Četrtina vse zemlje na severni polobli je stalno zamrznjena. Toda klimatsko segrevanje vodi do taljenja večne zmrzali, kar sprošča toplogredne pline, ki ta proces še pospešijo. Poročilo iz delte Lena
Če se premikate med 1500 otočki v delti Lene, je potrebna brezhibna koncentracija: z enim očesom morate pogledati na radar, da se ne zaletite, z drugim pa sledite obalnim mejnikom, ki pikajo to neskončno širino vode in kopnega. Preden se izliva v Laptevško morje na severu Sibirije, se reka širi tako široko, da se njeni bregovi spremenijo v meglene črte na obzorju.
Otok Samoilov izstopa po svoji leseni koči, ki se nahaja na obali, kjer živijo znanstveniki in divjadi rezervata, ki pokriva ustje reke in pobočja grebena Kharaulakh. Šele zdaj počasna, a nepovratna erozija grozi, da bi hišo potopil v vode Lene. V prihodnosti lahko celoten otok izgine: močan dvig vode zaradi spomladanskega taljenja ledu ogrozi njegove obale.
Kljub temu je glavni udarec za ta otoček s 5 km2 umik večne zmrzali pod naletom podnebnega segrevanja. Govorimo o tleh, katerih zgornja plast se v topli sezoni odtaja, hkrati pa ohranja temperaturo pod ničlo v globini vsaj dve leti zapored.
"Samoilov ekosistemu grozi potencialno uničenje," - piše v članku, posvečenem tej številki v reviji Biogeosciences. Nemka Julia Boike in njene sodelavke na Inštitutu za polarne in morske raziskave. Alfreda Wegenerjevega (AWI) se taka možnost ne bo postavila.
Vsako leto od aprila do septembra uslužbenci AWI in njihovi ruski kolegi iz Arktičnega in Antarktičnega raziskovalnega inštituta in Instituta Permafrost potujejo na otok Samoilov, kjer preučujejo spremembe tal in pokrajine, pa tudi povezavo med klimatskim segrevanjem in odmrznitvijo permafrosta.
Dve tretjini območja Rusije
Promocijski video:
Otok, na katerem se nahaja sodobna raziskovalna postaja (financira ga Inštitut za naftno geologijo in geofiziko), postaja priljubljena opazovalna točka: permafrost zavzema 95% Sibirije in dve tretjini Rusije. Na splošno zamrznjena tla predstavljajo četrtino celotne severne poloble, predvsem na Aljaski, Kanadi, Grenlandiji, Rusiji in na Kitajskem.
Zahodno Evropo odlikuje alpski tip permafrost, ki ga najdemo v številnih gorskih verigah. Njegova struktura in geodinamika se razlikujeta od zamrznjenih tal na severnih širinah, občutljiva pa je tudi na podnebne spremembe. Tako je 23. avgusta premikanje tal, ki je posledica odmrznitve večno zmrzali, odpeljalo osem ljudi v bližini švicarske vasi Bondo.
"Ponekod je bila sibirska permafrost oblikovana že dolgo nazaj, v pleistocenu (obdobje od 2,6 milijona let nazaj do 11 000 let)," pravi Yulia Boike. "Zelo je hladno, približno -9 ° C in sega do globine skoraj 1.500 metrov na severu Jakutije."
"Na otoku Samoilov je razmeroma stabilen in z veliko organske snovi s šotnimi površinami," dodaja in nadeni debele gumijaste škornje, brez katerih ni mogoče hoditi po otoški viskozni tundri. Mladi znanstveniki, ki jo spremljajo, gredo z njo v Kurungny. Sosednji otok ima zapletene ledene formacije, njegov relief pa tvorijo termokarstni sedimenti (dobljeni kot posledica dolgo časa ležanja zamrznjenih zemljišč).
Doline, po katerih znanstveniki AWI hodijo šest ur, so polne potokov. "Želimo razumeti, ali ta voda izvira iz sezonskih padavin ali iz taljenja ledu, ko se zemlja spremeni," razlaga geomorfologinja Anne Morgenstern. Pri roki ima vedno pripravljen zvezek, nahrbtnik pa je poln odvzetih vzorcev vode.
Ogromen zamrzovalnik
Taljenje večne zmrzali v Sibiriji in v drugih regijah, kjer znanstveniki izvajajo meritve, je potrjeno dejstvo. Zahvaljujoč senzorjem, ki so bili nameščeni v več vrtin (nekateri so bili izvrtani do globine 100 metrov), je rusko-nemški skupini strokovnjakov od leta 2006 uspelo zabeležiti zvišanje temperature za 1,5-2 ºС.
"Opažamo težnjo po segrevanju tal in povišanju temperature zraka pozimi," potrjuje Yulia Boike. - Sprememba temperaturne komponente se odraža v celotnem ravnovesju energijskih pretokov, vode in toplogrednih plinov. Moteč zaključek, saj Arktika sodeluje pri urejanju podnebja celotne Zemlje.
