Измервания на климатичната треска в хладилника Изследователите пътуват до размразяващата се вечна лед в Арктика
Учените от Потсдам разследват какво прави изменението на климата за вечно замръзналите райони на Арктика. Виждате как се променят цели пейзажи.
14 юли 2020 г. - 7:06 ч., Керстин Виринг
Норилск Последствията от бедствието можеха да се видят дори от космоса. Когато 20 000 тона дизел изтекоха от резервоара за съхранение на електроцентрала в сибирския град Норилск в края на май тази година, няколко реки в района блестяха в нездравословни нюанси на оранжево и тъмно червено. Над тундрата висеше остра миризма на дизел. Това е едно от най-големите подобни екологични бедствия, които Русия е виждала през последните години, и най-голямото произшествие от този вид в Арктика. Но има опасения, че подобни проблеми дори ще се увеличат в бъдеще.
Инцидентът може да има нещо общо с факта, че трайно замръзналите почви в Сибир и други части на Арктика все повече се размразяват. Това прави подземната повърхност и по този начин основите на сградите нестабилни. Но това не е всичко: където тази така наречена вечна слана се размразява, цели пейзажи се променят. И на всичкото отгоре се отделят и допълнителни парникови газове, които могат допълнително да стимулират изменението на климата.
Достатъчна причина да разгледаме отблизо фризерите в далечния север: Какви промени вече са започнали там? И какво означава това за бъдещето? Екипът от секцията за изследване на пермафроста в Института Алфред Вегенер (AWI), Центъра за изследвания на полярните и морските среди на Хелмхолц в Потсдам, се интересува точно от тези въпроси. „Всъщност вече наблюдаваме огромни промени в Сибир и Северна Америка“, казва ръководителят на отдела Гидо Гросе.
Вечна слана
Учените описват почвата като вечна слана, ако нейната температура е била под нулата градуса по Целзий поне две последователни години. Такива райони има в изобилие, особено в Арктика и във високите планини. В Германия вечната замръзналост се среща само на Цугшпитце. Като цяло около една четвърт от сушата в северното полукълбо принадлежи към райони с вечна замръзналост. Съставът им се различава в зависимост от региона: някои се състоят от скали, други от утайки или почва. Те също така съдържат различни количества лед. Форма на вечната замръзналост, наречена йедома, е особено богата на лед и се среща предимно в Сибир, но също така и в Аляска и северозападна Канада. Когато тази йедома се разтопи, има особено зрелищни свлачища и други промени в ландшафта.
Една от областите, които се променят особено бързо, е близо до езерото Тешекпук в северна Аляска. Гуидо Гросе прекара три седмици в региона през август 2019 г. И дори за това кратко време височината от три до пет метра брега видимо се е променила. Морето откъсва там материали с бързи темпове, около петдесет метра годишно си изяжда навътре в сушата. „Можете да наблюдавате как гигантски замразени блокове се отчупват и разпадат във водата за няколко дни“, казва ученият.
Но колкото и впечатляващи да са високите, стръмни скали от гледна точка на мравка: Най-добрият изглед на промените в размразяващия се пейзаж се получава от въздуха. Винаги, когато времето го позволяваше, Гидо Гросе и колегите му се качваха в собствения измервателен самолет на AWI Polar 6 и летяха ниско над тундрата. Наред с други неща, на борда беше камера с висока разделителна способност от Германския аерокосмически център (DLR) в Берлин. Германският изследователски център за геонауки (GFZ) в Потсдам предостави специални сензори, които могат да открият парниковия газ метан, изтичащ от земята.
„Полетна кампания като тази е истинска игра на търпение“, казва Гуидо Гросе. Цялата сутрин премина с чакане и спекулация дали мъглата и ниско висящите облаци ще се изчистят достатъчно, за да могат да започнат. Доста често това не беше така. „В други дни обаче летяхме много дълго и събрахме много данни“, припомня изследователят.
