Arktyka. Ekspedycja statku Polarstern. Zdumiewające odkrycie badaczy

Interia współpracuje z czołowymi redakcjami na świecie. Co piątek w ramach cyklu „Interia Bliżej Świata” publikujemy najciekawsze teksty opiniotwórczych zagranicznych gazet. „Der Spiegel” to jeden z największych i najbardziej wpływowych niemieckich tygodników opinii, ukazujący się od 1947 roku. Ujawniając skandale polityczne, odegrał istotną rolę w rozwoju niemieckiej prasy. Jest członkiem założycielem zainicjowanej w 2016 r. Europejskiej Współpracy Śledczej (EIC). Zajmuje się polityką, gospodarką, nauką i kulturą. Słynie nie tylko z dziennikarskich śledztw, ale i pogłębionych analiz.

W dniu, gdy stracono stację badawczą na krze nr 1, Polarstern był zacumowany w paku lodowym ok. 600 km na zachód. Członkowie zespołu na statku badawczym opowiadają, że siedzieli razem w czerwonym salonie i obserwowali na ekranie, jak pozycja GPS stacji oddala się coraz bardziej na wschód.

Tego wieczora punkt na ekranie przekroczył magiczną linię, za którą rozpoczynają się wody terytorialne Rosji. Urządzenie za 150 tys. euro odpłynęło z zasięgu badaczy, wraz z cennymi danymi klimatycznymi, pogodowymi i dotyczącymi prądów morskich.

Niemiecki statek badawczy nie ma pozwolenia, by wpłynąć na rosyjskie wody. A z uwagi na rosyjską inwazję na Ukrainę, niemiecki rząd w Berlinie stara się nie zwracać z żadnymi prośbami do Moskwy. Polityka sięga nawet tutaj – do 83. stopnia północnej szerokości geograficznej, na Ocean Arktyczny, kilka tysięcy kilometrów od Moskwy, Kijowa i Berlina.

Mogło to być przypomnienie dla naukowców na pokładzie statku Polarstern, że zjawisko, które badają podczas ekspedycji tego lata, ma swoje korzenie w polityce i ekonomii.

Ekspedycja Kontrasty. Dziesiątki naukowców na dalekiej Północy

Zespół ponad 50 naukowców wziął udział w wyjątkowej ekspedycji: jej celem było badanie sił i interakcji oddziałujących w Arktyce, które przyczyniają się do globalnego ocieplenia. Chcieli przyjrzeć się z bliższa mechanizmom napędzającym efekt cieplarniany w miejscu, gdzie zjawisko to może być zbadane szczególnie dobrze.

Zjawisko zwane „arktycznym wzmocnieniem” jest winne temu, że temperatury na Biegunie Północnym rosną dwa do trzech raza szybciej niż w innych regionach świata.

Po dwóch miesiącach spędzonych na lodzie, 1 września zespół wrócił na Spitsbergen. Podczas wyprawy naukowcy spędzali do 10 godzin dziennie na wierceniu, nagrywaniu, mierzeniu i pobieraniu próbek. Wysyłali w powietrze balony pogodowe i drony, rozmieszczali podwodne roboty, a także zakładali pułapki na osady znajdujące się pod lodem. Wieczorami gromadzili się w salonie na piwo i rozmowy o swoich doświadczeniach i wynikach badań z danego dnia.

W zespole znaleźli się oceanografowie, meteorolodzy, eksperci w zakresie fizyki lodu i ekolodzy. Naukowczyni morska Zoe Koenig mierzyła prądy i ruchy powietrza pod lodem, a fizyk atmosfery Sandro Dahlke badał chmury i mikrofale.

Najbardziej zagadkowe okazały się wyniki badań biologa Mortena Iversena. Dołączył do zespołu, by sprawdzić, jak przebiega metabolizm alg rosnących pod lodem morskim na przestrzeni lata: które organizmy żywią się na algach i skąd same algi czerpią pożywienie.

Iversen odkrył jednak, że w całym regionie od Grenlandii po Spitsbergen, gdzie operował Polasrstern, żadnych alg nie ma. W innych latach formacje alg były kręgosłupem arktycznego ekosystemu.

To mniej więcej tak, jakby Iversen przyszedł do lasu i zorientował się, że nie ma w nim drzew.

