Niepokojące sygnały ze wschodu Antarktydy. A miał być nietykalny. Prof. Tułaczyk: Nie jest dobrze

Maria Mazurek
- Antarktyda to potężny kontynent, większy niż Europa, a badamy ją tak na poważnie dopiero od mniej więcej 40 lat. A to prawie tak, jak robienie badań na innej planecie - mówi prof. Sławomir Tułaczyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, Polak od 25 lat badający tę część świata. To, że zachodnia Antarktyda, gdzie znajduje się słynny lodowiec Thwaites - "lodowiec zagłady" - jest podatna na globalne ocieplenie, wiadomo od dłuższego czasu. W ostatnim czasie pojawiły się jednak sygnały, że wschodnia część kontynentu, uważana dotąd powszechnie za raczej odporną na zmiany klimatu, wcale nie musi być tak bezpieczna, jak myślano.

Maria Mazurek, Gazeta.pl: Panie profesorze, chciałam zacząć od pytania dotyczącego wiadomości, które napłynęły do nas z Antarktydy w ostatnich dniach i tygodniach. Mieliśmy z jednej strony niespotykaną falę upałów na wschodniej części - różnica wobec wieloletniej średniej wyniosła aż 38 stopni Celsjusza. O tyle cieplej niż zwykle było na początku drugiej połowy marca w najzimniejszym miejscu kontynentu. Chwilę później okazało się, że mniej więcej w tym samym czasie rozpadł się jeden z lodowców szefowych - i to też było wydarzenie niezwykłe, bo też zaobserwowano je na wschodzie Antarktydy, i to pierwszy raz. Czy to powinno budzić nasze poważne zaniepokojenie?

Prof. Sławomir Tułaczyk, glacjolog, Uniwersytet Kalifornijski w Santa Cruz: Na końcu naszej rozmowy będzie Pani pewnie rozczarowana. Jako dziennikarka chciałaby Pani zapewne jasnych odpowiedzi, a ja, jako naukowiec, mam prawo do tego, by mieć opinię "pomiędzy". Niemniej, od razu mogę powiedzieć, że niewątpliwie takie zdarzenia pokazują, że nie jest dobrze, a wschodnia Antarktyda może być podatna na zmiany klimatyczne.

Concordia - francusko-włoska całoroczna badawcza stacja polarna na Antarktydzie.Na Antarktydzie 40 stopni ponad normę. "Księgi rekordów pisane są na nowo"

Długo panowało przekonanie, że na wschodzie Antarktydy zmiany klimatyczne nie są jeszcze bardzo widoczne i jest on bezpieczny jeśli chodzi o topnienie. Czy możemy o tym już zapomnieć?

To, że myśmy myśleli, że wschodnia Antarktyda jest nietykalna, było tak naprawdę spowodowane brakiem dowodów naukowych. To bardzo niedostępne miejsce, trudne do badania. Ciężko znaleźć tam jakiekolwiek dowody geologiczne pokazujące, jak tamtejszy lądolód reagował na zmiany klimatyczne w przeszłości i wyciągać wnioski na przyszłość. W latach 90. XX wieku w świecie glacjologicznym odbyła się debata, a wręcz gorąca, emocjonalna dyskusja na ten temat między naukowcami. Grupa geologów znalazła wysoko w Górach Transantarktycznych osady glacjalne, których wiek oceniano na kilka milionów lat - dla nas to nie jest dawno temu - z pliocenu, kiedy było względnie ciepło. W osadach tych znajdowały się fragmenty drzew i pozostałości mikroorganizmów. Wskazywało to na to, że było tam wtedy naprawdę ciepło - porównywalnie z obecnymi warunkami na przykład południowej Patagonii. To by oznaczało, że lądolód się w tamtym okresie wycofał - czyli że jest podatny na ocieplenie. Te doniesienia zostały jednak mocno skrytykowane przez innych naukowców, zresztą wnioski odkrywców osadów były trochę za daleko posunięte. Efektem tej dyskusji było zwycięstwo przekonania o nietykalności Antarktydy Wschodniej.

Antarktyda, góry lodowe powstałe po rozpadzie szelfu lodowego Congor na wschodzie kontynentu. Zdjęcie z 21 marca 2022 r., wykonane przez satelitę NASA Aqua MODIS.Najpierw rekordowe upały, teraz to: runął lodowiec szelfowy na Antarktydzie

Pan w 2020 roku, w zespole z innymi naukowcami, opublikował w "Nature" wyniki badań, wskazujące na to, że Antarktyda Wschodnia jednak całkiem niedawno - z geologicznego punktu widzenia - podlegała procesom ocieplenia, topiła się. Co Pan dokładnie odkrył?

