Wieloletnia zmarzlina to grunt, który pozostaje zamrożony przez co najmniej dwa kolejne lata, choć w wielu rejonach Arktyki stan ten trwa od tysiącleci. Szacuje się, że globalnie zmarzlina ta magazynuje około 1700 miliardów ton węgla. Aby uświadomić sobie skalę tego zjawiska, warto podkreślić, że jest to niemal trzykrotnie większa ilość węgla, niż ta, która znajduje się obecnie w całej ziemskiej atmosferze. Do tej pory zmarzlina działała jak bezpieczny skarbiec, zatrzymując gazy cieplarniane głęboko pod ziemią. Niestety, w wyniku globalnego ocieplenia, Arktyka nagrzewa się aż czterokrotnie szybciej niż reszta świata, co prowadzi do naruszenia tej naturalnej blokady.
Przełom w badaniach: Przepuszczalność wzrasta stukrotnie
Kluczowym odkryciem zespołu kierowanego przez profesora Paula Glovera, kierownika katedry petrofizyki w Szkole Ziemi, Środowiska i Zrównoważonego Rozwoju na University of Leeds, jest wykazanie, jak dramatycznie zmieniają się właściwości fizyczne gruntu podczas rozmarzania. Eksperymenty laboratoryjne wykazały, że wraz ze wzrostem temperatury, zmarzlina staje się od 25 do nawet 100 razy bardziej przepuszczalna dla gazów.
Czytaj także: Na dalekiej północy nie jest tak źle, jak mówią? Wieczna zmarzlina to nie tykająca bomba
Oznacza to, że gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla i metan, nie muszą już czekać na całkowite rozpuszczenie się lodu w strukturze gleby, aby wydostać się na zewnątrz. Zwiększona przepuszczalność pozwala im na swobodną ucieczkę do atmosfery przez nowo powstałe mikrokanały. Badacze precyzyjnie określili, że najbardziej krytyczne zmiany zachodzą w przedziale temperatur od -5°C do +1°C. To właśnie w tym wąskim oknie termicznym grunt traci swoją integralność jako bariera gazowa, co przyspiesza uwalnianie zmagazynowanego węgla na skalę masową.
Samonapędzający się mechanizm zagłady
Wyniki te potwierdzają hipotezę o istnieniu dodatniego sprzężenia zwrotnego, które jest jednym z najczarniejszych scenariuszy klimatologicznych. Mechanizm ten jest prosty, a zarazem przerażający: wzrost temperatury powoduje rozmarzanie zmarzliny, co gwałtownie zwiększa jej przepuszczalność. To z kolei prowadzi do masowej emisji gazów cieplarnianych, które potęgują efekt cieplarniany, prowadząc do jeszcze szybszego wzrostu temperatur i dalszego rozmarzania. Profesor Glover ostrzega, że do 2050 roku spodziewana jest utrata aż 42% wieloletniej zmarzliny w Okołobiegunowym Regionie Wieloletniej Zmarzliny (ACPR).
Innowacyjna metodologia rodem z przemysłu naftowego
Warto zwrócić uwagę na unikalny sposób, w jaki przeprowadzono te badania. Jak zauważa współautor studium, dr Roger Clark, pomiary te stały się możliwe dzięki adaptacji metodologii wykorzystywanych dotychczas głównie przez przemysł wydobywczy i paliw kopalnych. Wykorzystanie zaawansowanych technik petrofizycznych pozwoliło naukowcom na precyzyjne monitorowanie przepływu gazu przez próbki modelowej zmarzliny przy każdej zmianie temperatury o jeden stopień Celsjusza. To paradoksalne, że narzędzia służące do eksploatacji złóż węgla i gazu, teraz dostarczają najbardziej alarmujących dowodów na skutki ich spalania.
Czytaj także: Wieczna zmarzlina nie taka wieczna. Do atmosfery trafią miliony ton węgla
Naukowcy z Leeds zwracają uwagę na jeszcze jeden, często pomijany aspekt rozmarzania Arktyki. Wzrost przepuszczalności gruntu ułatwia ucieczkę nie tylko gazom cieplarnianym, ale również radonowi. Jest to naturalnie występujący, radioaktywny gaz, który jest drugą po paleniu tytoniu najczęstszą przyczyną raka płuc. Wzrost emisji radonu w regionach północnych może stanowić bezpośrednie i poważne zagrożenie dla zdrowia lokalnych społeczności, które do tej pory były chronione przez szczelną warstwę lodu w ziemi.
Choć prezentowane wyniki są owocem wstępnej fazy publikacji, profesor Glover podkreśla, że są one codziennie potwierdzane przez kolejne pomiary. Odkrycie to stanowi brakujący element w globalnych modelach klimatycznych, które do tej pory mogły niedoszacowywać tempa, w jakim Arktyka przestaje być sojusznikiem w walce o stabilny klimat, a staje się jednym z największych emiterów gazów cieplarnianych na świecie.
