„W roku sześćsetnym życia Noego, w drugim miesiącu roku, siedemnastego dnia miesiąca, w tym właśnie dniu trysnęły z hukiem wszystkie źródła Wielkiej Otchłani i otworzyły się upusty nieba; przez czterdzieści dni i przez czterdzieści nocy padał deszcz na ziemię”
– do takiej dramatycznej historii o potopie przyzwyczajeni są mieszkańcy „zachodniego” świata
za sprawą Księgi Rodzaju Starego Testamentu, ale katastrofalna, gigantyczna powódź pojawia się w folklorze, legendach i tradycjach również Bliskiego Wschodu, obu Ameryk, Indii, Chin i Azji Południowej.
W legendach irlandzkich znajdziemy informacje o potopie i … kolonizacji Zielonej Wyspy przez potomków Noego. Niepokojąco znajomo brzmiący wariant pochodzi z XI tabliczki babilońskiego Eposu o Gilgameszu, gdzie bohater uratowany z potopu ocalał z potopu sprowadzonego na świat przez boga Enlila. Ostrzeżony zbudował statek, na którym pomieścił swoją rodzinę i dobytek oraz rośliny i zwierzęta wszystkich gatunków…
Jak do tych opowieści podchodzą naukowcy? Twierdzą dość zgodnie, że Wielki Potop miał miejsce – choć miał raczej bardziej lokalny niż globalny charakter. Istnieją 2 główne teorie, tłumaczące jego genezę. Bardziej popularna, wysnuta w latach 1990, mówi o stopnieniu lodowców w Europie pod koniec ostatniego zlodowacenia i zalaniu obszaru dzisiejszego Morza Czarnego około 7000 lat temu. Druga teoria przypisuje powódź uderzeniu ogromnej komety w okolicach Madagaskaru ok. 5000 lat temu, co wywołało m.in. katastrofalne tsunami. Jednym z pierwszych, którzy źródła potopu upatrywali w kosmosie był Isaac Newton.
Dziś, wśród najgroźniejszych skutków postępujących zmian klimatu wymienia się podniesienie poziomu mórz, katastrofalne przede wszystkim dla wysp czy miast zlokalizowanych na wybrzeżach. Jednak co to naprawdę oznacza i jakie stoją za tym procesy?
Lokalny poziom mórz a poziom oceanu światowego
Podobnie jak powierzchnia Ziemi, powierzchnia oceanu nie jest płaska – innymi słowy, powierzchnia morza nie zmienia się wszędzie w tym samym tempie. Wpływa na to mnóstwo czynników: prądy morskie, obniżanie poziomu wód gruntowych, eksploatacja kopalin, a także trwający proces „dochodzenia do siebie” skorupy ziemskiej uwolnionej od ciężaru pokrywy lodowej po ostatnim zlodowaceniu (tzw. ruchy izostatyczne, ang. post-glacial rebound). Innymi słowy, obserwacje lokalne nie są miarodajne dla określenia globalnego zjawiska podniesienia poziomu światowego oceanu. Prognozy naukowców odnośnie tego ostatniego są bardzo różne – mówi się o wzroście światowego poziomu oceanu o 30 do nawet 180 cm do roku 2100, ale znaleźć można odmienne szacunki: raport Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu, na którym opiera się strategia ONZ w kwestii globalnego ocieplenia, przewiduje podniesienie się poziomu oceanów o 20–70 cm do końca tego stulecia. W specjalnym Raporcie IPCC na temat oceanu i kriosfery z 2019 r. opublikowano prognozy, że poziom morza w ostatnich dwóch dekadach XXI wieku wzrośnie z prawdopodobieństwem 2/3 o 29-59 cm dla RCP2.6 oraz o 61-100 cm dla RCP8.5 (czyli dla dwóch różnych scenariuszy antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych).
Dlaczego poziom mórz się podnosi?
„Bo lód w Arktyce topnieje” jest zdecydowanie zbyt uproszczoną odpowiedzią. Na ten proces SLR (ang. Sea Level Rise) składa się szereg zjawisk, w tym:
- Zwiększanie objętości wody morskiej wskutek wzrostu jej temperatury – tzw. „ekspansja termiczna” (cząsteczki cieplejszej wody poruszają się szybciej, i są od siebie bardziej oddalone). To wbrew pozorom poważny czynnik, odpowiedzialny za średni wzrost poziomu morza o 7 cm w ciągu ostatnich 25 lat.
