Rozpad lodowców. Czy grozi nam destabilizacja Antarktydy?

Ten artykuł jest częścią serii Antarktyka 2048. Pozostałe artykuły dostępne są tutaj.

Topnienie lodowców Antarktydy to niezwykle popularny temat. Często niestety poruszany jest pod wpływem emocji i bez fachowej wiedzy. W rzeczywistości proces topnienia pokrywy lodowej Antarktydy jest bardziej złożony niż to się wydaje. Lądolód nie tworzy stałej masy – znajduje się w ciągłym ruchu, a rozpad zagrożonych lodowców szelfowych na skraju kontynentu powoduje reakcję łańcuchową, którą niestety już możemy oglądać. Z kolei Antarktyda Zachodnia, wbrew powszechnej świadomości, wcale nie jest skonsolidowanym lądem, tylko grupą wysp przykrytą lodowcami, co ma również znamienny wpływ na stabilność lądolodu i naszą przyszłość.

Jak powstaje pokrywa lodowa?

Klimat Antarktydy jest bardzo specyficzny. Przez minione 34 miliony lat rozwijał się na niej lądolód. Możliwe to było dzięki zjawisku nocy polarnej oraz bardzo ograniczonej ekspozycji na słońce. Dodatkowo śnieg posiada bardzo wysokie albedo, czyli stopień odbicia promieni słonecznych, zatem w momencie pokrycia się lądu śniegiem zdecydowanie obniża się chłonięcie energii cieplnej ze słońca.

Jest jeszcze jeden istotny czynnik. Chodzi o tzw. dryf wiatrów zachodnich: silny wiatr stały wiejący przez cały rok z zachodu na wschód wzdłuż wybrzeży Antarktydy. Izoluje on lodowate wody Oceanu Południowego od otaczających go akwenów oraz napływu ciepłych mas powietrza.

Lądolód antarktyczny gromadzi olbrzymie masy wody. Zbierający się śnieg przechodzi kilka faz trwających setki lat zwiększając swoją gęstość i twardość pod wpływem ciśnienia narastających na nim nowych warstw śniegu.

Świeży śnieg składa się w 90% z pęcherzyków powietrza. Pod wpływem wielokrotnego, mikroskopijnego rozmarzania i zamarzania zawartość powietrza zmniejsza się, a śnieg się ubija. Powstający w ten sposób zbiór małych i twardych ziarenek śniegu nazywa się firnem. W ciągu następnych dekad firn zamienia się w biały lód firnowy. Wielometrowa warstwa nadległego lodu już bez rozmarzania przemienia go ciśnieniowo w najtwardszy ze wszystkich niebieski lód lodowcowy. To dlatego dolne części ścian lodowych albo wywrócone góry lodowe są właśnie tego koloru.

Pozorna stabilność

Czy skoro ilość lodu stale się zwiększa za sprawą opadów śniegu, topnienie się antarktycznej pokrywy lodowej jest mitem? Tak mogłoby się wydawać, ale prawda, którą ujawniły prowadzone od lat 80. badania satelitarne jest inna. Lądolód nie tkwi w miejscu – cała masa jest w rzeczywistości półplastyczna i znajduje się w stałym ruchu. W centrum Antarktydy Wschodniej jest to bardzo mały ruch rzędu metra rocznie, ale już lodowce szelfowe płyną na północ z niesamowitą prędkością kilku kilometrów na rok.

W dodatku Antarktyda jest bardzo suchym kontynentem. Opady atmosferyczne nieczęsto występują w środkowej części kontynentu. Ocieplenie klimatu spowodowało wprawdzie wzrost opadów, nie są one w stanie jednak zrekompensować utraty lodu spowodowanej wpływaniem lodowców do Oceanu Południowego. Wyjątkiem jest nieduży region Antarktyki Zachodniej, gdzie lodu rzeczywiście w ostatnich latach przybyło.

Krytyczna rola lodowców szelfowych

O stabilności całego lądolodu świadczą jego strefy krawędziowe, o najmniejszej miąższości i najsilniej wystawione na czynniki zewnętrzne. Sam lądolód niezwykle rzadko graniczy bezpośrednio z morzem. Niemal cały kontynent otaczają lodowce szelfowe. Jest to bardzo specyficzna forma lodowca: zaczepiony o wybrzeże lód unosi się na zbiorniku wodnym zajmując często wielkie powierzchnie. Taki wygląd lodowca decyduje jednak o jego niskiej stabilności, to dlatego lodowce szelfowe tak szybko się przemieszczają i są najbardziej narażone na topnienie.

Proces odpadania fragmentów lodu do morza nazywamy cieleniem. Może dotyczyć nie tylko widocznych z powierzchni morza pęknięć, ale również odrywania się całych połaci lodu, które następnie dryfują na północne wody i topnieją. To właśnie jest prawdziwe zagrożenie.

Na oderwaniu lodowca się nie kończy. Taki proces powoduje bardzo groźną dla ekosystemu reakcję łańcuchową. Na miejsce oderwanego fragmentu dostaje się zalegająca za nim część lodu, który z kolei ustępuje miejsca właściwej pokrywie lodowej, która przemieszcza się do lodowca szelfowego. W ten sposób odkorkowują się kolejne elementy wybrzeża powodując przyspieszony spływ lodu nawet z odległych od brzegu części kontynentu.

