Rotace Země se zpomaluje. Dny se prodlužují tempem, jaké jsme neviděli za nejméně 3,6 milionu let historie.
Že se rotace planety v průběhu času zrychluje a zpomaluje, není úplně neobvyklé. Nový výzkum ale naznačuje, že současné prodlužování délky dne je bezprecedentní. Očekává se, že do konce 21. století změna klimatu ovlivní délku dne ještě silněji než Měsíc. I když se jedná o změny v řádu milisekund, mohou způsobit problémy v mnoha oblastech. Například v přesné vesmírné navigaci, která vyžaduje přesné informace o rotaci Země.
Den na Zemi trvá přibližně 24 hodin. Ve skutečnosti může být den o něco delší nebo kratší. Hlavní roli hrají gravitační síly Měsíce společně s několika geofyzikálními procesy probíhajícími hluboko v nitru Země na jejím povrchu, ale také vysoko v atmosféře.
Blízkost Měsíce k planetě Zemi v červenci a srpnu 2025 způsobil, že pozemské dny byly o něco málo přes 1 milisekundu pomalejší než je běžný průměr.
Na Zemi však probíhá i mnohem závažnější aktivita, které ovlivňuje naši rotaci. Všude zmiňovaná změna klimatu způsobená člověkem. Oteplování planety způsobuje tání ledových příkrovů, čímž uvolňuje vodu, která byla zmrzlá po tisíce let. Jak tato voda taje a rozlévá se po celém světě ve formě stoupajících moří, přerozděluje hmotu Země. Tím postupně brzdí její rotaci a prodlužuje dny. Prozatím je to o milisekundy, ale… Představte si krasobruslaře, který se při piruetě točí pomaleji, když roztáhne ruce a rychleji, když je přiloží zpátky k tělu.
Pozemský led se nachází především na polárních pevninských masách. Je tedy koncentrovaný poblíž osy, kolem které se Země otáčí. Jak se led taví a proudí do oceánů, šíří se směrem k rovníku a vzdaluje se od zemské rotační osy.
V nové studii se vědci z Vídeňské univerzity a ETH Curych rozhodli zjistit, jak neobvyklé je toto zpomalení, a to na základě analýzy milionů let historie Země. Zašli až tak hluboko, že zkoumali historii od pozdního pliocénu.
Vědci z Curychu už ve své dřívější práci ukázali, že zrychlené tání polárních ledovců a horských ledovců v 21. století zvyšuje hladinu moří a ovlivňuje to rotaci Země. Konkrétně ji zpomaluje a proto se prodlužuje den. Je to podobné jako s našim krasobruslařem, který se točí pomaleji, když natáhne ruce,“ uvedl ve svém prohlášení autor studie, Mostafa Kiani Shahvandi z katedry meteorologie a geofyziky univerzity ve Vídni.
Zatím není jasné, zda existovala dřívější období, kdy klima prodlužovalo délku dne podobně rychlým tempem. Tým dospěl k závěru, že pozemský den se v současnosti prodlužuje přibližně o 1,33 milisekundy za století, a to především kvůli stoupající hladině moří v důsledku tání ledu, přerozdělování hmoty a zpomalení rotace Země.
Zjistili, že se to děje nebývalou rychlostí ve srovnání s jakoukoli jinou dobou za posledních 3,6 milionu let. A je nepravděpodobné, že by to byl konec příběhu. Vzhledem k dalšímu oteplování a tání ledovců, které se očekává v nadcházejících desetiletích, se tento efekt bude jen prohlubovat.
Je nepravděpodobné, že byste během několika let pocítili, že vám 1,33 milisekundy utečou. Mohlo by to však způsobit určité problémy u technologií, které jsou závislé na přesném měření času, jako jsou satelity GPS a složité finanční sítě, kde i sebemenší odchylka v rotaci Země může narušit pečlivě kalibrovaný systém.
Solární geoinženýrství s sebou nese vážná rizika a k pochopení jeho dopadů je zapotřebí mnohem více výzkumu. Nová studie však naznačuje, že tímto konkrétním zásahem je snazší ochladit planetu, než jsme si mysleli. Otázkou je, jak rychle a kým by mohlo dojít k zahájení vstřikování aerosolu do stratosféry?
Článek byl upraven podle tiskové zprávy Marka Greavese z univerzity College v Londýně
Vědci z Londýna, kteří se nechali inspirovat sopečnou erupcí z roku 1991, která tehdy způsobila pozorovatelný pokles globálních teplot, odhadli, že vstřikování 12 milionů tun oxidu siřičitého ročně do výšky 13 km během jara a léta na každé polokouli, by ochladilo planetu o přibližně 0,6 °C. Šlo by o podobné množství, které se do atmosféry dostalo při erupci sopky Pinatubo na Filipínách.
Tato strategie ale není rychlým řešením. Jakékoli vstřikování aerosolu do stratosféry by muselo být zavedeno postupně a postupně také snižováno, aby se předešlo katastrofickým dopadům náhlého oteplení nebo ochlazení. Navíc nejde ani o metodu, která by byla šetrná k emisím. Proč ji tedy vědci testují na počítačových simulacích? Klimatická změna je vážný problém a je nezbytné pochopit všechny možnosti, aby svět měl důkazy potřebné k informovanému a včasnému rozhodování.
Odrážení slunečního světla
Technika ochlazování planety, při které se do atmosféry přidávají částice, které odrážejí sluneční světlo, by podle nové modelové studie vedené výzkumníky z univerzity College v Londýně, nevyžadovala vývoj speciálních letadel, ale mohla by být realizovaná pomocí stávajících velkých dopravních letadel.
Většina předchozích výzkumů předpokládala, že tato technika, známá jako stratosférická aerosolová injekce, bude použita v tropech, a proto bude vyžadovat speciálně navržená letadla schopná létat ve výškách 20 km nebo více.
Podle studie, publikované v časopise Budoucnost Země, vědci provedli simulace různých strategií vstřikování aerosolů a dospěli k závěru, že přidání částic 13 km nad polární oblasti by mohlo smysluplně ochladit planetu, i když mnohem méně efektivně než ve vyšších nadmořských výškách blíže k rovníku.
Tato strategie pro polární oblasti s nízkými nadmořskými výškami má i své nevýhody, protože v nižší nadmořské výšce je vstřikování aerosolu do stratosféry zhruba o třetinu méně účinné. To znamená, že by bylo zapotřebí použít třikrát větší množství aerosolu, abychom dosáhli stejného účinku na globální teplotu, což by zvýšilo vedlejší účinky, jako jsou kyselé deště. Strategie by také byla méně účinná při ochlazování tropů, kde je přímá zranitelnost vůči oteplování nejvyšší.
Testování
Vědci provedli simulace v britském počítačovém modelu klimatu Earth System Model 1 (UKESM1), aby odhadli dopad vstřikování aerosolu do stratosféry. Přidáním oxidu siřičitého, který následně tvoří drobné reflexní částice v různých nadmořských výškách, zeměpisných šířkách a ročních obdobích, byli schopni kvantifikovat účinnost různých strategií.
Aby byl tento zásah efektivní, částice musí být vytvořené ve stratosféře, vrstvě atmosféry nad horní hranicí většiny mraků. Tato strategie není tak účinná jako vstřikování oxidu siřičitého ve výšce 20 km, protože částice ve 13 kilometrech nezůstávají ve stratosféře tak dlouho, ale pouze několik měsíců. V troposféře, nejspodnější vrstvě atmosféry, by veškeré aerosolové částice rychle zmizely, protože by byly zachycené v oblacích a vypršely by v kapkách deště. Stratosféra je však suchá, stabilní a bez oblaků, což znamená, že by přidané částice zůstaly nahoře měsíce nebo dokonce i roky.
Podmínky úspěchu
Vědci však uvedli, že vstřikování stratosférického aerosolu v nízkých nadmořských výškách by mohlo fungovat pouze tehdy, pokud by se provádělo v blízkosti polárních oblastí Země. V simulaci byl oxid siřičitý přidán v zeměpisných šířkách 60 stupňů severně a jižně od rovníku. To je zhruba zeměpisná šířka Osla v Norsku a Anchorage na Aljašce. Na jihu by to bylo pod nejjižnějším cípem Jižní Ameriky.
