Uniwersytet Śląski w Katowicach

W sierpniu 2022 roku powrócili do kraju członkowie 58. wyprawy polarnej Uniwersytetu Śląskiego na Spitsbergen (Svalbard). Ekspedycja stanowiła kolejny etap serii badań terenowych dotyczących zmian środowiska Arktyki pod wpływem przyśpieszonego ocieplania klimatu. Ilościowy monitoring oraz obserwacje zmian lodowców południowego Spitsbergenu są przedmiotem prac trzech wypraw UŚ w 2022 roku w rejonie Polskiej Stacji Polarnej nad fiordem Hornsund (1. wyprawa pod koniec zimy w kwietniu, 2. zakończona właśnie ekspedycja w lecie oraz 3. zaplanowana na jesień wyprawa w połowie września). Czteroosobowy zespół w składzie: dr Michał Ciepły, prof. dr hab. Jacek Jania, mgr Aleksandra Osika i mgr Dawid Saferna powrócił z Arktyki szczęśliwie, z dużym zasobem nowych danych, które przybliżą nas do zrozumienia mechanizmu ewolucji lodowców pod wpływem ocieplania klimatu.

Warunki pogodowe na Svalbardzie latem, w przewadze, sprzyjały pracom terenowym, jednakże zanotowano wysokie jak na warunki arktyczne temperatury powietrza rzędu +10 ^oC, co przyśpiesza topnienie lodowców. Większa ilość wód rozporowych z powierzchni lodowców uchodzących do morza dociera do ich dna i przyśpiesza ruch mas lodowych. Ponadto stymuluje szybsze omywanie klifów lodowych przez cieplejsze wody morskie. Te procesy prowadzą do intensywniejszego cielenia – odłamywania się gór lodowych. Dla lepszego zrozumienia funkcjonowania strefy marginalnej lodowców rozpoczęto testowanie nowoczesnej automatycznej aparatury do ciągłego monitoringu natężenia przepływu potoków wód roztopowych z podłoża lodowców – radarowy czujnik prędkości wody powierzchniowej OTT SVR 100 (zakup ze środków Inicjatywy Doskonałości Badawczej UŚ).

Fot. Radek Wojnar

Podczas wyprawy stwierdzono niezwykle intensywne zmniejszenie zasięgu lodowca Hansa (Hansbreen) w wyniku cielenia. Jest on obiektem stałego monitoringu badaczy z Uniwersytetu Śląskiego od 1982 roku. Intensywność „produkcji” gór lodowych należała do największej w całej historii obserwacji z wykorzystaniem metod geodezyjnych, fotogrametrycznych, a w ciągu ostatnich dwóch dekad także z pomocą automatycznych kamer fotograficznych (zdjęcia co 3 godziny). Stwierdzono również, że z 14 lodowców uchodzących wcześniej do wód fiordu Hornsund trzy „wycofały się” na ląd, a jeszcze jeden jest bliski utraty kontaktu z morzem. Oznacza to, że topnienie powierzchniowe mas lodowych, w połączeniu z większą utratą lodu w efekcie cielenia, prowadzi do dramatycznej transformacji środowiska polarnego. Mniejszy zasięg lodowców to szybsze nagrzewanie przez promienie słoneczne szerzej odsłoniętych skał i wód ich przedpola, a tym samym dodatkowe lokalne ocieplanie klimatu wzmacniające zmiany globalne. Prace te dofinansowane zostały w ramach konkursu „Widzialność centrów badawczych” Inicjatywy Doskonałości Badawczej oraz z Małych Projektów 2022 Instytutu Nauk o Ziemi.

Przewidywanie dalszych zmian bazuje na wspomnianych obserwacjach, ale także na odtwarzaniu środowiska badanego obszaru w niedawnej przeszłości geologicznej obejmującej ostatnie ok. 11 tys. lat (holocen), kiedy występowały okresy cieplejsze niż obecnie. Jest to przedmiot badań projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki w ramach konkursu PRELUDIUM 20, kierowanego przez mgr Aleksandrę Osikę, doktorantkę Międzynarodowej Środowiskowej Szkoły Doktorskiej przy Centrum Studiów Polarnych. Wyniki tegorocznych badań potwierdziły, że lodowiec Hansa dotknął w przeszłości epizod przyśpieszonego ruchu, zwanego szarżą. Do tej pory uważany był za lodowiec „normalny”. Nowe dowody geomorfologiczne wskazują, że i ten lodowiec szarżował, prawdopodobnie w XIX wieku, pozostawiając charakterystyczne formy rzeźby terenu, silnie zatarte przez wtórne procesy fluwialne i stokowe. Ma to ogromne znaczenie dla zrozumienia mechanizmu zaniku zlodowacenia Svalbardu w ciepłych okresach holocenu i współcześnie. Za szybki ruch mas lodowych w czasie szarży odpowiadają niedostatecznie zbadane jeszcze warunki w podłożu lodowców, ale z całą pewnością również obfitość wód roztopowych na dnie, które redukują tarcie mas lodowych o skały podłoża. Zatem im cieplej, tym prawdopodobieństwo szarży wzrasta, o ile lodowiec dysponuje odpowiednimi zasobami lodu. Wtedy, paradoksalnie, zwiększa swój zasięg – awansuje. Jednakże intensywniej cieli się i szybciej topnieje. Potem następuje faza uspokojenia z bardzo powolnym ruchem i przewagą topnienia powierzchni. Kolejne szarże są mniejsze. Można w uproszczeniu napisać, że lodowce Arktyki umierają w konwulsjach szarży.

Te i inne badania stanowiły szczególnie ważne zadanie wyprawy, także jako rekonesans terenowy w celu przygotowania przyszłorocznych międzynarodowych warsztatów terenowych, realizowanych w ramach projektu „Interdisciplinary Polar Studies (IPS-2023) Modular Meeting: Arctic Amplification-Glaciers-Environment” pod kierunkiem dr Elżbiety Łepkowskiej, finansowanego z grantu „Doskonała nauka” Ministerstwa Edukacji i Nauki (DNK/SP/513817/2021).

Lodowiec Hansa. Na pierwszym planie rwące potoki roztopowe | fot. Aleksandra Osika