"Večna zmrzal je velik zamrzovalnik," razlaga Torsten Sachs iz nemškega geološkega raziskovalnega centra (GFZ), ki na otok prihaja že osmič. "Če pustite vrata zamrzovalnika odprta, se bo vaša pica odmrznila, vaš sladoled se bo stopil in mikrobi se bodo začeli razmnoževati na tej organski snovi." Permafrost sprošča organske snovi, ki pod vplivom mikroorganizmov sproščajo CO2 v prisotnosti kisika ali metana v anaerobnem okolju, na primer na samoilovskih šotiščih.
Ti toplogredni plini prispevajo k višjim temperaturam, kar posledično vodi do odmrzovanja večne zmrzali in sproščanja plinov. Strokovnjaki temu pravijo "retroaktivni proces ogljika v večni zmrzali." Po njihovih besedah vsebuje 1500 gigatonov ogljika, kar je dvakrat več kot v atmosferi.
Dodatno segrevanje
Kakšna pa sta deleža ogljikovega dioksida in metana, ki jih tla odtajajo med odtajanjem? Slednje, mimogrede, ustvari 25-krat močnejši učinek tople grede. "To je eno največjih vprašanj za prihodnost," pravi Gerhard Krinner iz Nacionalnega centra za znanstveno raziskovanje.
Skrb je še toliko bolj resna, saj modeli medvladnega foruma o podnebnih spremembah, ki so bili oblikovani do danes, niso upoštevali učinkov odtajevanja večno zmrzali. "Dodatno segrevanje zaradi taljenja večne zmrzali znaša približno 10%," pravi Gerhardt Krinner. Tako lahko emisije toplogrednih plinov zaradi večne zmrzali termometer dvignejo za 0,3 ºS do 2100.
Znanstveniki v laboratoriju raziskovalne postaje (ohranjajo jo na stabilni temperaturi s pomočjo treh oglušujočih generatorjev), ki proučujejo grafe emisij toplogrednih plinov v ozračje. Vrhovi metana se pojavljajo poleti, vendar analiza podatkov ostaja zahtevna na tako velikih širinah. Prvo merilno obdobje (2002–2012) je bilo izvedeno brez avtomatizirane opreme, ki je na voljo v sodobni bazi, ki je začela delovati leta 2013.
Tri leta prej je predsednik Vladimir Putin med obiskom otoka Samoilov menil, da si rusko-nemško sodelovanje na področju večno zmrzali zasluži boljšo infrastrukturo. Do tega trenutka so se morali zaposleni v podjetju AWI (njihova prva odprava na otok je bil leta 1998) zadovoljiti z minimalnim: spati v šotorih, se ogreti z drvami (iz gozda, ki se spuščajo po Leni) in uporabljati kočo redarjev kot svoj sedež.
Tempo procesov
Zimovanje je bilo takrat nemogoče. "Pozimi preprosto nismo mogli zbrati podatkov," pravi Torsten Sachs. "V zunanji generator je bilo treba dovajati gorivo vsake tri dni pri temperaturi -40 ° C v polarni noči." Druge težave pri razlagi podatkov se zdijo veliko bolj znane. Deset let je prekratko obdobje, da bi dolgoročno odkrili spremembe gibanja pretoka plina. Poleg tega je treba povečati število opazovalnih mest, kar pa nikakor ni enostavno doseči v Sibiriji, ki je več kot 20-krat večja od Francije na območju.
Na dostojni razdalji od postaje, pobarvane v barve ruske zastave, ekipa AWI končuje gradnjo iglua, v katerem bodo leta 2018 nameščeni računalniška in elektronska oprema novega vremenskega stolpa. Kokon iz steklenih vlaken naj bi ustvaril potrebne pogoje za stabilne meritve in tako zagotovil zavetje pred hudim vetrom in snežnimi mejami sibirske zime. Kot druge zgradbe na otoku, iglu stoji na hodnikih, da ne bi vplival na gibanje tal. Tako je na prvem meteorološkem stolpu v enem letu zemlja potonila za 10 centimetrov.
"Ni več dvoma o povezavi med klimatskim segrevanjem in taljenjem večne zmrzali," ugotavlja inženir Peter Schreiber, ki sestavlja iglu. "Zdaj je vprašanje, kako hitro se bo večno zmrzal še naprej talil in kako bo narava reagirala na ta postopek."
Narava je glavni gospodar v pogojih sprememb, ki se dogajajo v Sibiriji, ugotavlja Fyodor Selliakhov. Vodja raziskovalne postaje priznava spremembe, ki so se zgodile okoli: "Na primer, pred 20 leti ni bilo nobenega drevesa, temveč samo rastlinje, značilno za tundro. Lani sem na izletu v delto zagledal 2 metra visoka drevesa."
Kakor koli že, ta domačin iz Jakutije z obale Vilyui ne verjame v antropološke vzroke podnebnih sprememb. To je cikel narave. Pred 100 leti je bilo tukaj toplo, potem je postalo hladno, zdaj pa se začne drugo obdobje segrevanja, «pravi v svoji pisarni, ki je okrašena s fosili, ki jih najdemo v bližini.
