Četvrtina sve zemlje na sjevernoj hemisferi stalno se smrzava. Ali klimatsko zagrijavanje dovodi do otapanja permafrosta, što oslobađa stakleničke plinove koji dodatno ubrzavaju taj proces. Izvještaj iz delte Lena.
Za kretanje među 1.500 otočića u delti Lene potrebna je besprijekorna koncentracija: jednim okom morate pogledati radar kako ne biste naletjeli na zemlju, a drugim slijediti obalne znamenitosti koje okružuju ovaj beskrajni prostor vode i zemlje. Prije nego što se ulije u more Laptev u sjevernom Sibiru, rijeka se proširila toliko široko da se njezine obale pretvaraju u maglovite pruge na horizontu.
Otok Samoilov ističe se svojim drvenim kolibama smještenim na obali, gdje žive znanstvenici i lovci na divljinu rezervata, koji pokriva ušće rijeke i obronke grebena Kharaulakh. Tek sada, spora, ali nepovratna erozija prijeti potopiti kuću u vodama Lene. U budućnosti bi mogao nestati i cijeli otok: snažan porast vode kao posljedica proljetnog otapanja leda erodira njegove obale.
Bez obzira na to, glavni udarac za ovaj otočić od 5 km2 je povlačenje permafrosta pod naletom klimatskog zagrijavanja. Govorimo o tlima, čiji se gornji sloj otapa u toploj sezoni, održavajući temperaturu ispod nule u dubini najmanje dvije uzastopne godine.
"Samoilovom ekosustavu prijeti potencijalno uništenje", - stoji u članku posvećenom ovom broju u časopisu Biogeosciences. Njemica, Julia Boike, i njezine kolege s Instituta za istraživanje polarnih i morskih mora. Alfred Wegener (AWI) neće se postavljati s takvim izgledima.
Svake godine od travnja do rujna zaposlenici AWI-a i njihovi ruski kolege iz Arktičkog i antarktičkog istraživačkog instituta i Instituta permafrost putuju na otok Samoilov kako bi proučili promjene tla i krajolika, kao i odnos između klimatskog zagrijavanja i odmrzavanja permafrosta.
Dvije trećine područja Rusije
Promotivni video:
Otok na kojem se nalazi moderna istraživačka stanica (financira ga Institut za naftnu geologiju i geofiziku) postaje omiljeno promatračko mjesto: permafrost zauzima 95% Sibira i dvije trećine ruskog teritorija. Općenito, smrznuto tlo čini četvrtinu čitave sjeverne polutke, uglavnom na Aljasci, Kanadi, Grenlandu, Rusiji i Kini.
Zapadnu Europu odlikuje alpski tip permafrost koji se nalazi u velikom broju planinskih lanaca. Njegova struktura i geodinamika razlikuju se od smrznutih tla sjevernih geografskih širina, ali je također osjetljiva na klimatske promjene. Dakle, 23. kolovoza kretanje tla kao posljedica odmrzavanja permafrosta odnijelo je osam ljudi u blizini švicarskog sela Bondo.
"Na nekim mjestima, sibirski permafrost nastao je davno, još u pleistocenu (razdoblje od prije 2,6 milijuna godina do prije 11 000 godina)", kaže Yulia Boike. "Jako je hladno, oko -9 ° C i ide do dubine od gotovo 1500 metara na sjeveru Yakutije."
"Na otoku Samoilov relativno je stabilna i sadržana je u organskim tvarima uz prisustvo tresetnjaka", dodaje ona, navlačeći debele gumene čizme, bez kojih je nemoguće hodati otočkom viskoznom tundrom. Mladi znanstvenici koji je prate zajedno odlaze s njom u Kurungny. Susjedni otok ima složene ledene formacije, a njegov reljef čine termokarstni sedimenti (dobiveni kao rezultat dugog utapanja smrznute zemlje).
Doline, duž kojih znanstvenici AWI šetaju šest sati, pune su potoka. "Želimo razumjeti dolazi li ta voda od sezonskih oborina ili otapanja leda kad se promijeni tlo", objašnjava geomorfologinja Anne Morgenstern. Uvijek ima pri ruci bilježnicu, a ruksak joj je prepun uzetih uzoraka vode.
Ogroman zamrzivač
Taljenje permafrosta u Sibiru i drugim regijama u kojima znanstvenici vrše mjerenja potvrđena je činjenica. Zahvaljujući senzorima smještenim u nekoliko bušotina (neke su izbušene do dubine od 100 metara), rusko-njemački tim stručnjaka uspio je zabilježiti porast temperature od 1,5-2 ºS od 2006. godine.
„Primjećujemo tendenciju zagrijavanja tla i povećanja temperature zraka zimi“, potvrđuje Yulia Boike. - Promjena temperaturne komponente odražava se na cjelokupnu ravnotežu energetskih tokova, vode i stakleničkih plinova. Zabrinjavajući zaključak, s obzirom na to da Arktik sudjeluje u regulaciji čitave klimatske Zemlje.
