Proč se Arktida tak rychle otepluje a proč je to tak znepokojující

Obyvatelé ruského Verchojansku v sobotu oslavili první letní den teplotami 100 stupňů Celsia. Ne že by si je mohli pořádně užít, protože Verchojansk leží na Sibiři, stovky kilometrů od nejbližší pláže. To je mnohem, mnohem větší horko, než bývá ve městech za polárním kruhem. Zdá se, že oněch 100 stupňů je rekordních, výrazně nad průměrnou červnovou teplotou 68 stupňů. Přesto je pravděpodobné, že obyvatelé Verchojansku tento rekord ještě někdy v životě překonají: Arktida se otepluje dvakrát rychleji než zbytek planety – ne-li rychleji – a vytváří ekologický chaos pro rostliny a živočichy, kteří sever obývají.

„Události z víkendu – vlastně z posledních několika týdnů – s vlnou veder na Sibiři jsou všechny bezprecedentní, pokud jde o rozsah extrémních teplot,“ říká Sophie Wilkinsonová, odbornice na lesní požáry na McMasterově univerzitě, která se zabývá studiem severských rašelinných požárů, které samy o sobě v posledních letech s rostoucími teplotami neobvykle často vznikají.

Extrémní oteplování Arktidy, známé jako arktické zesílení nebo polární zesílení, může být způsobeno třemi faktory. Zaprvé se s oteplováním mění odrazivost neboli albed regionu – tedy to, kolik světla se odráží zpět do vesmíru. „Za posledních 30 let jsme byli svědky poměrně dramatického poklesu mořského ledu v letním období,“ říká Isla Myers-Smithová z Edinburské univerzity, která se zabývá ekologií globálních změn v Arktidě.“

Jelikož je led bílý, odráží sluneční energii, což už asi znáte, když jde o to, abyste se v létě ochladili. Kdybyste si měli vybrat barvu trička, které si vezmete na sebe, když jdete v horkém dni na túru, říká, „většina z nás by si vybrala bílé tričko, protože to bude odrážet sluneční teplo od našich zad“. Podobně Myersová-Smithová říká: „Pokud v Arktidě roztaje mořský led, odstraní to bílý povrch oceánu, a to, co bude odhaleno, je tmavší povrch oceánu, který bude absorbovat více slunečního tepla.“

To otepluje vody v regionu a potenciálně zvyšuje teplotu i na souši. Mořský led se také na podzim vrací později, protože pokles teplot trvá déle, zčásti proto, že teplo zachycené v odledněném oceánu se déle rozptyluje. „I když oceán v zimě znovu zamrzne,“ říká Myers-Smith, „je to tenčí vrstva, která potenciálně roztaje příští léto, než jak tomu bývalo v minulosti, tedy mnohem větší ledový balík mořského ledu, který zůstal po celé léto.“

To souvisí s druhým faktorem: změnou mořských proudů. Oceánské proudy obvykle přinášejí teplejší vodu z Pacifiku a chladnější voda odchází z Arktidy do Atlantiku. Tyto proudy se však mohou měnit, protože více tajícího ledu vhání do Severního ledového oceánu sladkou vodu, která má menší hustotu než slaná voda, a proto nad ním plave. Chybějící led také vystavuje povrchové vody většímu množství větru, což zrychluje Beaufortův gyr v Arktidě, který zachycuje vodu, kterou by za normálních okolností vypudil do Atlantiku. Toto zrychlení mísí chladnější sladkou vodu na povrchu a teplejší slanou vodu pod ním, čímž se zvyšuje povrchová teplota a led dále taje.

Třetím faktorem je vliv oceánských proudů na počasí. Konkrétně pohánějí silné polární tryskové proudění, které přesouvá teplé a studené vzduchové masy kolem severní polokoule. To je výsledkem teplotních rozdílů mezi Arktidou a tropy. Jak se však Arktida otepluje, tryskové proudění se nyní divoce vlní na sever a na jih. V létě tak do Arktidy proudí teplý vzduch a v zimě do USA extrémně studený vzduch, jako například během „polárního víru“ v lednu 2019.

„To, co se právě teď děje na Sibiři, je tento systém vysokého tlaku a tato teplá vzduchová masa se přesouvá z jihu,“ říká Myers-Smith. „A pak se to tam tak nějak zastaví a sedí to tam. V posledních letech jsme byli svědky takového vývoje počasí častěji.“ Tento teplý vzduch visící nad Arktidou v létě dále ohrožuje mořský led, který by měl vydržet po celou sezónu, a také zmrzlou půdu známou jako permafrost (o tom více za chvíli).