W Arktyce wszystko jest ze sobą połączone. Może więc dane zebrane przez innych mogą pomóc w wyjaśnieniu odkrycia Iversena? Może alg brakuje, ponieważ w tym roku lód stopniał wyjątkowo szybko?

Lodowce topnieją. Niedługo mogą całkowicie zniknąć

Kapitan Stefan Schwarze uznał, że jest w stanie manewrować Polarsternem przez pak lodowy w sierpniu z prędkością około dwóch do trzech węzłów. W rzeczywistości jednak był w stanie płynąć nawet dwa razy szybciej. Czasami.

W niektóre dni wyprawy mgła wisiała nisko nad lodem, padało, a naukowcy brnęli przez kałuże roztopionej wody i błota pośniegowego. Oceanograf Gunnar Spreen z Uniwersytetu w Bremie narzekał na „pogodę bremeńską”. Dahlke był natomiast „szczęśliwy, że możemy zobaczyć to na własne oczy i zbadać”. Przywiózł do domu dane pokazujące, że deszcz czyni lód miększym i przez to ciemniejszym.

Deszcz jako taki przyczynia się do efektu albedo lodu, mechanizmu reakcji, który intensyfikuje roczną stratę lodu morskiego podczas arktycznego lata. Rok po roku proces topnienia przyspiesza: jaśniejszy lód topnieje, a jego miejsce zajmuje ciemniejsza woda, która odbija mniej światła słonecznego, przez co lód topnieje jeszcze szybciej. Jednym z celów „Kontrastów” – jak nazywana jest ekspedycja zorganizowana przez Instytut Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegenera w Bremerhaven (AWI) – było zbadanie tego efektu najlepiej jak to możliwe.

Efekt albedo jest istotnym czynnikiem wpływającym na zanikanie lodu morskiego w Arktyce. Polarna czapa lodowa na północy zmniejsza się od dekad na skutek zmian klimatu, a niedługo Biegun Północny będzie latem niemal całkowicie pozbawiony lodu.

Kiedy jednak przyszłość stanie się rzeczywistością? Przewidywania różnią się w związku z brakami wiedzy. W tym kluczowym regionie, gdzie mają miejsce jedne z najważniejszych czynników wpływających na światowy klimat, nadal nie do końca rozumiemy relacje zachodzące między lodem morskim, oceanem i atmosferą. Pomysłem stojącym za ekspedycją Kontrasty było pozwolenie naukowcom na badanie długotrwałych procesów zachodzących w arktycznym lodzie podczas jednej pory roku.

Trzy kry lodowe: przeszłość, teraźniejszość i przyszłość

Polarstern wypłynął z norweskiego miasta Tromso 2 lipca i zmierzał w kierunku trzech kier lodowych, które zespół wcześniej namierzył na zdjęciach satelitarnych i które miały zostać poddane szczegółowym badaniom. Reprezentowały one przyszłość, teraźniejszość i przeszłość Arktyki.

Kra nr 1 była „sezonowa”, jak to określili naukowcy. Uformowała się zeszłej jesieni i zniknęła ponownie przed nadejściem kolejnej jesiennej nocy polarnej. Kra nr 2 była dwuletnia – składała się z lodu uformowanego jesienią 2023 roku u wybrzeży Syberii, zanim prądy powoli przepchnęły ją przez biegun, by obecnie dryfowała po cieśninie Fram między Grenlandią a Spitsbergenem. Kra nr 3 była najstarsza. Przez lata krążyła w Wirze Morza Beauforta na północ od Alaski i Kanady, zanim popłynęła w kierunku cieśniny Fram.

Polarstern przez siedem tygodni krążył między trzema krami, aż w końcu 29 sierpnia po raz ostatni opuścił szczególnie stabilną krę nr 3.

– Byliśmy w stanie cumować w tych samych miejscach za każdym razem – mówi dowódca ekspedycji Marcel Nicolaus. Pogoda tam była również mniej deszczowa. – To była nasza ulubiona kra – mówi naukowiec.

