Lodowce a zmiany klimatu

Na początek mam dla Ciebie małe ćwiczenie…

Wyobraź sobie, że wytyczasz w terenie wielki kwadrat o bokach długich na dziewięć kilometrów. Taki kwadrat przykryłby całe sporej wielkości miasto, a przejście jednego boku żwawym krokiem zajęłoby Ci jakieś dwie godziny. A teraz na planie kwadratu stawiasz cztery ściany wysokie na dziewięć kilometrów. Tak powstała kostka jest wyższa niż Mount Everest. Szczyt kostki tonie w chmurach, panują tam nieludzkie warunki i może Cię zahaczyć przelatujący samolot. Kostka jest po prostu gigantyczna. Zapamiętaj ją, bo jeszcze do niej wrócimy.

Mam na imię Kuba. Pracuję na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. To bardzo fajne miasto zbudowane na glinie, żwirze i piachu. Niewielu ludzi interesuje się tym, po czym chodzą, ale jeśli ktoś prześledziłby losy tej gliny, to doszedłby do wniosku, że jej historia jest wcale niebanalna. Stwierdziłby, że ten dywan zmielonej skały przypomina osad spotykany w Alpach, Himalajach czy na Spitsbergenie w sąsiedztwie majestatycznych lodowych jęzorów – lodowców. I miałby rację, bo polską glinę przywlókł przed tysiącami lat właśnie giga-lodowiec, lądolód zza Bałtyku. Lądolód znikł, ale glina, żwir i piach zostały, uformowane w subtelne, często widoczne tylko z lotu ptaka, wzory. Bez lodu Polska byłaby zupełnie innym krajem. Być może mniejszym, albo bez dostępu do morza? Kto wie jak by się potoczyły procesy geologiczne, gdyby lodowce górskie Skandynawii nie połączyły się w gargantuiczną kopułę lądolodu, tętniącą jak bijące serce w rytmie ociepleń i ochłodzeń klimatu na przestrzeni setek tysięcy lat?

Dziś jest zbyt ciepło, aby jakiekolwiek lodowce mogły się rozrastać do takich rozmiarów. Z jednej strony to dobrze, bo nikt nie chciałby, aby gruby na setki metrów lądolód najechał jak buldożer na jego dom. Z drugiej strony lód, który wciąż mamy w górach i na biegunach, jest zagrożony wyginięciem. O tym dlaczego to źle przeczytasz w tym artykule. Zapraszam do prześledzenia życia lodowca od narodzin po śmierć.

Życie i śmierć lodowca

Lodowce powstają tam, gdzie więcej śniegu gromadzi się zimą, niż jest w stanie stopnieć latem, najczęściej w śródgórskich zagłębieniach terenu (np. w cyrkach). W ten sposób rok po roku odkłada się mniejsza lub większa nadwyżka, a zalegający na dnie zagłębienia śnieżnik staje się z czasem coraz grubszy i cięższy. Mija 50, 100, a może i 200 lat. Śnieg wewnątrz śnieżnika już dawno zmienił się w masywny lód, a jego maksymalna grubość odpowiada wysokiemu blokowi mieszkalnemu. I wtedy dzieje się coś dziwnego. Śnieżnik zaczyna żyć, spływać w dół, ale niesłychanie powoli, tysiące razy wolniej od pełzania ślimaka. Centymetr na tydzień.

Ten lodowcowy niemowlak, o ile klimat jest stabilnie chłodny i śnieżny, w kolejnych dekadach tyje dalej, a jego dolna krawędź (czoło) przesuwa się w dół doliny, awansuje. Po setkach lat lodowiec jest już na tyle długi, że kształtem przypomina jęzor wypełniający najwyższą część doliny. Jest coraz grubszy, a przez to także szybszy. Mijają wieki, a lodowiec łączy swój jęzor z lodowcami sąsiednimi i dalej rosną już razem. Awans lodowca w końcu się zatrzymuje, bo czoło dociera do niższych, cieplejszych części doliny, gdzie letnie roztopy są na tyle intensywne, że na bieżąco usuwają prący naprzód lód. Lodowiec osiąga w ten sposób równowagę ze swoim klimatem. Zimowe opady śniegu, jak yin, idealnie bilansują letnie topnienie, jak yang. Piękna harmonia, którą zakłócić może nawet pozornie nieznaczna zmiana w klimacie.

W szczytowym momencie nasz lodowiec ma kilka kilometrów długości, grubość porównywalną z wysokością Pałacu Kultury i Nauki w Warszawie i prędkość dochodzącą do kilku metrów tygodniowo. Naprawdę dorodny, popękany górski lodowiec, z krzepkimi tysiącami lat na karku. Czoło lodowca oscyluje wokół wyznaczonej linii. Zimą, gdy dominują mróz i śnieg, czoło awansuje o kilka metrów pchane od tyłu milionami ton lodu spływającego z góry. Latem natomiast zimowy awans jest neutralizowany przez topnienie i wraca do pierwotnej pozycji. U stóp czoła rozwija się gliniasto-kamienisty wał – morena czołowa (taka jak ta przecinająca północne rubieże Poznania). Strumienie spływające latem z lodowca dają niżej położonym ekosystemom stabilną dostawę życiodajnej wody, a niosąc ze sobą mineralne drobinki, usypują przed czołem piaszczysto-żwirowe wachlarze sandrów (jak ten na którym stoi mój Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM). Lodowiec wraz ze swoją doliną wyglądają wprost przepięknie. W słońcu mieni się odcieniami bieli i błękitu. Trzeszczy, pęka i szumi, wprawiając w zachwyt ludzi, którzy przybywają tu coraz częściej, by oddać się refleksji nad kruchością i przemijalnością własnej egzystencji.