A ačkoli by již existující letadla, jako například Boeingy 777F, mohla fungovat jako rozmístěné tankery, stále by vyžadovala rozsáhlý modifikační program. Přesto by tato cesta byla mnohem rychlejší než konstrukce nového vysoko létajícího letadla. Vědci však dodávají, že vstřikování aerosolu do stratosféry „rozhodně nenahrazuje“ snižování emisí skleníkových plynů, protože jakékoli potenciální negativní vedlejší účinky se s mírou ochlazování zvyšují. Dlouhodobé klimatické stability můžeme dosáhnout pouze s nulovými emisemi.
Studie získala finanční prostředky od britské Rady pro výzkum přírodního prostředí (NERC).
Foto: Katherine Stellingová, Oregonská státní univerzita / Tiskový zdrojPlátek z antarktického ledového jádra. Vědci studují chemikálie uvězněné ve starém ledu, aby se dozvěděli o minulém klimatu.
Podle recenzovaného článku AAAS, publikovaného v Eureka Alert, je dnešní rychlost nárůstu atmosférického oxidu uhličitého 10krát rychlejší než v kterémkoli jiném bodě za posledních 50 000 let, zjistili vědci pomocí podrobné chemické analýzy starověkého antarktického ledu.
Zjištění, která byla zveřejněna v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, poskytují důležité nové pochopení období náhlých změn klimatu v minulosti Země a nabízejí nový pohled na potenciální dopady změny klimatu dnes.
„Studium minulosti nás učí, jak je dnešek jiný. Rychlost změny CO2 je dnes skutečně bezprecedentní,“ řekla Kathleen Wendtová, odborná asistentka na Vysoké škole Země, Oceánské a atmosférické vědy Oregonské státní univerzity a hlavní autorka studie.
Oxid uhličitý, neboli CO2, je skleníkový plyn, který se přirozeně vyskytuje v atmosféře. Když se oxid uhličitý dostane do atmosféry, přispívá k oteplování klimatu v důsledku skleníkového efektu. V minulosti hladiny kolísaly v důsledku cyklů doby ledové a dalších přírodních příčin, ale dnes rostou kvůli lidským emisím.
Led, který se v Antarktidě vytvořil během stovek tisíc let, zahrnuje starověké atmosférické plyny zachycené ve vzduchových bublinách. Vědci používají vzorky tohoto ledu, získané vrtáním jader až do hloubky 3,2 kilometrů, k analýze stopových chemikálií a vytváření záznamů o minulém klimatu
Předchozí výzkum ukázal, že během poslední doby ledové, která skončila asi před 10 000 lety, bylo několik období, kdy se zdálo, že hladiny oxidu uhličitého vyskočily mnohem výše, než je průměr. Ale tato měření nebyla dostatečně podrobná, aby odhalila plnou povahu rychlých změn, což omezuje schopnost vědců porozumět tomu, co se děje, řekla Wendtová.
„Pravděpodobně byste nečekali, že to uvidíte u mrtvých z poslední doby ledové,“ řekla. „Náš zájem však vzbudil a chtěli jsme se vrátit do těchto období a provést měření podrobněji, abychom zjistili, co se děje.“
Wendtová a kolegové pomocí vzorků z ledového jádra Západní Antarktidy Ice Sheet Divide zkoumali, co se během těchto období dělo. Identifikovali vzorec, který ukázal, že k těmto skokům v oxidu uhličitém došlo vedle chladných intervalů v severním Atlantiku známých jako Heinrichovy události, které jsou spojeny s náhlými změnami klimatu po celém světě.
„Tyto Heinrichovy události jsou skutečně pozoruhodné,“ řekl Christo Buizert, docent na Vysoké škole Země,Oceánské a atmosférické vědy Oregonské státní univerzity a spoluautor studie. „Myslíme si, že jsou způsobeny dramatickým kolapsem severoamerického ledového příkrovu. To dává do pohybu řetězovou reakci, která zahrnuje změny v tropických monzunech, západních větrech na jižní polokouli a těchto velkých říháních CO2 vycházejících z oceánů.
Během největšího přirozeného vzestupu se oxid uhličitý za 55 let zvýšil asi o 14 ppm. A ke skokům docházelo zhruba jednou za 7 000 let. Při dnešním tempu trvá tento nárůst pouze 5 až 6 let.
Důkazy naznačují, že během minulých období přirozeného nárůstu oxidu uhličitého zesílily také západní větry, které hrají důležitou roli v cirkulaci hlubokých oceánů, což vedlo k rychlému uvolňování CO2 z jižního oceánu.
Jiné výzkumy naznačily, že tyto západní oblasti v průběhu příštího století v důsledku klimatických změn posílí. Nová zjištění naznačují, že pokud k tomu dojde, sníží se schopnost jižního oceánu absorbovat oxid uhličitý vytvořený člověkem, poznamenali vědci.
„Spoléháme na to, že jižní oceán pohltí část oxidu uhličitého, který vypouštíme, ale rychle sílící jižní větry oslabují jeho schopnost to udělat,“ řekla Wendtová.
*Mezi další spoluautory patří Ed Brook, Kyle Niezgoda a Michael Kalk ze státu Oregon; Christoph Nehrbass-Ahles z univerzity v Bernu ve Švýcarsku a Národní fyzikální laboratoře ve Spojeném království; Thomas Stocker, Jochen Schmitt a Hubertus Fischer z univerzity v Bernu; Laurie Menviel z University of New South Wales v Austrálii; James Rae z University of St. Andrews ve Spojeném království; Juan Muglia z Argentiny; David Ferreira z University of Reading ve Spojeném království a Shaun Marcot z University of Wisconsin-Madison.
Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences: DOI10.1073/pnas.2319652121.
Podle serveru BBC zánik Golfského proudu, který řídí proudění v Atlantiku a určuje počasí v západní Evropě, by pravděpodobně vedl k nižším teplotám a katastrofickým dopadům na klima. Vědecká studie varuje, že systém teplých oceánských proudů, Golfský proud, by se mohl zhroutit již v roce 2025.
Přední vědci však mají k této studii výhrady a tvrdí, že není vědecky podložená. Podle nich není zdaleka jisté, že se systém v tomto století zanikne. Poslední hodnocení Mezivládního panelu pro změnu klimatu dospělo k závěru, že systém známý jako Atlantická meridionální cirkulace (Amoc) se nezhroutí tak rychle, jak studie naznačuje.
Autor studie, profesor Peter Ditlevsen z Kodaňské univerzity, řekl BBC News, že před možným kolapsem Amoku (Atlantická merionální cirkulace). varovali i jiní vědci. „Obavy, že tento proud slábne, se objevují už tak dlouho, jak dlouho máme k dispozici jeho měření – od roku 2004,“ řekl. Amoc je složitý soubor proudů, které přivádějí teplou vodu na sever k pólu, kde se ochlazuje a klesá.
S globálním oteplováním však roste teplota a do Amoku přitéká sladká voda z tajícího grónského ledovce a dalších zdrojů.
Pokud se zhroutí, může to v Evropě snížit teplotu až o 10 nebo 15 stupňů a vést ke zvýšení hladiny moří na východě USA. Také by to narušilo déšť, na který se spoléhají miliardy zemědělců.
Naposledy se Amoc zastavil a znovu spustil v době ledové asi před 115 000 až 12 000 lety.
V nové studii, publikované v časopise Nature Communications, byly použity údaje o teplotě mořské hladiny od roku 1870, které umožnily posoudit změnu síly amokových proudů v čase.Odhaduje, že Amoc by se mohl zhroutit mezi lety 2025 a 2095. Analýza vychází z předpokladu, že emise skleníkových plynů porostou stejným způsobem jako doposud. Pokud by se emise začaly snižovat, svět by měl více času na udržení teploty pod bodem, kdy by se proud potenciálně zhroutil
Nedůvěra k výsledkům výzkumu
Vědci, včetně Bena Bootha z Hadleyova centra meteorologického úřadu, však tvrdí, že závěry článku „zdaleka nejsou vědecky podložené“.
„Prostě nemáme důkazy, abychom mohli tvrdit, že došlo k poklesu,“ říká profesorka Penny Hollidayová z Národního oceánografického centra.
