Lodowce górskie arktycznej Europy znikają, ale niektóre mają inne plany

Doskonale pamiętam moją pierwszą wyprawę. Był ostatni dzień czerwca 2007 roku, gdy po raz pierwszy wylądowałem w Zatoce Petunia. Pogoda była paskudna, przez co rozładunek zaopatrzenia ze statku przeciągnął się o kilkanaście godzin, ale i tak czułem się fantastycznie. Studencik jakich wielu załapał się na ekspedycję poznańskiego Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza na arktyczny Svalbard, największą lodownię Europy, aby przez dwa miesiące mieszkać w traperskiej chatce bez kanalizacji, sieci elektrycznej i kontaktu z resztą świata.

Już wtedy, pierwszego dnia, wiedziałem, że będę badać lodowce górskie – przepiękne lądowe masy lodu spływające powoli z gór w kierunku morza. Były wszędzie dookoła. Choć zrobiły na mnie oszałamiające wrażenie ze względu na piękno i wielkość, w kontekście Arktyki należałoby je zaklasyfikować do lodowcowego “planktonu” o rozmiarach co najwyżej większych polskich jezior. Dla porównania, największe lodowce Svalbardu są jak kilka powiatów razem wziętych, a lądolód Grenlandii jak blisko pół Unii Europejskiej. Ale mnie to właśnie te “maluchy” interesują i odpowiadają najbardziej. To tam najpełniej doświadczam uroków polarnej przyrody, a krajobraz zmienia się bardzo wyraźnie na przestrzeni pokonywanych kilometrów. Potrafią być naprawdę urokliwe i to im poświęciłem pracę zawodową.

„NIEDZIELA CIĘ ZASKOCZY” to nowy cykl OKO.press na najspokojniejszy dzień tygodnia. Chcemy zaoferować naszym Czytelniczkom i Czytelnikom „pożywienie dla myśli” – analizy, wywiady, reportaże i multimedia, które pokazują znane tematy z innej strony, wytrącają nasze myślenie z utartych ścieżek, zaskakują właśnie.

Małe lodowce Zatoki Petunia w środkowej części Spitsbergenu, największej wyspy Svalbardu, odwiedzam i badam od kilkunastu lat. Wiele się w tym czasie zmieniło. W swoich dolnych odcinkach straciły w latach 2007-2021 warstwę lodu wysokości kilkunastu pięter, przez co ich krawędzie wycofały się głębiej w górę dolin nawet o setki metrów, odsłaniając połacie ziemi nigdy wcześniej nie deptanej przez człowieka. Lodowiec najbardziej szczegółowo monitorowany przez UAM, Sven (il. 2), stracił w tym czasie jakieś 20% swojej masy. Jeden z najmniejszych lodowców w okolicy, Ferdinand, stał się nawet zombiakiem – nie wytrzymał współczesnego klimatu. Jego resztki bieleją jeszcze spomiędzy skalnego gruzu, ale w zasadzie umarł i tylko symuluje ruchy żywotne (il. 3).

Zapewne podobny los czeka za kilka dekad także pozostałe, większe lodowce zatoki, bo już dziś jest dla nich zbyt ciepło (o stanie małych lodowców środkowego Spitsbergenu pisałem na GlacjoBLOGii tutaj i tutaj). Osobiście bardzo mnie to przygnębia, bo lód jest bezcennym i pięknym składnikiem polarnego krajobrazu, ale przede wszystkim czymś bardzo mi bliskim.

Niestety to, co widzę w Zatoce Petunia, nie jest niczym niezwykłym w skali Svalbardu. Dotychczasowe obserwacje z innych małych lodowców są zgodne z moimi. Koleżanki i koledzy z PAN, UŚ, UMK, UWr, UMCS, UJ oraz z innych polskich i zagranicznych jednostek wielokrotnie raportowali o szybko znikających lodowcach górskich wszędzie tam, gdzie prowadzi się intensywne badania terenowe: na zachodzie, na południu i w centrum Spitsbergenu. Strasznie mnie jednak ciekawiło, czy tak samo dzieje się tam, gdzie ze względów logistycznych nie monitoruje się systematycznie zmian na lodowcach, czyli na północy i wschodzie Svalbardu oraz na sąsiednich archipelagach rosyjskich. Przeprowadziłem więc odpowiednie analizy i… wysoko uniosłem brwi.