- Topnienie lodowców
- Topnienie lądolodów Grenlandii i Antarktydy
- Grawitacja – podobnie jak księżyc, pokrywy lodowe mają własne przyciąganie grawitacyjne. W miarę topnienia pokrywy lodowej Grenlandii, zmiana grawitacji co prawda obniża poziom mórz w Europie Północno-Zachodniej, natomiast topnienie pokrywy lodowej Antarktydy Zachodniej miałoby odwrotny skutek.
- Bezpośrednia działalność człowieka, np.: osuszanie terenów podmokłych, obniżanie poziomu wód gruntowych, budowa tam i zmiana użytkowania gruntów (budowa osiedli i infrastruktury, ograniczająca powierzchnię biologicznie czynną i przyczyniająca się do wzrostu tzw. spływu powierzchniowego wód opadowych).
Znikające punkty
Rozważania o zmianie poziomu mórz nie są teoretyczne – a jako pierwsi przekonują się o tym już teraz mieszkańcy wysp na Pacyfiku. Dotychczas całkowicie zalane zostały niewielkie, bezludne wysepki, ale życie na innych, zalewanych słoną wodą morską, staje się niemożliwe. Pierwszym krajem, który może zniknąć pod wodą jest Tuvalu, po Watykanie, Monako i Nauru najmniejszy kraj świat.
Brzmi egzotycznie i trochę nierealnie? W jego ślady do końca stulecia pójdą Malediwy, Wenecja, Amsterdam. W 2150 roku pożegnamy się z Hamburgiem.
To oczywiście pewne oszacowania, a zawsze może zdarzyć się coś nieprzewidzianego, na przykład katastrofa naturalna, która ten proces przyspieszy lub… spowolni.
Tak jak np. wybuch wulkanu Pinatubo na Filipinach, który zahamował tempo wzrostu poziomu mórz. Erupcja wyrzuciła do atmosfery ponad pięć kilometrów sześciennych materiału. Chmura pyłu zadziałała jak lustro zmniejszające ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi. W efekcie nastąpiło wielomiesięczne ochłodzenie o średnio 0,5–0,6°C, co oczywiście spowolniło wzrost poziomu oceanów.
Skąd wiemy, że wzrasta?
Nie da się oczywiście zmierzyć poziomu morza za pomocą linijki, stojąc na brzegu, byłoby to niemożliwe. Poziom zmienia się co sekundę (fale), w przeciągu godzin (pływy związane z Księżycem), z tygodnia na tydzień, z miesiąca na miesiąc (zmiany orbity). Opady deszczu, rzeki uchodzące do morza, przemieszczające się masy powietrza, powodujące niskie lub wysokie ciśnienie nad danym obszarem oceanu – to tygiel dynamicznych zmian. Poziom morza mierzy się przede wszystkim za pomocą stacji pływów i satelitarnych wysokościomierzy laserowych. Stacje pływów na całym świecie mówią nam, co dzieje się na poziomie lokalnym – wysokość wody mierzona jest wzdłuż wybrzeża w stosunku do określonego punktu na lądzie. Pomiary satelitarne zapewniają nam średnią „wysokość” całego oceanu. Podsumowując, narzędzia te mówią nam, jak zmieniają się poziomy mórz oceanicznych w czasie.
A jeśli cały lód stopnieje?
Spróbujmy to policzyć – rzecz jasna, należy pamiętać, że w bardzo dużym uproszczeniu:
|
Powierzchnia Ziemi |
510 000 000 km2 |
|
Powierzchnia pokryta oceanami/morzami |
360 000 000 km2 |
|
Lądolód antarktyczny |
14 000 000 km2 |
|
Średnia grubość lądolodu antarktycznego |
2,1 km |
|
Lądolód grenlandzki |
2 000 000 km2 |
|
Średnia grubość lądolodu grenlandzkiego |
1,3 km |
|
Pozostałe pokrywy lodowe w Arktyce |
5 000 000 km2 |
|
Średnia grubość lodu |
0,1 km |
Zakładając, że cały ten lód stopnieje, spróbujmy obliczyć „wysokość słupa wody” – objętość powstałej wody możemy obliczyć mnożąc powierzchnię przez wysokość, co daje 14 mln x 2,1 + 2 mln x 1,3 + 5 mln x 0,1 = 32,5 mln km3 wody.