Tyto teplé vzduchové masy mohou dorazit i v zimním období, což má vážné důsledky pro arktické ekosystémy. Pokud všechen ten sníh na zemi začne tát a pak znovu zmrzne, vytvoří neprostupné vrstvy ledu. „Na různých místech došlo k docela dramatickému úhynu sobů a karibu, protože se vytvoří silné vrstvy ledu a oni se nemohou prokopat k rostlinám,“ říká Myers-Smith.

A ekologické dopady tím nekončí. Mořský led má tendenci vytvářet mlhy, protože ochlazuje místní klima a vytváří rozdíly mezi teplotou vzduchu a oceánu. Když je chladněji, rostliny rostou pomaleji. Mlha také mění světelné podmínky – je rozptýlenější než přímé sluneční světlo. Pokud je mlha velmi hustá, rostliny nedostanou tolik světla. „Ale pokud je mlha lehčí, může to rostlinám trochu pomoci, protože rostliny lépe fotosyntetizují, když mají více rozptýleného světla,“ říká Myers-Smith. Ztráta mořského ledu tedy bude mít vlnový efekt i na pevnině, což bude mít ekologické důsledky, které Myers-Smithová a její kolegové teprve začínají zkoumat.

Zjistili, že Arktida se s oteplováním skutečně zelená. Mít nově zelený sever zní krásně, ale ve skutečnosti by to mohl být pro planetu vážný problém. Nejde ani tak o to, že se do Arktidy stěhují invazní druhy rostlin, ale o to, že se mění společenstvo původních druhů. Hojněji například rostou vyšší keře, které v zimě zachytí více sněhu u země, aby se nerozfoukal po tundře. Tato izolační vrstva může znamenat, že chlad nemůže proniknout do půdy, což může zhoršit tání permafrostu, při kterém se uvolňují skleníkové plyny, které dále ohřívají planetu.

Když tento permafrost rozmrzne, může to změnit slanost a celkový chemismus vody protékající arktickým prostředím. „Tyto severské půdy také obsahují obrovské zásoby rtuti, která byla dlouhou dobu zmrzlá,“ říká David Olefeldt z Albertské univerzity, který se zabývá studiem permafrostu. „Opravdu nevíme, do jaké míry bude rtuť mobilizována a bude se moci přesunout po proudu, odkud se samozřejmě může dostat do potravních řetězců a ryb, což by pak mělo vliv na domorodé komunity a místní využívání půdy.“

Olefeldt a jeho kolegové zjišťují, že některý permafrost taje tak rychle, že se hroutí a vyřezává v krajině obrovské díry, což je jev známý jako termokarst. „Místo pevné půdy se z ní stávají mazlavé mokřady, což má vliv na mobilitu lidí i pasoucích se zvířat,“ říká Olefeldt. „Ve velkých částech Arktidy máte stáda karibu nebo sobů, která budou ovlivněna, pokud půda ztratí svou pevnost.“

Je tu ještě jeden zvrat: větší růst rostlin v Arktidě znamená, že vegetace zachycuje více CO2 prostřednictvím fotosyntézy. Celkově se však vědci domnívají, že to nevyváží účinky skleníkových plynů uvolňovaných při tání permafrostu. „Ano, v těchto rostlinách je více uhlíku, protože přibývá keřů a porostu a ubývá holé půdy,“ říká Myers-Smith. „Ale díky tání permafrostu a dalším faktorům také ztrácíme uhlík z půdy. A množství, které ztrácíme, pravděpodobně není kompenzováno zvýšeným růstem rostlin.“

Další otázkou, kterou Myers-Smithová a její kolegové zkoumají, je, co by tento posun ve vegetaci mohl znamenat pro volně žijící druhy zvířat. Například losi a bobři jsou závislí na dřevinách jako potravě – a v případě bobrů i jako na stavebním materiálu. „Oba tyto druhy byly v posledních letech častěji pozorovány v tundrových lokalitách. Zdá se, že jejich areály se přesouvají na sever,“ říká Myers-Smith. „To má důsledky i pro druhy volně žijících živočichů, které obývají tundrové ekosystémy. Ve hře jsou tedy potenciálně zajímavé interakce.“ Bobři by například mohli soupeřit s místními druhy o potravu a stavbou přehrad měnit tok vody v těchto biotopech.