„Víme, že existuje možnost, že by Amoc v určitém okamžiku mohl přestat dělat to, co dělá nyní, ale je opravdu těžké mít o tom jistotu,“ říká.
„Kdyby se mě můj soused zeptal, jestli se mám obávat vln veder nebo kolapsu Amoku, řekla bych, že se mám obávat teplot. Víme, že už se to děje a bude se to zhoršovat,“ dodala.
Důvodem výhrad mnoha vědců je podle nich to, že autoři studie vycházeli z řady předpokladů, jak chápat Amoc. Klimatický systém je však nesmírně složitý a odborníci nemají k dispozici všechny důkazy, které potřebují k úplnému pochopení Amoc.
Předpovědi, že by se mohl zhroutit již v roce 2025 nebo do roku 2095, je třeba brát s velkou rezervou, říká Jon Robson z Národního centra pro atmosférické vědy na univerzitě v Readingu.
Neznamená to však, že studie není důležitá nebo že by se měla možnost zastavení činnosti Amocu zavrhnout, říká. „Stále musíme brát vážně myšlenku, že by mohlo dojít k náhlým změnám v severoatlantickém klimatickém systému,“ říká profesor Robson. „Ale přesné předpovědi, že k tomu dojde, a v tomto časovém horizontu, je třeba brát s určitou skepsí,“ dodává.
Současný oceánský systém by mohl přestat fungovat již v roce 2025, což by vedlo ke klimatické katastrofě. Atlantická meridionální (poledníková) cirkulace slábne a podle nových předpovědí by mohla mezi lety 2025 a 2095 zcela vymizet, to by mělo pro klima katastrofální důsledky, píše Space.
Hlavní systém oceánských proudů, který přenáší teplo z tropů do severního Atlantiku, by se podle nových předpovědí mohl zastavit mnohem dříve, než se očekávalo. Takový kolaps by měl katastrofální dopad na zemské klima.
Systém známý jako Atlantická meridionální cirkulace (AMOC) již dříve podle měření dramaticky slábl v souvislosti s rostoucí teplotou oceánů. Navzdory tomu však Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC) nedávno oznámil, že klimatologové neočekávají, že by se AMOC během tohoto století zcela vypnul.
Nová studie však nyní tento závěr zpochybňuje.
„Vypnutí AMOC může mít velmi vážné důsledky pro zemské klima, například tím, že změní globální rozložení tepla a srážek,“ uvedl vedoucí studie Peter Ditlevsen z Niels Bohr Institute na Kodaňské univerzitě.
Ditlevsenův tým zjistil, že přímá měření síly AMOC se provádějí teprve posledních 15 let, a proto použil sofistikované statistické nástroje na údaje o teplotě oceánů až do 70. let 19. století, aby získal rozšířený soubor dat. Tato podrobná analýza nakonec naznačila významné varovné příznaky zastavení činnosti AMOC v letech 2025 až 2095, a to s ohromující jistotou 95 %. Přesněji řečeno, výsledky týmu prokázaly, že nejpravděpodobnější doba tohoto kolapsu bude kolem roku 2057.
Jiní klimatologové přesto zůstávají opatrní a tvrdí, že v datech stále existují nejistoty, které by mohly ovlivnit jejich přesnost. Stojí však za zvážení, že i pouhá možnost, že AMOC přestane fungovat tak brzy, je poměrně alarmující.
AMOC, jejíž součástí je i Golfský proud, je hlavním způsobem transportu tepla z tropů naší planety. Bez něj by se teplota v tropech rychle zvyšovala a životně důležité tropické deště by byly přerušeny. Tyto deště jsou nezbytné pro životní prostředí v Jižní Americe, západní Africe, Indii a dalších oblastech jižní Asie.
Severní a západní Evropa by mezitím přišla o zdroj teplé vody z tropů, což by vedlo k většímu počtu bouří a silně chladným zimám v těchto oblastech. Ztráta Golfského proudu by měla za následek také zvýšení hladiny moří na východním pobřeží USA.
„Náš výsledek podtrhuje důležitost co nejrychlejšího snížení globálních emisí skleníkových plynů,“ řekl Ditlevsen.
V posledních letech jsme již byli svědky toho, jak se nebezpečí lidmi způsobeného oteplování klimatu projevuje, když vlny veder zachvátily velkou část severní polokoule. A přestože se v důsledku ztráty AMOC může ochladit severní a západní Evropa, „toto vypnutí přispěje ke zvýšenému oteplování tropů,“ řekl Ditlevsen, „kde rostoucí teploty již způsobily náročné životní podmínky.“
Za posledních 20 let se změnila barva oceánu, což je trend, který nelze vysvětlit pouze meziroční proměnlivostí. K této změně, pro lidské oko nenápadné, došlo ve více než 56 % světových oceánů – což je plocha větší než celkový povrch pevniny na Zemi. Vědci se domnívají, že na vině je změna klimatu, píše ZME Science.
Změna barvy oceánu znamená, že se mohou proměnit i mořské ekosystémy. Přestože přesná povaha těchto změn zůstává mezinárodnímu týmu vědců nejasná, jsou pevně přesvědčeni, že je to pravděpodobně způsobeno klimatickými změnami způsobenými člověkem.
„Prováděla jsem simulace, které mi už roky říkaly, že k těmto změnám v barvě oceánů dojde,“ uvedla spoluautorka studie Stephanie Dutkiewiczová v prohlášení pro média.
„To, že se to skutečně děje, není překvapivé, ale děsivé,“ dodává.
Více než jen chlorofyl
Barvu oceánu určují jeho horní vrstvy, které odrážejí látky v nich přítomné. Sytě modré vody naznačují nedostatek života, zatímco zelenější vody naznačují přítomnost fotosyntetických organismů, zejména fytoplanktonu. Jedná se o rostlinné organismy hojně se vyskytující v horních vrstvách oceánu, které se vyznačují zeleným barvivem chlorofylem.
Fytoplankton je zdrojem potravy pro celou řadu organismů, včetně ryb, mořských ptáků a mořských savců. Hraje také významnou roli ve schopnosti oceánu absorbovat a ukládat oxid uhličitý. Vzhledem k jeho významu vědci aktivně sledují populace fytoplanktonu na celé hladině oceánu a jejich možnou reakci na změnu klimatu.
Za tímto účelem vědci sledují změny chlorofylu. Jedná se o vyhodnocování poměru modrého a zeleného světla odraženého od povrchu oceánu, které lze účinně sledovat pomocí satelitních pozorování. V roce 2010 však studie varovala, že pokud by vědci sledovali pouze chlorofyl, trvalo by nejméně 30 let, než by zaznamenali jakýkoli trend způsobený změnou klimatu.
Foto: Jeff Schmaltz – NASA Earth Observatory/Wikipedia
Změny v oceánu
Ve své nové studii vědci prošli měření barvy oceánů, která provedl spektroradiometr MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) – přístroj na družici Aqua, který sleduje barvu oceánů již více než 20 let.
Družice zachycuje barevné rozdíly v oceánu, které jsou lidským okem nepostřehnutelné. Zatímco většinu oceánu obvykle vnímáme jako modrou, skutečná barva zahrnuje řadu jemnějších vlnových délek, včetně modré, zelené a dokonce i červené. Vědci ve své studii provedli statistickou analýzu na základě údajů ze satelitních měření od roku 2002.
Zpočátku se zaměřili na zkoumání rozsahu kolísání barev mezi různými oblastmi v rámci jednoho roku, což jim umožnilo nahlédnout do jejich přirozených výkyvů. Poté svou metodu rozšířili na delší období. Díky této analýze se objevil jasný trend, který nebylo možné vysvětlit typickou meziroční proměnlivostí.
Výzkumníci pak použili klimatický model, aby zjistili, zda existuje souvislost mezi pozorovaným trendem a změnou klimatu. Simulovali oceány podle dvou scénářů: jeden přidával skleníkové plyny a druhý je neobsahoval. První z nich předpovídal změny barvy oceánů přibližně v 50 % světových oceánů – v souladu s tím, co tým zjistil.