Łatwo policzyć, że „słup wody” dodanej w wyniku topnienia lodu miałby ok. 90 metrów wysokości. Czy jednak jest to wynik prawdziwy? Nie, bo rzecz jasna woda „rozleje się” mniej lub bardziej równomiernie na lądzie, i taki teoretyczny przyrost wyniósłby mniej więcej 70 metrów.
Czy Grenlandia i Antarktyka, które łącznie stanowią zamarznięty rezerwuar 99% słodkiej wody na Ziemi, rzeczywiście mogą w całości stopnieć? W obecnym tempie nie w ciągu najbliższego stulecia, choć Grenlandia reaguje na zmiany klimatyczne szczególnie szybko i intensywnie, znacznie bardziej niż Antarktyda.
Uwaga, uwaga: topniejące góry lodowe!
Spokojnie, topniejące góry lodowe, podobnie jak lód morski, nie podnoszą poziomu morza z prostej przyczyny – zgodnie z prawem Archimedesa już wypierają objętość wody równą objętości zanurzonej. Podobnie topniejąca kostka lodu nie spowoduje przelania pełnej szklanki wody, w której jest zanurzona. Ale … czy na pewno? Pamiętajmy, że lód jest słodki, a woda słodka ma mniejszą gęstość niż woda morska. Topniejące góry lodowe czy lód morski „rozrzedzają” ocean, a skoro spada gęstość, to wzrasta objętość. Szacuje się, że „dodaje” to w procesie wzrostu poziomu mórz ok 0,05–0,3 mm rocznie, czyli stosunkowo niewiele.
Nie tylko zalane miasta
Gdy podnoszące się morze wdziera się coraz śmielej na ląd, w wielu miejscach słona woda przedostanie się do źródeł słodkiej wody – wód gruntowych, które stanowią większość wody pitnej na planecie. Picie słonej wody zagraża życiu i chociaż można usunąć sól z wody, jest to kosztowny i skomplikowany proces. Niektóre kraje w oczekiwaniu na trudne czasy już inwestują w zakłady odsalania. Hrabstwo San Diego w dotkniętej suszą Kalifornii buduje największą instalację odsalania wody morskiej na zachodniej półkuli, a koszt instalacji wyniesie około 1 miliarda dolarów.
Te same źródła słodkiej wody, których używamy do picia, dostarczają również wodę, której używamy do nawadniania. Problemy tutaj są takie same: wtargnięcie morza może sprawić, że źródła wód podziemnych staną się bardziej zasolone. Woda morska może hamować lub nawet zabijać uprawy, ale wytwarzanie słodkiej wody ze słonej wody jest kosztowną i niezrównoważoną praktyką.Jak na ironię, badania sugerują, że wypompowanie słodkiej wody z ziemi może dodatkowo przyczyniać się do wzrostu poziomu mórz. Po wykorzystaniu wód gruntowych – do picia, nawadniania lub do innych celów przemysłowych – często wyrzuca się ścieki do oceanu, co zwiększa już i tak rosnącą objętość wody zagrażającej naszym brzegom. Wiele gatunków dzikich zwierząt zamieszkuje wybrzeża. Erozja linii brzegowej i zalewanie, nawet okresowe, tych obszarów, niszczy populacje m.in. ptaków czy żółwi. Ucierpi też przemysł turystyczny czy nieruchomości.Amerykański stan Karolina Północna jest przykładem konfliktu między adaptacją do zmian klimatu a interesami gospodarczymi. Kilka lat temu zespół naukowców z Karoliny Północnej opublikował raport przewidujący wzrost wysokości morza o niemal jeden metr do końca XXI wieku – co oznacza złe wieści dla popularnych (i często drogich) plaż w Karolinie Północnej. Pod naciskiem mieszkańców i interesariuszy rynku nieruchomości władze stanowe Karoliny Północnej ostatecznie uchwaliły ustawę zabraniającą decydentom z obszarów przybrzeżnych wykorzystywania prognoz wzrostu poziomu morza do podejmowania decyzji np. w sprawie lokalnych inwestycji. Ale takie przepisy nie zmieniają faktu, że zalane plaże nie są atrakcją dla turystów lub nabywców nieruchomości, ani nie powstrzymają systematycznego, cierpliwego, słonego marszu na lądu.
Autor: Anna Wielgopolan
Zainteresowanych tematyką wzrostu poziomu morza zachęcamy do przeczytania komunikatu interdyscyplinarnego Zespołu doradczego do spraw kryzysu klimatycznego przy prezesie PAN na temat zmiany klimatu i wzrostu poziomu morza.
