Príbeh Arktídy živí "odborný" bulvár, ale aj naše obavy

„Severný pól“ bez ľadu a metánová „bomba“ tikajúca pod povrchom

Média sa v interpretácii toho, čo sa skutočne na severnom póle deje naozaj trochu uponáhľali. Veď prečo neurobiť z už tak dosť dramatickej situácie v Arktíde ešte väčšie divadlo a senzáciu pre ľudí.

Arktída sa aj tento rok opäť dostala na titulné stránky svetových denníkov po tom, ako webové kamery na jednej z oceánskych bójí zaznamenali v oblasti severného pólu v posledných dvoch týždňoch veľmi rýchle topenie morského ľadu (Obr. 1). Podľa záberov zverejnených v médiách to na prvý pohľad pôsobilo skutočne dramaticky – morský ľad v priebehu necelých dvoch týždňov, počnúc 10. júlom, vystriedala otvorená voľná hladina oceánu (jazera). Po minuloročnom nezvyčajne rýchlom a rozsiahlom topení kontinentálneho ľadovca v Grónsku a rekordne malom rozsahu arktického morského ľadu to vyzerá na ďalší významný signál toho, že zmeny odohrávajúce sa v Arktíde prebiehajú skutočne až „šialene“ rýchlo. No ešte predtým, ako si o tejto záležitosti urobíte svoje vlastné závery, posúďte nasledujúce fakty.        

Obr. 1: (hore) Zábery webových kamier Polárneho observatória Washingtonskej univerzity (údajne v oblasti severného pólu) na vznikajúce jazero vody v období od 30. júna do 25. júla 2013 (jazero sa začalo vytvárať 10. júla; Zdroj); (dole) záber z 25. júla 2013 (Zdroj: NSF´s North Pole Environmental Observatory)

Ľad v pohybe

Po prvé, zábery, ktoré údajne popisujú zmeny na severnom póle, v skutočnosti z tejto oblasti vôbec nepochádzajú. Ako to? Bója, ktorá je každoročne na jar od roku 2002 umiestňovaná presne na miesto geografického severného pólu, nie je žiaľ pevne ukotvená na morské dno, ale pohybuje sa spolu s plávajúcim ľadom. Ten vplyvom morského prúdenia neustále putuje – najviac práve v letnom polroku, a to predovšetkým smerom na juh. Podľa mapky na Obr. 2 je jasne vidieť, že súčasná poloha bóje, z ktorej pochádzajú zverejnené zábery, je stovky kilometrov vzdialená od severného pólu, kdesi na 85. stupni s.š. Očakáva sa, že v priebehu niekoľkých nasledujúcich týždňov až mesiacov bója opustí oblasť Arktídy cez Dánsky prieliv (Fram Strait), oddeľujúci Island od Grónska. Je teda celkom prirodzené, že svojim postupom smerom na juh sa bója dostáva do stále teplejších oblastí, kde dochádza k rýchlejšiemu topeniu ľadu a vytváraniu jazier roztopenej vody na jeho povrchu. 

Obr. 2: Mapa zachytávajúca pohyb bójí Polárneho environmentálneho observatória v roku 2013 - trajektória bóje, z ktorej pochádzajú zábery, je vyznačená tmavou zelenou farbou - v súčasnosti sa nachádza SV od pobrežia Grónska (Zdroj: NSF´s North Pole Environmental Observatory)

Po druhé, keby sa bója stále na severnom póle aj nachádzala, situácia na záberoch by nebola ničím nezvyčajná dokonca ani v tejto chladnej oblasti Arktídy. Údaje zo satelitov, vojenských a výskumných ponoriek, ako aj zo samotných webkamier (od roku 2002) potvrdzujú, že k roztápaniu ľadu dochádza pomerne často, takmer každoročne, aj v oblasti 90. stupňa s.š. Situácia nie je teda neobvyklá. To, čo by nás ale malo rozhodne na celej tejto záležitosti znepokojovať je, že rozsah a rýchlosť vzniku otvorených vodných plôch, či už na severnom póle alebo v iných oblastiach Arktídy, sa v posledných rokoch skutočne povážlivo zväčšuje a zrýchľuje. Aj tento rok rýchlosť tohto procesu odborníkov prekvapila. Rovnako tak prekvapilo aj nezvyčajné zrýchlenie topenia arktického ľadu a pokles jeho plochy v celej Arktíde v posledných týždňoch (zdá sa, že najmä vplyvom cirkulačných podmienok, sa celý proces výrazne urýchlil najmä od polovice júna 2013 (Obr. 3), čo možno súviselo aj s tým, že tento mesiac sa zaradil medzi päť najteplejších júnov od roku 1880, podľa NASA aj NOAA).

Obr. 3: Plošný rozsah plávajúceho morského ľadu v Arktíde v roku 2013 (stav 26. júla 2013)  v porovnaní s dlhodobým priemerom 1980-2010 (Zdroj)

Obr. 4: Vývoj plochy a hrúbky morského ľadu (v metroch) na severnej hemisfére v období od 28. júna do 25. júla 2013 (Zdroj) 

Trendy morského ľadu v kontexte

Situáciu „na severnom póle“ je preto potrebné brať v kontexte dlhodobých zmien stavu a rozsahu morského zaľadnenia. A tie vypovedajú len o jednom. Vplyvom klimatickej zmeny, rastu teploty atmosféry a oceánov, ako aj zmeny cirkulačných podmienok v oblasti Arktídy sa rozsah  zaľadnenia zmenšuje. Od roku 1979 poklesla rozloha letného ľadu o takmer celú polovicu a v minulom roku – 2012 – dosiahol rekordne nízku úroveň (3,41 mil. km²). Ako sme uviedli už v predošlom blogu (Klimatická zmena v Arktíde prebieha doslova pred očami), satelitné merania od roku 1979 potvrdzujú, že plocha morského ľadu klesá rýchlosťou 12-13% za desaťročie a tento pokles sa stále zrýchľuje. Rýchla degradácia plochy ľadu súvisí s ešte rýchlejším poklesom jeho objemu a veku. V roku 1979 dosahovalo letné minimum objemu hodnotu 16 855 km³, no v roku 2012 to bolo len 3 261 km³ (pokles o 80 %; Obr. 5). Malý objem ľadovej hmoty je nakoniec aj priamym dôsledkom toho, že viacročný a teda objemnejší ľad nahradzuje jedno alebo dvojročný ľad, ktorý je na hladine oceánu navyše aj menej stabilný. Fakty sú v tomto zmysle neúprosné. Ešte v roku 1987 tvoril ľad s minimálnym vekom 5 rokov viac ako polovicu celého objemu morského ľadu (57 %). V roku 2007 to bolo už len 7 %, pričom, napríklad 9-ročný ľad nebol z družíc už takmer vôbec zaznamenaný. 

Obr. 5: Celkový objem morského ľadu v Arktíde v rokoch 1979 a 2012 monitorovaný družicou CryoSat-2 (Zdroj)

Kedy bude Arktída v lete bez ľadu?

Pokračujúce otepľovanie Arktídy celkom určite povedie k ďalšiemu ústupu morského zaľadnenia a k situácii, kedy nebude väčšia časť Severného ľadového oceánu v letnom období pokrytá žiadnym ľadom. Podľa poslednej správy IPCC by k tomuto scenáru malo dôjsť až v druhej polovici 21. storočia (jedna z posledných štúdií odhaduje tento stav na obdobie okolo rokov 2054-2058). Nájdu sa však aj odborníci (Prof. Peter Wadhams), ktorí s týmito predpokladmi nesúhlasia a domnievajú sa, že táto situácia môže nastať už v tomto desaťročí (okolo roku 2015). 

Nech už k tomu dôjde kedykoľvek v priebehu nasledujúcich desaťročí, letná Arktída bez ľadu skrýva v sebe viac, než len výhodu z otvorenia námorných ciest pre lodnú dopravu alebo prístupu k zatiaľ nevyužívaným ložiskám ropy alebo zemného plynu (Obr. 6). Na morskom dne a na priľahlých pevninách (Rusko, Kanada) sa totiž ukrývajú miliardy a miliardy ton metánu a organického uhlíka, uložené v depozitoch klatrátov metánu a permafroste (Obr. 7). Výrazný ústup morského ľadu vedie bezprostredne k zvyšovaniu teploty morskej vody, ako aj podmorských a pevninských vrstiev permafrostu, čo zvyšuje riziko úniku metánu a uhlíka (v podobe CO₂) do atmosféry. Pokiaľ by k tomu došlo, samotná spätná väzba zo strany metánu by do roku 2100 zvýšila globálnu teplotu minimálne o 1,5 °C. Ako vidieť, ide o veľmi silnú spätnú väzbu otepľovania, ktorá by nám mohla priniesť nielen obrovské ekonomické škody, ale navyše by viedla aj k nezvratným zmenám globálnej klímy.  

Obr. 6: Možné varianty námorných ciest v oblasti Arktídy v prípade výrazného úbytku rozlohy plávajúceho ľadu (Zdroj)

Obr. 7: Oblasti výskytu trvalo zamrznutej pôdy - permafrostu - na severnej pologuli (Zdroj)

Časovaná metánová bomba

Jedna z posledných štúdií uverejnených v časopise Nature prišla s odhadom ekonomických škôd v prípade, že by k tomuto scenáru nakoniec došlo. Analýza uvádza, že ak by sa v priebehu desaťročia 2015-2025 uvoľnilo z podmorských permafrostových vrstiev približne 50 mld. ton metánu (v oblasti Východosibírskeho arktického šelfu, možný nárast globálnej teploty vplyvom metánového impulzu je vidieť na Obr. 9), škody by mohli dosiahnuť až 60 biliónov  USD (ročné HDP všetkých štátov sveta bolo v roku 2012 70 biliónov USD), čím by mohli prevýšiť ekonomické benefity z ťažby ropy, zemného plynu, rybolovu a námornej dopravy až o niekoľko rádov. Pochopiteľne, medzi odborníkmi sa už našli aj kritici tohto odhadu, a napríklad klimatológ Gavin Schmidt argumentuje tým, že podobne vysoké úniky metánu do atmosféry v tak krátkom čase nie sú veľmi reálne.

Obr. 8: Satelitné zábery odhaľujúce topenie permafrostu v severnej Kanade - Liverpool Bay (Zdroj: NASA)

Uhlík viazaný v permafroste a klatrátoch metánu však pre planétu predstavuje aj dlhodobejší problém. Ten spočíva v tom, že jeho zásoby v permafroste sú jednoducho obrovské – len v samotných klatrátoch je podľa odhadov viazaných až 10 000 Gt čistého uhlíka, v permafroste to môže byť od 400 do 1 850 Gt (len pre porovnanie, od začiatku priemyselnej revolúcie človek vypustil do atmosféry spaľovaním fosílnych palív, produkciou cementu a odlesňovaním niečo viac ako 570 Gt uhlíka). V prípade samotného metánu je tu ďalší problém. V porovnaní s CO₂ ide o skleníkový plyn, ktorý má v časovom horizonte 100 rokov asi 22-25 násobne väčší otepľujúci potenciál (v horizonte 20 rokov je to dokonca 105 násobne viac), to znamená, že v budúcnosti môže podporiť otepľovanie planéty ešte výraznejšie ako naše emisie CO₂.

Metán z Arktídy sa už v súčasnosti uvoľňuje do atmosféry a je preto len otázkou času, kedy začne výraznejšie prispievať k jej otepľovaniu. Dokladajú to aj družicové merania jeho koncentrácií nad rozsiahlymi nezaľadnenými časťami Severného ľadového oceánu, predovšetkým v oblasti Barentsovho a Nórskeho mora.