Utrata stacji na krze nr 1 była z pewnością porażką. Przez kilka dni zespół mógł obserwować pozycję GPS stacji na ekranie w czerwonym salonie, gdy ta wpływała na rosyjskie wody. Historia ma jednak szczęśliwe zakończenie. To, co zostało z pokrywy lodowej, ostatecznie wróciło na wody międzynarodowe, gdzie zespół mógł odzyskać to, co wcześniej stracił. Jedynie wieża pogodowa zatonęła i leży teraz na dnie morza na terytorium Rosji.

Nicolaus uważnie obserwował, jak trzy kry topnieją, kurczą się i ostatecznie rozpadają. – Najpierw na lodzie tworzą się błękitne baseny topniejącej wody – mówi. To są najczęściej miejsca, w których pokrywa lodowa ostatecznie się rozpadnie. – Szybko poszło – wspomina dowódca ekspedycji.

Jak twierdzi, w ciągu czterech tygodni kry straciły między 30 a 40 centymetrów grubości, a z każdą wizytą stawały się coraz ciemniejsze i bardziej szare. Pod koniec sierpnia naukowcy z zaskoczeniem stwierdzili, że nawet kra nr 3, która wcześniej była tak stabilna – rozpadła się.

Nicolaus na potrzeby własnego projektu badawczego mierzył strumień promieniowania przechodzący przez lód: ile światła pada na powierzchnię lodu i ile przedostaje się do oceanu.

Razem ze swoim zespołem wprowadził podwodnego robota przez otwór w lodzie. Z niedalekiego schronienia pilot mógł sterować nim pod lodem.

Szczególnie spektakularne są struktury na głębokości do 15 metrów, które przypominają odwrócone do góry nogami rafy i są świadkami przeszłych zderzeń kier lodowych.

Białe obszary znikają. Proces zachodzi stopniowo

Thomas Krumper specjalizuje się w fizyce lodu. Puszcza animowany film, na którym 30 arktycznych lat przedstawiono w mniej niż trzy minuty. Pokazuje, jak lód morski rośnie rok po roku na Północnym Atlantyku każdej jesieni i zimy, zanim cofnie się wiosną. Biały i falisty stary lód uformowany na Morzu Beauforta wyróżnia się spośród szarych mas lodu arktycznego. Krążył tam przez lata, zanim popłynął w kierunku Grenlandii i Oceanu Arktycznego.

Ilość starego lodu znacząco zmniejszyła się jednak, kurcząc się znacznie szybciej w stosunku do całości szarego lodu. Nagranie pokazuje, że w 1984 roku Arktyka była niemal w całości biała, ale 30 lat później białe obszary praktycznie całkowicie zniknęły.

W 2007 i 2008 roku szczególnie duży kawałek rozłamał się w Wirze Morza Beauforta. W jednej chwili Arktyka straciła niemal połowę swojego wieloletniego lodu. – Takie sytuacje zdarzały się zawsze – mówi Krumpen. – Ale w przeszłości utracony lód regenerował się w kolejnych latach – dodaje. Według niego ta umiejętność samoodradzania się została zatracona na skutek zmian klimatu.

Całkowita ilość lodu morskiego skurczyła się szybko po 2007 roku. We wrześniu 2012 roku, gdy silne wiatry południowe popchnęły pozostałości lodu na biegun, jedynie 3,48 mln kilometrów kwadratowych oceanu było pokryte lodem – to rekordowo mało.

– Wygląda na to, że proces zachodzi stopniowo – mówi Krumpen. – Czekamy na kolejne tak duże rozłamanie – mówi. Według niego nikt nie jest w stanie przewidzieć, kiedy to może nastąpić, jednak może to być jednak kolejny wielki krok w kierunku lat bez lodu na Arktyce.

– Ponieważ zmienia się typ lodu, cała Arktyka zmienia swój charakter – wskazuje Krumpen.

Stary lód jest szorstki i różnorodny, z wyraźnymi grzbietami lodowymi – bliznami pozostawianymi przez lata, gdy dochodziło do zderzeń wielkich kier. Te grzbiety, mające wysokość dwóch do trzech metrów, generują wirujące prądy powietrzne nad powierzchnią lodu i intensyfikują burzenie się wody pod spodem. Co więcej, pęknięcia i szczeliny stają się środowiskiem do życia dla niewielkich organizmów. W styczniu Krumpen i jego zespół opisali zmiany związane z utratą takich grzbietów w czasopiśmie „Nature Climate Change”.

