Gazeta.pl rozpoczęła współpracę z naukowcami z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Korzystając z wiedzy ekspertów, chcemy pokazywać, jak zmiany klimatu wyglądają z bliska, z perspektywy tych, którzy ich badaniom poświęcili swoją karierę zawodową. Na stronie Zielona.gazeta.pl powstała dedykowana sekcja, w której publikowane będą autorskie materiały w ramach akcji "Klimat z bliska".
Polskie wybrzeże Bałtyku większości z nas kojarzy się z monotonnie rozciągającym się po horyzont pasem białego piasku, nieustannie obmywanego przez rozbijające się fale morskiej wody. To kojące i wręcz nostalgiczne doznanie coraz częściej "wzbogacane" jest sterczącymi znad wydm i klifów apartamentowcami i betonowymi falochronami, które w zamyśle mają je chronić.
Z jednej strony niepowtarzalne piękno polskiego wybrzeża, z drugiej zaś człowiek i jego potrzeby. Wybrzeża morskie od zawsze stanowiły strefę ścierania się morza i lądu. W dzisiejszych czasach do walki dołączają także zmieniający się klimat, dzika presja społeczno-gospodarcza i zdrowy rozsądek. Czy potrafimy jeszcze docenić piękno naszego Bałtyku i żyć w zgodzie z naturą? Czy nauka potrafi pogodzić ze sobą dobrobyt człowieka i dobro środowiska naturalnego? Na te problemy od wielu lat próbują odpowiedzieć pracownicy Instytutu Geoekologii i Geoinformacji Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Historia Bałtyku. Najpierw była kilometrowa warstwa lodu
Bałtyk jest stosunkowo młodym morzem - w skali światowej jednym z najmłodszych. Nie wszyscy wiedzą, iż zbiornik ten rozwój zawdzięcza zmianom klimatycznym. Dziesiątki tysięcy lat temu, gdy w Europie żyły jeszcze mamuty, dzisiejszy obszar Bałtyku przykryty był ponad kilometrową warstwą lodu. Po jej wytopieniu niecka, która się tam uformowała, wypełniona została słodką wodą. Rozwijający się zbiornik raz łączył się z Morzem Północnym, stając się morzem, a raz kontakt z nim tracił, zamieniając się w słodkowodne jezioro.
Aktualnie Bałtyk stanowi stosunkowo płytkie, śródlądowe morze o niewielkim zasoleniu. Nieustanny proces ewolucyjny zbiornika najbardziej odzwierciedlał się w kształtowaniu wybrzeży. Był to okres intensywnej erozji brzegowej, która dostarczała do morza bardzo dużą ilość osadów. Przemieszczany wraz z prądami morskimi piasek odsypywany był w postaci wąskich półwyspów, które z biegiem czasu odcinały od morza zatoki, zamieniając je w jeziora przybrzeżne, takie jak np. Łebsko czy Jamno.
Podcinane przez morze obszary zbudowane z osadów polodowcowych (tzw. wysoczyzny morenowe) tworzyły wybrzeża klifowe, a na niżej położonych terenach często formowały się podłużne wały piaszczyste, tworzące wybrzeża wydmowe. Generalnie jednak procesy brzegowe nieustannie prowadziły do wyrównywania linii brzegowej. Możliwe to było właśnie dzięki zmieniającemu się klimatowi. Śledząc bieg wydarzeń w historii należy się spodziewać, że aktualnie wraz z ocieplaniem klimatu wzrasta zagrożenie erozji brzegowej.
Współcześnie, w warunkach przyspieszających zmian klimatycznych i stale rosnącej presji społecznej, problem rozwoju wybrzeży morskich nabiera coraz większego znaczenia zarówno z punktu widzenia nauki jak i gospodarki.
Zagrożenia brzegowe - narastający problem
Kształtowanie brzegu morskiego od zawsze warunkowane jest dwoma podstawowymi procesami: erozją, czyli niszczeniem brzegu i akumulacją, czyli jego nadbudowywaniem. Skala tych procesów jest silnie uzależniona od krótko- i długoterminowych wahań poziomu wody. Skala długoterminowa odnosi się do powolnego podnoszenia poziomu morza, zaś w skali krótkoterminowej rozpatruje się przede wszystkim częstotliwość wezbrań sztormowych i wysokość fali, czyli generalnie dynamikę morza.