W dużej mierze mieliśmy po prostu szczęście. Na wybrzeżu znaleźliśmy kawałki kalcytu, które uformowały się w jeziorach podlodowcowych pod wschodnią Antarktydą. Analizując skład izotopowy, głównie izotopów uranu, można i wydatować, czyli ustalić, jak dawno temu one się uformowały, i stwierdzić, jaki jest stosunek izotopu uranu 234 do izotopu 238. Ta druga kwestia jest kluczowa. Wiemy z innych badań, że ilość izotopu 234 w wodach rośnie, jeśli te wody są odizolowane przez długi czas. Znaleziony przez nas kalcyt został znacznie wzbogacony przez ten izotop. Według nas, wskazuje to na to, że ten podlodowcowy świat wodny został prawdopodobnie otwarty na świat zewnętrzny w czasie ciepłego interglacjału, który miał miejsce około 400 tysięcy lat temu i kiedy - naszym zdaniem - wycofała się część lądolodu antarktycznego. Od tamtej pory nie było już takiej sytuacji, znacznego wycofania lądolodu, wody pod nim zostały odizolowane i wzbogacały się izotopem uranu 234. To wszystko można odczytać z badań znalezionych przez nas próbek. 

Wiadomości na temat środowiska publikujemy na stronie głównej Gazeta.pl>>> 

Czy można wyciągnąć z tego taki wniosek, że także ogromne masy lodu na wschodzie Antarktydy nie są tak stabilne w czasie ocieplenia, jak się dotąd powszechnie uważało i mogą się mocno topić?

Niewątpliwie tak. Ten interglacjał sprzed około 400 tys. lat temu był trochę cieplejszy niż obecne warunki klimatyczne. Istnieją dowody z regionów tropikalnych, że poziom mórz był wyższy o 10-20 metrów. Tak istotnego podniesienia nie wyjaśnia stopienie się lodu z Grenlandii i Antarktydy Zachodniej - jest go tam po prostu za mało. To pośredni dowód na to, że musiało się wtedy topić coś jeszcze - i to prawdopodobnie była Antarktyda Wschodnia. Naszą publikacją w "Nature" wypaliliśmy dziurę w idei, że Antarktyda Wschodnia nie reaguje na zmiany klimatyczne.

A co dokładnie wypala dziurę w Antarktydzie? Jakie mechanizmy sprawiają, że lód się topi i jak to, co dzieje się teraz z klimatem, wpływa na to, co ogólnie dzieje się z wodą, śniegiem i lodem na tym kontynencie? 

Mamy taką konkurencję różnych procesów. Jeśli ocean wokół Antarktydy się ociepla, paruje więcej wody, a kiedy rośnie parowanie, zwiększają się opady śniegu - nad centralną częścią kontynentu. I w tamtym miejscu pokrywa śnieżna rośnie. Są też dwa przeciwstawne procesy. Ocieplenie atmosfery wpływa głównie na szelfy lodowe: na ich powierzchni gromadzi się woda, a ponieważ ma większą gęstość niż lód, to jeśli zbiera się w szczelinie, rozsadza ją, pomaga jej rosnąć, do momentu rozpadu całych półek lodowych. Tak było z najsłynniejszym jak dotąd rozpadem szelfu Larsen B 20 lat temu, na zachodzie Antarktydy. Trzeba jednak pamiętać, że ogromna część antarktycznego lodu sięga tak wysoko i jest tam tak zimno, że ocieplenie o 1-2 stopnie wiele nie zmieni pod względem topnienia na powierzchni. Kolejny proces związany jest z wodami oceanicznymi: cieplejsze wody podchodzą do tych części lądolodu, które są zanurzone w wodzie i coraz bardziej je topią. O wiele łatwiej jest osiągnąć wysokie tempo topienia się lodu, jeśli jest on w kontakcie z ciepłą wodą, niż jeśli styka się z ciepłą atmosferą. Żeby to zobrazować: na powierzchni lód, nawet w ciepłych klimatach, topi się w tempie mniej więcej metra rocznie. Tymczasem na Antarktydzie mamy miejsca, w których lód w kontakcie z wodą topi się w tempie 100 metrów na rok. Tak jest na zachodzie, m.in. na lodowcu Thwaites.

Thwaites nazywany jest lodowcem zagłady. Bardzo medialne określenie.

To nie jest przypadek, tylko swego rodzaju PR naukowców. Trochę muszą to robić. W czasie zimnej wojny badania antarktyczne, jak wiele innych badań naukowych, były częścią konkurencji między Wschodem i Zachodem. Po zimnej wojnie politycy coraz mniej chętnie decydowali o wydawaniu pieniędzy. Naukowcy muszą więc politykom udowadniać, że to, nad czym pracują, dotyczy nie tylko samej Antarktydy. To, co się stanie daleko na południu, tam nie zostanie, wpłynie na nas wszystkich - na wyborców w USA i Europie również i warto się tym zajmować.