W chwili pisania artykułu Krumpen jeszcze nie był świadomy, jak daleko zaszły zmiany. Podczas tegorocznej ekspedycji miał wiele okazji do przedyskutowania tego zjawiska z Iversenem – biologiem, który również był częścią projektu Kontrasty. Mężczyźni dzielili ze sobą kajutę na statku Polastern.

Iversen zabrał ze sobą na pokład nowy rodzaj kamery. Dzięki wsparciu sztucznej inteligencji mógł użyć jej do liczenia, ile alg jest obecnych w danej próbce. Biolog morski miał nadzieję, że technika pokaże rozwój populacji alg lodowych w sezonie letnim w czasie rzeczywistym.

Po raz pierwszy doznał dużego zaskoczenia na krze nr 1. Liczba alg wyniosła zero. Iversen pomyślał, że to może wyjątek, być może spowodowany tym, że lód zaczął topnieć wyjątkowo wcześnie tego lata. Może algi już oddzieliły się od lodu – pomyślał.

Taki sam wynik otrzymał jednak również na krze nr 2 i krze nr 3. W poprzednich latach algi porastały spody kier jak gęsta trawa, czasami nawet całkowicie barwiąc lód. Tego roku Iversen nie znalazł jednak niczego. Nie był również w stanie znaleźć żadnych alg w wodzie w miejscach, gdzie powinny być obecne. Zazwyczaj tworzą one niewielkie bąbelki gazowe, które pozwalają im utrzymywać się na wodzie przez długi czas po oddzieleniu się od lodu.

Algi lodowe są kluczowe dla arktycznego ekosystemu, jak pokazały analizy przeprowadzone przez naukowców z AWI. Jesienią, gdy woda morska zamarza, algi również zamarzają u wybrzeży Syberii. Gdy tylko kończy się noc polarna i światło zaczyna penetrować lód, algi zakwitają, tworząc długie włókna ciągnące się przez kilka metrów, dzięki którym mogą pobierać niewielką ilość składników odżywczych z wody.

Te połacie alg zapewniają pożywienie dla morskich motyli, obunogów, widłonogów i innych miniaturowych stworzeń, których ślady znaleziono w łańcuchu pokarmowym, nawet w głębokim oceanie. Badacze z AWI odkryli, że większość węgla w Oceanie Arktycznym trafia do ekosystemu z alg lodowych. Są one organizmami, które utrzymują cykl życia skutego lodem morza.

Gdy tylko Biegun Północny zostanie pozbawiony lodu, znikną również algi, które żyją pod lodem – ostrzegają od dawna ekolodzy. Wtedy ekosystem się zawali. Czy możliwym jest jednak, by ten przyszły scenariusz już stał się rzeczywistością?

Poprzednie ekspedycje Polastern już dwa lata temu zgromadziły dowody na dramatyczny spadek ilości alg morskich. Teraz Kontrasty zdają się potwierdzać to odkrycie.

Iversen nadal wstrzymuje się przed stwierdzeniem, że ekosystem się zawalił. Najpierw chce zbadać próbki, które zebrał z dna morskiego na głębokości 4 tysięcy metrów. Chce się dowiedzieć, czy można tam znaleźć ślady niedawno zatopionych alg.

Iversen dopuszcza, że przyszłość bez lodu mogła się już rozpocząć w środowisku arktycznym. Zauważył już też, jak taka przyszłość może wyglądać. W pułapkach osadowych zawieszonych pod lodem zgromadziły się duże ilości niewielkich gródek kału. Pochodzą one od pteropodów – niewielkich zwierząt morskich otoczonych galaretowatą powłoką, które filtrują bakterie z wody morskiej. To one zdają się zwycięzcami trwającej ekologicznej transformacji.

Iversen postrzega je jako uspokajający komunikat. – Natura zawsze sobie poradzi – twierdzi.

Tekst przetłumaczony z „Der Spiegel” © 2025 Der Spiegel za pośrednictwem The New York Times Licensing. Autor: Johann Grolle

Artykuł dostępny w oryginale na stronie „Der Spiegel”

Tłumaczenie: Krzysztof Ryncarz

Tytuł, śródtytuły oraz skróty pochodzą od redakcji