„Barva oceánů se změnila,“ uvedl Dutkiewicz ve svém prohlášení. „A my nedokážeme říct jak. Ale můžeme říci, že změny barvy odrážejí změny ve společenstvech planktonu, které ovlivní vše, co se planktonem živí. Změní se také to, jak moc bude oceán pohlcovat uhlík, protože různé druhy planktonu k tomu mají různé schopnosti.“
Jak moc se může ještě naše planeta oteplit a jak rychle? Jaké budou důsledky globální změny klimatu a jaký na nás budou mít dopad? A hlavně, co se s tímto problémem dá dělat? Odpovědi jsou jednodušší, než by se mohlo zdát, ale pozor: mnohé z nich nejsou hezké a hovoří o nepopiratelné pravdě, že globální změna klimatu je problém, který musí řešit celé lidstvo, a to hned, píše Grunge.
Jak horká může Země být?
Podle analýzy Mezivládního panelu pro změnu klimatu, orgánu OSN, se průměrná teplota zemského povrchu od průmyslové revoluce zvýšila přibližně o 1°C. Analýza poukazuje na to, že se jedná o globální průměr – v některých částech světa se průměrná teplota zvýšila ještě více a důsledky se již začaly projevovat. Pařížská dohoda o klimatu z roku 2015, dohoda mezi členskými státy o omezení emisí skleníkových plynů, si klade za cíl udržet tento nárůst průměrné teploty pevně pod dvěma stupni, přičemž stanoveným cílem je udržet ho pod 1,5 stupně – tedy pod hranicí, za níž se některé změny mohou stát nevratnými.
Stojí za to položit si otázku: Pokud bychom i nadále bez rozmyslu vypouštěli do atmosféry emise skleníkových plynů a nepřijali žádná opatření ke zmírnění následných klimatických změn, jak horká by Země mohla být? Bohužel, horní hranice skutečně neexistuje – ale existuje bod, kdy by se Země stala zcela neobyvatelnou, což je zhruba 12°C nad úrovní před průmyslovou revolucí. To není hypotetický scénář: V minulosti Země zažila pět masových vymírání, přičemž nejhorší bylo před 252 miliony let, kdy kombinace environmentálních faktorů, včetně uvolňování přebytečného uhlíku a metanu do atmosféry, způsobila zvýšení průměrné globální teploty nad 5°C – a vyhubila více než 90 % všech druhů na Zemi. V současnosti samozřejmě vypouštíme do atmosféry mnohem více emisí – a tato záludná kombinace environmentálních faktorů by mohla v kombinaci s průmyslovou činností vyhnat průměrnou globální teplotu do nevídaných výšin.
EL NIÑO by mohl příštích pár let ještě zhoršit
Přírodní povětrnostní jevy mohou vést k výraznému, i když dočasnému, nárůstu globálních teplot. Jeden z nich by nás měl obzvláště zajímat: El Niño, periodické oteplování povrchových teplot moří, které může mít drastické a nepředvídatelné účinky jak na místní počasí, tak na celkové globální klima. Podle předpovědí by se jeho vliv měl ukázat v plné síle koncem roku 2023, během předchozího výskytu – v letech 2014 až 2016 – Země zaznamenala svůj nejteplejší rok v historii. I když se El Niño teprve začíná prosazovat, v polovině roku 2023 už dával roku 2016 vale, protože 3. červenec 2023 byl oficiálně nejteplejším dnem, jaký byl kdy v historii lidstva zaznamenán, a vědci varují, že je to teprve začátek.
„Není to rekord, který by se dal oslavovat,“ řekla Friederike Ottová, přednášející na Granthamově institutu pro klimatické změny a životní prostředí ve Velké Británii, „a nebude to rekord na dlouho, protože léto na severní polokouli je stále z větší části před námi a El Niño se rozvíjí“. Až se tento jev naplno rozběhne, téměř jistě přispěje k většímu oteplování – a způsobí chaos v povětrnostních systémech po celém světě, což v některých oblastech přinese přívalové deště a v jiných zase puchýřovitá sucha. Je zřejmé, že v příštích několika letech to bude výzva, pokud jde o omezení zvyšování průměrných globálních teplot – ale pokud se tuto výzvu nepodaří splnit, několik následujících let pravděpodobně přinese milník, kterého se klimatologové obávají.
Příštích pět let může přinést chmurný milník
Některé studie, včetně Mezivládního panelu pro změnu klimatu, varovaly, že oteplení o 1,5°C oproti předindustriálnímu období by se mohlo stát realitou již v roce 2040 – bohužel se však tyto odhady začínají jevit jako příliš optimistické. Podle studie Světové meteorologické organizace z roku 2023 je v současné době šance, že v letech 2023 až 2027 dosáhneme této hranice alespoň v jednom roce, asi 66 procent – a šance, že dosáhneme dalších, podobně chmurných milníků, jako je nový nejteplejší rok v historii a nový nejvyšší pětiletý průměr, je podstatně vyšší.
Pokud se tato referenční hodnota 1,5°C stane novou normou, dojde k výrazným změnám, které se dotknou obrovských skupin světové populace. Zvyšující se teplota moří by mohla způsobit, že světové korálové útesy, které se již nyní potýkají s problémy, zcela vymřou. Teplejší atmosféra se stane vlhčí, což přispěje k tomu, že extrémní povětrnostní jevy – jako například mimořádně silné hurikány budou ještě běžnější. Vlny veder v některých oblastech budou delší a extrémnější a stoupající hladina moří zhorší osud mnoha měst po celém světě, která se již nyní pomalu potápějí. V tuto chvíli bude těžké ignorovat důsledky nečinnosti – ale pokud v tom budeme pokračovat, můžeme brzy dosáhnout bodu, z něhož už nebude návratu.
Příští desetiletí by mohlo mít katastrofální následky
V listopadu 2022 zveřejnila Rámcová úmluva OSN o změně klimatu zprávu, která analyzovala shromážděné údaje ze všech členských zemí Pařížské dohody, aby posoudila celkovou účinnost přístupu těchto zemí ke snižování emisí skleníkových plynů. Zpráva ve zkratce došla k závěru, že přijímaná opatření jednoduše nestačí k tomu, aby drasticky zpomalila nebo zastavila růst průměrné globální teploty.
Studie, kterou zveřejnil časopis Proceedings of the National Academy of Sciences, naznačuje, že jsme skutečně na cestě k překročení hranice 1,5°C mnohem dříve, než se dříve odhadovalo, a co hůř, že hranice 2°C bychom mohli dosáhnout během deseti let, i kdyby se emise skleníkových plynů výrazně snížily pod současnou úroveň. Pokud k tomu dojde, můžeme očekávat ještě extrémnější teploty, zejména v tropických oblastech, a řadu dalších dopadů, včetně sucha, které by mohlo ohrozit zásoby čisté vody v některých regionech; ještě silnější extrémní počasí a celkově větší množství srážek, což povede k tomu, že se více obydlených oblastí bude potýkat se záplavami; více případů lesních požárů a hrozbu vyhynutí mnoha rostlinných a živočišných druhů. Z již zmíněné zprávy IPCC navíc vyplývá, že v tomto okamžiku se mnohé změny zemského klimatu stanou trvalými – a snížení průměrné globální teploty zpět na 1,5°C nad úroveň před průmyslovou revolucí již nebude možné.
Foto: TheDigitalArtist/Pixabay
Na konci tohoto století by se svět mohl radikálně změnit
Pokud bude oteplování pokračovat nad průměrnou globální hodnotu 2 °C oproti předindustriálnímu období, jeho důsledky se jen zvýrazní – a i když k tomu pravděpodobně nedojde během našich životů, naše děti a jejich děti zdědí radikálně změněný a velmi nepřátelský svět. To bylo podrobně popsáno ve shrnutí zprávy Mezivládního panelu pro změnu klimatu, který konstatoval obrovskou propast mezi tím, co dělají členské státy Pařížské dohody, a tím, co je skutečně třeba udělat.
Podle shrnutí by do roku 2100 mohlo dojít ke zvýšení průměrné globální teploty o 2,5°C, což by s sebou přineslo mimo jiné smrt nesčetných tisíců lidí v důsledku častých a vražedných vln veder, prakticky celosvětovou hrozbu katastrofálních záplav, více epidemií smrtelných nemocí, obrovský nárůst oblastí postižených nedostatkem potravin a vody a částečný nebo úplný kolaps celých ekosystémů.
