nedeľa, 10. augusta 2014

Antropocénna perspektíva Arktídy

Záhadné krátery na Sibíri sú len začiatkom veľkých zmien v Arktíde

Antropocén, toto zatiaľ veľmi krátke obdobie vývoja Zeme, spojené s ďalekosiahlym vplyvom človeka na prírodné prostredie planéty, nám okrem progresu v mnohých oblastiach ľudských aktivít priniesol, žiaľ, aj nie príliš príjemné poznanie o nezlučiteľnosti nášho exponenciálneho kvantitatívneho a kvalitatívneho rastu s bezpečnou a únosnou stabilitou globálnej klímy. Práve jej dlhodobá stabilita v období posledných asi 10 tisíc rokov umožnila ľudskému druhu vytvoriť súčasnú podobu modernej civilizácie a extenzívneho poľnohospodárstva, ktoré dnes dokáže nakŕmiť viac ako 7 miliárd ľudí. Nanešťastie, mnohé prírodné prostredia, dokonca aj tie najviac nedostupné, platia za našu rýchlu „kolonizáciu“ planéty dosť vysokú daň. 

Nie sú už ani zďaleka len zdevastované lesy ochudobnené o svoju pôvodnú biologickú rozmanitosť, či znečistené rieky a oceány zavalené miliónmi ton toxického odpadu a plastu. Rýchlym zmenám dnes podliehajú aj donedávna najmenej dotknuté regióny sveta, menovite najmä Arktída, kde v posledných rokoch registrujeme veľmi rýchle zmeny prostredia a klímy. Tie sú spojené predovšetkým s dramatickým ústupom ľadu a snehu, bezprecedentným minimálne za posledných niekoľko tisíc rokov. To nás vedie nie len k nevyhnutnému záveru, že Arktída obdobie Antropocénu celkom určite „neprežije“ v podobe, v akej ju poznáme dnes alebo v nedávnej histórii, ale aj k určitým obavám z toho, že súčasný rýchly vývoj, na ktorý Arktída nastúpila, prinesie so sebou v už nie príliš vzdialenej budúcnosti celý rad nepríjemných dôsledkov či dokonca nečakaných prekvapení. 


Obr. 1: Pravdepodobne "metánový" kráter, objavený v júli 2014 na polostrove Jamal v Rusku, vznikol podľa dostupných informácií ako následok rýchleho úniku metánu spod povrchu zeme do atmosféry (Zdroj)

Arktída na seba v posledných rokoch strháva čoraz väčšiu pozornosť tak médií, politikov, ako aj bežných ľudí. V roku 2012 zaujalo svetovú verejnosť extrémne rýchle topenie grónskeho ľadovca a rekordne malá plocha morského ľadu. Naposledy to boli záhadné krátery (Obr. 1) objavené v priebehu tohto leta na ruskom polostrove Jamal. Ich pôvod bol sprvoti, aj vďaka médiám, opradený rúškom tajomstva, no po opadnutí prvotného vzrušenia verejnosti na rad prišlo racionálne vedecké vysvetlenie pravdepodobného vzniku týchto mysterióznych dier v zemi. Za hlavného vinníka bol označený metán, alebo presnejšie povedané, jeho rýchly únik spod povrchu zeme, ktorý bol zrejme sprevádzaný explóziou, keďže ide o horľavinu (najmä v koncentráciách, pri ktorých sa vyskytuje pod zemou). Kde sa ale tak obrovské množstvo metánu zobralo, a k tomu navyše ešte v tak vysokých koncentráciách? 


Obr. 2: Metán unikajúci z morského dna v okrajových moriach Severného ľadového oceánu (Zdroj)

Vysvetlenie je v tomto prípade relatívne jednoduché. Pôda v subpolárnych oblastiach tajgy a tundry, či už v Rusku, v Škandinávii alebo v severnej Kanade, je veľmi bohatá na organickú hmotu, a hlavne uhlík. Ten sa v priebehu tisícov rokov hromadil zo spadnutého ihličia, suchej trávy alebo inej biomasy. Rozklad tejto hmoty nie je v dôsledku nízkych teplôt tak rýchly ako v miernom či tropickom podnebnom pásme. Navyše, nedostupnosť uhlíka pre rozkladné procesy a obmedzenosť následných únikov v podobe oxidu uhličitého alebo metánu do atmosféry podporuje aj prítomnosť permanentne zmrznutej pôdy – permafrostu. Nie je preto asi žiadnym prekvapením, že v súčasnosti je v takejto forme viazané približne dvojnásobné množstvo uhlíka než v atmosfére Zeme, odhadom asi 1 700 mld. ton

Permafrost však v dôsledku globálneho otepľovania, ústupu snehovej pokrývky a ľadu a zvyšovania teploty vo vrchných vrstvách pôdneho profilu postupne mizne v takmer všetkých sledovaných oblastiach sveta. Uhlík v pôde sa tak stáva pre baktérie dostupnejší, čo sa okamžite odráža aj v rýchlejšej produkcii metánu. Ten sa buď priamo uvoľňuje do atmosféry, alebo sa hromadí pod povrchom v podobe „vzduchových bublín“. Z času na čas sa takáto bublina plná horľavého metánu vplyvom vysokého tlaku a teploty zapáli a vytvorí kráteru podobnú depresiu v teréne. 

No nie sú to len priehlbiny či diery v zemi (odborne sa tento typ reliéfu označuje ako termokras), ktoré upozorňujú na metánové úniky. V posledných rokoch vedecké expedície križujúce Severný ľadový oceán stále častejšie registrujú vysoké koncentrácie metánu na povrchu oceánu. Ide o ďalší dôkaz toho, že metán neuniká len na súši, ale aj z morského dna (Obr. 2), kde stále teplejšia morská voda nahlodáva nestabilné sedimenty tzv. metanových klatrátov. V nich môže byť uložených ďalších viac ako 10 000 mld. ton uhlíka, teda asi päťnásobok množstva v permafroste na pevninách. 