Lodowiec ThwaitesSzelf "lodowca zagłady" zaczyna pękać. Ma to nastąpić w ciągu 3-5 lat

Jakby musiał pan podsumować to, co dzieje się teraz tam daleko na południu, to jak by to podsumowanie brzmiało, tak w największym skrócie? Jaki jest stan Antarktydy teraz? 

Na środku kontynentu lodu powoli przybywa, a obrzeża są coraz mocniej podgryzane. I wygląda na to, że wygrywa ten negatywny trend, że bilans jest ujemny - więcej lodu się topi, niż go przybywa. Sytuacja zmieniła się z mniej więcej zbalansowanej około 30-40 lat temu.

Jak daleko jesteśmy od tak zwanego punktu zwrotnego? Momentu, w którym to podgryzanie jest już tak zaawansowane, że pociąga za sobą całe domino, a sprzężenia zwrotne sprawiają, że topnienia już nie da się cofnąć i będzie tylko gorzej?

No i to jest ten moment, w którym zaczynam Panią rozczarowywać. Bo muszę powiedzieć, że ja tego nie wiem, i nie wie tego nikt. Antarktyda to potężny kontynent, większy niż Europa, a badamy ją tak na poważnie dopiero od mniej więcej 40 lat. A to prawie tak, jak robienie badań na innej planecie. Jest bardzo zimno, logistyka jest niezwykle utrudniona. Ciężko tam zebrać jakiekolwiek dane, zwłaszcza na temat tego, co dzieje się pod lodem. Na przykład wiercenie w lodzie jest tam niesamowicie drogie i w wielu miejscach nigdy go nie zrobimy. Problemem jest też na przykład to, że datowanie węglem tam nie działa - za mało jest produkcji fotosyntetycznej. Czyli metoda, której gdzie indziej użyliśmy, by zrozumieć, jak klimat się zmienił, na Antarktydzie jest nieosiągalna, więc mało wiemy na temat przeszłości tego miejsca. Tak, mamy teorie, mamy pewne równania, ale to trochę mało. Za mało wiemy, za mało mamy danych, żeby powiedzieć, gdzie jest ten punkt zwrotny.

Mówi Pan, że wiercenie jest drogie i nie da się go wszędzie zrobić. Przyznam, że ja tak właśnie wyobrażałam sobie badania zmian klimatu w zimnych rejonach - poprzez badanie rdzeni lodowych. Jak zatem wyglądają realia prowadzenia pracy naukowej na Antarktydzie?

Tak, rdzenie lodowe mówią o tym, jak się zmieniał klimat, to najlepsze źródło informacji na temat zmian atmosferycznych. Jednak programy badania rdzeni są bardzo długie i bardzo drogie. W czasie mojej kariery glacjologicznej - to ponad 20 lat, Amerykanie wykonali trzy takie odwierty, w tym dwa głębokie. Każdy taki program trwa około 10 lat i kosztuje od kilkudziesięciu milionów dolarów, w przypadku mniejszego projektu, do nawet kilkuset milionów dolarów.

Ogromne kwoty!

Najdroższe są prace na środku pustyni lodowej. Trzeba tam najpierw przygotować miejsce prowadzenia badań, lotnisko odpowiednie dla dużych samolotów transportowych, które potem zwożą sprzęt - czasem trwa to 3-4 lata, jeszcze zanim pojawią się tam naukowcy. Robienie odwiertu to kilka kolejnych lat, a potem trzeba go wywieźć i zbadać. To ogromne przedsięwzięcie logistyczne i pochłania dużą część zasobów finansowych na badania, przez co na inne prace trudno jest dostać pieniądze. A badania rdzeni nie mówią nam o wszystkim, na przykład nie pokazują, jak zmieniał się lądolód.  

A dane satelitarne? Pomagają?

Bardzo, ich pojawienie się to była wręcz rewolucja. Można teraz na przykład lepiej wytypować miejsca, w które chcemy pojechać i szczegółowo zbadać to, co dzieje się pod lodem. Bo największą tajemnicą jest właśnie to, co dzieje się pod pokrywą lodową. Zdjęcia satelitarne pokazują to, co dzieje się teraz i co działo się maksymalnie 20-30 lat temu. Tymczasem są procesy, w przypadku których potrzebna jest wiedza o stanie lodu sprzed kilkuset lat. Na przykład po to, by dowiedzieć się, jak rozwija się prędkość topnienia, kiedy lądolód zaczyna zmieniać swój kształt, grubość, nachylenie stoku. Czy i w którym momencie wystąpią sprzężenia zwrotne, które ruch lodu przyspieszą, czy może jest szansa na stabilizację - to możemy sprawdzić tylko na miejscu. 