V projevu k novinářům na klimatickém summitu COP26 ve skotském Glasgow v roce 2021 připsala úřednice programu OSN pro životní prostředí Inger Andersenová vinu za nedostatečný pokrok přímo členským zemím. „Když se podíváme na to, co přišlo, na dodatečné závazky, upřímně řečeno, je to slon, který rodí myš,“ řekla Andersenová. „Neděláme dost. Nejsme tam, kde bychom měli být. A my musíme přikročit k mnohem větší akci, mnohem naléhavěji.“
Některé populace se budou topit, jiné hladovět
Drobné změny celkové globální teploty mohou vést k drastickým celosvětovým změnám, a pokud se vám svět zdá děsivý a nepřátelský při oteplení o 2,5°C, při oteplení o 3°C nebude vypadat jinak než děsivě. V rozhovoru pro časopis Science Norway po skončení summitu COP26 vyjádřil výzkumník z Bergenské univerzity Helge Drange znepokojivý názor, že na základě našeho současného kurzu je to nejen možné, ale i pravděpodobné. „Stupně 1,5 a 2 již považuji za téměř nedosažitelné,“ řekl. „Nyní je otázkou, jak blízko ke třem se dostaneme.“
Při oteplení o 3°C se budeme setkávat s vlnami veder, které se vyskytují jednou za generaci a mohou zabít tisíce lidí, a to třicetkrát častěji. Naše infrastruktura pro zvládání extrémních veder a hospodaření s vodou, která byla vybudována pro mnohem chladnější klima, se jednoduše stane nepoužitelnou – zapnutí klimatizace a budování dalších podzemních zařízení na čerpání vody, jako je to, které v současné době chrání např. Tokio před záplavami, prostě nepomůže. Zemědělství bude silně trpět a dojde k úhynu hospodářských zvířat, což povede k rozsáhlým epidemiím podvýživy a hladu; budou řádit lesní požáry a rozsáhlé pobřežní oblasti zmizí pod hladinou stoupajícího oceánu, což povede k vysídlení milionů lidí – a tání věčně zmrzlé půdy bude do atmosféry vypouštět ještě více skleníkových plynů, což oteplování ještě urychlí.
Masové vymírání
S pokračujícím nárůstem globálních teplot se rozsáhlé skupiny vysídlených osob pravděpodobně nebudou mít kam přestěhovat. V roce 2019 zveřejnil Program OSN pro životní prostředí krátké video, v němž nabádá státy světa, aby se spojily a snížily emise skleníkových plynů – s tím, že pokud tak neučiní, může průměrná globální teplota na přelomu příštího století vystřelit o 3°C nad předindustriální úroveň. Pokud se tak stane, značná část Země by se mohla stát neobyvatelnou – a masové vymírání obrovského množství rostlinných a živočišných druhů se stane nejen hrozbou, ale i skutečností.
Podle analýzy Kolumbijské klimatické školy může úbytek těchto druhů představovat pro lidstvo stejně velkou hrozbu jako vlny veder a katastrofální záplavy. S vymíráním druhů se může nepředvídatelným způsobem narušit rovnováha ekosystémů, což povede například k šíření invazních druhů a k likvidaci přirozených ochranných pásem proti infekčním chorobám.
Úbytek druhové rozmanitosti by navíc způsobil vážné narušení již tak nestabilního potravního řetězce, což by urychlilo podvýživu a hladovění, které již způsobuje neúroda a zmenšující se stáda hospodářských zvířat. S dalším nárůstem průměrné globální teploty bude až příliš patrná vzájemná provázanost systémů naší planety , až začnou všechny selhávat, může se stát, že planeta přestane být pro současnou lidskou populaci pohostinná.
Zlomové okamžiky mohou přijít nečekaně
Je třeba zdůraznit, že i když emise skleníkových plynů zůstanou konzistentní a konstantní, neznamená to, že růst průměrných globálních teplot bude stejný. Jak upozorňuje analýza University Corporation for Atmospheric Research, zvyšování teplot by mohlo nepředvídatelným způsobem vyvolat řadu ničivých „spouštěcích bodů“, událostí, které by pak mohly způsobit mnohem rychlejší zrychlení tempa oteplování.
Tyto spouštěcí body jsou různé, ale všechny jsou dost děsivé. Například náhlé uvolnění velkého množství metanu v důsledku tání arktického věčně zmrzlého ledu, které by výrazně zesílilo skleníkový efekt, nebo změna cirkulace vod ve světových oceánech, která by narušila způsob distribuce tepla v atmosféře. Dále hrozí rychlé zhroucení velkých částí ledových příkrovů v Antarktidě a Grónsku, což by v krátké době vedlo k většímu než předpokládanému zvýšení hladiny moří, nebo nasycení světové mořské vody oxidem uhličitým, což by eliminovalo hlavní přírodní filtr tohoto skleníkového plynu.
UCAR poznamenal, že žádná z těchto událostí není v nejbližších desetiletích extrémně pravděpodobná – ale „nepravděpodobné“ neznamená „nemožné“ a „pravděpodobně ne v dohledné době“ neznamená „nikdy“.
Peklo na zemi
Pokud průměrná globální teplota bude o 4°C vyšší než před průmyslovou revolucí, začne Země vypadat jako děsivá dystopická pekelná krajina, kterou by si jen těžko představoval i Hollywood. V roce 2014 zveřejnila Světová banka zprávu, ve které popisuje důsledky toho, že se Země ohřeje na takovou úroveň, a jsou vskutku děsivé. Prakticky všechna světová pobřežní města budou ztracena v mořích, zavládne nedostatek potravin a vody a nové strašné nemoci vyhubí obrovské části populace. Ty oblasti světa, které se nebudou péct v téměř nekonečných vlnách veder, budou neustále ohroženy megalomanskými bouřemi a neustálými záplavami a oceány se okyselí, což povede k úbytku obrovských populací mořských živočichů. Stručně řečeno: peklo na Zemi.
Možná řešení
Ale máme i dobré zprávy: Technologie a know-how, které umožňují částečně nebo dokonce zcela zabránit důsledkům změny klimatu, již existují. Pokud jde o zpomalení růstu globální teploty v důsledku lidské činnosti, klimatologové v podstatě přesně vědí, co je třeba udělat: postupně vyřadit fosilní paliva ve prospěch obnovitelných zdrojů energie, realizovat nové stavební a průmyslové projekty se zaměřením na energetickou účinnost, přejít z benzinových vozidel na elektrická a omezit kácení lesů (které slouží jako další obrovský přírodní filtr oxidu uhličitého). Otázkou samozřejmě je, zda světové vlády přijmou potřebná opatření a především, zda se podaří donutit energetické společnosti, které ze současného stavu profitují, aby změnily svůj kurz.
Stojí také za zmínku, že i kdyby se vliv skleníkových plynů z průmyslové činnosti okamžitě zastavil, globální nárůst průměrné teploty by pokračoval přirozenou cestou (přinejmenším do příští doby ledové, která však nastane až za 50 000 let nebo déle). To znamená, že kromě opatření ke snížení našeho vlivu na klimatické změny by bylo rozumné přijmout také opatření k přizpůsobení se přirozeně probíhajícímu oteplování – například opatření, jako je zlepšení protipovodňových a odvodňovacích systémů, přizpůsobení zemědělství změnám v délce vegetačních období a větší vyčlenění prostředků na hospodaření v lesích.
Boj proti změně klimatu bude zkrátka vyžadovat trvalé a mnohostranné úsilí celého lidstva – úsilí, na němž závisí naše budoucnost na této planetě.
Nová studie varovala, že Grónský ledovec taje zdola nahoru a je nyní největším samostatným přispěvatelem ke globálnímu vzestupu hladiny moří. Výzkumníci pozorovali „bezprecedentní“ rychlost tání na dně ledového příkrovu, způsobenou obrovským množstvím tání vody padající z povrchu na základnu. Jak voda z taveniny klesá, energie se přeměňuje na teplo podobným způsobem, jakým se vyrábí vodní energie ve velkých přehradách, napsal Daily Mail Online.
Tento efekt je zdaleka největším zdrojem tepla pod druhým největším ledovým příkrovem na světě, zjistil mezinárodní tým vědců pod vedením University of Cambridge, což vede k fenomenálně vysokým rychlostem tání na jeho základně.
Vědci pozorovali „bezprecedentní“ rychlost tání na dně ledové pokrývky, způsobenou obrovským množstvím tající vody padající z povrchu na základnu.