Od połowy lat 70-tych XX wieku pracownicy Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu prowadzą badania na wybrzeżu klifowym wyspy Wolin. Znajdują się tam najwyższe polskie klify, o wysokości dochodzącej do ponad 90 metrów. W Białej Górze, kilka kilometrów na wschód od Międzyzdrojów, funkcjonuje Stacja Monitoringu Środowiska Przyrodniczego UAM, w ramach której prowadzone są obserwacje odwiecznej walki morza z lądem.
Wybrzeże klifowe wyspy Wolin - najwyższe pasmo polskich klifów. Dzięki temu, iż od ponad 60 lat objęte jest ochroną prawną (Woliński Park Narodowy), podziwiać można tutaj naturalne piękno tego nieprzekształconego ludzką działalnością krajobrazu. Dzięki temu stanowi doskonały obiekt, na którym od połowy lat 70-tych badacze z Instytutu Geoekologii i Geoinformacji UAM w Poznaniu prowadzą badania naukowe. Fot. Marcin Winowski
Należy zacząć od tego, że poziom wody na polskim wybrzeżu naprawdę się podnosi. W zależności od stacji pomiarowej tempo tego wzrostu różni się nieco od siebie, ale uśredniając w latach 1960-2010 wynosiło ok. 2 centymetrów na dekadę. Zjawisko to z jednej strony jest oczywiście pokłosiem ocieplania klimatu i związanego z nim wzrostu poziomu Oceanu Światowego (powszechne wytapianie lodowców na świecie powoduje podnoszenie się poziomu mórz), zaś z drugiej powolnego podnoszenia się Skandynawii od czasu ostatniego zlodowacenia (kolokwialnie ujmując, proces ten powoduje przelewanie się wody z północnego Bałtyku ku jego południowym wybrzeżom). Ten wzrost z całą pewnością w dłuższym przedziale czasowym sprzyjał będzie nasilaniu erozji i coraz częściej będziemy mieć do czynienia z występowaniem procesów ekstremalnych.
Na Bałtyku takimi procesami są przede wszystkim gwałtowne wezbrania sztormowe, w trakcie których spiętrzone wody morskie z dużą siłą atakują strefę brzegową, powodując zagrożenie dla ludzi oraz występującej tam infrastruktury. Wezbrania sztormowe powstają zazwyczaj wtedy, gdy na Bałtyku występują silne wiatry północne, które spychają wodę w kierunku wybrzeża, powodując silną erozję brzegu oraz podtopienia ujściowych odcinków rzek. Do sytuacji takich dochodzi najczęściej jesienią i zimą, gdy nad morzem przechodzą głębokie niże. W celu rozróżnienia takich układów barycznych nadaje się im imiona. I tak w ostatnim dziesięcioleciu największe zniszczenia na polskim wybrzeżu wyrządzili: Ksawery (4-10 grudnia 2013), Barbara (27 grudnia 2016) i Aleks (4-7 stycznia 2017).
Z zagrożeniami brzegowymi w pierwszej kolejności zmagają się zabudowania lokowane w bezpośrednim sąsiedztwie plaży. Przykład zniszczonych przez morze smażalni w Międzyzdrojach po przejściu głębokiego niżu o imieniu Aleks (Międzyzdroje, 2017.04.08). Fot. Marcin Winowski
Niestety, częstotliwość spiętrzeń sztormowych rośnie, a w dodatku wydłuża się czas ich trwania. To niekorzystne zjawisko wpływa m.in. na wzrost zagrożenia osuwiskami klifowymi, np. na Wolinie. Badania UAM wykazały, iż prawdopodobieństwo osunięcia klifu w ostatnich 40 latach wzrosło aż trzykrotnie, co przyczynia się do wycofywania brzegu w głąb lądu. W ekstremalnych przypadkach dochodzi nawet do kilkunastometrowych ubytków podczas pojedynczych epizodów, przy średniej wynoszącej ok. 20 centymetrów rocznie. Należy jednak pamiętać, iż są to najwyższe klify w Polsce, które procesom niszczenia opierają się znacznie dłużej niż klify niskie. Na wybrzeżu środkowym, w okolicach Ustki, erozja klifów jest znacznie wyższa i dochodzi nawet do 2 m w skali rocznej. Sytuacja taka stanowi oczywiście duży problem w procesie zarządzania strefą nadmorską.
