Definicję Arktyki będzie trzeba napisać od nowa. Arktyka nie przypomina już obszaru polarnego sprzed wieku. Poza położeniem geograficznym i sytuacją geopolityczną, właściwie mamy do czynienia z nowym tworem – tylko, czy powinniśmy nadać mu nowe imię, czy zrewidować jego definicję? Przeprowadźmy mały test: zapamiętaj trzy pierwsze słowa lub pojęcia, jakie przychodzą ci do głowy, kiedy słyszysz słowo Arktyka.
Cogito Arcticus
Pewniakiem będzie zapewne niedźwiedź polarny, lodowiec, śnieg albo zimno. Być może zapiszesz imię jednego z odkrywców Arktyki, albo nazwę geograficzną, na przykład Hornsund. Te wszystkie skojarzenia będą jak najbardziej prawdziwe i słuszne, jednak opisują tylko jedną stronę Arktyki – tę nad powierzchnią morza, związaną z lądem i z tym, co się na nim dzieje. Arktyka nie od razu nasuwa skojarzenia z ekosystemem morskim, a to właśnie morze w dużej mierze decyduje o tym, czym jest Arktyka.
To, że lodowce znikają z powierzchni ziemi jest faktem i na szczęście o tym, że zmiany klimatu i związane z tym ocieplenie ma miejsce, nie trzeba już przekonywać tak, jak przed paroma laty. Lód znika jednak nie tylko z powierzchni lądu, ale także z powierzchni mórz i oceanów regionów polarnych. Niestety, lód morski nie jest tak fotogeniczny jak strzeliste, przytłaczające swą wielkością niebieskie klify lodowców, w związku z tym rzadziej jest przedmiotem zainteresowania opinii publicznej.
Znikający lód
Tempo znikania lodu morskiego można nazwać dramatycznym i nie będzie to przesada. Na animacjach poklatkowych przedstawiających sytuację lodową wokół bieguna północnego pierwsze, co rzuca się w oczy, to sezonowe zmiany zasięgu lodu. Lód przypomina pulsujący, żywy organizm – zimą zasięg lodu powiększa się osiągając swoje maksimum w marcu. Następnie, przemieszczając się pod wpływem falowania i prądów morskich, topnieje. Najmniej jest go w połowie września, u progu zimy. W każdym roku dzień maksymalnego i minimalnego zasięgu lodu jest różny, jednak póki co, przypadają one na marzec i wrzesień.
Śledząc niemal codzienne aktualizacje sytuacji lodowej na stronie Charctic Interactive Sea Ice Graph, można zauważyć, że na dzień 16.09.2020, zbliżamy się do absolutnego minimum lodowego dla 2020 roku i jest to drugi najniższy wynik w historii badań (zaraz po wyniku dla roku 2012). Topnienie lodu morskiego zakumulowanego w czasie poprzedniej zimy obecnie zwalnia, ale na pytanie, czy w 2020 powierzchnia lodu jeszcze bardziej zmaleje, będziemy mogli odpowiedzieć dopiero wówczas, kiedy lodu zacznie przybywać a linia odwzorowująca powierzchnię lodu na wykresie zacznie piąć się w górę.
Aby przedstawić ilustracyjnie powierzchnię lodu, jaką utraciliśmy, najlepiej porównać wartości minimalnego zasięgu lodu. Mediana powierzchni lodu (przypada w połowie posortowanego według wielkości ciągu obserwacji) z 30 lat w okresie 1981-2010 wynosi 6,334 miliony km2, natomiast na dzień 16.09.2020 wynosi 3,743 miliony km2. Różnica wynosi ponad 2,5 miliona km2. To ośmiokrotna wielkość Polski (albo tyle, co pas państw od Portugali, przez Hiszpanię, Francję, Belgię, Holandię, Niemcy, aż do Polski).
