Arktyka umyka

J

Jednak w tym roku natura zaszalała – zima przeszła w wiosnę, a ta w lato, a w stronę Syberii wciąż płynęło nadzwyczaj ciepłe powietrze z południa. 20 czerwca w położonym za kołem polarnym Wierchojańsku padł rekord 38 st. C, a wcześniej przez dziesięć dni temperatury przekraczały 30 st. Wierchojańsk leży w strefie klimatu kontynentalnego chłodnego, którego charakterystyczną cechą są siarczyste mrozy dochodzące do –50 st. C i względnie ciepłe lata, ale fal śródziemnomorskich upałów jeszcze tam nie widziano. Wyraźnie cieplejsze od normy były też lipiec i sierpień.

Zamrożone nierozłożone

Ciepło rozgrzewało też inne regiony Arktyki. W lipcu dotarło na Spitsbergen, przez wiele dni podnosząc temperatury na archipelagu, oddalonym o 1,3 tys. km od bieguna północnego, do ponad 20 st. C. Jeszcze dalej na północy, w kanadyjskiej stacji badawczej Eureka znajdującej się 1000 km od bieguna, 11 sierpnia termometr pokazał 21,9 st. C. Średnia temperatura sierpnia w tym miejscu wynosi 3 st., a średnia roczna to − 18,8 st. Eureka znajduje się na wyspie Ellesmere’a, której północny brzeg dzieli od bieguna północnego zaledwie 800 km. Sto lat temu, na początku XX w., wzdłuż tego brzegu ciągnął się wielki lodowiec szelfowy utworzony przez lód, który spływał z lądu i unosił się na morzu. Jego powierzchnia wynosiła wtedy ponad 8600 km kw. Dziś zostało z niego kilka kawałków o łącznej powierzchni ok. 500 km kw.

Te skrawki są bezlitośnie dobijane przez coraz cieplejsze morze i powietrze. Na przełomie lipca i sierpnia tego roku rozleciał się największy z nich Lodowiec Szelfowy Milne’a. Jego powierzchnia skurczyła się ze 187 km kw. do 106 km kw. Dwie wielkie góry lodowe – o powierzchni 55 km kw. i 24 km kw. – odpłynęły w dal, porwane przez Ocean Arktyczny.

Fale gorąca docierające do Arktyki nie tylko rozprawiały się z lodem, ale rozpalały też ogień. Letnie pożary tajgi nie są czymś niezwykłym. Problem w tym, że szybko ich przybywa. Zeszłego lata na Syberii płonęło ponad 3 mln ha lasów – jakby w ogniu stanęło całe Mazowsze, a dym wędrował z prądami powietrznymi do Alaski i zachodniej Kanady (gdzie także walczono z płomieniami). W tym roku było jeszcze gorzej – do sierpnia 2020 r. zarejestrowano za kołem polarnym największe w historii emisje dymów, sadzy i związków węgla. Arktyka płonęła na potęgę, w czym główna zasługa Syberii. Naukowcy ocenili, że w ciągu ośmiu pierwszych miesięcy tego roku z arktycznych pożarów uleciało do atmosfery 244 mln ton dwutlenku węgla; w całym zeszłym roku było to 188 mln ton, a w 2018 r. – niewiele ponad 50 mln ton, co było wartością zbliżoną do średniej.

Powyższy przykład pokazuje, jak szybko może się rozkręcić spirala ocieplenia w Arktyce. Rosnące temperatury zwiększają częstotliwość pożarów, których konsekwencją jest pojawienie się w atmosferze dodatkowych porcji gazów cieplarnianych przyspieszających wzrost temperatur. A to zaledwie pierwszy element arktycznego przyspieszenia. Kolejnym jest sadza zwiększająca intensywność topnienia śniegu i lodu na wiosnę. I jest w końcu czynnik najgroźniejszy, czyli związki węgla znajdujące się w wiecznej zmarzlinie.

W pierwszej chwili trudno to sobie wyobrazić, ale pod powierzchnią jednej czwartej lądów na półkuli północnej wciąż trwa epoka lodowcowa. Do głębokości nawet kilometra temperatury nigdy nie wzrastają tam powyżej zera. To właśnie jest wieczna zmarzlina. Wiosną i latem pod wpływem promieni słonecznych chowa się ona nieco w głąb gruntu, ale to ustępstwo nie jest duże. Wynosi najwyżej parę metrów. Poniżej tego poziomu zima trwa już przez cały rok. Wieczna zmarzlina, choć jest reliktem z ostatniego zlodowacenia, wciąż zajmuje powierzchnię około 20 mln km kw., obejmując połowę Rosji i Kanady, a także niemal całą Alaskę. Najdalej na południe sięga w Azji – płaty zmrożonego gruntu można spotkać w północnej Mongolii i chińskiej Mandżurii.