Obr. 3: Vývoj koncentrácie metánu v oblasti mesta Barrow na Aljaške za posledných 30 rokov poukazuje na pomerne častý a pravidelný výskyt metánových "outlierov" (zelená), ktoré pravdepodobne vznikajú ako následok veľmi rýchlych únikov metánu spod zemského povrchu alebo dna oceánu (Zdroj)

Závažnosť situácie v Arktíde tkvie v tom, že pokiaľ sa proces topenia permafrostu a klatrátov raz začne, neexistuje spôsob, ako tento proces zastaviť. Ide totižto o samopodporujúci sa proces. Vyššie teploty v Arktíde vedú k intenzívnejším únikom metánu a oxidu uhličitého do atmosféry a rastu ich koncentrácií (Obr. 3). Oba sú súčasne aj silné skleníkové plyny, najmä metán, ktorý je v horizonte 100 rokov asi 20 až 25 silnejší ako oxid uhličitý. Inak povedané, dokáže spôsobiť väčšie oteplenie. A takto môžeme pokračovať aj ďalej – čím rýchlejšie otepľovanie atmosféry v Arktíde, tým rýchlejší ústup permafrostu a snehu, tým rýchlejšie unikanie uhlíka do atmosféry, atď., atď. 

V Arktíde tak pod povrchom zeme a hladinou Severného ľadového oceánu doslova tiká nebezpečná časovaná "metánová" bomba, ktorá v prípade, že by vybuchla, môže globálnu klímu dostať do pre nás nežiaduceho termálneho stavu, ktorému sa naša ekonomika a poľnohospodárstvo budú len ťažko vedieť prispôsobiť. Nie sa preto ani čomu čudovať, že jeden najpoprednejších klimatológov, Dr. James Box, študujúci klimatický systém Arktídy, svoje obavy z ďalšieho unikania metánu v dôsledku globálneho otepľovania, vyjadril slovami: „If even a small fraction of Arctic sea floor carbon is released to the atmosphere, we're f'd.“

Pochopiteľne, že nie všetci klimatológovia sa s týmto názorom celkom stotožňujú. Možné je argumentovať tým, že dokonca aj v prípade, že vyššie popísané procesy budú v budúcnosti prebiehať stále rýchlejšie a rýchlejšie, potrvá pravdepodobne niekoľko stáročí, kým sa všetok uhlík z permafrostu alebo klatrátov uvoľní do atmosféry. Súčasný výskum naznačuje, že do konca 21. storočia by sa z permafrostu mohlo uvoľniť maximálne 120 mld. ton uhlíka, čo by viedlo k otepleniu o približne 0,3 °C na globálnej úrovni. V porovnaní s tým, aké oteplenie očakávame v dôsledku pokračujúcich antropogénnych emisií oxidu uhličitého (stredný odhad: +3 °C, pesimistický odhad: +5-6 °C; pritom už oteplenie o menej ako 2 °C povedie pravdepodobne k mnohým nezvratným zmenám klimatického systému, čo môže ohroziť globálnu produkciu potravín či viesť mnohé národy v suchších oblastiach ku konfliktom o vodné zdroje, atď.) je oteplenie zo strany metánu takmer „zanedbateľne“. Na druhej strane treba ale pripustiť, že vo svetle pribúdajúcich vedeckých dôkazov o stále rýchlejších zmenách arktického klimatického systému, ide o veľmi konzervatívny odhad, ktorý veľmi pravdepodobne zásadne podhodnocuje dynamiku všetkých procesov spojených s únikom metánu do atmosféry. Ignorovanie vyjadrenia Dr. Boxa, aj keď je trochu expresívnejšie podané, by sa nám preto nemuselo vyplatiť.                


Súvisiace články 
Klimatická zmena v Arktíde prebieha doslova pred očami
Grónsko na prahu veľkých zmien (?)
Príbeh Arktídy živí "odborný" bulvár, ale aj naše obavy
Klíma v Európe smeruje k zásadným zmenám
Cena za život v Antropocéne


Zdroje 
Mysterious Siberian crater attributed to methane
http://www.nature.com/news/mysterious-siberian-crater-attributed-to-methane-1.15649
Permafrost
http://www.wunderground.com/climate/permafrost.asp
Is the climate dragon awakening?
http://www.meltfactor.org/blog/?p=1329
Do these methane bubbles signal the start of rapid climate change?
http://www.rawstory.com/rs/2014/08/09/do-these-methane-bubbles-signal-the-start-of-rapid-climate-change/
Mysterious Craters Are Just the Beginning of Arctic Surprises 
http://www.scientificamerican.com/article/mysterious-craters-are-just-the-beginning-of-arctic-surprises/?&WT.mc_id=SA_DD_20140805
The Arctic in the Anthropocene
http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=18726
The Arctic Methane Monster Exhales: Third Tundra Crater Found
http://robertscribbler.wordpress.com/2014/07/30/the-arctic-methane-monster-exhales-third-tundra-crater-found/

2 komentáre:

  1. Pri tejto príležitosti by som ešte odporučil čerstvý dokument s vyjadreniami ďalších vedcov venujúcich sa situácii v Arktíde:

    https://www.youtube.com/watch?v=c3XpF1MvC8s

    OdpovedaťOdstrániť

Vysušovanie krajiny vs. silnejúci skleníkový efekt

Je príčinou klimatickej zmeny a globálneho otepľovania vysušovanie krajiny? V súvislosti s príčinami globálneho otepľovania a klimatick...