W marcu 2020 roku sytuacja lodowa była trochę lepsza niż w 2019 (był to jeden z „najgorszych” lat dla lodu morskiego), ale całkowita powierzchnia lodu plasowała się nadal wśród jednej z niższych pozycji w ponad 40-letniej historii prowadzenia obserwacji satelitarnych lodu morskiego. Różnice w zimowym, maksymalnym zasięgu lodu nie są jednak aż tak duże, jak we wrześniu. Co roku w marcu zasięg lodu niemal wraca do tego samego rozmiaru co „zawsze”. Można by się zastanowić, w czym więc tkwi problem? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy zmienić perspektywę i spojrzeć na lód przez pryzmat jego wieku, a nie powierzchni.
Stary lód
Lód nie ma terminu ważności. Najstarszy lód lodowcowy na Antarktydzie ma ponad milion lat, najstarszy lód na Grenlandii może mieć ponad 100 tysięcy lat. O starym lodzie morskim mówimy, kiedy ma więcej niż pięć lat. Wówczas, osiąga swoją „dojrzałość” - poprzez nakładające się na siebie warstwy lodu i śniegu przybywa mu grubości. Najstarszy lód morski może mieć grubość do około 4,5 metra. Tymczasem, obecnie lód morski, jaki pokrywa ocean Arktyczny, to tylko w 1% lód stary i gruby. Zdecydowaną większość stanowi lód jednoroczny w porywach do 1,5 metra grubości, który jest zbyt cienki, by przetrwać miesiące letnie i we wrześniu znika on zupełnie. Im lód jest starszy, tym bardziej nieregularna jest jego powierzchnia górna i dolna. Tworzące się kryształki lodu powoli wypychają skoncentrowany roztwór soli morskiej przez drobne kanaliki, które z czasem rozwijają się w sieć kanałów. Stary lód morski bardziej przypomina dziurawy ser. Pełno w nim tuneli, kanałów i półek, które sukcesywnie porastają algi. Niestety, lód jednoroczny nie stanowi stabilnego środowiska dla porostu alg. To tak, jakby spodziewać się lasu na łące, która jest co roku koszona. Dopiero lód wieloletni daje możliwość rozrastania się „lasom” algowym, które przyciągają zooplankton odżywiający się pokarmem roślinnym. Te z kolei stanowią pokarm młodych dorszy polarnych oraz innych ryb, a także ptaków morskich. Ryby z kolei stanowią główny składnik diety fok, a fokami odżywiają się niedźwiedzie polarne, które na lodzie morskim spędzają większość swojego życia (i są zaliczane z tego względu do ssaków morskich). Chociażby ze względu na to, jak bardzo lód morski jest istotny dla całego łańcucha troficznego (pokarmowego) Arktyki, trzeba by uznać jego rolę w kształtowaniu Arktyki za kluczową. By swoją rolę spełniał, musi po prostu być. A aby zrozumieć jedną z przyczyn, dla których lód morski znika z Arktyki, należy przyjrzeć się Oceanowi Atlantyckiemu, i to z całkiem daleka.
