Dúfame, že ich stihneme v roku 2021,“ hovorí Guido Grosse. Pretože nechcú nechať príliš dlho nepozorovanú topiacu sa chladničku na ďalekom severe. Koniec koncov, to, čo sa tam stane, nie je zaujímavé len pre ľudí a infraštruktúru v tejto oblasti, zdôrazňuje výskumník: „To sa týka aj nás v strednej Európe.“