Skutki wezbrań sztormowych są często nieprzewidywalne. Do największych zagrożeń należy zaliczyć osuwiska klifowe, które mogą powodować nawet kilkunasto- lub kilkudziesięciometrowe wycofania korony klifu pociągając za sobą zagrożenia dla wszystkiego co znajduje się na jego zapleczu (wybrzeże klifowe wyspy Wolin). Fot. Marcin Winowski
Transport osadów, czyli obieg materii w systemie brzegowym
Z drugiej strony, w efekcie podcinania brzegu do morza dostaje się duża ilość osadów, które wraz z prądami przybrzeżnymi niesione są wzdłuż brzegu i ostatecznie wyrzucane w postaci plaży. Dostępne w nauce nowoczesne metody skanowania laserowego oraz modelowania 3D za pomocą dronów dają nam możliwość dokładnego szacowania objętości wynoszonego do morza piasku. Na podstawie tych badań wiemy przykładowo, że w trakcie jednego roku z ok. 400-metrowego odcinka wolińskiego klifu morze zabrało ponad 6000 m3 materiału. Osady te następnie transportowane są w kierunku Świnoujścia, sypiąc tam najszerszą plażę w Polsce. Biorąc pod uwagę, iż całkowita długość aktywnych klifów na wyspie Wolin dochodzi do 9 km, w dużym przybliżeniu możemy sobie wyobrazić 14500 ciężarówek piasku wyjeżdżających rocznie spod wolińskich klifów. Transport osadów w strefie brzegowej od zarania dziejów reguluje równowagę dynamiczną systemu brzegowego.
Erozja brzegowa przyczynia się do wynoszenia dużej ilości materiału do morza, który następnie uczestniczy w procesie budowania plaż. Ten naturalny proces jest bardzo pożądany dla dobrej kondycji wybrzeża. W celu zbadania tego zjawiska z pomocą przychodzą nowoczesne metody pomiarowe oparte o bezzałogowe jednostki powietrzne i skaning laserowy. Dzięki nim możliwe jest dokładne sprecyzowanie bilansu osadów (wybrzeże klifowe wyspy Wolin) Fot. Marcin Winowski
Ochrona wybrzeża i presja turystów
Często jednak w trakcie gwałtownych wezbrań sztormowych także i plaże podlegają erozji. Staje się to olbrzymim problemem ekonomicznym, gdyż plaże stanowią główne źródło dochodów dla lokalnych samorządów. Tutaj z pomocą przychodzą Urzędy Morskie, które w ramach "Programu ochrony brzegów morskich" wprowadzają umocnienia brzegowe oraz usypują sztuczne plaże osadami pochodzącymi z dna morza. Te kosztochłonne zabiegi często okazują się doraźnymi i w dłuższej skali czasowej muszą być powtarzane.
Przykład zastosowania dronów w modelowaniu 3D brzegu klifowego (Gdynia - Orłowo). Fot. Marcin Winowski
Bardzo wysoka presja turystyczna, jaką na polskim wybrzeżu obserwujemy już od dłuższego czasu, zmusza do rozszerzania obszarów sztucznie chronionych. Musimy jednak pamiętać, że każda forma regulacji naturalnych procesów niekorzystnie odbija się w funkcjonowaniu całej strefy brzegowej. Ograniczanie erozji brzegu wiąże się z zaburzeniem dostawy osadów do morza. To z kolei skutkuje zwiększoną erozją odcinków nie poddanych ochronie. W nauce zjawisko to nazywa się efektem link-side (chroniąc określony odcinek brzegu, szkodzimy odcinkom sąsiadującym). Poza tym, deficyt osadów w podbrzeżu, z którym aktualnie już się zmagamy, ograniczy w dużym stopniu możliwość sztucznego zasilania plaż. Bez wątpienia są to problemy, które będą narastać w przyszłości.