Atlantyk wkracza do Arktyki

Europejski obszar Arktyki tworzy przede wszystkim Morze Barentsa z trzema archipelagami – Svalbardem, Nową Ziemią i Ziemią Franciszka Józefa (il. 4). Morze Barentsa jest niezwykle interesujące, bo niewiele jest miejsc, w których zachodzi obecnie tak potężne przemeblowanie. Nie można tego nazwać inaczej – morze to z polarnego staje się umiarkowanym, a ogół mechanizmów do tego prowadzących nazwano atlantyfikacją (Asbjørnsen et al., 2020).

Objawy atlantyfikacji to m.in. coraz cieplejsza woda z dekady na dekadę (Comiso and Hall, 2014), szybko znikająca kra zimowego lodu morskiego (Årthun et al., 2012), a także ustępowanie gatunków arktycznych tym z Oceanu Atlantyckiego (Ingvaldsen i in., 2021). Przyczyny tych radykalnych zmian są jeszcze nie do końca jasne, ale kluczową rolę odgrywa tu coraz większy napływ ciepłych wód oceanicznych w okolice Morza Barentsa, co od wielu lat monitoruje Instytut Oceanologii PAN w Sopocie (Walczowski i Piechura, 2011).

Z procesami atlantyfikacji silnie związany jest wzrost temperatury powietrza w regionie, czego dowodzą m.in. pomiary prowadzone na należącej do Instytutu Geofizyki PAN Polskiej Stacji Polarnej Hornsund na Svalbardzie – w ostatnich czterech dekadach średnia roczna temperatura powietrza wzrastała tam kilkukrotnie szybciej niż średnia światowa, tj. średnio o 1,14°C na dekadę, a miesięcy zimowych (grudzień-luty) nawet o 2,27°C na dekadę (Wawrzyniak i Osuch, 2020). Podobnie ekstremalne tempo ocieplenia widoczne jest w okolicy Nowej Ziemi i Ziemi Franciszka Józefa (Kohneman i in., 2017). Dla światów, w których lód jest wszechobecny, taka zmiana jest prawdziwą rewolucją, stąd lodowce i czapy lodowe pokrywające wszystkie trzy europejskie archipelagi silnie to odczuwają. Jedne topnieją ekspresowo, a inne nie, a różnorodność reakcji lodowców na zachodzącą zmianę klimatu nie zawsze da się łatwo wytłumaczyć.

„Jabłka i pomarańcze”

Opowiadając w mediach o sytuacji lodowców w Arktyce często trzeba się streścić nie wchodząc przesadnie w szczegóły. W takich przypadkach mówię na przykład, że każdego roku Svalbard traci od kilku do kilkunastu miliardów ton lodu. Takie stwierdzenie nie odzwierciedla jednak dużego zróżnicowania w zachowaniu lodowców pomiędzy ich poszczególnymi typami i regionami. Typ ma ogromne znaczenie dla ogólnego zachowania, bo na przykład małe i duże lodowce górskie mają zupełnie inne proporcje zachodzących na nich procesów gromadzenia i strat masy.

Małe arktyczne lodowce są generalnie spokojne, raczej przymarznięte do podłoża, kończą się na lądzie i mają niewielkie strefy zasilania śniegiem, a na zmiany ich grubości wpływ ma przede wszystkim klimat. Inaczej jest natomiast z lodowcami dużymi – te są znacznie szybsze, uchodzą do morza, które dodatkowo je niszczy, ale w zamian mają niekiedy potężne, odpowiednio wysoko położone obszary, gdzie śnieg może przetrwać letnie topnienie (il. 5). O ich zmianach decyduje więc nie tylko atmosfera, lecz także warunki morskie, a dodatkowo również szybkie i zmienne tempo ruchu (przyspieszenie spływu lodu „rozciąga” lodowiec, jednocześnie sprawiając, że staje się cieńszy, a spowolnienie ruchu odwrotnie).

To wszystko sprawia, że największe lodowce Svalbardu zachowują się inaczej niż te małe: szybko chudną przy dolnych krawędziach, ale często od pewnej wysokości powoli tyją. Tę graniczną wysokość nazywamy linią równowagi, a wraz z ociepleniem klimatu linia ta migruje coraz wyżej i wyżej. W przypadku większości małych lodowców podniosła się już na tyle, że lodowce przestały do niej dosięgać i topnieją na całej swojej powierzchni. Tymczasem niektóre duże masy lodowe wciąż pozostają w całkiem niezłej kondycji. Zestawianie ze sobą małych i dużych lodowców może więc być jak porównywanie jabłek do pomarańczy: to po prostu dwie różne bajki. A najczęściej tak omawiało się stan lodowców Svalbardu – dzielono je raczej według regionów, a nie typów. Z tabel podsumowujących liczne badania naukowe nie bardzo dało się więc wyłuskać informacje o stanie wspomnianego wcześniej lodowcowego “planktonu”, który mnie interesuje najbardziej.