Atlantyk w Arktyce
Ocean Atlantycki jest połączony z pozostałymi basenami oceanicznymi, a wymiana wód pomiędzy nimi następuje dzięki prądom morskim. Powierzchniowe prądy niosą wody ciepłe, a przynajmniej ciepławe, z tego względu w podręcznikach i na mapach są zaznaczane kolorem czerwonym, w odróżnieniu od prądów głębinowych oznaczanych kolorem niebieskim i niosących wody zimne. Za umiarkowany klimat panujący w Europie w dużej mierze odpowiedzialny jest słynny prąd zatokowy – Golfsztrom, który jest prądem powierzchniowym, mającym swój początek w rejonie Zatoki Meksykańskiej. Golfsztrom przemieszcza się na północ, początkowo wzdłuż wybrzeża Ameryki Północnej, by następnie skierować się ku wybrzeżom Europy. Tam Golfsztrom dzieli się na kilka mniejszych prądów penetrujących wody Atlantyku dalej na północ, omywając wybrzeża Islandii i południowo-wschodniej Grenlandii. Kolejne ramię Golszftromu, na tym etapie nazywane Prądem Norweskim, przemieszcza się wzdłuż północnego wybrzeża Skandynawii i jego niewielka część – nazywana prądem Zachodnio-Spitsbergeńskim dociera do zachodniego wybrzeża Svalbardu. Pomimo, że temperatura wody tego prądu powierzchniowego już dawno nie jest wysoka (u wybrzeży Spitsbergenu temperatura wód atlantyckich to około 4-6 stopni Celsjusza), jej oddziaływanie na lód morski po zachodniej stronie Spitsbergenu jest niezaprzeczalne. Lód morski prawie nigdy nie skuwa zachodniego wybrzeża, właśnie dzięki wodom atlantyckim. Jedynie w rejonie północno-zachodniego wybrzeża, gdzie prąd Zachodnio-Spitsbergeński wytraca swój impet, a dominować zaczynają wody pochodzenia arktycznego, formuje się jeszcze lód. Wzdłuż zachodniego Spitsbergenu, na styku tych dwóch bardzo różnych pod względem biologicznym i fizycznym środowisk wodnych powstają zasobne w zooplankton żerowiska, z których korzystają wieloryby, ptaki, ryby… praktycznie wszystkie organizmy żywe zamieszkujące Arktykę. Prąd Zachodnio-Spitsbergeński od bardzo dawna dociera do wybrzeża Spitsbergenu kształtując jego klimat i ekosystem, ale od kilku lat naukowcy dostrzegli, że wody atlantyckie dominują Arktykę coraz bardziej, wpływając na jej klimat, zalodzenie, strukturę gatunkową oraz zależności troficzne pomiędzy kolejnymi ogniwami łańcucha pokarmowego. I właśnie to zjawisko od kilku lat nazywane jest przez naukowców atlantyfikacją Arktyki.
Armia z południa
Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, najlepiej zacząć od scharakteryzowania wód atlantyckich i arktycznych. Wody atlantyckie są cieplejsze i bardziej słone niż wody arktyczne. Zamieszkują je również inne gatunki, na przykład, dorsz atlantycki w Atlantyku i dorsz polarny w wodach arktycznych. Gatunki zooplanktonu również różnią się od siebie. Gatunki żyjące w wodach arktycznych posiadają szereg przystosowań do ekstremalnych temperatur. Gromadzą większe zapasy tłuszczu, który jest nie tylko wysokokaloryczny, ale również ma bardzo dobre właściwości termiczne (świetnie izoluje od zimna). Ptaki morskie, ryby oraz foki odżywiające się zooplanktonem i rybami z gatunków arktycznych przyswajają więcej kalorii, niż gdyby odżywiały się gatunkami atlantyckimi, które są pokarmem mniej kalorycznym.
Problem polega na tym, że coraz częściej gatunki atlantyckie znajdowane są w wodach, które do tej pory zwykle były zajmowane tylko przez gatunki arktyczne. Zmiany w diecie odnotowano u mewy trójpalczastej oraz nurzyka grubodziobego. Dorsz atlantycki, gromadnik i śledź to gatunki atlantyckie, które od początku badań w latach 80. nie pojawiały się w ogóle w diecie mewy trójpalczastej, natomiast od początku nowego millenium stały się regularnym elementem pokarmu tych ptaków. Zauważono, że mniej kaloryczna dieta sprzyja mniejszemu sukcesowi lęgowemu nurzyka grubodziobego.
Innym przykładem są wspomniane dwa gatunki dorsza. Tylko w ostatnim dziesięcioleciu odnotowano gwałtowne zmiany w zasięgu tych ryb. Zasięg dorsza polarnego zmniejszył się wyraźnie i zajmuje on obecnie jedynie najdalej wysunięte na północ obszary w obrębie szelfu kontynentalnego – dalej już nie może uciec, ponieważ pokarm znajduje się tylko w obrębie płytszych wód szelfu. Natomiast dorsz atlantycki jest w trakcie ekspansji na północ. Cieplejsze atlantyckie wody docierają dalej na północ umożliwiając mu przetrwanie na nowych terenach, a dodatkowo, znajduje tam więcej pokarmu – jego ofiarami stają się również małe osobniki dorsza polarnego, które w normalnych warunkach chronią się w labiryncie lodu morskiego, gdzie przebywają do momentu, kiedy osiągną odpowiednią wielkość. Bez ochrony w postaci lodu są narażone na drapieżnictwo we wzmożonym wymiarze.
Ciekawym przypadkiem, wskazującym na pewne możliwości adaptacyjne mieszkańców Arktyki do nowej rzeczywistości są alczyki. Te małe czarno-białe ptaki są najliczniejszym gatunkiem ptaka morskiego gniazdującym na półkuli północnej, z niewyobrażalnie dużymi koloniami lęgowymi głównie u wybrzeży Grenlandii i Spitsbergenu. Odżywiają się drobnym zooplanktonem nie przekraczającym 5 mm długości, na który aktywnie polują nurkując w lodowatych wodach Arktyki. Badacze zauważyli, że alczyki unikają polowania na gatunki atlantyckie zooplanktonu – zwyczajnie im się to nie opłaca, ponieważ te gatunki nie zapewniają im wystarczającej energii. Alczyki w związku z tym potrafią wybrać się nawet na odległość ponad 100 km od kolonii, by znaleźć wysokokaloryczny arktyczny zooplankton, i robią to po kilka razy dziennie w czasie, kiedy ich pisklę wymaga nieustannej opieki i zaopatrywania w pokarm. Alczyki były obserwowane nawet 150 km od wybrzeża Spitsbergenu w pobliżu paku lodowego, gdzie ptaki miały największe szanse na zdobycie tłustego pokarmu związanego ściśle z lodem morskim. Z każdym rokiem, granica lodu odsuwa się coraz dalej od wybrzeża Spitsbergenu i pozostaje pytanie, jaka odległość okaże się dla alczyków zbyt duża, by ją pokonywać po wysokiej jakości pokarm i będą zmuszone polować na zooplankton atlantycki ryzykując, że nie będzie on dostarczał potrzebnej energii rosnącemu pisklęciu.
Epilog
Zanikanie połaci lodu morskiego w Arktyce z politycznego i gospodarczego punktu widzenia jest rozumiane jako ogromna szansa dla rozwoju wodnego transportu przez biegun północny oraz jako szansa dla eksploracji złóż gazu i ropy jak dotąd niedostępnych. Dla wartości Arktyki z biologicznego, ekologicznego, klimatycznego i kulturowego punktu widzenia, brak lodu morskiego to daleko idące zmiany, których jesteśmy świadkami, ale co do których jeszcze nie ma pewnych odpowiedzi. Czy lód morski zniknie z Arktyki zupełnie? Czy postępująca atlantyfikacja zamieni Arktykę w podbitą atlantycką kolonię? Naukowcy twierdzą, że w przeciągu następnych 20-30 lat mapy w atlasach, podręcznikach i na globusach wokół bieguna północnego będą tylko niebieskie.
Wody atlantyckie docierając do granicy lodu morskiego oddziałują na niego zarówno od strony powietrza (ogrzewając je i przez to przyspieszając topnienie lodu od góry) oraz od dołu. Wody atlantyckie będąc w nieustannym ruchu wsuwają się pod lód i pod warstwę bardzo zimnej wody nazywanej halokliną. To ona chroni i izoluje lód od spodu przed oddziaływaniem ciepłych wód atlantyckich. Im więcej wód atlantyckich dociera do Arktyki, tym mocniej oddziałują one na haloklinę stopniowo zmniejszając jej ochronną warstwę. Bez halokliny nie ma lodu morskiego. Bez lodu morskiego nie ma halokliny. Zostaje tylko Atlantyk.
Autor: dr Liliana Schönberger (Keslinka)