Zagadnienie rozwoju strefy nadmorskiej w okresie przyspieszonych zmian klimatycznych i narastającej presji człowieka jest problemem bardzo złożonym. Na polskim wybrzeżu do tej pory popełniono wiele błędów już na etapie planowania przestrzennego. Nieustannie wydawane są warunki zabudowy w bliskim zapleczu wydm czy klifów. Lokalne samorządy w pogoni za korzyściami finansowymi całkowicie pominęły fundamentalne założenia zrównoważonego rozwoju, nie biorąc pod uwagę tego co może wydarzyć się w przyszłości. Jak duże koszty poniesie za sobą potrzeba stabilizacji zagospodarowanych brzegów? Tego z pewnością dowiemy się niebawem.
Co dalej?
Racjonalne zarządzanie strefą brzegową powinno brać swój początek przede wszystkim już na etapie planowania przestrzennego. Istnieje potrzeba zrewidowania miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego (o ile takie w ogóle istnieją) i wydzielenia obszarów bezpośrednio położonych w strefie brzegowej, w których zabrania się wznoszenia ciężkich budowli. Pozostawienie brzegu wolnego od presji gospodarczej pomoże nam w dużym stopniu uniknąć konfliktu z siłami natury.
Powyższe założenia najłatwiej można wdrożyć na obszarach dopiero rozwijających się, a takich przecież na polskim wybrzeżu nie brakuje i z roku na rok przybywa. Oczywiście są także i takie tereny, na których błędy zostały już popełnione. W ich przypadku potrzebna jest chłodna kalkulacja - chronić czy rozbierać? Nie możemy przecież pozwalać sobie na wydawanie dziesiątków milionów złotych dla ochrony jednego czy kilku niewiele znaczących budynków. W przypadku konieczności wprowadzania umocnień brzegowych ważna jest współpraca jednostek zarządzających strefą brzegową ze środowiskiem naukowym.
Zasadniczym celem nauki jest w tym zakresie wypracowywanie wiedzy na temat aktualnego stanu i tendencji rozwojowych wybrzeża: diagnozowania obszarów podatnych na występowanie procesów ekstremalnych i typowania takich odcinków, na których funkcjonowanie społeczeństwa może być istotnie zagrożone. To wszystko oczywiście przy odpowiednim zastosowaniu nowoczesnych metod naukowych. Tutaj doskonałą szansą jest współpraca nauki z Urzędami Morskimi, które w ramach wspominanego już wcześniej "Programu ochrony brzegów morskich" co roku wykonują skaning laserowy wybrzeża i wielowiązkowe kartowanie batymetryczne. Te wysokiej jakości dane przestrzenne przy wykorzystaniu systemów informacji geograficznej pozwalają na opracowanie szczegółowej diagnozy stanu wybrzeża. W połączeniu z nowoczesnymi metodami modelowania hydrologicznego i meteorologicznego przewidywanie zagrożeń związanych z narastającą siłą Bałtyku stanie się bardziej skuteczne. Tylko efektywna współpraca między gospodarką i nauką może przynosić wymierne korzyści w czasach, gdy erozja brzegowa podąża w niebezpiecznym dla nas wszystkich kierunku.
Marcin Winowski - doktor Nauk o Ziemi - Geomorfolog, absolwent Wydziału Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM, gdzie od 2011 roku zatrudniony jest na etacie naukowo-dydaktycznym. Od 2006 roku prowadzi badania na polskim wybrzeżu, zajmując się zagadnieniami erozji wybrzeży klifowych w warunkach zmian klimatu i narastającej antropopresji. Członek Zarządu Stowarzyszenia Geomorfologów Polskich oraz członek Sekcji Geologii Morza w Komitecie Badań Morza Polskiej Akademii Nauk.
Marcin Winowski Fot. Archiwum prywatne
