captcha image

A password will be e-mailed to you.

Topnienie wieloletniej zmarzliny na dobre ruszyło w całej Arktyce. Wiadomo, że to rozmarzanie wywoła emisje ogromnych ilości gazów cieplarnianych, co jeszcze bardziej napędzi zmianę klimatu na Ziemi. A podnosząca się temperatura sprowokuje jeszcze intensywniejsze topnienie wieloletniej zmarzliny i wywoła kolejne emisje metanu i dwutlenku węgla.

Fragment wieloletniej zmarzliny pod wpływem topnienia oberwał się i spadł do oceanu w Drew Point na Alasce. Fot. Benjamin Jones, USGS

Takie błędne koło wzajemnie napędzających się zjawisk fizycznych nosi nazwę sprzężenia zwrotnego dodatniego. I proces ten może przyspieszyć katastrofę klimatyczną.

Wieloletnia zmarzlina – czym jest i gdzie się znajduje?

Wieloletnia zmarzlina (dawniej nazywana „wieczną”), czyli inaczej zlodowacenie podziemne, to trwałe (przez minimum dwa kolejne lata) utrzymywanie się części skorupy ziemskiej w temperaturze poniżej zera st. C, niezależnie od pory roku. Taka zmarzlina powstała w warunkach suchego, zimnego klimatu, przy średniej temperaturze powietrza poniżej −11 °C, a wciąż utrzymuje się przy średniej temperaturze roku poniżej −8 °C. 

Obecnie wieloletnia zmarzlina – istniejąca przeważnie od ostatniego zlodowacenia – obejmuje Arktykę, a więc około 80% Alaski, większość północnej Kanady i 65% Syberii, głównie wschodniej, gdzie sięga daleko na południe, aż do Mongolii (w zachodniej Syberii istnieje tylko na północnym wybrzeżu morza). Punktowo zmarzlinę można też znaleźć w Górach Skandynawskich i na Grenlandii. 

Podziemne zlodowacenie sięga na głębokość średnio kilkudziesięciu metrów, ale w północnej Kanadzie obejmuje 150–300 metrów, maksymalnie do 700 metrów. Natomiast we wschodniej Syberii dochodzi aż do 1500 metrów!

Z kolei nieciągła zmarzlina – czyli taka z niezamarzniętymi „wyspami”, przy średniej temperaturze roku od −4 do −8 °C, zajmuje większość Tybetu oraz część Alp. 

Ciekawostką jest to, że również w Polsce, na Suwalszczyźnie, głęboko pod ziemią odkryto wieloletnią zmarzlinę! Pisałam o tym w oddzielnym artykule, który znajdziecie TUTAJ.

Co się obecnie dzieje z wieloletnią zmarzliną?

Wraz z ocieplaniem się klimatu wieloletnia zmarzlina zaczęła topnieć. Na nieszczęście ocieplenie w Arktyce postępuje dwa razy szybciej niż w innych rejonach globu, więc obszary wieloletniej zmarzliny są mocniej narażone na topnienie. 

Wieloletnia zmarzlina nie jest strukturą jednorodną na całej głębokości. W wielu obszarach Arktyki jej górna warstwa, “warstwa aktywna”, zamarza i rozmarza wraz z porami roku, podczas gdy poniżej znajdują się dotychczas niezmienne warstwy o temperaturze poniżej 0 stopni Celsjusza. 

Tak więc odwilż wieloletniej zmarzliny w wielu rejonach Arktyki w sumie nie jest nowym problemem – budowniczowie od dziesięcioleci biorą pod uwagę tę jej sezonową zmienność, dlatego stawiają domy na słupach wbitych głęboko w grunt. 

Warstwy wieloletniej zmarzliny. Źródło: US Geological Survey/NASA

Jednak sezonowe zamarzanie i odmarzanie gruntu zaczęło dotykać również i te obszary Arktyki, na których w minionych tysiącleciach gleba pozostawała stabilna. 

To powoduje falę kłopotów. Kiedy woda zamarza, rozszerza się, więc ziemia się podnosi; odwrotnie, kiedy rozmarza – zapada się. W ostatnich latach ta sytuacja zdecydowanie wymyka się spod kontroli.

Jakie są skutki topnienia wieloletniej zmarzliny dla tego, co wybudowali na niej ludzie?

Topnienie wieloletniej zmarzliny niesie poważne konsekwencje i dla klimatu, i dla ludzi zamieszkujących te tereny.

Ponieważ ziemia rozmarza, wiele stojących na niej budowli osuwa się i pęka. Trudno jest budować nowe domy na sezonowo rozmarzającej wieloletniej zmarzlinie, a do tego transport materiałów budowlanych – na nowe domy i na naprawę starych – jest bardzo kosztowny, więc nieruchomości na Alasce drastycznie drożeją, a wiele osób popada w bezdomność

Badacze wieloletniej zmarzliny z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego twierdzą, że w rosyjskiej Arktyce nie ma ani jednej osady, w której nie znajdzie się budynków zniszczonych lub zdeformowanych wskutek topnienia gruntu. Niektóre obszary osiadają w średnim tempie 2-4 centymetrów rocznie, inne zapadają się nawet o 12 cm rocznie.

Badanie prowadzone w ośmiu osadach w centralnej Jakucji pokazało, że 72 proc. mieszkańców ma problemy z osiadaniem fundamentów swoich domów.

Na Alasce i w Kanadzie narasta konieczność przeniesienia w inne miejsca całych arktycznych wsi, ponieważ grunt, na którym stoją, staje się coraz bardziej niestabilny – zwłaszcza w regionach podmokłych, które po rozmarznięciu zamieniają się w mokradła. 

