Pod lodem Grenlandii rosną „tsunami” wielkości wieżowców. Naukowcy alarmują

W lodowatych fiordach Grenlandii zachodzi proces, którego nie widać ani z brzegu, ani z satelitów, a który przyspiesza topnienie lodu.

Naukowcy opisali mechanizm, w którym gigantyczne, ukryte głęboko fale mieszają ciepłą wodę z głębin i zjadają lodowce od spodu. Efekt? Lód znika znacznie szybciej, niż wskazywały dotychczasowe prognozy klimatyczne.

Gigantyczne fale pod powierzchnią. Co dzieje się, gdy odrywa się góra lodowa

Oderwanie się fragmentu lodowca od czoła lodowego zwykle kojarzymy z hukiem, spektakularnym osunięciem lodu i falą na powierzchni wody. Tymczasem najgroźniejsze zjawisko zaczyna się głębiej, w ciszy.

Gdy ogromny blok lodu wpada do fiordu, do morza uwalnia się gigantyczna ilość energii. Badania zespołu z Uniwersytetu w Zurychu pokazują, że taki „upadek” wywołuje serię fal wewnętrznych, biegnących pod powierzchnią. Nie widać ich gołym okiem, ale ich wysokość może dorównywać wysokości wieżowca i sięgać setek metrów w głąb wody.

Te fale nie są chwilowym efektem „plusku”. Przemierzają fiord przez wiele godzin, ustawicznie mieszając warstwy wody. Z głębin wyciągają cieplejsze masy, które normalnie pozostawałyby odizolowane pod chłodniejszą warstwą przy powierzchni.

Ukryte fale działają jak gigantyczny mikser: podciągają cieplejszą wodę do strefy kontaktu z lodem, systematycznie osłabiając lodowiec u podstawy.

To z kolei sprawia, że pionowe ściany lodu stają się coraz mniej stabilne. Każde kolejne oderwanie bloku lodowego przygotowuje grunt pod następne, tworząc sprzężenie zwrotne – seria zdarzeń, w której każdy epizod przyspiesza kolejny.

Fibre optique jako sejsmograf oceanu: jak badacze „usłyszeli” fale widmo

Tak subtelne procesy dotąd wymykały się obserwacjom. Satelity potrafią śledzić powierzchnię lodowców i zmiany ich zasięgu, ale nie „widzą” tego, co dzieje się pod wodą, gdzie lodowiec styka się bezpośrednio z morzem.

Przełom nastąpił dzięki wykorzystaniu technologii znanej dotąd głównie z telekomunikacji. Zespół międzynarodowych badaczy ułożył na dnie jednego z fiordów na południu Grenlandii około dziesięciokilometrowy kabel światłowodowy i zamienił go w tysiące czujników jednocześnie.

Wykorzystali system zwany Distributed Acoustic Sensing (DAS). W praktyce oznacza to, że każdy metr światłowodu działa jak czujnik drgań i zmian temperatury. Wysyłane w kabel impulsy laserowe wracają z minimalnymi zniekształceniami, a komputer interpretuje te zakłócenia jak ultraczuły stetoskop przyłożony do dna morskiego.

Światłowód stał się „uchem” badaczy, wychwytując najdrobniejsze wstrząsy, fale i ruchy wody wzdłuż całego fiordu w czasie rzeczywistym.

Zebrane dane pokazały wyraźnie: każde oderwanie góry lodowej uruchamia długi „pociąg” fal. Te widoczne na powierzchni szybko słabną. Największą rolę odgrywają fale wewnętrzne, które spokojnie wędrują w głąb fiordu, konsekwentnie mieszając cały słup wody.

Ile lodu znika od spodu w jeden dzień

Analiza opublikowana w renomowanym czasopiśmie naukowym wskazuje, że jedna taka seria fal może zjeść z podstawy lodowca nawet centymetr lodu. Brzmi niegroźnie, dopóki nie policzymy, ile takich epizodów zachodzi w ciągu doby.

Przy powtarzających się oderwaniach, skumulowany ubytek lodu sięga nawet metra dziennie. To tempo porównywalne z prędkością, z jaką czoło lodowca przesuwa się w kierunku morza. Innymi słowy – to, co lodowiec „dostarcza” do fiordu, w dużej mierze znika w wyniku działania ciepłej wody pobudzonej przez wewnętrzne fale.