Например беше възможно да се разбере повече за влиянието на ерозиите на тундрата през последните няколко десетилетия върху вечната замръзналост в региона. „Когато растителността и торфените пластове се издигнат в пламъци поради много сухо лято, изолиращият слой на почвата, който е важен за вечната замръзналост, се разрушава“, обяснява Гуидо Гросе. В резултат на това подпочвите се размразяват повече, ледът, съдържащ се във вечната слана, се топи и земната повърхност се срутва. Образуват се вдлъбнатини, при които през зимата остава повече сняг, а разтопената вода се събира през пролетта. И двете продължават да загряват почвата и да й позволяват да се размрази още повече.
Така че след като започне голямото топене, то продължава да се ускорява - и не само в Аляска. Измерванията в сондажите в цяла Арктика показват, че температурите под земята са се повишили средно с 0,3 градуса между 2007 и 2016 г. Не е пощаден дори високият Арктика, чиито фризери се смятаха за разумно безопасни, поне през следващите няколко десетилетия. „Виждаме глобално затопляне на вечната слана, дори на дълбочина от десет до двадесет метра“, казва Гуидо Гросе.
Изследователите от Потсдам са навън и са на път да направят измервания на треска в най-различни региони. Миналата година те не само прелетяха над алясканската тундра. Например, един отбор, гребъл с кану по река Пийл в северна Канада, на около хиляда километра. Там оттапящата земя многократно води до масивни свлачища, които изтеглят огромни количества утайки и окачени вещества в реката. Взетите по време на експедицията водни проби трябва да разкрият последствията от това.
Предишният рекордьор по свлачища във вечната замръзналост обаче се намира близо до сибирския град Батагай. От 60-те години на миналия век районът е потънал повече от 50 метра на дължина от един километър. Резултатът са стръмни скали, които не само продължават да пускат нови останки от мамути, коне и други животни от ледниковия период. Подрязаните слоеве също записват какво се е случвало под земята през хилядолетията. Достъпът до информацията в този архив обаче не е лесен. За да направят това, изследователите от Потсдам и техните руски колеги трябваше да слязат надолу по шеметните склонове на кратера Батагайка с помощта на планинарско оборудване и да вземат проби от лед и почва на редовни интервали.
Но усилията си заслужават. Тъй като такива проби трябва да разкрият повече за това как размразяващото се вечно замръзване влияе на климата. Ясно е, че огромните количества въглерод остават неподвижни в почвите на тези региони. „През последните няколко години имаме доста добра представа колко голям е този резервоар за съхранение“, казва Гуидо Гросе. Според това има около 1700 гигатона въглерод в вечно замръзналите почви на Арктика. Това е почти два пъти повече, отколкото в момента се носи в атмосферата.
Проблемът е, че въглеродът няма да остане там. Защото с вечната замръзнала замръзналите останки от животни и растения също се размразяват. Но тогава армия от микроби се втурва към този празник, разгражда органичните вещества и отделя много въглероден диоксид и метан - което от своя страна може допълнително да стимулира изменението на климата. „Все още обаче не знаем точно колко бързо почвата отделя какви количества от тези парникови газове“, казва Гуидо Гросе. Защото това варира от регион до регион и зависи, наред с други неща, от това кое растение остава в почвата. Листата например могат да се разграждат много по-лесно и по-бързо от микроорганизми, отколкото дървесината или въгленът. За да може по-добре да се оценят тези процеси, AWI в Потсдам създаде нова лаборатория за въглерод, специално за вечната замръзналост. Там изследователите могат да изследват проби от подземната повърхност на Арктика и да използват експерименти, за да симулират какво се случва при размразяване при определени условия.
След блокирането поради коронарната криза тези разследвания започват отново. Изследователите обаче трябваше да отменят всички планирани експедиции до Сибир и Северна Америка за тази година. „Надяваме се, че ще можем да ги настигнем през 2021 г.“, казва Гуидо Гросе. Защото те не искат да оставят хладилника за размразяване в далечния север незабелязан твърде дълго. В крайна сметка това, което се случва там, е интересно не само за хората и инфраструктурата в района, подчертава изследователят: „Това засяга и нас в Централна Европа“.