Hubert Bułgajewski: Co dalej, Antarktydo?

Zmiany zachodzą inaczej, niż można się spodziewać

Obok coraz częstszych fal upałów, większych powodzi i burz widocznym zjawiskiem ocieplającego się klimatu jest topnienie polarnych lodowców i związany z nim wzrost poziomu oceanów. Według naukowców, od kilkunastu lat badających te zjawiska z pomocą pomiarów satelitarnych, tempo zmian przyspiesza.

Tak daleko, tak blisko

Antarktyda – odosobniona kraina wiecznego lodu, leżąca na półkuli południowej. Zalega tam gruba na 3 kilometry warstwa lodu, otoczona mroźnym, nieprzyjaznym dla żeglarzy Oceanem Południowym. Wokół kontynentu ocean pokryty jest lodem morskim – latem zanikającym bardzo powoli, stanowiąc w ten sposób bufor zimna. Trudno sobie wyobrazić, aby lądolód (pokrywa lodowa znajdująca się na lądzie) Antarktydy mógł się stopić. Nawet w środku lata, blisko wybrzeży, temperatura rzadko przekracza 0 stopni – i to co najwyżej przez kilka tygodni. Potem szybko się ochładza. Choć w ostatnich latach ziemska atmosfera ogrzewa się coraz mocniej, to na Antarktydzie jedynie sporadycznie odnotowuje się kilkanaście stopni na plusie. Stąd też pojawiły się argumenty sceptyków, że tamtejszy lód nie może się topić, bo jest za zimno.[->]

Topi się inaczej 

A jednak się topi, i to coraz szybciej, bo proces zachodzi tam inaczej niż na Grenlandii. Przyczyną nie jest ocieplenie atmosfery, bo żeby roztopić lądolód Antarktydy od góry, wzrost temperatury powietrza musiałby być dramatyczny. Lądolód topi się za pośrednictwem nagrzewającego się oceanu – temperatura wód Oceanu Południowego rośnie o około 0,17 stopnia Celsjusza na dekadę. Prądy morskie niosą ciepłe masy wody z niższych szerokości geograficznych do wybrzeży Antarktydy. Ciepła woda podmywa lądolód od spodu – ma tym bardziej ułatwione zadanie, że Antarktyda jest swego rodzaju kontynentalnym archipelagiem: część lądolodu spoczywa na ziemi, ale reszta na dnie oceanicznym. Znajdujące się u jej wybrzeży lodowce szelfowe topią się i odrywają od lądolodu. Zniknięcie tych zatyczek powoduje przyspieszony spływ lodu z zewnętrznych części lądolodu.

Antarktyda topnieje
Etapy destabilizacji lodowca Pine Island: (1) Początek lat 1970, lodowiec jest zakotwiczony na podmorskim grzbiecie. Następnie (2) coraz cieplejsza woda topi podstawę lodowca. (3) W końcu lodowiec staje się coraz cieńszy i cofa się.

Proces ten możemy prześledzić na przykładzie lodowca Pine Island (ilustracja powyżej). Gdy zostanie osiągnięty etap trzeci, lodowiec znajduje się na ostatniej prostej do destabilizacji. Ogromna masa lądolodu spoczywającego na dnie oceanu odrywa się od niego i zaczyna się rozpadać, mimo że na powierzchni panują nadal niezwykle surowe warunki pogodowe.[->]

O ile odrywanie się lodowców szelfowych nie ma wpływu na poziom oceanów (lodowce te znajdują się cały czas w wodzie), to inaczej jest w przypadku kawałów lodu, które odrywają się od lądolodu. Gdy wpadną do wody, aktywuje się zasada wyporności (na pewno znasz prawo Archimedesa) – lód zajmuje pewną przestrzeń, wcześniej zajętą przez wodę, czego fizycznym skutkiem jest podnoszenie się poziomu wody. Oczywiście nie dzieje się to natychmiast, tak jakbyśmy wrzucili kamień do wanny. Proces ten jest zdecydowanie wolniejszy. Nie ulega jednak wątpliwości, że kurczenie się pokrywy lodowej Antarktydy powoduje wzrost poziomu oceanów. Na razie niewielki, bo topnienie na tym kontynencie wraz z innymi lodowcami i rozszerzalnością cieplną oceanów (im wyższa temperatura, tym większą objętość ma woda) daje tylko nieco ponad 3 milimetry rocznie. Wraz z ocieplającym się klimatem topienie lodowców i w końcu całego lądolodu (także na Grenlandii) będzie jednak przyspieszać, a tym samym wpływać na dalsze podnoszenie się poziomu mórz.