Ale szczęśliwy okres życia lodowca kończy się. Po tysiącach lat względnej stabilności klimatu przychodzi XX wiek. Temperatura podnosi się stopniowo, w tym konkretnym miejscu na przykład o dwa stopnie Celsjusza w ciągu pierwszych stu lat klimatycznej rewolucji. Krucha równowaga rozpada się jak domek z kart. Z początku w najniższej strefie lodowca zimowe awanse trwają nadal, ale silniejsze roztopy sprawiają, że latem czoło cofa się trochę dalej niż dawniej. Krok do przodu, ale dwa kroki do tyłu. W części środkowej zimowy śnieg znika o tydzień wcześniej, a odsłaniający się spod niego lód ma nie tylko więcej czasu na topnienie, ale także ciemniejszą barwę, więc powierzchnia lodowca pochłania więcej energii słonecznej, co dodatkowo napędza roztopy. W najwyższych, wciąż śnieżnych partiach lodowca wzrost temperatury powoduje, że mniej zimowego śniegu przetrwa lato. Lodowiec ma mniej jedzenia i kurczy się.

Po pięćdziesięciu latach czoło odsuwa się od moreny czołowej na sto metrów. Po kolejnych pięćdziesięciu, już na przełomie XX i XXI wieku – na kilometr, bo nie tylko jest coraz cieplej, ale także włączył się nowy mechanizm samozniszczenia: im większe jest topnienie, tym lodowiec jest coraz ciemniejszy, pochłania więcej energii i tym większe jest topnienie. Zabójcza dla lodu pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego, jedna z przyczyn niesamowitej czułości lodu na zmiany klimatu. Ludzie obserwują to zjawisko z przygnębieniem, bo znika część ich dziedzictwa, kultury, dzieciństwa. Znika ich wieża ciśnień. Znika podstawowy cel podróży dla wielu mieszkańców i gości z daleka.

W połowie drugiego wieku ocieplenia klimatu temperatura dobija do czterech stopni Celsjusza ponad dawną normę. Na lodowcu od dekad nie gromadzi się już zimowy śnieg, bo cała pokrywa jest usuwana, nawet w najwyższej strefie. Przez niemal całe długie lato topnieje pozbawiony ochronnej pokrywy lód, bardzo ciemny od gromadzących się na nim mineralnych drobinek, nanoszonych na powierzchnię z osypujących się skał lub wytapiających się z lodu. Lodowiec w niczym już nie przypomina siebie sprzed lat. Recesja podzieliła go na kilka mniejszych ocalałych fragmentów. Po kilku kolejnych dekadach, pod koniec XXI wieku, i dalszym wzroście temperatury wszystkie fragmenty ostatecznie zanikają. Tam, gdzie jeszcze dwieście lat temu lśniło grube na setki metrów lodowe cielsko, mgnienie oka z perspektywy przyrody, pozostało rumowisko kamieni, trochę gliny, chaotycznie rozrzuconych pagórków i jeziorek. No i porośnięta młodym laskiem morena czołowa, jedyna pamiątka dawnej pozycji czoła, jak zrujnowany pomnik zapomnianej już postaci.

Obszary leżące niżej także zmieniły się nie do poznania. Są znacznie suchsze, bo latem mogą liczyć tylko na deszczówkę, a w ciepłym klimacie woda szybko paruje. Wyginęły unikalne dla tej części świata rośliny lubiące chłód i wilgoć, ich miejsce stopniowo zajmują gatunki pospolite. Mieszkańcy doliny już dawno porzucili uprawę ziemi, bo plony od lat są marne. Ludzie przenieśli się do miast. Turystów jest znacznie mniej, nawet zapalonych górołazów, bo wstęp w wyższe partie mają wyłącznie najbardziej wykwalifikowani – ocieplenie klimatu sprawiło, że lokalne skały kruszą się i obrywają jak szalone.

Co mnie obchodzą lodowce?

W zasadzie historie takie jak ta możemy obserwować na bieżąco w wielu miejscach: w Alpach, na Kaukazie, w Ałtaju, w Himalajach, w Andach, na Alasce, w Kanadzie. W zależności od regionu świata, lodowce kurczą się szybciej lub wolniej, ale trend zmian jest spójny. To globalny, synchroniczny odwrót lodu. Mnóstwo małych lodowców już bezpowrotnie zniknęło. Te większe są grubsze, odporniejsze, ale nawet dla dużej części z nich klimat już teraz jest zbyt ciepły, aby przetrwały i tylko kwestią czasu jest ich całkowite wytopienie. Ale czy to naprawdę aż tak źle? Ja myślę, że tak, bo lodowce chronią nas przed naszą własną krótkowzrocznością.

