Wieczna zmarzlina – tykająca klimatyczna bomba

Ilość węgla zgromadzonego w zmarzlinie jest większa od tej, jaką człowiek wyemitował do atmosfery od 1880 roku. Wystarczy, by zapoczątkować tragiczne w skutkach ocieplenie.

Wieczna zmarzlina na Syberii i w Kanadzie kryje w sobie ogromne ilości metanu. Szacunkowe dane mówią nawet o 1300 GtC (ekwiwalent węgla wyrażony w miliardach ton). Niezależnie od takich czy innych szacunków, ilość tego gazu cieplarnianego jest na tyle duża, by zapoczątkować tragiczne dla ludzkości wzmocnienie globalnego ocieplenia.

Kiedy wzrasta temperatura, rozpoczyna się rozkład zamrożonej dotychczas materii organicznej. Jeśli zachodzi on z dostępem do tlenu, powstaje dwutlenek węgla, jeśli bez dostępu do tlenu – metan.

Nie taka znowu „wieczna”...

Gdyby doszło do roztopienia znacznej części wiecznej zmarzliny, emisja zamkniętych w niej gazów może mieć olbrzymi wpływ na klimat. Problemem jest próg, za którym wieczna zmarzlina na dobre przestanie być „wieczna”. Ten próg to mniej więcej ocieplenie klimatu o 2oC w stosunku do okresu bazowego, tj. przełomu XIX i XX wieku. Ostatnie pomiary pokazują, że globalna temperatura wzrosła o 0,8oC względem okresu bazowego 1951– 1980. Świat jest już cieplejszy o 1oC niż pod koniec XIX wieku.

Dlaczego 2oC? Ponieważ jest to wartość termiczna z czasów pliocenu, kiedy wieczna zmarzlina dopiero zaczęła się pojawiać. Od ponad 50 mln lat Ziemia powoli się ochładzała. Pliocen był ostatnim ciepłym okresem w dziejach Ziemi. 2,5 mln lat temu Ziemia weszła w okres epok lodowcowych przerywanych na krótko interglacjałami. Wtedy na Ziemi pojawiła się zmarzlina, która utrzymuje się do dziś. Wtedy też zamarzła Grenlandia i Ocean Arktyczny. Z czasem powstała wielka czapa lodowa i lądolód, który w trakcie apogeum epoki lodowcowej sięgał naszych szerokości geograficznych. W holocenie trwającym od ponad 10 tysięcy lat klimat był na ogół stabilny, ale na tyle chłodny, by po zniknięciu lądolodu wieczna zmarzlina mogła wciąż trwać.

Ostatnio jednak klimat się ociepla. Spalanie paliw kopalnych przez człowieka powoduje podnoszenie się temperatur na Ziemi, w tym w Arktyce. Oczywiście wpływ na klimat mają także Słońce, czy wulkany. Jeszcze w pierwszej połowie XX wieku to Słońce grało pierwsze skrzypce, nie dwutlenek węgla. Niemniej jednak pod koniec XX wieku, kiedy aktywność słoneczna zaczęła się obniżać, temperatury wciąż rosły. Na tym etapie sceptycy utracili swój koronny argument, choć tak naprawdę, to wciąż jak mantrę powtarzają, że to Słońce wpływa na klimat, a nie ludzkie emisje CO2 i lada dzień nadejdzie wielkie zlodowacenie. Bynajmniej – nawet spadek aktywności słonecznej do poziomu z „Małej Epoki Lodowej” w drugiej połowie XVII wieku spowodowałby obniżenie średniej temperatury powierzchni Ziemi o zaledwie ok. 0,2°C (co w porównaniu z ociepleniem rzędu dziesięciu i więcej stopni w przypadku spalenia całości paliw kopalnych jest wielkością czysto symboliczną).

Gore!

Ocieplający się klimat generuje liczne sprzężenia zwrotne. Między innymi wywołuje potężne, widoczne z kosmosu pożary lasów borealnych na dalekiej północy. Ostatnio wielkie pożary rozszalały się na Dalekim Wschodzie, w Rosji. Pożary lasów po pierwsze generują dodatkową ilość CO2 do atmosfery. Po drugie nagrzewają powierzchnię gruntu, działając tym samym na wieczną zmarzlinę. Po trzecie przyciemniają grunt, zwiększając pochłanianie energii promieni słonecznych.