Modele i analizy

W moich badaniach chciałem porównywać jabłka z jabłkami: sprawdziłem jak zachowywały się ostatnio tylko małe lodowce górskie (do około 30 kilometrów kwadratowych powierzchni) na Svalbardzie, Nowej Ziemi i Ziemi Franciszka Józefa. Posłużyłem się do tego celu kilkudziesięcioma modelami terenu z lat 2011-2017 wygenerowanymi w ramach projektu ArcticDEM na podstawie zdjęć satelitarnych w bardzo wysokiej rozdzielczości. Dzięki nim można było określić, które części lodowców podnoszą się, a które obniżają.

Informacje takie nie wystarczają jednak do oceny tempa topnienia lub gromadzenia śniegu, bo na zmiany wysokości powierzchni lodowców wpływa także ich ruch. Aby ograniczyć ten wpływ, do analiz wybrałem tylko takie lodowce, które powinny być maksymalnie powolne i mało aktywne, czyli z czołami położonymi na lądzie, a nie w morzu. Dzięki temu, pozyskane dane o zmianach grubości dla 382 lodowców w 29 lokalizacjach są też całkiem niezłym przybliżeniem bilansu ich masy, czyli różnicy między gromadzeniem śniegu (bilans dodatni i podnoszenie powierzchni) i topnieniem (bilans ujemny, obniżanie). Oszacowałem też objętość lodowców, aby ocenić ile lat jeszcze wytrzymają przy aktualnym tempie zmian. Artykuł Recent contrasting behaviour of mountain glaciers across the European High Arctic revealed by ArcticDEM data ukazał się w maju 2022 w czasopiśmie glacjologicznym The Cryosphere.

Wyniki analiz są dla europejskiej Arktyki mocno pesymistyczne. Większość małych lodowców topnieje od czół aż po szczyty, bo nawet w najwyższych partiach wyraźnie spada ich grubość i najprawdopodobniej nie zachodzi już gromadzenie śniegu. Jeżeli pogoda w okresie obejmującym analizy była reprezentatywna dla współczesnego stanu atmosfery (a mam podstawy sądzić, że można ją za taką uznać), oznaczałoby to, że

Uogólniając wyniki medianą, w okresie badań metr kwadratowy małych lodowców na Svalbardzie “chudł” rocznie o 0,58 metra grubości tracąc przy tym 510 kg masy, o ponad metr grubości i 930 kg masy rocznie na Nowej Ziemi i o 0,25 metra i 230 kg masy rocznie na Ziemi Franciszka Józefa. W przypadku Svalbardu i Nowej Ziemi wyniki te wskazują, że małe lodowce górskie topnieją około dwukrotnie szybciej, niż średnia dla całych archipelagów. Od tych wartości są jednak odstępstwa, zarówno na plus, jak i na minus, i to właśnie te ekstrema są najbardziej ciekawe.

Zaskakujące maluchy

Zacznijmy od lodowców będących w najgorszej sytuacji. Na Svalbardzie należą do nich te wzdłuż zachodniego wybrzeża Spitsbergenu i na położonej nieco dalej na wschód Wyspie Edge’a (il. 6a, 7a), a na Nowej Ziemi te w południowej części archipelagu (il. 6b). W okresie 2011-2017 traciły w swoich dolnych sektorach aż trzy-cztery metry grubości rocznie, a w partiach najwyższych od kilkunastu centymetrów do nawet jednego metra na rok (il. 7a).

W przypadku Svalbardu tak błyskawiczne topnienie lodowców w tych obszarach związane jest przede wszystkim z ich specyficznym ukształtowaniem podłoża – względem obecnego klimatu położone są absurdalnie nisko, bo ich czoła spoczywają najczęściej ok. 50 m n.p.m., a partie najwyższe zaledwie 400-500 m n.p.m. A jak wiemy z własnego doświadczenia: im niżej, tym cieplej. W kontekście glacjologicznym zaś: im niżej, tym silniejsze topnienie. Właśnie ta cecha przełożyła się na ogromne straty objętości lodu w tempie dochodzącym nawet do 2-4% rocznie. Oznacza to, że

(oczywiście jeżeli tempo strat objętości utrzymałoby się na stałym poziomie). Tak krytyczna nierównowaga z obecnym klimatem była moim pierwszym dużym zaskoczeniem.