No dobrze, to jak wygląda taka wyprawa na badania? Jedzie pan na stację, gdzie jest infrastruktura, budynki, ciepło, generator i stamtąd robi wypady w teren, czy raczej na środek niczego, gdzie trzeba sobie radzić w namiotach?

Lecimy na Antarktydę do głównej amerykańskiej stacji, McMurdo - to największa stacja antarktyczna, latem przebywa tam około 1000 osób. Czekamy na odpowiednią pogodę, która umożliwi samolotowi wylądowanie w miejscu docelowym, najczęściej kompletnie nieprzygotowanym, gdzie nikt wcześniej nie lądował, więc startując musimy mieć pewność, że przynajmniej warunki pogodowe do lądowania będą dobre. Na miejscu nasze bagaże - to bywa na przykład 10 tys. kilogramów - wyrzucamy na śnieg, samolot odlatuje i jesteśmy sami. Musimy sobie zbudować bazę namiotową i przetrwać w niej przez trzy-cztery miesiące. Mamy kontakt ze stacją za pomocą telefonów satelitarnych, którymi możemy w razie potrzeby wezwać pomoc - jeśli pogoda będzie sprzyjać, pomoc przyleci za kilka godzin, w przeciwnym razie trzeba czekać nawet kilka dni. 

A jakie są największe zagrożenia podczas takiej wyprawy?

Szczeliny lodowe. Od kiedy się tym zajmuję, czyli od około 25 lat, dwóch moich kolegów zginęło, wpadając do szczelin - jeden na Antarktydzie i jeden na Grenlandii. Kiedy wiatr nawieje śnieg, zupełnie nie widać tej pułapki.

Sprawdzając śnieg tyczkami? Radarem?

Tyczki to podstawowa metoda. Radary też już są, ale jednak poważnie spowalniają one pracę. Muszę powiedzieć, że szczególnie na początku mojej pracy, podczas pierwszych wypraw, często polegaliśmy też po prostu na intuicji. Ale trzeba naprawdę bardzo uważać, jeden nieostrożny krok i jeśli trafi się na odpowiednio szeroką szczelinę, lód człowieka pochłania na zawsze. 

Był pan na Antarktydzie 13 razy, łącznie spędził tam pan prawie dwa lata. Z czym się panu to miejsce kojarzy?

To trochę jakby polecieć na inną planetę. Najbardziej niezwykłe, takie wręcz odlotowe momenty, są wtedy, kiedy jest się na środku lądolodu. Nie ma gór, nie ma skał, nie ma niczego. Płaski teren i śnieg. Nagle pojawia się mgła lodowa i traci się zupełnie widoczność, nie widać tego, co pod stopami i niczego dookoła. Jest się otoczonym czymś szaro-białym, trudno mi to opisać, ale to takie trochę uczucie, jakby się latało w powietrzu. Niesamowite wrażenie. Niezwykłym doznaniem jest też powrót z Antarktydy. Tam jestem otoczony środowiskiem bez żadnego życia, pustym i jałowym niemal, i potem wracam do miasteczka w północnej Kalifornii, które jest zielone, ma las i piękny widok na zatokę - dopiero wtedy się takie rzeczy docenia. 

Pan ma swój własny lodowiec na Antarktydzie. Gdzie dokładnie?

Tak. Lodowiec Tułaczyka znajduje się na najwyższej górze Antarktydy, Masywie Vinsona. Wysoko i już blisko bieguna. Ja się zawsze śmieję, że będzie to jeden z ostatnich lodowców, który zostanie na świecie, jak już wszystko się będzie topić.

To jeszcze na koniec powiem, że wcale mnie Pan nie rozczarował. Wielu kwestii nie znamy, ale jedno jest pewne: Antarktyda będzie się topić.

Ja zazwyczaj podsumowuję to tak: wiemy tyle, że jeśli się klimat będzie dalej się tak szybko ocieplać, to lód Antarktydy będzie się pomniejszać. Do rozstrzygnięcia jest, w jakim tempie to topnienie będzie się odbywać, czy są jakieś tipping points - wspomniane punkty zwrotne, czy też inaczej punkty krytyczne, które topnienie przyspieszą. Tego jeszcze nie wiadomo i to jest powód, dla którego prowadzimy na Antarktydzie badania.

Zobacz wideo Rejs na Antarktydę. Od tego miejsca zależy przyszłość naszej planety [Gazeta.pl na Antarktydzie]
Więcej o: