Recesja lodowców a ekosystem Arktyki – badania naukowców z PAN

Czas4 min

Recesja, czyli cofanie się lodowców jest jednym z najbardziej widocznych zjawisk zachodzących na terenach polarnych. Naukowcy z Instytutów PAN: Geofizyki oraz Oceanologii zakończyli właśnie prace terenowe w ramach projektu badającego jej możliwy wpływ na zmianę ekosystemu Arktyki.

Projekt o nazwie „RAW – Recesja i Więdnięcie (ang. Retreat and Wither). Jaki jest wpływ recesji lodowców z uchodzących do morza do lądowych na morską produkcję biologiczną i biogeochemię morza w Arktyce?” zakończył się w kwietniu. Teraz badacze wykonują analizy laboratoryjne zebranych prób oraz wykonanych pomiarów i pracują nad publikacjami, których można się spodziewać w najbliższych miesiącach.

Lider zespołu badawczego dr hab. Mateusz Moskalik z Instytutu Geofizyki PAN przypominał w rozmowie z Nauką w Polsce, że w efekcie zmian klimatu Arktyka nagrzewa się średnio przeszło czterokrotnie szybciej niż reszta naszej planety. Wpływa to m.in. na tempo topnienia lodowców, co skutkuje tym, że lodowce dziś uchodzące do morza stają się lodowcami lądowymi (czyli kończą się na lądzie, a topniejący lód nie wpada bezpośrednio do morza tylko poprzez rzeki).

Cofające się lodowce zmieniają środowisko rejonów polarnych m.in. początkowo powiększając obszary fiordów, a w dalszej perspektywie odsłaniając nowe obszary lądu. W konsekwencji zmienia się bilans składników odżywczych w fiordach, co wpływa na rozwój planktonu oraz jego rolę w pochłanianiu dwutlenku węgla i jego deponowanie w osadach morskich. Czy te zmiany będą dla nas korzystne, czyli zwiększy się ich rola w redukcji CO2, czy niekorzystne, a ich rola będzie mniejsza niż aktualnie – nie jest do końca zbadane – powiedział Mateusz Moskalik.

Dodał, że założenia projektu bazowały na obserwacjach fiordów Grenlandii.

Jednak w przypadku fiordów Spitsbergenu sytuacja wydaje się znacznie bardziej skomplikowana. Wynika to z różnicy w budowie fiordów w obu rejonach. Fiordy Spitsbergenu są znacznie płytsze, mają liczne zatoki zasilane niezależnymi lodowcami. Na dodatek zatoki te zwykle są oddzielone od głównej części fiordu podmorskim grzbietem. Ze wstępnej analizy pomiarów wynika, że w każdej z nawet blisko położonych od siebie zatok panują odmienne warunki fizykochemiczne, a w konsekwencji także rozwój planktonu – wskazał.

Jak bowiem tłumaczą naukowcy w filmie dokumentalnym „Gdy zniknie lód” (ang. „Once the ice is gone” w reżyserii Kuby Witka), przed czołem lodowca uchodzącego do morza występuje zjawisko upwellingu, czyli wynoszenia z głębi morza mas wody bogatych w składniki odżywcze na powierzchnię, gdzie mieszają się one ze słodką wodą z lodowca. W ten sposób mikroskładniki transportowane przez lodowce z lądu mieszają się z makroskładnikami z głębin oceanu, tworząc korzystne warunki dla powstawania planktonu morskiego, który w znacznym stopniu pochłania dwutlenek węgla.

Cofające się lodowce zmieniają środowisko rejonów polarnych m.in. początkowo powiększając obszary fiordów, a w dalszej perspektywie odsłaniając nowe obszary lądu. W konsekwencji zmienia się bilans składników odżywczych w fiordach, co wpływa na rozwój planktonu oraz jego rolę w pochłanianiu dwutlenku węgla i jego deponowanie w osadach morskich. Czy te zmiany będą dla nas korzystne, czyli zwiększy się ich rola w redukcji CO2, czy niekorzystne, a ich rola będzie mniejsza niż aktualnie – nie jest do końca zbadane – powiedział Mateusz Moskalik.

Mniej lodowców uchodzących bezpośrednio do morza hamuje ten proces, co może powodować niekorzystne warunki dla rozwoju planktonu morskiego w arktycznych wodach, a w konsekwencji nie tylko ich mniejszą rolę w redukcji CO2, ale także w funkcjonowaniu innych organizmów w tym rejonie. Oznacza to też mniej pożywienia dla migrujących tam tłumnie zwierząt, m.in. wielorybów, ptaków czy ryb. Jest to o tyle istotne, że tamtejszy zooplankton zawiera wartościowe tłuszcze, dzięki którym zwierzęta są lepiej przygotowane na przetrwanie zimy – tłumaczyła dr hab. Emilia Trudnowska z Instytutu Oceanologii PAN, która wypowiada się w filmie.

Kolejnym aspektem jest to, że wraz z topnieniem lodowców (ogólnie, bez rozróżnienia na te uchodzące do morza czy kończące się na lądzie) do morza trafia coraz więcej zawiesiny, która zanieczyszcza wodę i ogranicza docieranie światła. W takiej sytuacji plankton ma gorsze warunki do fotosyntezy i pochłania mniej dwutlenku węgla z atmosfery. A im więcej dwutlenku węgla w atmosferze, tym silniejszy efekt cieplarniany i tak ten proces się zapętla.

Obok zbadania wpływu cofania się lodowców na ekosystemy, istotne jest również samo poznanie tego procesu oraz monitorowanie jego przebiegu. Tym zajmuje się dr hab. Oskar Głowacki z Instytutu Geofizyki PAN. W kierowanym przez siebie projekcie finansowanym przez Narodowe Centrum Nauki (konkurs SONATA) bada on nowe metody rozpoznawania ablacji, czyli ubytku lodowców na granicy z morzem.

Są to metody pasywnej akustyki. Polega to na nasłuchiwaniu dźwięków generowanych przez lądolód pod wodą. Na ich postawie można m.in. ocenić wielkość oderwanej części lodowca, która wpadła do wody – tłumaczył w filmie.

W przyszłości ważne jest także rozpoznanie roli wybrzeży – zanik wieloletniej zmarzliny, redukcja lodu morskiego i wzrost liczby sztormów wpływa na zwiększoną erozję wybrzeży, a w konsekwencji na pojawienie się dodatkowego źródła zawiesiny i składników odżywczych. Prace związane z wpływem lodu morskiego i falowania prowadzone są pod kierownictwem dr Zuzanny Świrad z Instytutu Geofizyki PAN w ramach projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (konkurs SONATINA).

W badania zaangażowani byli również naukowcy z Zachodnionorweskiego Uniwersytetu Nauk Stosowanych. Projekt był finansowany z Norweskiego Mechanizmu Finansowego 2014–2021 (konkurs GRIEG).

Źródło: Nauka w Polsce