Mapa zmian zasięgu wieloletnej zmarzliny. Źródło: Carl Churchill/Woodwell Research Center

To jest naprawdę gigantyczny problem, bo tereny podmokłe zajmują aż jedną czwartą powierzchni lądowej Arktyki! Według pesymistycznego scenariusza klimatycznego (“business as usual”, czyli nic się nie zmienia, nadal emitujemy ogromne ilości gazów cieplarnianych) aż połowa tych terenów będzie narażona na rozmarzanie wieloletniej zmarzliny do 2100 roku

Ogromny problem stanowi też utrzymanie dróg. Rozmarzająca zmarzlina sprawia, że te utwardzone stają się wyboiste, a podróż nimi przypomina rollercoaster, czego nie wytrzymują nawet samochody terenowe. Z kolei drogi nieutwardzone zamieniają się w błotniste wąwozy. 

Przez rozmarzanie gruntu cierpią też tory kolejowe, które wyginają się i zapadają w ziemi, oraz rurociągi przesyłające największe naturalne bogactwa Arktyki do reszty świata. 

Dlaczego wieloletnia zmarzlina uwalnia gazy cieplarniane?

Wieloletnia zmarzlina to mieszanina gleby, piasku, lodu i ogromnych ilości materii organicznej, takiej jak korzenie dawnych traw, krzewów i drzew czy szczątki zwierząt. Innymi słowy zdeponowany w wieloletniej zmarzlinie materiał roślinny i zwierzęcy jest największym na świecie rezerwuarem węgla organicznego. Po jego rozmrożeniu rozpoczyna się proces gnicia, który uwalnia do atmosfery gazy cieplarniane: dwutlenek węgla oraz metan.

O ogromnym wpływie pierwszego z tych gazów na ocieplenie klimatu słyszymy na co dzień. Warto jednak wiedzieć, że jedna cząsteczka metanu ma silniejszy wpływ cieplarniany niż jedna cząsteczka dwutlenku węgla. Ogromne emisje obu z nich są więc dla obecnego stanu klimatu zabójcze.

Podsumowując: wieloletnia zmarzlina to kopalna pula węgla, która nie była częścią naszego systemu ziemskiego przez wiele tysięcy lat i nawet przy niskim poziomie globalnego ocieplenia jej rozmarzanie może stanowić równowartość emisji średniej wielkości kraju.

Naukowcy zapowiadają, że emisje gazów cieplarnianych z topniejących ogromnych obszarów wieloletniej zmarzliny, jak choćby syberyjska Jakucja, mogą być gigantyczne. W 2022 roku ukazały się badania szacujące, że sama arktyczna wieloletnia zmarzlina zawiera 1 700 miliardów ton węgla, w tym metan i dwutlenek węgla. To mniej więcej 51 razy więcej niż ta ilość węgla, którą w 2019 roku uwolniły wszystkie kraje świata w postaci emisji z paliw kopalnych.

Dawson City w Kanadzie: budynki wzniesione na wieloletniej zmarzlinie zapadają się i pochylają na skutek jej topnienia

Do czego to prowadzi?

Naukowcy nie potrafią jeszcze określić, czy gazy cieplarniane z wieloletniej zmarzliny będą uwalniane szybko, na przykład w ciągu kilku lat, czy też stopniowo, w ciągu stulecia. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu w Szóstym Raporcie stwierdził, że wielkość i czas emisji z rozmarzającej wieloletniej zmarzliny są niepewne i dlatego badacze nie są w stanie włączyć emisji z niej do symulacji i scenariuszy klimatycznych.

Pewne jest to, że wskutek wzrostu średnich temperatur na świecie wieloletnia zmarzlina topnieje i uwalnia coraz więcej gazów cieplarnianych.

Nie wiadomo, jak zwiększona podaż dwutlenku węgla i metanu wpłynie na klimat samej Arktyki, ale pewne jest to, że zachodzące w niej zmiany przeniosą się kaskadowo na niższe szerokości geograficzne, czyli też do nas.

Obszary polarne Ziemi pomagają stabilizować klimat planety. Pomagają w przekazywaniu ciepła z równika w kierunku wyższych szerokości geograficznych, takich jak nasza, co powoduje cyrkulację atmosferyczną, która napędza m.in. prąd strumieniowy, czyli “rzekę” szybciej płynącego powietrza w atmosferze, opasującą obszary podbiegunowe i wpływającą na pogodę w naszej części świata.

Cieplejsza, pozbawiona wieloletniej zmarzliny Arktyka może mieć niewyobrażalnie silny i dziś trudny do przewidzenia wpływ na ziemską pogodę i klimat.

Badacze ostrzegają, że dochodzimy do punktu, w którym wieloletnia zmarzlina zaczyna się rozmrażać wszędzie i bardzo aktywnie. Ta sytuacja doprowadzi do wspomnianego już sprzężenia zwrotnego dodatniego: ocieplenie klimatu przyspieszy rozmrażanie wieloletniej zmarzliny, co z kolei przyczyni się do szybszego ocieplenia klimatu i dalszego przyspieszenia rozmrażania zmarzliny, aż uwolni ona cały zdeponowany w niej węgiel.

A o tym, co wtedy nastąpi, strach nawet pomyśleć.


O topnieniu wieloletniej zmarzliny i skutkach tego dla klimatu, a także o pękaniu domów i zatapianiu w błocie arktycznych miast opowiadamy w najnowszym odcinku Podcastu Crazy Nauki pt. „Arktyczna zmarzlina nie jest już wieczna. Skutki – dramatyczne”. Posłuchajcie!


Artykuł powstał w ramach współpracy płatnej przy projekcie #Faktyoklimacie realizowanej ze Stowarzyszeniem Demagog (FB i TT)

Nie ma więcej wpisów