Jak globální oteplování ovlivňuje ústup ledu?
Globální oteplování způsobuje nárůst teplot po celém světě. To je zvláště výrazné v zeměpisných šířkách blíže k pólům. Rostoucí teploty, permafrost, ledovce a ledové příkrovy, to vše se snaží udržet v kontaktu s teplejším klimatem.
Jak teploty stouply o více než stupeň nad předindustriální úroveň, led stále taje. Například tání ledu na grónském ledovém štítu vytváří „jemná jezera“, která pak dále přispívají k tání. Tato pozitivní zpětná vazba se nachází také na ledovcích na vrcholcích hor.
Mnohé z nich byly zamrzlé od poslední doby ledové a výzkumníci zaznamenávají značný ústup. Některé živočišné a rostlinné druhy jsou silně závislé na chladných podmínkách, které ledovce poskytují, a migrují do vyšších nadmořských výšek, aby našly vhodné stanoviště.
To představuje vážnou zátěž pro ekosystémy, protože ve stále se zmenšující oblasti žije více zvířat a více druhů. Kromě tlaku na životní prostředí nedostatek ledu na horách výrazně zvyšuje riziko sesuvů půdy a sopečných erupcí. Tento jev se vyskytuje v několika pohořích po celém světě.
To bylo také viděno v oblastech Antarktidy.
Mazací účinek tající vody má silný vliv na pohyb ledovců a množství ledu vypouštěného do oceánu, ale přímé měření podmínek pod více než 1 km ledu ke dnu je výzvou, zejména v Grónsku, kde ledovce patří mezi nejrychleji se pohybující na světě.
Odborníci tvrdí, že to ztěžuje pochopení dynamického chování grónského ledového příkrovu a předpovídání budoucích změn. Jak teplota stoupá a přibývá denní sluneční světlo, každé léto se na povrchu ledového příkrovu tvoří tisíce jezer a potoků s tající vodou.
Ale mnohá z těchto jezer rychle odtékají ke dnu a propadají trhlinami a velkými zlomy, které se tvoří v ledu. S pokračující dodávkou vody z potoků a řek zůstávají spojení mezi povrchem a korytem často otevřená.
Profesor Poul Christoffersen z Cambridge’s Scott Polar Research Institute studoval tato jezera s tající vodou, jak a proč se tak rychle vypouštějí, a jaký mají vliv na celkové chování ledové pokrývky, když globální teploty stále rostou.
Současná práce, která zahrnuje výzkumníky z Aberystwyth University, je vyvrcholením sedmileté studie zaměřené na Store Glacier, jeden z největších odbytišť z grónského ledového štítu.
„Při studiu bazálního tání ledových příkrovů a ledovců se podíváme na zdroje tepla, jako je tření, geotermální energie, latentní teplo uvolněné tam, kde voda zamrzne, a tepelné ztráty do ledu nahoře,“ řekl Christoffersen.
„Ale na co jsme se ve skutečnosti nedívali, bylo teplo generované samotnou odtékající vodou z tání. „Ve vodě, která se tvoří na povrchu, je uložena spousta gravitační energie, a když spadne, energie musí někam jít.“
K měření rychlosti tání na úpatí ledového příkrovu výzkumníci použili radio-echo sondování, techniku vyvinutou na British Antarctic Survey a používanou dříve na plovoucích ledových příkrovech v Antarktidě. „Nebyli jsme si jisti, že tato technika bude fungovat i na rychle tekoucím ledovci v Grónsku,“ řekl kolega, doktor Tun Jan Young, který radarový systém na Store Glacier nainstaloval jako součást svého doktorského studia v Cambridge.
„Ve srovnání s Antarktidou se led deformuje opravdu rychle. V létě je tam hodně velké tání vody, což práci komplikuje.“
Bylo zjištěno, že rychlosti tání na základně jsou stejně vysoké jako rychlosti naměřené na povrchu pomocí meteorologické stanice. A to i přesto, že povrch přijímá teplo ze slunce, zatímco základna nikoliv. Aby vysvětlili výsledky, vědci z Cambridge se spojili s vědci z Kalifornské univerzity Santa Cruz a Geological Survey of Denmark and Grónsko.Grafika ukazuje předpokládané tání grónského ledovce.
Výzkumníci vypočítali, že až 82 milionů metrů krychlových roztavené vody bylo každý den během léta 2014 přeneseno na dno Store Glacier.
Odhadli, že energie produkovaná klesající vodou během vrcholných období tání byla srovnatelná s energií produkovanou přehradou Tři soutěsky v Číně, největší vodní elektrárnou světa.
S oblastí tání, která se na vrcholu léta rozšiřuje na téměř milion čtverečních kilometrů, produkuje grónský ledový štít více vodní energie než deset největších světových vodních elektráren dohromady, zjistili vědci.
„Vzhledem k tomu, čeho jsme svědky ve vysokých zeměpisných šířkách, pokud jde o změnu klimatu, by se tato forma vodní energie mohla snadno zdvojnásobit nebo ztrojnásobit, a my stále tato čísla ani nezahrnujeme, když odhadujeme příspěvek ledového příkrovu ke zvýšení hladiny moře,“ řekl. Christoffersen.
Vědci porovnávali měření teploty ze senzorů instalovaných v nedalekém vrtu, aby ověřili rychlosti tání zaznamenané radarem. Na základně zjistili, že teplota vody dosahuje až 33 °F (0,88 °C), což je neočekávaně teplo na základnu ledového příkrovu s bodem tání 31 °F (-0,40 °C).
„Pozorování vrtu potvrdilo, že voda z tání se při dopadu na dno zahřívá,“ řekl Christoffersen. Výzkumníci spočítali, že až 82 milionů metrů krychlových roztavené vody bylo každý den během léta 2014 přeneseno do dna Store Glacier.
„Důvodem je, že bazální drenážní systém je mnohem méně účinný než zlomy a kanály, které přivádějí vodu přes led. Snížená účinnost odvodnění způsobuje ohřívání třením uvnitř vody samotné.
„Teplo generované padající vodou taje led zdola nahoru a rychlost tání, kterou uvádíme, je naprosto bezprecedentní.“
Výzkumníci uvedli, že jejich studie poskytuje první konkrétní důkaz mechanismu ztráty hmoty ledového příkrovu, který zatím není zahrnut v projekcích globálního vzestupu hladiny moří.
Zatímco vysoké rychlosti tání jsou specifické pro teplo produkované v subglaciálních drenážních cestách vedoucích povrchovou vodu, objem povrchové vody produkované v Grónsku je obrovský a stále roste a téměř všechna odtéká do dna.
DO ROKU 2300 BY MOHLA HLADINA MOŘE ZVÝŠIT AŽ O 1,2 METRU
Globální hladina moří by mohla stoupnout až o 1,2 metru do roku 2300, i když splníme pařížské klimatické cíle pro rok 2015, varovali vědci. Dlouhodobá změna bude způsobena táním ledu z Grónska do Antarktidy, které má znovu vykreslit globální pobřeží.
Vzestup hladiny moří ohrožuje města od Šanghaje po Londýn, po nízko položené oblasti Floridy nebo Bangladéše a celé národy, jako jsou Maledivy. Je životně důležité, abychom omezili emise co nejdříve, abychom se vyhnuli ještě většímu nárůstu, uvedl v nové zprávě německý tým výzkumníků.
Do roku 2300 zpráva předpokládala, že hladina moří vzroste o 0,7–1,2 metru, i když téměř 200 národů plně splní cíle podle Pařížské dohody z roku 2015. Mezi cíle stanovené v dohodách patří snížení emisí skleníkových plynů na čistou nulu ve druhé polovině tohoto století.
Hladiny oceánů budou neúprosně stoupat, protože již emitované průmyslové plyny zachycující teplo, budou setrvávat v atmosféře a tát více ledu, uvedl. Voda se navíc přirozeně rozpíná, když se zahřeje nad čtyři stupně Celsia (39,2 °F).
Každých pět let zpoždění po roce 2020 v dosažení vrcholu globálních emisí by znamenalo zvýšení hladiny moří o 20 centimetrů (8 palců) navíc do roku 2300.