Obr. 9: Scenáre rastu globálnej teploty s (červená) a bez (modrá) metánového impulzu 50 Gt v priebehu rokov 2015-2025 (Zdroj)

Čo sa stane v Arktíde, nezostane len v Arktíde

Z dnešného pohľadu je oveľa závažnejším problémom zistenie, že rýchle otepľovanie Arktídy a nakoniec aj rýchly ústup morského zaľadnenia začínajú zásadne ovplyvňovať charakter počasia a jeho extrémnosť na celej severnej pologuli. Nedávno sa dokonca objavila štúdia, ktorá uvádza, že neobvyklé cirkulačné podmienky na severnej pologuli vedúce k bezprecedentnému topeniu grónskeho kontinentálneho ľadovca v júli 2012 boli zapríčinené práve výrazným ústupom morského zaľadnenia (v tomto roku je topenie ľadovca v Grónsku pomalšie). Do súvisu s rýchlymi zmenami v Arktíde sa dáva aj výskyt extrémnych vĺn horúceho a suchého počasia (ale aj iných, najmä teplotných extrémov) na JZ Spojených štátov amerických, či iných regiónoch sveta, vrátane Európy. Viac sa o tomto probléme môžete dočítať napríklad aj v článku: Klimatická zmena v Arktíde prebieha doslova pred očami.

Na záver tohto blogu by som ešte veľmi vrelo doporučil výbornú prednášku Dr. Jennifer Francis o fyzikálnom mechanizme arktického zosilneného otepľovania (Arctic amplification) a jeho prepojení s výskytom extrémneho počasia na severnej pologuli. Tých 30 minút stojí za to!

Zdroje

http://www.climatecentral.org/news/melting-at-north-pole-how-bad-is-it-16294

http://tech.sme.sk/c/6882256/severny-pol-sa-zmenil-na-jazero.html

http://zpravy.ihned.cz/svet-asie-a-pacifik/c1-60320760-na-severnim-polu-se-nekonecna-plocha-pokryta-ledem-za-dva-tydny-promenila-v-jezero

http://nsidc.org/arcticseaicenews/ 

http://www.washingtonpost.com/blogs/capital-weather-gang/wp/2013/07/18/snow-and-arctic-ice-extent-plummet-suddenly-as-globe-bakes/ 

http://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/2013/6 

http://www.cam.ac.uk/research/news/cost-of-arctic-methane-release-could-be-size-of-global-economy-warn-experts

http://www.nature.com/nature/journal/v499/n7459/pdf/499401a.pdf

http://www.climatecentral.org/news/arctic-warming-could-cost-upwards-of-60-trillion-16282

http://www.climatecentral.org/news/accelerated-warming-is-driving-arctic-into-a-new-volatile-state-15331

http://www.shef.ac.uk/news/nr/jet-stream-greenland-ice-sheet-melt-1.280360

http://thinkprogress.org/climate/2013/06/17/2169321/exceptional-2012-greenland-ice-melt-caused-by-jet-stream-changes-that-may-be-driven-by-global-warming/

http://theconversation.com/methane-and-the-risk-of-runaway-global-warming-16275

https://theconversation.com/melting-arctics-methane-timebomb-could-cost-trillions-16371

http://thinkprogress.org/climate/2013/06/13/2138531/nasa-finds-amazing-levels-of-arctic-methane-and-co2-asks-is-a-sleeping-climate-giant-stirring-in-the-arctic/

http://thinkprogress.org/climate/2013/06/30/2236751/scientists-predicted-a-decade-ago-arctic-ice-loss-would-worsen-western-droughts-is-that-happening-already/

http://www.pnas.org/content/early/2013/07/10/1219716110 

http://www.guardian.co.uk/environment/earth-insight/2013/jul/24/arctic-ice-free-methane-economy-catastrophe?INTCMP=ILCNETTXT3487

http://www.guardian.co.uk/environment/2013/jul/17/antarctic-ice-loss-ocean-ecology?INTCMP=ILCNETTXT3487 
http://www.takepart.com/article/2013/07/26/methane-climate-change-arctic-60-trillion