"Permafrost je veliki zamrzivač", objašnjava Torsten Sachs iz Njemačkog centra za geološka istraživanja (GFZ), koji na otok dolazi već osmi put. "Ako ostavite otvorena vrata zamrzivača, vaša će se pizza odmrznuti, vaš sladoled će se rastopiti, a mikrobi će se početi uzgajati na toj organskoj tvari." Permafrost oslobađa organske tvari koje pod utjecajem mikroorganizama oslobađaju CO2 u prisutnosti kisika ili metana u anaerobnom okruženju, na primjer, na samoilovskim tresetištima.
Ti staklenički plinovi doprinose višim temperaturama, što zauzvrat dovodi do otapanja permafrosta i oslobađanja plinova. Stručnjaci to nazivaju "retroaktivnim postupkom ugljika u permafrostu". Prema njima, sadrži 1.500 gigatona ugljika, što je dvostruko više nego u atmosferi.
Dodatno zagrijavanje
Ali kakve su proporcije ugljičnog dioksida i metana koje emitiraju tla tijekom odmrzavanja? Potonji, usput, stvara 25 puta snažniji efekt staklenika. "Ovo je jedno od najvećih pitanja za budućnost", kaže Gerhard Krinner iz Nacionalnog centra za znanstvena istraživanja.
Zabrinutost je sve ozbiljnija jer dosad formirani međuvladini paneli o klimatskim promjenama nisu uzeli u obzir učinke odmrzavanja permafrosta. "Dodatno zagrijavanje zbog odmrzavanja permafrosta je oko 10%", kaže Gerhardt Krinner. Stoga emisije stakleničkih plinova iz permafrosta mogu povećati termometar za 0,3 ºS do 2100. godine.
Znanstvenici u laboratoriju istraživačke stanice (ona se održava na stabilnoj temperaturi pomoću tri zaglušujuća generatora rogača) znanstvenici ispituju grafikon emisije stakleničkih plinova u atmosferu. Vrhovi metana pojavljuju se ljeti, ali analiza podataka i dalje ostaje izazovna na tako visokim širinama. Prvo razdoblje mjerenja (2002.-2012.) Provedeno je bez automatizirane opreme koja je dostupna u modernoj bazi koja je puštena u rad u 2013. godini.
Tri godine ranije, tijekom posjeta otoku Samoilov, predsjednik Vladimir Putin osjetio je da rusko-njemačka suradnja na permafrozu zaslužuje bolju infrastrukturu. Do tog trenutka zaposlenici AWI-a (njihova prva ekspedicija na otok održana je 1998.) morali su se zadovoljiti minimumom: spavati u šatorima, zagrijati se drva za ogrjev (iz šume koja se spušta duž Lene) i koristiti kolibu rendžera kao svoje sjedište.
Tempo obrade
Zimanje je tada bilo nemoguće. "Zimi jednostavno nismo mogli prikupiti podatke", kaže Torsten Sachs. "Bilo je potrebno dodavati gorivo u vanjski generator svaka tri dana pri temperaturi od -40 ° C u polarnoj noći." Ostale poteškoće u tumačenju podataka izgledaju mnogo poznatije. Deset godina je prekratko razdoblje za dugoročno otkrivanje promjena u kretanju protoka plina. Uz to, potrebno je povećati broj promatračkih mjesta, što nikako nije tako lako postići u Sibiru koji je površinom više od 20 puta veći od Francuske.
Na pristojnoj udaljenosti od stanice obojene u boje ruske zastave, AWI tim dovršava izgradnju iglua, koji će smjestiti računalnu i elektroničku opremu novog vremenskog tornja 2018. godine. Kokon od stakloplastike trebao bi stvoriti potrebne uvjete za stabilna mjerenja, pružajući zaklon od žestokih vjetrova i mećava sibirske zime. Kao i druge građevine na otoku, igluo stoji na koracima kako ne bi utjecao na kretanje tla. Dakle, na prvom meteorološkom tornju zemlja je potonula za 10 centimetara u godini.
"Nema više nikakve sumnje u vezu između klimatskog zagrijavanja i topljenja permafrosta", primjećuje inženjer Peter Schreiber koji sastavlja iglu. "Pitanje je sada koliko brzo će se permafrost i dalje topiti i kako će priroda reagirati na taj postupak."
Priroda je glavni menadžer u uvjetima promjena koje se događaju u Sibiru, primjećuje Fyodor Selliakhov. Šef istraživačke stanice priznaje promjene koje su se dogodile uokolo: "Na primjer, prije 20 godina ovdje nije bilo niti jednog stabla, već samo vegetacija tipična za tundru. Na putovanju u deltu prošle godine ugledao sam stabla visoka 2 metra."