Mamut mravljica
Kar zadeva večno zmrzal, "se verjetno topi, vendar počasi." »Ko vzamemo mravljinčico iz zemlje, se zavedamo, da je drugi konec še vedno v tleh, še vedno zmrznjen. To je znak, da večno zmrzal ostaja zelo hladno, «nadaljuje. Nepričakovana posledica odmrzovanja tal na skrajnem severu je bil razvoj lova na starodavne ostanke.
Günter Stoof, poimenovan "Molo", razume odnos svojih ruskih prijateljev. "Narava odloča, ne človek," pravi tehnik AWI, ki je najdlje preživel na otoku. Zdaj star 65 let, se zaveže, da bo ta sezona zadnja v karieri (48 odprav na Arktiko in Antarktiko). Vzhodnonemški domačin je bil najmlajši član skoraj dvoletne sovjetske odprave (1975-1977), katere naloga je bila zgraditi oporišče na Antarktiki. Večkrat je lahko obiskal polarna območja, sam in v skupinah.
Njegova življenjska pot odraža drugačno zgodovino, sodelovanje med NDR in ZSSR med hladno vojno. Po padcu Berlinskega zidu je bil ustanovljen znanstveni odbor, ki mu je bila zaupana določitev programa znanstvenega raziskovanja za združeno Nemčijo. Priporočil je, da se držite polarne smeri in jo zgradite okoli raziskovalne skupine AWI v Potsdamu. "Vključeni so bili strokovnjaki, kot sta Molo in Christine Siegert, ki sta imeli 20 let izkušenj s preučevanjem večne zmrzali zaradi skupnega dela z ZSSR," pojasnjuje Anna Morgenstern.
Preučevanje zamrznjenih tal je v Rusiji v začetku 20. stoletja postalo razširjeno v skladu s strateškimi odločitvami Moskve. Politike razvoja vzhodnih in severnih regij, ki so bogate z ogljikovodiki in drugimi naravnimi viri, ne bi bilo mogoče izvesti brez izgradnje Transsibirske železnice. Kakorkoli že, za izvedbo tega projekta je bilo sprva potrebno oblikovati tehnično znanost o vseprisotni večni zmrzali tukaj.
Konec tridesetih let prejšnjega stoletja je bil v Moskvi ustanovljen Inštitut Permafrost. Leta 1960 so ga preselili v Jakutsk. To veliko vzhodno sibirsko mesto stoji tudi na zmrznjenih tleh. Dve podzemni galeriji (na globini 4 in 12 metrov) na dnu inštituta omogočata „neposreden“dostop do večne zmrzali. Peščene plasti pripovedujejo o geološki zgodovini mesta, ki je bilo zgrajeno na aluvialnih nahajališčih Lene.
Antraks in vdolbine
Težka vrata ohranjajo temperaturo pod zmrzovanjem. "Taljenje večne zmrzali je grožnja planetu, vendar je na lestvici Jakutije vse še vedno precej stabilno," pojasnjuje direktor inštituta Mihail Grigoriev. "Hkrati so posledice taljenja bolj opazne v drugih regijah, zlasti v Yamalu."
Po nenormalno toplem poletju 2016 se je na polotoku začela epidemija antraksa (prvi primer po letu 1941, po podatkih Moskovskega inštituta za epidemiologijo) zaradi odmrzovanja permafrosta, v katerem se je nahajal patogen. Poleg tega so časopisi po odkritju velikih depresij spet začeli govoriti o Yamalo-Nenetskem avtonomnem okrožju. Postale so tudi posledica odmrzovanja permafrosta. Regija je bogata s plinom. Ko se tla topijo, oddajajo plinske mehurčke, kar pojasnjuje te eksplozije, «pravi Mihail Grigoriev.
Hkrati na otoku Samoilov, Aljaski ali na severu Kanade še niso poročali o nobenem tovrstnem primeru. Globalna mreža za spremljanje večne zmrzali zbira podatke z več kot 250 mest. Njegov cilj je "združiti znanje in tudi potrditi nove podnebne modele," pravi zaposleni pri AWI Hugues Lantuit.
Poleg tega raziskovanje alpske permafroze pridobiva na veljavi. Evropska konferenca za trajno zamrznitev junija 2018 bo poročala o tem delu, ki se v Švici aktivno razvija, vendar je v Franciji še vedno v povojih.
Obalna erozija in njene socialno-ekonomske posledice postajajo še en zaskrbljujoč: tretjina svetovne obale je v območju permafrosta. V Laptevčevem morju in v Beaufortovem morju (Severna Amerika) lahko obalna erozija doseže osem metrov na leto, zaradi česar bližnje vasi razmišljajo o selitvenih hišah. Na otoku Samoilov še vedno stoji obalna lesena koča. Toda kako dolgo bo trajalo?
Simon Roger