Rozpad Lodowca Szelfowego Larsena

Najbardziej dramatycznym przykładem jest Lodowiec Szelfowy Larsena. Znajduje się on po wschodniej części Półwyspu Antarktycznego, a urozmaicone wybrzeże pozwoliło podzielić go na cztery fragmenty: A, B, C i D. Rozpad lodowca zaczął się już w latach 70., kiedy w ciągu dwóch kolejnych dekad Lodowiec Szelfowy Larsena A (najbardziej wysunięty na północ) zniknął niemal całkowicie. Z początkiem 2002 to samo stało się z częścią B. Z kolei w latach 2010-2017 na Lodowcu Szelfowym Larsena C – największej części kompleksu – doszło do serii pęknięć równoległych do czoła lodowca, które poskutkowały fatalnym odłączeniem się znacznej części lodu.

Lodowiec zagłady

Przerażający scenariusz dostarcza nam Lodowiec Thwaites. Ta pokrywa lodowa wielkości połowy terytorium Polski nazywana bywa lodowcem zagłady. Mało kto wie, że Antarktyda nie jest wielkim, jednolitym kontynentem. Podłoże niemal całej Antarktydy Zachodniej znajduje się poniżej poziomu morza – są to uwięzione pod lądolodem grupy wysp.

Lodowiec Thwaites graniczy bezpośrednio z morzem i od lat stale topnieje. Ustalono, że miejsce styku lądolodu z dnem morskim przesunęło się w głąb kontynentu aż o 14 km od 1992. Gdyby taka sytuacja wydarzyła się we wschodniej części Antarktydy, lodowiec cofnąłby się do bezpiecznego wybrzeża, a proces wyhamowałby. Jednak z uwagi na to, że w Antarktydzie Zachodniej w zasadzie nie ma wybrzeża, cofanie się lodowca może trwać aż do całkowitego załamania się jego struktury i jego rozpadu.

Czarny scenariusz

Rozpad Lodowca Thwaites nie nastąpi od razu. Naukowcy szacują, że może to nastąpić pod koniec obecnego stulecia. Jednak nawet małe zmiany mogą mieć dla nas fatalny efekt. Woda zgromadzona w tym lodowcu po uwolnieniu podniosłaby poziom Wszechoceanu o 65 cm. Jednak zgodnie z tym, co wspomnieliśmy powyżej, spowodowałoby to reakcję łańcuchową. Ta zagrażałaby całej pokrywie lodowej Antarktydy Zachodniej, która podnieść może poziom wód aż o 2 metry. Wystarczająco, aby zalać na przykład część Nowego Jorku, Filadelfii, Bostonu, Deltę Nilu, Dubaj, Abu Zabi, zamieszkałe przez dziesiątki milionów ludzi połacie Niziny Chińskiej, część Tokio, fragment wschodniej Anglii, około połowy powierzchni Niderlandów, wybrzeże Belgii i Niemiec, a w Polsce Żuławy Wiślane, Frombork, część Elbląga i Gdańska, Hel, Łebę, części Ustki, Darłowa, Kołobrzegu, Szczecina, Świnoujścia i terenu nad Odrą aż do Cedynii.

Zapobieganie katastrofie

Aby ograniczyć wpływ zmiany klimatu na Antarktydę mówi się o różnych projektach inżynieryjnych. Jednym z nich ma być hipotetyczna budowa 80-kilometrowej zapory o wysokości 150 metrów, która zakotwiczona byłaby pod wodą blokując dostęp ciepłych prądów przybrzeżnych do Lodowca Thwaitsa. Dotychczas największym przedsięwzięciem budowlanym na Antarktydzie było stworzenie amerykańskiej stacji badawczej McMurdo. Możliwości logistyczne stawiają konstrukcję zapory pod znakiem zapytania.

Istotnym czynnikiem ochrony środowiska są natomiast wydzielone obszary chronione, których powstanie zapewnił załącznik V do Protokołu madryckiego, który wszedł w życie w 2002. Mowa o szczególnie chronionych obszarach Antarktyki (Antarctic Specially Protected Area – ASPA) oraz szczególnie zarządzanych obszarach Antarktyki (Antarctic Specially Menaged Area – ASMA).

Każdy obszar znajduje się pod opieką jednego lub kilku państw, zwykle tych posiadających sąsiadującą stacją badawczą. Wyznaczono 79 obszarów ASPA i 7 ASMA. W 2014 usunięto trzy obszary ASPA. ASPA można porównać do rezerwatów przyrody – aby tam wejść potrzebne jest zezwolenie, a pobyt ogranicza określona procedura. W istocie możliwe są w nich jedynie przedsięwzięcia badawcze.

Polska zarządza dwoma obszarami ASPA (Zachodni brzeg Zatoki Admiralicji oraz Lions Rump) i jednym ASMA (Zatoka Admiralicji; wspólnie z Brazylią, Ekwadorem, Peru i USA). Wszystkie trzy znajdują się na Wyspie Króla Jerzego, gdzie znajduje się polska stacja polarna im. Henryka Arctowskiego.

Źródła: Flood Map, geografia24.eu, Nauka o Klimacie, NSIDC, Vox, WP Tech

Wszystkie artykuły z serii Antarktyka 2048:

• Antarktyda, podzielony kontynent
• System Układu Antarktycznego: prawo, które zamroziło świat
• Poniżej progu wojny. Rywalizacja o wpływy w Antarktyce
• Surowce mineralne Antarktyki: zakazany owoc gospodarki
• Rozpad lodowców. Czy grozi nam destabilizacja Antarktydy?

Następny artykuł ukaże się 4 marca o godzinie 10:00