Bez obzira na to, ovaj rodom iz Yakutije s obala Vilyui ne vjeruje u antropološke uzroke klimatskih promjena. „Ovo je ciklus prirode. Ovdje je bilo toplo prije 100 godina, tada je postalo hladno, a sada započinje još jedno razdoblje zagrijavanja “, kaže on u svom uredu koji je ukrašen fosilima pronađenim u blizini.
Kljova mamuta
Što se tiče permafrosta, "vjerojatno se topi, ali polako". "Kad izvadimo treska mamuta iz zemlje, shvatimo da je drugi kraj još uvijek u zemlji, još uvijek smrznut. To je znak da permafrost ostaje vrlo hladan “, nastavlja on. Neočekivana posljedica odmrzavanja tla na krajnjem sjeveru bio je razvoj lova na drevne ostatke.
Günter Stoof, pod nadimkom "Molo", razumije stav svojih ruskih prijatelja. "Priroda odlučuje, a ne čovjek", kaže ovaj AWI tehničar koji je najduže vrijeme proveo na otoku. Sada star 65 godina, obećava da će ova sezona biti posljednja u karijeri (48 ekspedicija na Arktik i Antarktik). Istočnonjemački porijeklom bio je najmlađi član gotovo dvogodišnje sovjetske ekspedicije (1975-1977) sa zadatkom da izgradi bazu na Antarktici. Više puta je imao priliku posjetiti polarne krajeve, sam i u skupinama.
Njegov životni put odražava različitu povijest, suradnju NDR-a i SSSR-a tijekom hladnog rata. Nakon pada Berlinskog zida formiran je znanstveni odbor, kojem je povjereno utvrđivanje programa znanstvenog istraživanja za ujedinjenu Njemačku. Preporučio je zadržati polarni smjer i graditi ga oko istraživačke grupe AWI u Potsdamu. "Uključili su stručnjake poput Moloa i Christine Siegert, koji su imali 20 godina iskustva u proučavanju permafrosta zahvaljujući zajedničkom radu sa SSSR-om", objašnjava Anna Morgenstern.
Studija smrznutih tla postala je široko rasprostranjena u Rusiji početkom 20. stoljeća u skladu sa strateškim odlukama Moskve. Politika razvoja istočnih i sjevernih regija bogatih ugljikovodicima i drugim prirodnim resursima ne bi se mogla provesti bez izgradnje Transsibirske željeznice. Bilo kako bilo, za provedbu ovog projekta prvotno je bilo potrebno oblikovati inženjersku znanost o sveprisutnoj permafrosti ovdje.
Krajem 1930-ih u Moskvi je osnovan Institut permafrost. 1960. premješten je u Yakutsk. Ovaj veliki istočno-sibirski grad također stoji na smrznutom tlu. Dvije podzemne galerije (na dubini od 4 i 12 metara) u podnožju instituta pružaju "izravan" pristup trajnoj zamrznutosti. Pješčani slojevi govore o geološkoj povijesti grada, koji je izgrađen na aluvijalnim naslagama Lene.
Antraks i udubine
Teška vrata održavaju temperaturu ispod smrzavanja. "Taljenje permafrosta prijetnja je planetu, ali na ljestvici Yakutia sve je i dalje prilično stabilno", objašnjava direktor instituta Mihail Grigoriev. "Istovremeno su posljedice topljenja uočljivije u drugim regijama, posebno u Yamalu."
Nakon nenormalno toplog ljeta 2016. na poluotoku je započela epidemija antraksa (prvi slučaj od 1941., prema Moskovskom institutu za epidemiologiju) zbog odmrzavanja permafrosta u kojem se nalazio patogen. Osim toga, novine su ponovo počele govoriti o yamalo-nenetskom autonomnom okrugu nakon otkrića velikih depresija. Oni su također postali rezultat odmrzavanja permafrosta. Regija je bogata plinom. Kad se tlo otopi, emitira mjehuriće plina, što objašnjava ove eksplozije “, kaže Mihail Grigoriev.
U isto vrijeme, nije zabilježen niti jedan slučaj ove vrste na ostrvu Samoilov, na Aljasci ili u sjevernoj Kanadi. Globalna mreža za praćenje smrzavanja prikuplja podatke s preko 250 mjesta. Njegov je cilj „udružiti znanje i potvrditi nove klimatske modele“, kaže zaposlenik AWI Hugues Lantuit.
Uz to, istraživanje alpske permafrosta dobiva na značaju. Europska konferencija o permafrostu u lipnju 2018. trebala bi izvijestiti o ovom radu, koji se aktivno razvija u Švicarskoj, ali je u Francuskoj još uvijek u povojima.
Obalna erozija i njezine društveno-ekonomske posljedice postaju još jedan problem: trećina svjetske obale nalazi se u zoni permafrosta. U Laptevskom moru i Beaufortovom moru (Sjeverna Amerika) obalna erozija može doseći i osam metara godišnje, što prisiljava obližnja sela da razmisle o kućama koje se kreću. Na otoku Samoilov još uvijek postoji obalna drvena koliba. Ali koliko će trajati?
Simon Roger