„Hladina moře je často sdělována jako opravdu pomalý proces, se kterým nemůžete nic dělat…, ale na příštích 30. letech opravdu záleží,“ řekl hlavní autor doktor Matthias Mengel z Postupimského institutu pro výzkum klimatických dopadů v Postupimi v Německu.
Žádná z téměř 200 vlád, které podepsaly Pařížské dohody, není na dobré cestě své závazky splnit.
Zdroj: Daily Mail Online
Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Vody jižního oceánu pohltily velkou část přebytečného tepla a uhlíku generovaného lidstvem
Joellen Russellová nebyla připravena na desetimetrové vlny, které bušily do její výzkumné lodi během expedice na jih od Nového Zélandu. „Připadalo mi to, jako by loď byla rozdrcena pokaždé, když jsme narazili do hory vody,“ vzpomíná Russellivá, oceánská modelářka z Arizonské Univerzity v Tucsonu. V jednu chvíli ji málem přenesla přes palubu zlotřilá vlna, napsal server Nature.
Co ji ale opravdu vyděsilo, byl proud dat ze senzorů analyzujících mořskou vodu. Jak se loď nakláněla a sténala, uvědomila si, že povrch oceánu má nízký obsah kyslíku, vysoký obsah uhlíku a extrémně je kyselý – překvapivé známky toho, že je voda bohatá na živiny, která se obvykle nachází v hlubinách moře, nyní dosáhla povrchu. Jak se ukázalo, Russellová plula na vlnách prastaré vody, která nebyla po staletí vystavena atmosféře.
Ačkoli to bylo kontroverzní, když se s tím v roce 1994 setkala, je nyní tento mohutný vzestup uznáván jako charakteristický znak Jižního oceánu. Tajemné zvíře, které víří kolem Antarktidy a je poháněno nejsilnějšími trvalými větry na světě. Jižní oceán absorbuje velké množství oxidu uhličitého a tepla z atmosféry, což zpomalilo rychlost globálního oteplování. A jeho silné proudy pohánějí velkou část globálního oceánského oběhu.
Nepřátelské podmínky držely oceánografy na uzdě po celá desetiletí, ale nyní probíhá nová éra vědy. Výzkumníci z celého světa se sjíždějí do regionu s plováky, kotvišti, loděmi, kluzáky, satelity, počítačovými modely a dokonce i těsněními vybavenými senzory. Cílem je zaplnit obrovské mezery v datech a posílit porozumění tomu, jak funguje jižní oceán a globální klima. To by mohlo být klíčem ke zlepšení předpovědí, jak rychle se svět oteplí, jak dlouho přežije antarktický ledový příkrov a jak rychle poroste hladina moří.
„Bylo úžasné vidět tuto explozi informací,“ říká Arnold Gordon, oceánograf z Lamont-Doherty, Zemské Observatoře v Palisades v New Yorku, který vedl některé z prvních průzkumů Jižního oceánu v 60. letech. „Nové technologie nám umožňují přístup do těchto odlehlých oblastí a jsme mnohem méně závislí na řízení lodi přes mořský led.“
Již počáteční údaje z řady oceánských plováků naznačují, že stoupající vody by mohly omezovat množství CO2, které jižní oceán ročně absorbuje. To vyvolává nové otázky o tom, jak účinné budou tyto vody jako brzda globálního oteplování v příštích desetiletích.
„Jižní oceán nám v současné době dělá velkou klimatickou laskavost, ale není to nutně tak, že v tom bude pokračovat i v budoucnu,“ říká Michael Meredith, oceánograf z British Antarctic Survey v Cambridge ve Spojeném království. Meredith vede řadu expedic během příštích pěti let, které mají pomoci zdokumentovat příjem tepla a uhlíku. „Je to opravdu klíčové místo pro studium těchto věcí.“
Sledování uhlíku
Záhady jižního oceánu lákaly průzkumníky po staletí, ale díky jedinečné geografii regionu je to nebezpečné místo pro lodě. Neexistují žádné pevniny, které by zkrotily větry a vlny, které se ohánějí kolem planety na 60° j. š. A led obklopující Antarktidu je proslulý tím, že pohlcuje svéhlavá plavidla, včetně Endurance Ernesta Shackletona z roku 1915.
Vědci si teprve v 80. letech 20. století začali uvědomovat, jak důležitý je region pro kontrolu globálního klimatu, když se několik skupin snažilo vysvětlit, co způsobilo, že koncentrace CO 2 v atmosféře během poslední doby ledové klesly asi o jednu třetinu a později vzrostly. Oceánograf Jorge Sarmiento z Princetonské univerzity v New Jersey si uvědomil, že změny v cirkulaci a biologii v jižním oceánu mohou pomoci ochladit a zahřát planetu.
O tři desetiletí později vede Sarmiento úsilí o shromáždění prvních dat v reálném čase o chemických a biologických procesech, které řídí uhlík v jižním oceánu. Projekt SOCCOM (South Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling Project) v hodnotě 21 milionů USD již nasadil 51 z plánovaných 200 robotických plováků, které se pohupují nahoru a dolů v horních 2000 metrech jižního oceánu. Na základě globálního pole Argo, které se skládá z více než 3 700 plováků sbírajících údaje o teplotě a slanosti, plováky SOCCOM také měří kyslík, uhlík a živiny.
S novými daty může Sarmiento a jeho tým otestovat své modely a zpřesnit odhady toho, jak se CO2 pohybuje mezi moři a oblohou. Nepřímé důkazy naznačují, že jižní oceán je čistým úložištěm uhlíku a pohltil až 15 % uhlíkových emisí vypouštěných lidstvem od průmyslové revoluce. V některých obdobích roku a na určitých místech v této oblasti však povrchové vody bohaté na uhlík uvolňují CO2 do atmosféry.
Nyní vědci získávají některé ze svých prvních záblesků v téměř reálném čase toho, co se děje v jižním oceánu, zejména v zimě. „Hned na začátku vidíme toky CO2 do atmosféry, které jsou mnohem větší, než jsme předtím odhadovali,“ říká Sarmiento. „Je to prostě revoluční.“
Nepublikovaná analýza je založena na pouhých 13 plovácích, které byly ve vodě alespoň rok, takže nyní je otázkou, zda vyšší emise CO2 během zimy představují větší trendy v celém jižním oceánu.
„Je to docela vzrušující,“ říká Alison Grayová, postdoktorandka z Princetonu, která studii vede. „Znamenalo by to, že potenciálně je v jižním oceánu mnohem slabší uhlíková jímka, než se odhadovalo.“
Náznaky něčeho podobného už byly vidět. V roce 2007 tým vedený Corinne Le Quéré, nyní ředitelkou Tyndall Center for Climate Change Research v Norwichi ve Velké Británii, publikoval v Science 2 studii , která naznačuje, že míra absorpce uhlíku v jižním oceánu se mezi lety 1981 a 2004 snížila. autoři obviňovali změny z větrů, které obklopují antarktický kontinent. Rychlost těchto větrů se během té doby zvýšila, pravděpodobně v důsledku díry ve stratosférické ozónové vrstvě nad Antarktidou a možná v důsledku globálního oteplování. Silnější vítr dokáže lépe vytáhnout hlubokou prastarou vodu, která uvolňuje CO2, když se dostane na povrch. To by způsobilo čisté oslabení uhlíkové jímky.
Pokud by tento trend pokračoval, úroveň atmosférického CO2 by v budoucnu stoupala ještě rychleji. Studie v Science z loňského roku však zjistila, že propad uhlíku začal sílit na počátku 21. století .
Le Quéré říká, že není jasné, zda je tento nárůst absorpce CO2 návratem k normálu nebo odchylkou od dlouhodobého oslabení propadu. Bez ohledu na to, jak říká, je nyní jasné, že jižní oceán může být mnohem nestálejší, než si vědci mysleli.
SOCCOM plováky pravděpodobně pomohou výzkumníkům odpovědět na tyto otázky, ale může trvat roky, než budou moci říci něco konkrétního o trendech. Ani Le Quéré není přesvědčen, že nová síť plováků poskytne dostatek detailů. V článku zveřejněném 4.července zjistila, že modely absorpce uhlíku v jižním oceánu silně závisí na předpokladech o struktuře tamní potravní sítě. Říká, že klimatologové musí zlepšit své chápání typu a načasování květů fytoplanktonu a zooplanktonu, pokud chtějí mít své klimatické projekce správné. „Podle mého názoru je to další hranice,“ říká.
