Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Biegunowe czapy lodowe

Biegunowe czapy lodowe
Na ogół uważa się, że stopienie lodu podbiegunowego to katastrofa na skalę globalną, zalanie wielkich obszarów wodą i, jeśli nie nagła śmierć, to migracja milionów ludzi. Jednak stopienie lodu spod biegunów nie nastąpi tak szybko, potrwa tysiące lat a zmiany globalne są bardziej skomplikowane, przy czym linia brzegowa może opaść a nie podnosić się.

Według amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) w ciągu ostatnich 100 lat poziom morza wzrósł o 15 do 20 cm. Jak podawał National Geographic w 2013 roku, prawdopodobnie potrzeba by co najmniej pięciu tysięcy lat, aby stopić około 20,8 mln km sześciennych lodu na Ziemi. Gdyby tak się stało, to poziom morza, według oszacowań podniósłby się ok. 65 metrów. Doprowadziłoby do zatopienia znacznych połaci lądu w Ameryce Północnej.

W Ameryce Południowej w miejscach dorzeczy Amazonki i Parany powstałyby wielkie zatoki. Niewielkie straty terytorialne zanotowałaby natomiast Afryka. W Europie przestałyby istnieć takie kraje jak Holandia i Dania oraz miasta takie jak Londyn. W Azji pod wodą znalazłyby się tereny zamieszkane przez 600 mln Chińczyków, całej kraje takie jak Bangladesz i wiele gęsto zaludnionych wybrzeży (1).

1. Stare i nowe przewidywania dotyczące zalania wodą południowego Wietnamu

Realnym bieżącym problemem może być topnienie lodowców górskich (2) zasilających rzeki, nawadniające niziny po spłynięciu z masywów. Przewiduje się, że wiele lodowców górskich zniknie całkowicie w ciągu następnego stulecia lub kilku stuleci. Od 2000 roku zniknęło już ponad 50 z około 300 islandzkich lodowców. W sierpniu 2019 roku miała miejsce podniosła ceremonia upamiętniająca lodowiec Ok w zachodniej Islandii, która miała na celu uświadomienie społeczeństwu skali obecnych zmian na Ziemi. Akurat może nie w Islandii, ale w wielu rejonach świata zniknięcie tych wysokogórskich źródeł wody może mieć wielkie skutki dla ludności żyjącej w dolinach i nizinach.

2. Lodowiec

Lód topi się i kawałkuje

Rosnąca średnia temperatura może powodować topnienie pływających gór lodowych. Jednak akurat to zjawisko nie powoduje wzrostu poziomu oceanów. Góry lodowe są dużymi pływającymi na powierzchni kawałkami lodu. Aby móc pływać, góra lodowa wypiera odpowiednią objętość wody, która ma masę równą masie góry lodowej. Jak łatwo się zorientować, na podniesienie się poziomu mórz może wpłynąć samo zwiększenie liczby gór lodowych pływających po akwenach. Ich stopienie nie jest konieczne. Na coraz większe kawałkowanie i odrywanie się mas lodu od czapy antarktycznej i grenlandzkiej zwracają uwagę alarmiści.

Główną pokrytą lodem masą ziemską jest lądolód Antarktydy na Biegunie Południowym, gdzie znajduje się około 90 proc. zasobów lodu światowego (i 70 procent słodkiej wody). Antarktyda jest pokryta lodem o średniej grubości 2133 metrów. Uważa się, że gdyby cały lód na Antarktydzie się stopił, poziom mórz na całym świecie wzrósłby o ponad 60 metrów. Obecnie średnia temperatura na Antarktydzie wynosi –37°C, więc lód nie jest zagrożony topnieniem. Na powierzchni większości tego kontynentu temperatura nigdy nie przekracza ona punktu zamarzania. Choć kilka miesięcy temu pojawiły się informacje o wysoko dodatnich temperaturach 18-20 stopni na wybrzeżach Antarktydy.

Na drugim końcu świata, na biegunie północnym, lód nie jest tak gruby jak na biegunie południowym i unosi się na Oceanie Arktycznym. Gdyby stopił się on na poziomie morza, to zgodnie z zasadą, którą omawialiśmy w przypadku gór lodowych, nie miałoby to wpływu na poziom mórz. Co innego z lodem pokrywającym Grenlandię, który jest jak czapa pokrywająca Antarktydę. Gdyby się stopił, dodałby kolejne 7 metrów słupa wody do oceanów.

Ponieważ Grenlandia znajduje się bliżej równika niż Antarktyda, temperatury tam panujące są wyższe, więc prawdopodobieństwo stopienia się lodu jest większe. Grenlandia traci prawie 267 mld ton lodu rocznie i obecnie przyczynia się do średniego światowego wzrostu poziomu morza w tempie około 0,7 mm na rok.

Woda jest najgęstsza w temperaturze 4°C. Powyżej i poniżej tej temperatury gęstość wody spada (ta sama masa wody zajmuje większą przestrzeń). W niższych temperaturach chodzi o wodę w postaci lodu, więc z rozpatrywanego punktu widzenia nie ma zmartwienia. Jednak wraz ze wzrostem ogólnej temperatury wody w naturalny sposób rozszerza się ona nieco, powodując podnoszenie się oceanów.

Ponieważ oceany pochłaniają więcej ciepła, tworzy to "pętlę dodatniego sprzężenia zwrotnego", która zmienia obieg w atmosferze i oceanie. Zawartość soli w wodzie oceanu, w tym w wodach arktycznych, zmienia się, gdy topi się lód polarny, ponieważ nie zawiera on soli. Kiedy w oceanie topnieją lodowce, woda słodka ma tendencję do utrzymywania się na powierzchni, ponieważ woda słona jest cięższa. Ma to wpływ na prądy oceaniczne, które normalnie przenoszą ciepłą wodę na równiku z powrotem do Arktyki w procesie zwanym cyrkulacją termohalinową.