Drugą, jeszcze większą niespodziankę sprawiły mi wyniki z północnego Svalbardu. Tak wielką, że z niedowierzania powtórzyłem analizy na innych zestawach danych. Wyszły podobnie jak za pierwszym razem i byłem już pewny, że to nie błąd. Oto na monitorze miałem dowody na to, w co nie uwierzyłbym, gdyby ktoś mi to powiedział. Na Svalbardzie, który ocieplił się już o kilka stopni Celsjusza i gdzie wszystkie dotychczasowe badania mówiły o coraz szybszym topnieniu małych lodowców,

Zaledwie 130 km od moich szybko znikających lodowców w Zatoce Petunia i tylko 30 km od północno-zachodniego wybrzeża Spitsbergenu, gdzie lód także szybko znika, żyją sobie małe, wesołe lodowce, które najwyraźniej korzystają na ociepleniu klimatu. To przedziwne, nawet pomimo tego, że kilkuletni okres badań jest stosunkowo krótki. Zjawisko to nazwałem roboczo “anomalią północnego Spitsbergenu” (il. 6a; 7b).

Otwartym pytaniem pozostaje, skąd ta anomalia się w ogóle wzięła? Przypuszczam, że może mieć związek ze znikającą krą na Oceanie Arktycznym, która odsłania coraz większe połacie otwartej wody na północ od Svalbardu (Onarheim i in., 2014) i pozwala jej parować, tym samym napędzając zimowe opady śniegu wzdłuż górzystych północnych wybrzeży. Wzrost opadów śniegu w tym rejonie zdają się potwierdzać niektóre symulacje (van Pelt i in., 2019), jednak postawiona hipoteza wymaga dokładniejszego sprawdzenia. Jeżeli udałoby się ją pozytywnie zweryfikować, byłby to niezły przykład jak ocieplenie klimatu może lokalnie wywijać nieoczekiwane fikołki. To, co natomiast wiadomo to to, że w latach 1970-1990 przynajmniej jeden z tych anormalnych lodowców wyraźnie się skurczył (Etzelmüller i in., 1993) oraz to, że lodowce północnego Spitsbergenu są w dobrej kondycji przynajmniej od początków XXI wieku, co wygrzebałem z danych Hugonneta i in. (2021). Możliwe więc, że anomalia jest stosunkowo świeżym zjawiskiem, co pasowałoby do hipotezy tłumaczącej jej istnienie wycofywaniem krawędzi lodu morskiego. Samo istnienie anomalii uważam za fantastyczną niespodziankę, choć oczywiście zyski na północy Spitsbergenu tylko w symbolicznym stopniu poprawiają fatalny stan małych lodowców w arktycznej Europie. Coś jak bramka honorowa w meczu przegranym 1:10.

Rosnące lodowce to wyjątki

Nie wykluczam, że wyrwane z kontekstu rewelacje o rosnących lodowcach mogłyby być przez pewne osoby wykorzystane do kolejnej próby odwołania globalnego ocieplenia (tym bardziej, że niektórym wystarczają do tego nawet większe opady śniegu w chłodnej porze roku). Niestety, ocieplenie klimatu trwa i ma się świetnie, a anomalia północnego Spitsbergenu wcale go nie przekreśla. Po pierwsze, jest wyjątkiem – dotyczy zaledwie dwóch lokalizacji, podczas gdy w pozostałych 27 miejscach zaobserwowano straty grubości lodowców.

Po drugie, nie jest to wyjątek całkowicie odosobniony. Wspominałem już, że na samym Svalbardzie notowane były w ostatnich dwóch dekadach wzrosty, choć raczej większych mas lodowych, wciąż wystających powyżej regionalną linię równowagi (Bamber i in., 2004). Także w innych miejscach świata, w wyniku tymczasowych splotów korzystnych warunków pogodowych, sporadycznie zdarzają się (i zwykle nagle kończą) kilkunasto- lub nawet kilkudziesięcioletnie okresy przyrostów lodu.Przykładowo, w latach 1980. i 1990. część lodowców Norwegii rosła w następstwie serii śnieżnych zim (Nesje i in., 2008). W pakistańskim Karakorum z kolei lodowce były stabilne przez kilka ostatnich dekad, lecz prawdopodobnie okres ten skończył się przed rokiem 2020 (Hugonnet i in., 2021). Ba, nawet niektóre części Antarktydy otrzymują w wyniku cieplejszego klimatu więcej śniegu niż przed laty, ale nie zmienia to faktu, że biały kontynent traci więcej lodu, niż zyskuje (Smith i in., 2020).

Spojrzenie w przyszłość

Małe lodowce (definiowane tak, jak w tym artykule, tj. do 30 km2 powierzchni i bez kontaktu z morzem) sumarycznie stanowią tylko kilka-kilkanaście procent ogólnej powierzchni zlodowaconej swoich archipelagów w europejskiej Arktyce, dlatego nawet ich całkowite wytopienie nie wpłynie specjalnie na poziom światowego oceanu. Skoro tak, to czy w Polsce odczujemy jakkolwiek ich zanik? Nie będę nikogo oszukiwał – nie zauważymy żadnej różnicy, tak samo jak wycięcie grupy starych drzew na drugim końcu Polski nie wpływa bezpośrednio na jakość naszego życia. W obu przypadkach nie oznacza to jednak, że utracone pomniki przyrody są bez znaczenia i nie są warte ochrony. Mają ogromną wartość dla całego środowiska, nieożywionego i ożywionego, w swoim bliższym, ale też nieco dalszym otoczeniu.

Małe lodowce górskie są bardzo liczne w Arktyce i reprezentują 85% populacji lodowców Svalbardu, 82% populacji Nowej Ziemi i 26% populacji Ziemi Franciszka Józefa. W niektórych rejonach tych wysp, np. w środkowej części Spitsbergenu, są jedynym występującym typem zlodowacenia i pełnią tam bardzo ważne funkcje: chłodzą mikroklimat dolin, są domem dla wciąż słabo poznanych organizmów, dostarczają bezcennych składników dla organizmów morskich w pobliskich fiordach i zatokach. W końcu, są tym, co stanowi o wyjątkowości krajobrazu, czymś, co go konstytuuje i spaja w jedną piękną całość. Arktyczne doliny opuszczone przez lodowce rzadko bywają piękne, bo pokrywa je chaotyczne głazowisko, a właśnie w tę stronę zmierza obecnie ewolucja środowiska wymuszona ociepleniem klimatu (il. 9).

Ale najważniejsze zostawiłem na koniec. W odróżnieniu od dużych lodowców, których czoła uchodzą do morza (il. 6), przy czołach osadzonych na lądzie tworzą się rzeki, które odpowiadają za nawadnianie całych okolic i są źródłem wody dla położonych niżej ekosystemów. Ponieważ Arktyka jest generalnie sucha (w zimnym powietrzu mieści się mało pary wodnej), wilgotno i grząsko robi się tylko wtedy, gdy zimowy śnieg topnieje wiosną i wczesnym latem. Po tym jak ostatnie nisko położone płaty śniegu znikną, rzeki zasilane są przede wszystkim właśnie z tego, co wytopi się na małych lodowcach.

Arktyka Europy zmienia się naprawdę błyskawicznie, bo sektor Morza Barentsa jest w czołówce rankingu regionów z najszybciej rosnącą temperaturą. Po ładnych kilku latach w branży glacjologicznej oswoiłem się z myślą, że moje wnuki, jeśli będzie im kiedyś dane odwiedzić środkowy Spitsbergen, nie zobaczą już lodowca Ferdinand z Ilustracji 3, a Sven z Ilustracji 2 zapewne nie zrobi na nich takiego wrażenia, jakie w 2007 roku zrobił na mnie. Powstaną inne małe lodowce, choć w wyniku fragmentacji tych większych. I może też będzie ładnie, przynajmniej dopóki i te nie znikną. Ale małe sanktuarium lodowców na północy Spitsbergenu pozwala mi chociaż mieć nadzieję, że wnuki będą miały szansę zobaczyć kawałek takiej Arktyki, jaką zapamiętał dziadek. Gdzie czas się zatrzymał na dłuższą chwilę. To jest dobra myśl. Chociaż pewnie naiwna, bo jak pokazuje rzeczywistość, w ocieplającym się świecie wszystko, co dobre, ma swój koniec.

Więcej: Jakub Małecki, 2022: Recent contrasting behaviour of mountain glaciers across the European High Arctic revealed by ArcticDEM data. The Cryosphere, 16, 2067–2082, 2022, https://doi.org/10.5194/tc-16-2067-2022.

Tekst ukazał się pierwotnie na portalu Nauka o klimacie.