Oteplování vod
Uhlík je pouze částí příběhu v jižním oceánu. Vědci také začínají zjišťovat, co se stane s veškerým teplem, které se tam absorbuje.
Jižní oceán je výchozím bodem pro síť proudů, které přenášejí vodu, teplo a živiny skrz oceánské pánve. Poblíž Antarktidy povrchové vody normálně vychladnou a zhustnou natolik, že klesnou na dno oceánu a vytvářejí propastné proudy, které obepínají mořské dno, když proudí na sever do Pacifiku, Atlantiku a Indického oceánu.
Mnoho z toho, co vědci o těchto proudech vědí, pochází z průzkumů lodí prováděných zhruba každých deset let od počátku 90. let. V roce 2010, když vědci analyzovali data z průzkumů, zjistili výrazný trend oteplování v propastných vodách, které nějakým způsobem absorbovaly asi 10 % přebytečného tepla pocházejícího z globálního oteplování.
Úroveň oteplování v hlubokém oceánu byla překvapením a výzkumníci navrhli několik vysvětlení, která se soustředí na jižní oceán. Jedním z faktorů by mohlo být, že povrchové vody kolem Antarktidy se staly méně slanými, částečně kvůli nárůstu letních srážek nad oceánem. Čerstvější povrchová voda je méně hustá, takže změna by udusila zásobu studené vody klesající na mořské dno, aby napájela spodní proudy. „Hluboká voda se ohřívá, protože se nedostává tolik studené vody,“ říká Gregory Johnson, oceánograf z National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) v Seattlu, Washington, který je spoluautorem analýzy z roku 2010.
Jižní oceán nám v tuto chvíli dělá velkou laskavost, ale není to nutně tak, že bude pokračovat.
Dosud nepublikovaná analýza založená na počátečních datech ze třetího kola průzkumů lodí nachází podobné trendy, ale výzkumníci toužili po častějších měřeních, aby poskytli úplnější obrázek. To by se mohlo stát, pokud by se navrhovaný mezinárodní projekt posunul vpřed. Nazývá se Deep Argo a bude se jednat o řadu plováků, které se pravidelně potápí až na dno oceánu. Johnson je zapojen do amerického konsorcia, které testuje 13 plováků v pánvi u pobřeží Nového Zélandu a dalších devět jižně od Austrálie.
Jiní používají kotviště ke sledování hlubokých vodních toků. Od roku 1999 Gordon udržuje řadu kotvišť ve Weddellově moři, jedné z hlavních oblastí, kde se studené povrchové vody potápějí a vytvářejí mořské spodní proudy. Viděl, že hluboká voda je v některých oblastech méně slaná, ale dlouhodobé trendy nejsou jasné.
„Skutečně jen škrábeme na povrch toho, jak se mění spodní vody a jak to ovlivňuje rozsáhlou globální cirkulaci oceánů,“ říká.
Po okraji
V lednu 2015 křižovali oceánografové na palubě australského ledoborce Aurora Australis u pobřeží Antarktidy, když se jim naskytla jedinečná příležitost. Po trhlině v mořském ledu se jim podařilo dosáhnout okraje ledovce Totten, jednoho z největších odvodňovacích bodů ledového příkrovu východní Antarktidy. Žádná jiná expedice se nedostala do vzdálenosti 50 kilometrů od ledovce.
Tým nasadil plováky a kluzáky do vod kolem a pod ledovcem, který je na předním okraji silný 200 metrů. To, co našli, je šokovalo. Voda na přední straně ledovce byla o 3 °C teplejší než bod mrazu na úpatí ledovce.
„Vždy jsme si mysleli, že Totten je příliš daleko od teplé vody, než aby byl citlivý, ale našli jsme teplou vodu po celém šelfu,“ říká Steve Rintoul, oceánograf z Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Center v Hobartu v Austrálii.
Vědci již prokázali, že proudy teplé vody podrývají západní antarktický ledový štít v mnoha oblastech podél poloostrova, kde ledovce zasahují do oceánu. Ale Rintoul říká, že tato expedice poskytla některé z prvních pádných důkazů, že stejné procesy ovlivňují východní Antarktidu, což vyvolává nové otázky ohledně životnosti mamutích ledových příkrovů, které pokrývají kontinent.
Zatím neexistuje jasná odpověď na to, co pohání oteplování těchto blízkopovrchových proudů. Některá vysvětlení se odvolávají na změny ve větrech nad jižním oceánem a vzestup teplých vod. Jiné se zaměřují na čerstvější povrchové vody a expanzi mořského ledu v některých oblastech. Kombinace extra mořského ledu a čerstvějších povrchových vod by mohla vytvořit jakousi čepici na oceánu, která odvádí část teplejší vody směrem k pobřeží.
„Každý vědec, včetně mě, má své oblíbené vysvětlení,“ říká Gordon. „Ale tak věda funguje: čím více pozorujete, tím je to složitější.“
Hledání odpovědí může vyžadovat nábor některých stálých obyvatel Antarktidy. Meredithův tým z British Antarctic Survey plánuje vybavit tuleně Weddellovy senzory, aby zvířata mohla shromažďovat měření vody při hledání potravy pod mořským ledem podél kontinentálního šelfu. Tato zóna má zvláštní význam, protože je to přesně místo, kde studená voda začíná sestupovat do propasti.
„Procesy, které se dějí v této oblasti šelfu, jsou velmi důležité v globálním měřítku, ale jejich měření je velmi obtížné,“ říká Meredith. „Těleni tak nějak překračují tu bariéru.“
Pečeti Weddell jsou jen jednou složkou arzenálu expedice. Tým také pošle autonomní kluzáky pod mořský led na předem naprogramovaných trasách, aby sbíraly údaje o teplotě a slanosti až do hloubek 1000 metrů. Měření provedená z lodí pomohou vyplnit obraz toho, co se děje v této klíčové oblasti kolem Antarktidy – a jak to souvisí se zbytkem globální cirkulace oceánů.
Získání dat je jen poloviční výzvou. Nakonec vědci potřebují zlepšit své modely toho, jak proudy přenášejí teplo, CO 2 a živiny po celém světě. I když jsou vyzbrojeni lepšími měřeními, výsledky naznačují, že modeláři mají co dělat.
Analýza dat z průzkumů lodí naznačuje, že stoupající oceánská voda nestoupá v blízkosti Antarktidy jednoduchým způsobem. Spíše otočí kontinent jeden a půlkrát, než dosáhne povrchu. A Sarmientův tým v Princetonu zjistil, že pouze modely s nejvyšším rozlišením mohou přesně zachytit toto chování. Sarmiento říká, že může chvíli trvat, než modely budou moci simulovat, co se v této oblasti skutečně děje, ale je přesvědčen, že ten den nakonec nastane.
Pro Russella je to, jako by vědci konečně zvedali závoj na jižním oceánu. Poté, co se v roce 1994 vrátila ze své první plavby, začala se věnovat modelování, protože v té době nebylo dostatek údajů ke kvantifikaci účinků vzestupu, se kterým se setkala. Dnes to má na obě strany. Russell vede modelovací složku projektu SOCCOM a získává více dat, než o kterých kdy snila.
„Je to prostě skvělý čas být oceánografkou,“ říká, „i když na naší planetě provádíme tento opravdu děsivý geofyzikální experiment.“
Zdroj: Nature
Warning: Undefined array key "sssp-ad-overlay-priority" in /data/web/virtuals/326454/virtual/www/wp-content/plugins/seznam-ads/includes/class-seznam-ssp-automatic-insert.php on line 276
Foto: Ilustrační_ESO/A. Ghizzi Panizza (www.albertoghizzipanizza.com)
Foto: HoAnneLo/Pixabay
Foto: Katherine Stellingová, Oregonská státní univerzita / Tiskový zdroj
Foto: Sarah Lee/unsplash
Foto: USGS, Steve Groom, Volné dílo/Wikipedia
Foto: Jeff Schmaltz – NASA Earth Observatory/Wikipedia
Foto: USGS/Pixabay
Foto: TheDigitalArtist/Pixabay
Foto: Taken/Pixabay
Foto: 12019/Pixabay