Zakończenie cyklu następuje wtedy, gdy zimniejsza woda w głębinach zaczyna poruszać się na południe, a następnie unosi się ponownie w pobliżu równika w miarę nagrzewania się. Jednym ze znanych prądów napędzanych tym procesem jest Prąd Zatokowy. Ewentualne zmiany w Prądzie Zatokowym oddziałują na Amerykę Północną i Europę i mogą z czasem doprowadzić do radykalnych zmian w niektórych wzorcach pogodowych.

Grawitacja lądolodu

To dopiero początek długiej listy przewidywanych skutków topnienia polarnych czap lodowych. Są podejrzenia, że globalna zamiana lodu w wodę w stanie ciekłym zmieni rotację Ziemi. Jeśli topniejąca woda pozostanie w pobliżu źródła pochodzenia, na przykład zostanie uwięziona w jeziorze lodowcowym, to nie zachodzi przemieszczenie mas netto na duże odległości od lodowca lub lądolodu, a na rotację Ziemi nie powinno mieć to wpływu. Jeśli jednak roztopiona woda spływa do oceanów i jest rozpraszana, wtedy następuje zmiana netto rozmieszczenia masy i rotacja Ziemi zmienia się. Na przykład, jeśli lądolód grenlandzki miałby się całkowicie stopić, a woda z niego miałaby całkowicie wpłynąć do oceanów, wówczas światowy poziom mórz, zgodnie z tym o czym była mowa wcześniej, podniósłby się o około siedem metrów, a Ziemia obracałaby się wolniej, przy czym długość dnia byłaby dłuższa niż obecnie, o około dwie milisekundy. W przypadku stopienia lodów Antarktydy byłby to odpowiednio silniejszy efekt.

Topienie lodów na skalę globalną ma oczywiście wiele innych spodziewanych i prognozowanych skutków wykraczających poza topienie wielkich obszarów Ziemi (3). Spekuluje się sporo o wpływie na ekosystemy, życie roślin i zwierząt, lądowych i morskich. W tym ostatnim przypadku, wobec ogromu zjawisk trudno przewidzieć jak np. zmiany gęstości, temperatury i zasolenia wód morskich wpłynąć mogą na egzystencję i migracje ryb oraz wielu innych form życia.

3. Wizualizacja efektów stopienia polarnych czap lodowych na mapie świata

Topnienie lodów może mieć też interesujące konsekwencje w na miejscu, tam gdzie one mają znikać. Badania z 2018 r. pokazują, że ziemia pod częścią Antarktydy Zachodniej podnosi się pięć razy szybciej niż się spodziewano, gdy lód się topi, ujawniając zaskakująco miękką strukturę ziemi pod pokrywą lodową. Ta ogromna ilość lodu obciąża i uciska powierzchnię Ziemi od początku ostatniej epoki lodowcowej, 115 000 lat temu. Czego więc możemy się spodziewać, gdy lód się stopi i przestaje wywierać potężny nacisk?

Są przewidywania, że gdyby czapa lodowa Antarktyki znikła, to ląd pod spodem podniósłby się średnio nawet o kilometr. Jak wpłynęłoby to na inne lądy i poziom zalewania ich prze wodę, nie jest jasne. Z pewnością oznaczałoby to mnóstwo nowej ziemi. Być może więcej niż całe straty globalne spowodowane zalewaniem po stopieniu lodu. Podobne zjawiska "odbijania" lądu po znikaniu czap lodowych zaobserwowano na północnej półkuli, np. w Skandynawii. Jednak tam dzieje się to znacznie wolniejszym tempie, gdyż materiał podłoża jest znacznie sztywniejszy. Antarktyda jest w porównaniu z tym znacznie bardziej elastyczna i podnosi się wskutek topnienia lodu kilka razy szybciej.

Naukowcy w ogóle widzą coraz dokładniej, że to podnoszenie się poziomu mórz to wcale nie taki prosty mechanizm. Na przykład zauważono, że podobnie jak Księżyc przyciąga wodę oceaniczną na Ziemi, tak samo masywne lądolody Grenlandii i Antarktydy mają własne "pola grawitacyjne",  które przyciągają otaczającą je wody oceaniczne. W miarę zmniejszania się pokrywy lodowej w wyniku zmian klimatycznych, ich pola grawitacyjne również ulegają zmniejszeniu. Zatem woda w tamtych okolicach nie podnosi się lecz cofa, co w efekcie może przynieść nadspodziewane podniesienie poziomu w zupełnie innym zakątku Ziemi.

Obecnie tempo średniego światowego wzrostu poziomu morza wynosi około 3,4 milimetra rocznie. Istnieją jednak regiony na świecie, w których lokalny wzrost poziomu mórz następuje znacznie szybciej. Na przykład w równikowym regionie Zachodniego Pacyfiku utrzymujące się zmiany wiatrów i prądów oceanicznych, a także podstawowa rozszerzalność cieplna wody morskiej w miarę jej ocieplania, powodują wzrost lokalnego poziomu morza trzykrotnie większy niż średnia globalna. Ale gdzie indziej, poziom mórz może spadać. Na przykład w pobliżu zmniejszających się lodowców i pokrywy lodowej, takich jak Grenlandia czy Islandia.

Mirosław Usidus

Zobacz także:

Ocieplenie mrożące krew w żyłach
Jak żyć w nowym klimacie?