Wydawałoby się, że mróz, który kilkanaście tysięcy lat temu zamienił syberyjską i kanadyjską ziemię w twardą jak beton skałę, jest nieczuły nawet na największe upały. Ciepło zaczyna jednak powoli nadgryzać wieczną zmarzlinę. Według jednej z analiz wzrost średniej temperatury na Ziemi o jeden stopień oznacza zniknięcie 3,6–3,8 mln km kw. zmarzliny. Inne, ostrożniejsze szacunki mówią o 2,5–3 mln. W obu przypadkach skala zjawiska, a przede wszystkim jego tempo, są olbrzymie.

Zamarznięte grunty półkuli północnej są olbrzymim rezerwuarem materii organicznej – roślin, które dawno temu pobrały z atmosfery dwutlenek węgla, a potem zwiędły i zostały zamrożone, nim zdążyły się rozłożyć. Gdy prastara materia organiczna zaczyna rozmarzać, natychmiast do pracy przystępują mikroby wytwarzające dwutlenek węgla i metan. Choć ten drugi pozostaje w atmosferze niezbyt długo, to pochłania ciepło znacznie skuteczniej niż CO² i mógłby doprowadzić do raptownego skoku temperatur na Ziemi.

Ile jest tego węgla uwięzionego w wiecznej zmarzlinie? Według najnowszych kalkulacji od 1460 do 1600 mld ton, około dwóch razy więcej niż w atmosferze. Z tego dwie trzecie znajduje się tuż pod ziemią, na głębokości do 3 metrów. Kanadyjscy badacze Andrew H. MacDougall i Andrew Weaverz University of Victoria wyliczyli, że do końca XXI w. do atmosfery może uciec od 70 do nawet 500 mld ton tego węgla. – Najgorsze byłoby powstanie sprzężenia zwrotnego: wzrost temperatur zacznie roztapiać wieczną zmarzlinę, a ulatniające się z niej związki węgla rozkręcą spiralę ocieplenia, co z kolei przyspieszy rozpad wiecznej zmarzliny i sprawi, że kolejne porcje związków węgla przeniosą się do atmosfery – mówi Holmes.

Sarah Chadburn z University of Leeds podkreśla jednak, że na razie jeszcze ta lawina nie ruszyła. – Taka olbrzymia masa zmrożonego gruntu reaguje z dużym opóźnieniem na impulsy cieplne z zewnątrz. Na efekty trzeba więc poczekać, być może do kolejnego stulecia, ale jeśli klimat będzie się ocieplał, w końcu jakiś impuls – być może powtarzające się regularnie masowe pożary tajgi – uruchomi tę lawinę – mówi.

Powrót do przeszłości

Zanim do tego dojdzie, padną inne arktyczne szańce. Ciepło ostatecznie rozprawi się z pakiem lodowym, czyli całorocznym lodem morskim. Według niektórych prognoz już za dwie dekady Ocean Arktyczny będzie latem całkowicie odmarzał. Jak zdumiewająco szybko ociepla się ten akwen, dowiodła dobiegająca powoli końca ekspedycja niemieckiego statku badawczego „Polarstern”. Jesienią zeszłego roku popłynął na Ocean Arktyczny i przycumował do kry lodowej około tysiąca kilometrów na północ od rosyjskiego półwyspu Tajmyr i zarazem jakieś 600 km od bieguna północnego. Wyłączył silniki i rozpoczął dryf podobny do tego, jaki pod koniec XIX w. odbył Fridtjof Nansen na statku „Fram”. Już wtedy wiedziano bowiem, że lód powstający we wschodniej części Oceanu Arktycznego prądy morskie pchają na zachód, w stronę Atlantyku.

„Fram” faktycznie pokonał Ocean Arktyczny, tyle że zajęło mu to trzy lata, tymczasem kra, z którą dryfował „Polarstern”, rozpadła się na kawałki po dziesięciu miesiącach. Następnie w połowie sierpnia ten wielki lodołamacz, bez trudu rozcinający półtorametrowy lód, wyruszył ku biegunowi północnemu. Ponieważ płynął na północ od Grenlandii, gdzie zwykle pak jest najgrubszy i trudny do pokonania, spodziewano się kłopotów. „Tymczasem większość drogi pokonaliśmy, płynąc przez otwarty ocean. Kry, cienkie i połamane, pojawiły się dopiero 250 km od bieguna. Jeszcze parę lat temu ten akwen był niedostępny dla statków” – relacjonował lider ekspedycji Markus Rex z Instytutu Badań

Polarnych i Morskich w Bremerhaven, zdumiony tym, że ciepło tak szybko burzy arktyczną fortecę.

Pod koniec sierpnia „Polarstern” odna‑ lazł pod biegunem kolejną krę i rozpoczął z nią miesięczne rendez‑vous, a w tym sa‑ mym czasie w prasie naukowej pojawiła się seria publikacji dokumentujących przebieg i skutki szybkiego ogrzewa‑ nia się Arktyki. Geolożka Miriam Jones ze Służby Geologicznej Stanów Zjedno‑ czonych na łamach „Science Advances” dowodziła, że zasięg lodu na Morzu Be‑ ringa, oddzielającym Azję od Ameryki Północnej i sąsiadującym od północy z Oceanem Arktycznym, jest dziś naj‑ mniejszy od co najmniej 5500 lat. W in‑ nym czasopiśmie „Nature Climate Change” brytyjsko‑duński zespół pod kierunkiem Toma Slatera z University of Leeds ocenił, także podpierając się danymi z satelitów, że zarówno Grenlan‑ dia, jak i Antarktyda tracą lód szybciej, niż to prognozują naj‑ czarniejsze scenariusze Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatycznych (IPCC).

Najdalej poszły klimatolożki Laura Landrum i Marika Holland, które w połowie września na łamach „Nature Climate Change” uznały, że „starej Arktyki” właściwie już nie ma, a ta „nowa” – je‑ śli duże emisje CO² się utrzymają – będzie miała inny klimat, z cieplejszymi jesieniami i zimami oraz znacznie częstszymi opadami deszczu zamiast śniegu.

Palmy pod biegunami

Arktyka szokuje, ale nie zaskakuje. Z badań geologicznych wiadomo bowiem, że ten region świata reaguje bardzo gwałtow‑ nie nawet na nieduże wahania klimatu. Gdy tylko temperatury na Ziemi trochę wzrosną, to już w pobliżu bieguna północnego rusza wielkie topnienie lodu. A gdy chłody powracają, od razu za kołem polarnym zaczynają rosnąć czapy lodowe. Tak przy‑ najmniej było w ciągu kilku ostatnich milionów lat.

Parę lat temu Ashley Ballantyne z University of Colorado i jego współpracownicy z Holandii i Kanady pojechali na wyspę Ellesmere’a, gdzie pobrali próbki torfu liczącego 3 mln lat, czyli pochodzącego z pliocenu – epoki geologicznej poprzedzającej plejstocen (epokę lodowcową). Analiza wykazała, że w pliocenie średnia roczna temperatura tego miejsca wynosiła około –3 st. C, podczas gdy dziś jest to –19 st. C. Trzynaście stopni różnicy, choć cały glob był wtedy cieplejszy niż dziś jedynie o 2–3 st. C. Czy właśnie w stronę pliocenu zmierza Arktyka, wyprzedzając pod tym względem resztę świata? Temperatura na niej podnosi się dwa razy szybciej niż na reszcie Ziemi.

Dopóki nie uruchomiliśmy silników i maszyn parowych, o kli‑ macie Ziemi decydowała ona sama. Zamarzłaby dawno temu, gdyby nie gazy cieplarniane, którymi się otoczyła. Nam przyszło żyć w jednym z najchłodniejszych okresów. Narodziny i ekspan‑ sja rodzaju Homo przypadły na czasy plejstocenu, który zaczął się 2,6 mln lat temu i skończył 10 tys. lat temu. Poziom CO² zje‑ chał wtedy do rekordowo niskiego poziomu – poniżej 200 ppm (części na milion). Wielkie lądolody o grubości kilku kilometrów rejterowały na północ tylko w tych krótkich momentach, gdy Ziemia zajmowała korzystniejsze położenie względem Słońca. Wtedy docierało do niej więcej ciepła gwiazdy. Lód powracał jed‑ nak natychmiast, gdy promieniowanie słoneczne słabło. Kołdra gazów cieplarnianych była zbyt cienka, aby na stałe zapewnić planecie ciepło.

Przed plejstocenem był jednak cieplejszy od niego pliocen. Cieplejszy, nie znaczy, że bardzo ciepły, w porównaniu z wcze‑

śniejszymi czasami. Opublikowana w „Science” krzywa zmian temperatu‑ ry w ostatnich 66 mln lat pokazuje, jak w kenozoiku – naszej erze, która nastała po odejściu dinozaurów – klimat stawał się coraz chłodniejszy. Przed 56 mln lat średnia temperatura na planecie była wyższa o 10–12 st. C, pod biegunami rosły palmy, a stężenie CO² sięgało 2000 ppm, czyli było pięciokrotnie wyższe niż dziś. Potem jednak zaczął się zjazd. Z atmos‑ fery ubywało dwutlenku węgla, który lądował w oceanach, co z kolei było kon‑ sekwencją wypiętrzania się młodych gór. Przed 5 mln lat na tej klimatycznej równi pochyłej pojawił się pliocen – epoka dla nas szczególna, bo w wyniku ochłodzenia i spadku wilgotności klimatu w Afryce lasy tropikalne zaczęły być wypierane przez trawy, których rozprzestrzenianiu się towarzy‑ szyła ekspansja dwunożnych hominidów.

Pliocen trwał 2,5 mln lat i zakończył przeobrażeniem się Ziemi w lodówkę. Ale wcześniej miał cieplejsze fazy. Ostatnia z nich nastąpiła 3 mln lat temu. Na globie było wtedy o 2–3 st. C cieplej niż dziś, a lustro wody oceanicznej znajdowało się o 15–20 m wyżej, ponieważ mniej wody było uwięzionej w lądolodach An‑ tarktydy i Grenlandii, które jeszcze nie napuchły do późniejszych rozmiarów. Badacze dawnego klimatu nazwali ten okres ciepłym środkowym pliocenem, w skrócie mPWP (od ang. mid-pliocene warm period) i zaczęli go bardzo intensywnie badać. Dlaczego? W atmosferze znajdowała się wtedy podobna do współczesnej ilość dwutlenku węgla. 3 mln lat temu stężenie CO² wynosiło 380–400 ppm, a dziś 415 ppm i szybko rośnie, co oznacza, że cie‑ pły środkowy pliocen – z temperaturami wyższymi o 2–3 st. C i morzami zalewającymi wybrzeża zamieszkane przez setki mi‑ lionów ludzi – może nadejść.

Arktyka rozstaje się z lodem

i chłodem, a za chwilę pożegna się też z tundrą, której przed 3 mln lat,

nie było na Syberii. Zamiast niej wszędzie rosły drzewa iglaste: świerki, sosny, modrzewie, jodły

i daglezje.

Płonące zombie

Jeśli tak się stanie, Arktyka znajdzie się w awangardzie zmian. Właściwie już jest. To, co obecnie dzieje się za północnym kołem polarnym, stanowi jedynie zaostrzenie trendu, który zaczął się mniej więcej pół wieku temu. W pierwszej połowie XX w. lód morski zajmował pod koniec lata 7–8 mln km kw., blokował oba północne szlaki morskie z Europy do Azji, wschodni, wio‑ dący przez rosyjskie morza przybrzeżne, i zachodni, pokonujący labirynt wysp, cieśnin i zatok kanadyjskiej Arktyki. Tymczasem w ostatniej dekadzie zasięg letniego paku lodowego zjechał wy‑ raźnie poniżej 5 mln km kw., a we wrześniu tego roku skurczył się poniżej 4 mln km kw. Także misja statku „Polarstern” pokazała, że wszystko to może być dopiero uwerturą do nadchodzących dramatycznych zdarzeń.

Arktyka rozstaje się z lodem i chłodem, a za chwilę pożegna się też z tundrą, której podczas ciepłego środkowego pliocenu, przed 3 mln lat, nie było na Syberii. Zamiast niej wszędzie ro‑ sły drzewa iglaste: świerki, sosny, modrzewie, jodły i daglezje. Landrum i Holland mogą mieć rację: pora się pożegnać ze starą Arktyką. Niestety, tym razem ta metamorfoza następuje z naszej winy. Arktyka tylko korzysta z okazji. Ba, jak przystało na awan‑ gardę z prawdziwego zdarzenia, nie tylko wyprzedza zmiany, ale je przyspiesza. Jest w stanie zmusić do rejterady zmarzlinę, uwalniając z niej olbrzymie ilości gazów, które nakręcą ocieple‑ nie. Już dziś może w tym względzie liczyć na „zombie”, jak na‑ zywane są podziemne pożary torfu, które nie gasną nawet zimą, za to latem, gdy jest sucho i upalnie, coraz liczniej opuszczają swoje kryjówki i podpalają Arktykę.