Nie unikniemy tego

Naukowcy od kilku lat mówią, że rozpad lądolodu jest nieunikniony w zachodniej części kontynentu. Antarktyda Zachodnia ma 2 miliony kilometrów kwadratowych i zawiera tyle wody, że po stopieniu poziom mórz podniesie się o ponad 3 metry. Do tego trzeba dojdzie jeszcze około metr, co wynika z rozszerzalności cieplnej oceanów. To oznacza, że wszystkie nisko położone wyspy i niektóre miasta na świecie zostaną zalane. Pod wodą znajdzie się m.in. Wenecja i Amsterdam oraz wielkie obszary rolnicze, jak delta Nilu czy spora część Bangladeszu.

Dlaczego to nieuniknione? Przede wszystkim wynika to z tempa zachodzących zmian. Ale warto zwrócić uwagę na coś jeszcze. Antarktyda zaczęła zamarzać 34 mln lat temu, gdy poziom CO2 w atmosferze spadł stopniowo do 450 ppm, a sam kontynent zaczął się oddzielać od Ameryki Południowej. Wprawdzie w wielu prehistorycznych okresach na Antarktydzie panował wręcz tropikalny klimat, ale nie istniała wtedy szeroka na ponad 1000 kilometrów Cieśnina Drake’a, a tym samym wielki lodowaty okołoanarktyczny prąd morski – Dryf Wiatrów Zachodnich. Po oddzieleniu Antarktydy od Ameryki prąd ten zastąpił cieplejsze prądy, przyspieszając tym samym ochładzanie okolic bieguna południowego. Kontynent zaczął zamarzać, zimy stawały się coraz bardziej surowe, padało coraz więcej śniegu. Pojawienie się lodowców wytworzyło ujemne sprzężenie zwrotne, prowadzące do dalszego ochładzania odizolowanego kontynentu. Oczywiście na przestrzeni dziesiątek milionów lat zdarzały się cieplejsze okresy, kiedy to Antarktyda traciła częściowo pokrywę lodową, ale klimat nigdy już nie wrócił do stanu sprzed 34 mln lat.[->]

Ludzkość, spalając paliwa kopalne, dąży do – można powiedzieć – cofnięcia się w czasie: powrotu do ciepłego klimatu sprzed milionów lat, kiedy na Ziemi nie było człowieka. Na razie ilość ciepła docierającego do lodowców Antarktydy jest jeszcze relatywnie niska, skutkując jedynie 3-, 4-milimetrowym wzrostem poziomów oceanów. Jednak gdy dojdzie do zahamowania części cyrkulacji termohalinowej związanej z Arktyką (AMOC – Atlantycka Południkowa Cyrkulacja Wymienna), to ciepła woda zostanie uwięziona na dnie oceanicznym i topnienie znajdujących się tam lodowców antarktycznych przyspieszy. AMOC to globalny pas transmisyjny wód, zależny od zasolenia oceanów i ich temperatury. Tworzące go prądy odpowiadają za wymianę oraz transport ciepła. AMOC wyhamuje po zniknięciu lodu morskiego Arktyki i w konsekwencji tego po znacznym przyspieszeniu topnienia lądolodu na Grenlandii. Czyli już niedługo… za kilka lat. Ewentualnie za kilkanaście lat. [->]

Hubert Bułgajewski
Publicysta REO. Wcześniej portali: naukaoklimacie.pl oraz ziemianarozdrozu.pl Ekspert ds. zmian klimatu. Autor bloga Arktyczny Lód.