Mapy nie kłamią. Mimo ogromnych lodowców i wielkich połaci pokrytych śniegiem, Arktyka wydaje się zaskakująco… sucha. Gdy inne regiony naszej planety są kształtowane przez ogromne rzeki, w Arktyce woda niechętnie spływa do oceanu. Wielkie dorzecza są tam wielką rzadkością.
Naukowcy nie byli pewni, dlaczego tak się dzieje. Ale wyniki najnowszego badania, przeprowadzonego przez uczonych Uniwersytetu Dartmouth wskazują na przyczynę. A odkrycie oraz zmiany, które przechodzi Arktyka, mogą mieć poważne konsekwencje dla naszej planety.
Zespół pod kierownictwem Joanmarie Del Vecchio zbadał głębokość, topografię i warunki glebowe ponad 69 tys. zlewni na półkuli północnej – od Zwrotnika Raka do Bieguna Północnego – korzystając z danych satelitarnych i klimatycznych. Zmierzyli procent powierzchni zajmowanej przez sieć kanałów każdej rzeki, a także nachylenie dolin rzecznych.
Okazało się, że rzeki w Arktyce nie przypominają tych z cieplejszych regionów. W porównaniu z regionami umiarkowanymi, doliny arktycznych rzek są głębsze i bardziej strome, a same rzeki zajmują około 20% mniej otaczającego ich krajobrazu. Podobieństwa te występują we wszystkich arktycznych rzekach, pomimo geograficznych i klimatycznych różnic. Zlewiska arktyczne są ukształtowane przez jedną wspólną cechę – wieczną zmarzlinę.
„Regiony z większymi i liczniejszymi korytami rzecznymi są cieplejsze, mają wyższą średnią temperaturę i mniej wiecznej zmarzliny” mówi Del Vecchio. Skutkiem jest to, że rzeki na dalekiej północy kształtują krajobraz na zupełnie innej sposoby. O wiele rzadziej przecinają pasma górskie głębokimi dolinami. “Wygląda na to, że zbocza gór wygrywają, a rzeki przegrywają. Potrzebujesz znacznie więcej wody, aby wyrzeźbić doliny na obszarach pokrytych wieczną zmarzliną” mówi badaczka.
Czterdzieści siedem procent analizowanych zlewni jest ukształtowanych przez wieczną zmarzlinę. Zmarzlina to gleba, która pozostaje zamarznięta nawet latem. Przyjmuje się, że wieczną zmarzliną jest grunt, który nie taje przez co najmniej przez dwa lata. W wielu punktach Arktyki taka zmrożona ziemia pozostaje zamarznięta nawet przez tysiąclecia.
Wieczna zmarzlina, która składa się z zamarzniętych organicznych szczątków, takich jak pozostałości dawnych łąki i bagien, magazynuje w sobie ogromne ilości węgla, który bez niej trafiłby do atmosfery pod postacią gazów cieplarnianych. Ale słowo “wieczna” w nazwie tego tworu jest coraz bardziej mylące, bo zmiany klimatyczne powodują topnienie coraz większych obszarów gleby. Naukowcy obliczyli, że każdy 1 stopień Celsjusza globalnego ocieplenia może uwolnić tyle gazów cieplarnianych, ile każdego roku emituje 35 mln samochodów.
Rzeki mają odgrywać w tym procesie kluczową rolę. Nowe badanie wskazuje, że właśnie fakt, że zmarzlina ogranicza rozmiary arktycznych rzek sprawia, że jest w stanie magazynować tak ogromne ilości węgla. Płynące rzeki powodują bowiem erozję gruntu – wypłukiwane z gleby pozostałości starożytnych roślin gniją i przyczyniają się do ocieplania klimatu.
„Cała powierzchnia Ziemi kształtowana jest przez wojnę między procesami, takimi jak powstawanie wzgórz i gór a rzekami, które je niszczą” mówi Del Vecchio. „Jeśli zwyciężą wzgórza, węgiel pozostanie uwięziony w glebie. Ale jeśli zrobi się ciepło i nagle rzeki zaczną wygrywać, będziemy świadkami uwolnienia dużej ilości węgla do atmosfery. To prawdopodobnie stworzy pętlę sprzężenia zwrotnego ocieplenia, która doprowadzi do uwolnienia jeszcze większej ilości gazów cieplarnianych.”
Badania sugerują, że Arktyka ociepliła się już o ponad 2 stopnie Celsjusza w stosunku do poziomu przedindustrialnego, czyli mniej więcej od 1850 r. Arktyka pozostaje stosunkowo słabo zbadana, trudno więc określić, ile dokładnie gazów cieplarnianych ukrytych jest w jej glebach. Badacze szacują jednak, że nawet przy ograniczeniu emisji, ocieplenie Arktyki może spowodować do 2100 r. uwolnienie od 22 do 432 miliardów ton dwutlenku węgla. Jeśli ograniczenie nie nastąpi, ze zmarzliny do atmosfery może trafić nawet 550 mld ton. Dla porównania, Międzynarodowa Agencja Energetyczna szacuje, że wszystkie elektrownie świata wyemitowały w 2022 r. ponad 36 mld ton CO2, co było najwyższym poziomem w historii.
/Unsplash
Skutki są już bardzo wyraźnie odczuwalne. Opublikowane w ubiegłym roku badanie chińskiego zespołu geologów wskazują, że w ciągu ostatnich 40 lat arktyczne rzeki zwiększyły swoją objętość nawet o 17 proc. i transportują od 1,2 do 3,3 raza więcej wody, niż jeszcze w latach 80. Oznacza to, że Arktyka zmienia się bardzo szybko. Co może oznaczać problemy dla całego globu.
Dzięki badaniom geologów wiemy, jak może wyglądać taka cieplejsza i bogatsza w rzeki Arktyka. Próbki geologiczne pobrane w Arktyce wskazują, że około 10 tys. lat temu obszar ten był znacznie cieplejszy, niż obecnie, a w głębokich warstwach gleby widać ślady dużej aktywności rzek. Gdyby arktyczne rzeki ponownie zaczęły równie intensywnie kształtować krajobraz, konsekwencją mogłoby być uwolnienie ogromnych ilości gazów cieplarnianych z wiecznej zmarzliny.
Napływ ogromnej ilości słodkiej wody może także wpłynąć na cały Ocean Arktyczny. Słodka woda jest lżejsza i spycha słoną wodę w głąb morza. To z kolei może sprawić, że golfsztorm – ogromny, ciepły prąd ogrzewający całą Europę, może osłabnąć, co miałoby kolosalne konsekwencje dla klimatu naszego kontynentu.
„Mamy dowody z przeszłości na to, że podczas ocieplenia do oceanu przedostały się duże ilości osadów” stwierdza Del Vecchio. „Widzimy też, że w miarę jak robi się cieplej, w Arktyce pojawi się więcej rzek.” Problemem jest jednak to, że nadal wiemy zbyt mało o kształtujących Arktykę procesach. “Rozumiemy fundamentalną fizykę, ale kiedy wszystko zaczyna zamarzać i topnieć trudno przewidzieć, która strona wygra” mówi badaczka.
Badacze nie mają jednak wątpliwości, że w miarę, jak w Arktyce będą pojawiać się nowe rzeki, konsekwencje dla globalnego klimatu będą coraz poważniejsze. Woda doprowadzi do roztopienia wielkich obszarów wiecznej zmarzliny. A to sprawi, że klimat będzie ocieplać się jeszcze szybciej.