Po pierwsze, lód i śnieg odbijają w kosmos dużą część energii słonecznej. Gdy znikają wyłania się spod nich ciemniejsza powierzchnia skał lub wody, która zamiast odbijać energię pochłania ją, nagrzewa się i oddaje ciepło do powietrza wzmacniając ocieplenie. W tym sensie, lądolody i kra unosząca się na polarnych morzach (lodowce górskie też, choć w mniejszym stopniu) stanowią chłodnicę dla całej planety. Gdy lód zanika, chłodzenie przestaje działać i robi się dodatkowo jeszcze cieplej.

Po drugie, lodowce górskie są źródłem stabilnej dostawy wody dla setek milionów ludzi w Azji, Europie, Ameryce Południowej i w innych miejscach. Ich przyspieszone topnienie w pierwszym etapie ocieplenia tworzy więcej wody, ale gdy lodowce zbytnio się skurczą, produkcja wody roztopowej spada, stanowiąc zagrożenie dla ciągłości dostaw dla wielu bardzo gęsto zaludnionych obszarów. Szczególnie tam, gdzie latem niewiele pada.

Po trzecie, stabilny lód w górach, to stabilniejsze góry. Lodowce podpierają stoki przed osuwaniem, a lód wypełniający pęknięcia skalne jak klej spaja całe masywy górskie. Zanik lodu może skutkować zwiększoną liczbą osunięć i obrywów skał i lodu. Dodatkowo, przestrzenie pomiędzy morenami i oddalającymi się od nich czołami lodowców mogą stanowić dobre miejsce do gromadzenia wody roztopowej i rozwoju niebezpiecznych jezior. W takich sytuacjach tym co oddziela wielką masę wody jeziora od dolnej, zamieszkałej części doliny jest tylko podatna na erozję gruzowo-lodowa morena czołowa. Powodzie związane z przerwaniem takiej tamy mogą pustoszyć całe doliny i zabijać jednorazowo tysiące osób.

czwarta sprawa. Taka, która bezpośrednio dotknie nawet Polskę. Wróć teraz pamięcią do dziewięciokilometrowej kostki, o której wyobrażenie prosiłem cię na początku. To kanciaste naczynie jest tak przeogromne, że wypełnienie go wodą zajęłoby Wiśle, największej rzece Europy Środkowej, nie tydzień, miesiąc czy rok, ale jakieś 22 lata nieprzerwanego dopływu. Lodowce i lądolody razem wzięte topnieją współcześnie z szybkością ok. 25 tysięcy ton wody na sekundę. W tym tempie ich woda roztopowa wypełniłaby kostkę w rok. Innymi słowy, taka olbrzymia ilość słodkiej wody, kilkaset kilometrów sześciennych, trafia do oceanów każdego roku z topniejącego lodu, stanowiąc główny czynnik wzrostu poziomu mórz na całym świecie, także Bałtyku. Jeżeli ocieplenie klimatu nie spowolni, do roku 2100 poziom morza będzie wyższy od obecnego średnio o kilkadziesiąt centymetrów, zabierając ludziom z użytku dużą część obecnej strefy przybrzeżnej i zmuszając miliony ludzi do przesiedlenia.

Początek końca?

Na szczęście nie ma jeszcze roku 2100 i wciąż możemy coś zrobić. Klimat globalny ocieplił się do tej pory średnio o około jeden stopień, choć nad lądami dwukrotnie silniej, a w niektórych miejscach nawet kilka stopni Celsjusza. Niestety, ochłodzenie klimatu, które pozwoliłoby odbudować zasoby lodu, jest nierealne. Zatrzymanie wzrostu temperatury w ciągu najbliższych lat także. Musimy pogodzić się z tym, że klimat będzie się ocieplał jeszcze długi czas i że przyjdzie nam się pożegnać z kolejnymi lodowcami. Być może także z rafami koralowymi, krą lodu morskiego w Arktyce, wieloma mokradłami, lasami, jeziorami, dzielnicami miast coraz częściej podtapianymi przez morze. Ale wciąż możemy ocieplenie przyhamować, aby straty były jak najmniejsze. To się może udać, ale dajmy już odejść węglowi i ropie, które odpowiadają za większość emisji dwutlenku węgla. Chroniąc klimat, chronimy siebie. Wiele pięknych lodowych światów wciąż możemy ocalić. Warto te światy poznać, bo ich życie i zachowanie wciąż skrywa wiele tajemnic, a ich obserwacja przypomina niekiedy podglądanie zwierząt. Oczywiście, w wyjątkowo zwolnionym tempie.

Autor: dr Jakub Małecki, autor witryny i kanału „Glacjobiologia” oraz książki „Początek końca?”

Tekst opublikowany w ramach współpracy portalu Świat OZE z Fundacją Carbon Footrpint. Zainteresował Cię temat? Chcesz przeczytać teksty i podobnej tematyce? Wejdź na stronę CFF klikając w logo poniżej.