• Skala zjawiska: nawet 1 m lodu dziennie u podstawy lodowca
• Czas trwania fal: od kilku godzin po jedno oderwanie góry lodowej
• Zasięg: setki metrów w głąb słupa wodnego w fiordzie
• Źródło energii: upadek wielotonowych bloków lodu do morza

Grenlandia przyspiesza własne topnienie

Wnioski z nowych pomiarów znacząco zmieniają obraz tego, co dzieje się na Grenlandii. Dotychczas modele klimatyczne w dużej mierze koncentrowały się na temperaturze powietrza i wody, zakładając, że ciepło napływa „z zewnątrz”. Okazuje się, że same lodowce napędzają proces swojego zanikania.

Każde oderwanie się fragmentu lodu nie tylko powiększa bezpośrednio ubytek masy, lecz także wzmacnia zjawiska w fiordzie, które przygotowują scenę pod kolejne oderwania. To wewnętrzna pętla, w której lodowiec pośrednio pracuje przeciwko sobie.

Dobrze widać to na przykładzie badanego lodowca Eqalorutsit Kangilliit Sermiat. Co roku oddaje on do oceanu około 3,6 kilometra sześciennego lodu. To niemal trzykrotność objętości słynnego lodowca Rona w Alpach. Każda taka masa lodu, po rozpadzie na mniejsze góry lodowe, dalej wpływa na prądy i wymianę ciepła w fiordzie.

Lodowce morskie Grenlandii nie są jedynie biernymi ofiarami cieplejszego klimatu. Ich własna dynamika pęknięć i odrywania się bloków lodu aktywnie przyspiesza ich zanik.

Dlaczego modele klimatyczne tak się myliły

Naukowcy podejrzewają, że pominięcie mechanizmu fal wewnętrznych doprowadziło do poważnego niedoszacowania tempa topnienia od strony podwodnej. Niektóre wcześniejsze analizy mogły zaniżać tę wartość nawet stukrotnie.

To zła wiadomość dla prognoz poziomu morza. Jeśli lodowce w kontakcie z oceanem reagują na wzrost temperatury tak dynamicznie i samonapędzająco, przyszłe tempo ich zaniku może być szybsze, niż zakładały dotychczas przyjmowane scenariusze.

Grenlandia a reszta planety: co oznaczają te fale dla nas

Cała pokrywa lodowa Grenlandii zawiera tyle zamrożonej wody, że w przypadku jej całkowitego zaniku poziom mórz podniósłby się na świecie o około siedem metrów. To scenariusz, który w pełnej skali rozgrywałby się przez setki lat, ale już częściowe topnienie wpływa na wybrzeża i klimat.

Zwiększona ilość słodkiej wody w Atlantyku osłabia cyrkulację oceaniczną, w tym słynny Gulf Stream. Zmiana siły tych prądów morskich przekłada się na pogodę w Europie, w tym w Polsce – od częstotliwości sztormów po rozkład temperatur między zimą a latem.

Nowe narzędzia dla nauki i nowe pytania dla polityków

Wykorzystanie światłowodów jako sieci czujników otwiera zupełnie nowy etap badań lodowców. Tego typu kable już teraz oplatają dno oceanów, łącząc kontynenty internetem. W przyszłości część z nich można będzie wykorzystać do stałego monitoringu zjawisk takich jak fale wewnętrzne, trzęsienia dna morskiego czy ruchy mas lodu.

Dla naukowców to szansa na znacznie dokładniejsze prognozy. Dla decydentów – kolejne ostrzeżenie, że zmiany w regionach polarnych nie przebiegają spokojnie i liniowo, tylko skokowo i z niespodziewanymi przyspieszeniami.

Ta historia dobrze pokazuje, dlaczego przy ocenie ryzyka klimatycznego nie wystarczy patrzeć na średnią temperaturę. Liczą się też procesy lokalne, mechanizmy sprzężeń zwrotnych i pozornie drobne efekty, które w dłuższej skali działają jak cichy przyspieszacz zmian.

Warto też zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz: takie „ukryte” zjawiska mogą zachodzić nie tylko w Grenlandii, ale również w Antarktydzie i przy innych lodowcach schodzących do morza. Jeśli podobne fale wewnętrzne pracują tam równie intensywnie, globalny bilans topnienia lodu może wymagać kolejnej korekty w górę.