Kromě toho, že se musí vypořádat s nově příchozími, nejsou původní arktické živočišné druhy na takové ochromující horko vybaveny. „Teploty, které jsou nyní na Sibiři, tedy až 100 stupňů Fahrenheita, to je teplota, která by většinu arktických živočichů pěkně vystresovala,“ říká Myers-Smith.

Je zvláštní, že arktické rostliny jsou možná lépe vybaveny na to, aby sychravé vedro přečkaly. Podnebí v této části Sibiře je podobné jako v některých částech vnitrozemí Aljašky, kde mrazivé teploty v zimě přirozeně přecházejí do vyšších teplot v létě. „Je to dost extrémní. Láme to rekordy – ale není to o tolik vyšší než maximální teploty, které by se v této oblasti pravděpodobně někdy vyskytovaly,“ říká Myers-Smith. To znamená, že rostliny jsou na takové výkyvy na severu již pravděpodobně adaptovány. Mnohé z nich jsou poměrně krátké, takže v zimě zůstávají izolovány ve sněhové pokrývce, a když je tepleji, zůstávají mimo dosah parného větru. Opadavé rostliny v této oblasti v zimě shazují listy, aby se nepoškodily, zatímco stálezelené rostliny využívají tuhé, masité listy, které odolávají chladu i horku.

Rostliny však mají jen malou šanci proti dalšímu důsledku oteplování Arktidy: rašelinným požárům. Rašelina je lepkavý druh půdy tvořený vrstvami pomalu se rozkládající rostlinné hmoty. Když rašelina vysychá, což se na severu stále častěji děje, mění se v palivo bohaté na uhlík. Stačí jediný úder blesku, aby vznikl doutnající požár, který proniká stále hlouběji do vrstev rašeliny, pomalu se šíří krajinou a zapaluje vegetaci nad ní. Na každý hektar hořící rašeliny může být do atmosféry vyvrženo 200 tun uhlíku. (Pro srovnání, běžné auto vypustí 5 tun ročně.) Vzhledem k rychlému oteplování Arktidy se bouřky – které vznikají, když teplý a vlhký vzduch stoupá vzhůru a setkává se s chladným vzduchem nad ním – přesouvají stále více na sever. To znamená, že blesky nyní uhodí jen několik set kilometrů od severního pólu.

Podivné je, že tyto doutnající rašelinové požáry mohou přezimovat a změnit se v „zombie“ požáry. „Přes zimu pokračují v hoření v půdním profilu, i když je sníh a probíhají další zimní procesy,“ říká Wilkinson, vědec zabývající se lesními požáry na McMasterově univerzitě. „A když pak povrch půdy opět vyschne, mají schopnost se v podstatě znovu objevit, odtud pochází definice „zombie“. A pak v podstatě začínáte na zadní koleji, protože se budete potýkat s loňskými požáry ještě předtím, než dojde k novým vzplanutím v letošním roce.“

A tak se rýsuje znepokojivý portrét nové Arktidy. Její ochranný led ustupuje. Stále prudší vlny veder vysušují více vegetace, což podněcuje rozsáhlejší požáry. Když rašelinové požáry v létě zažehne blesk, mohou přes zimu přežít pod zemí a příští rok se znovu objevit. Živočišné druhy jsou v pohybu. Arktida je stále zelenější, což podtrhuje smutnou skutečnost:

„Je to opravdu bezprecedentní doba,“ říká Wilkinson. „Pokaždé, když si myslíme, že došlo k velké události nebo velké anomálii, má tendenci se objevit něco, co následuje a zastíní ji v dalším roce.“

Další velké příběhy WIRED

• Můžeme chránit ekonomiku před pandemiemi. Proč jsme to neudělali?“
• Retro hackeři staví lepší Nintendo Game Boy
• Země se znovu otevírá. Jsem stále pod zámkem
• Jak vyčistit staré příspěvky na sociálních sítích
• Zaměstnanci společnosti Realmart chtějí ukázat, že její umělá inteligence proti krádežím nefunguje
• 👁 Je mozek užitečným modelem pro umělou inteligenci? Plus: Přečtěte si nejnovější zprávy o umělé inteligenci
• 🏃🏽♀️ Chcete ty nejlepší nástroje, abyste byli zdraví? Podívejte se na tipy našeho týmu Gear na nejlepší fitness trackery, běžecké vybavení (včetně bot a ponožek) a nejlepší sluchátka

.