Do tego coraz szybciej znikająca pokrywa śnieżna wiosną odsłania ciemną powierzchnię. Ten proces powoduje większe nagrzewania się wiecznej zmarzliny, a także wcześniejsze występowanie okresów z wysokimi temperaturami. W 2015 roku sezon pożarów na Syberii rozpoczął się 100 dni wcześniej niż zwykle. Hydrometeorologiczne Centrum Rosji wykazało, że syberyjska wiosna w 2015 roku była najcieplejsza w 125-letniej historii obserwacji. W niektórych częściach Syberii średnie temperatury były wyższe od normy o 6°C. Lód na jeziorze Bajkał był zbyt cienki (lub nie było go w ogóle) nawet w lutym i marcu. Nic dziwnego, że pożary są coraz bardziej rozległe. Wzrost temperatur, pożary i topnienie wiecznej zmarzliny są ze sobą powiązane, tworząc samonapędzające się dodatnie sprzężenia zwrotne.

W końcu wieczna zmarzlina zacznie topnieć na tyle szybko, że metan emitowany do atmosfery będzie radykalnie wpływać na globalne ocieplenie. Doprowadzi to – wraz ze zniknięciem czapy polarnej Arktyki – do nagłej zmiany klimatu; gwałtownego, przyspieszonego globalnego ocieplenia. Problemem jest także fakt, że do tej pory wyemitowany do atmosfery CO2 już gwarantuje nam wzrost temperatury do poziomu tej ze środkowego pliocenu. W tamtych czasach nie było lodu w Arktyce, a poziom oceanów był wyższy o 20 metrów.

Metan jest bardzo silnym gazem cieplarnianym: w skali 100 lat około 30 razy silniejszym niż dwutlenek węgla, w skali kilku lat nawet 100 razy.

Dalszy wzrost temperatur zacznie wywierać coraz większą presję na stabilność produkcji rolnej. Spowodowany klęską nieurodzaju np. w USA, wzrost cen żywności wywoła destabilizację sytuacji społecznej w wielu krajach świata, a w dalszej perspektywie nawet wojny.

Za późno?

Coraz większe grono naukowców stawia pytanie: czy nie czekaliśmy zbyt długo z przeciwdziałaniem zmianie klimatu? Guy McPherson uważa, że już jest za późno i przyjdzie nam żyć z potwornymi konsekwencjami. Nawet jeśli negocjacje klimatyczne wreszcie przyniosą znaczący efekt, to i tak ludzkość nie zakończy emisji z dnia na dzień. W tym roku osiągnięty został niewidziany od co najmniej 3 mln lat poziom CO2 wynoszący 400 ppm. Nawet przy szybkim tempie redukcji w ciągu najbliższego ćwierćwiecza osiągniemy stężenie 450 ppm, przy okazji poważnie demolując ekosystemy naszej planety.

Już zapoczątkowane topnienie wiecznej zmarzliny jest jednym z czynników, obok zaniku lodu w Arktyce, o ogromnym wpływie na planetarny klimat. Nowe dane NSIDC pokazują, że zasięg arktycznego lodu morskiego spadł poniżej 5 mln km2. Jest to wartość mniejsza niż w latach 2013-14. Do końca sezonu topnienia zasięg lodu spadnie przynajmniej o 0,2 mln km2, a nawet więcej – w zależności od warunków pogodowych. Co to oznacza dla nas? Kolejne anomalie w pogodzie, często bardzo kosztowne dla nas załamania pogody. W ostatnich latach wiele ich doświadczyliśmy. W wyniku bezprecedensowej fali upałów i suszy poziom Wisły w Warszawie spadł do rekordowo niskiego poziomu 41 cm. To jedno z następstw ocieplającego się klimatu i skutków wzmocnienia arktycznego. Zaczyna pojawiać się – dotychczas prawie nie do pomyślenia – pytanie: czy i kiedy Wisła wyschnie. Za kilka lat globalne zmiany klimatyczne mogą wywindować ceny żywności na światowym rynku znacznie do ponad 200 pkt, a może nawet 300. Rezultatem będzie wybuch niezadowolenia społecznego w krajach Trzeciego Świata, kolejne wojny i konflikty, kolejne rzesze uchodźców, którzy tak naprawdę są uchodźcami klimatycznymi, choć nikt tego w polskich mediach otwarcie nie powie. Owszem, wciąż możemy zapobiec tym najgorszym zmianom klimatu. Być może nie dojdzie do całkowitego stopienia wiecznej zmarzliny. Może hydraty metanu się nie zdestabilizują. Może nie dojdzie do scenariusza o sekwencjach zmian zbliżonych do PETM, a tym bardziej do perskiego wymierania. Miejmy nadzieję, że nie. Miejmy nadzieję i róbmy, co się da, by nie przepiłować gałęzi, na której siedzimy.

Hubert Bułgajewski, Ziemia na rozdrożu