Miért melegszik olyan gyorsan az Északi-sarkvidék, és ez miért olyan riasztó

Szombaton az oroszországi Verhojanszk lakói 100 Fahrenheit fokos hőmérséklettel ünnepelték a nyár első napját. Nem mintha igazán élvezhették volna, hiszen Verhojanszk Szibériában van, több száz kilométerre a legközelebbi tengerparttól. Ez sokkal, de sokkal melegebb, mint amilyen a sarkkörön belüli városokban általában van. Ez a 100 fok rekordnak tűnik, jóval a 68 fokos júniusi átlaghőmérséklet felett. Mégis valószínű, hogy a verhojanszkiak még életükben meg fogják ismételni ezt a rekordot: Az Északi-sarkvidék kétszer olyan gyorsan melegszik, mint a bolygó többi része – ha nem gyorsabban -, ami ökológiai káoszt okoz az északot benépesítő növények és állatok számára.

“A hétvégi események – igazából az elmúlt néhány hét eseményei – a szibériai hőhullámmal mind példátlanok a szélsőséges hőmérsékleti értékek nagyságrendjét tekintve” – mondja Sophie Wilkinson, a McMaster Egyetem erdőtűzkutatója, aki az északi tőzegtüzeket tanulmányozza, amelyek az elmúlt években a hőmérséklet emelkedésével szokatlanul gyakoribbá váltak.

A sarkvidéki szélsőséges felmelegedés, amelyet sarkvidéki erősödésnek vagy poláris erősödésnek neveznek, három tényezőre vezethető vissza. Az egyik, hogy a régió fényvisszaverő képessége vagy albedója – vagyis az, hogy mennyi fényt ver vissza a világűrbe – változik a világ felmelegedésével. “Amit az elmúlt 30 évben láttunk, az a tengeri jég viszonylag drámai csökkenése a nyári időszakban” – mondja Isla Myers-Smith, az Edinburgh-i Egyetem globális változásokkal foglalkozó ökológusa, aki az Északi-sarkvidéket tanulmányozza.

Mivel a jég fehér, visszaveri a nap energiáját, amit valószínűleg már ismerünk, ha arról van szó, hogy nyáron hűvös maradjon. Ha ki kellene választanunk, hogy milyen színű pólót vegyünk fel, ha túrázni megyünk egy forró napon, azt mondja, “a legtöbben a fehér pólót választanánk, mert az visszaveri a nap hőjét a hátunkról”. Myers-Smith szerint hasonlóan: “Ha a tengeri jég elolvad az Északi-sarkvidéken, az eltávolítja a fehér felszínt az óceánról, és ez a sötétebb óceánfelszín lesz látható, amely több naphőt fog elnyelni.”

Ez felmelegíti a régió vizeit, és potenciálisan a szárazföldön is megemeli a hőmérsékletet. A tengeri jég is később tér vissza ősszel, mert a hőmérséklet csökkenése hosszabb időt vesz igénybe, részben azért, mert a jeges óceánban csapdába esett hőnek hosszabb időbe telik eloszlani. “Bár az óceán télen újra befagy” – mondja Myers-Smith – “ez egy vékonyabb réteg, amely a következő nyáron potenciálisan elolvad, nem pedig egy sokkal nagyobb, egész nyáron át megmaradó tengeri jégtakaró.”

Ez kapcsolódik a második tényezőhöz: az áramlatok változásához. Az óceáni áramlatok általában melegebb vizet hoznak be a Csendes-óceán felől, és hidegebb víz távozik az Északi-sarkvidékről az Atlanti-óceánba. De ezek az áramlatok azért változhatnak meg, mert a több olvadó jég édesvizet juttat a Jeges-tengerbe, amely kevésbé sűrű, mint a sós víz, és ezért felette lebeg. A hiányzó jég a felszíni vizeket több szélnek is kiteszi, ami felgyorsítja a sarkvidéki Beaufort-görbét, amely csapdába ejti azt a vizet, amelyet normális esetben az Atlanti-óceánba juttatna. Ez a gyorsulás összekeveri a hidegebb édesvizet a felszínen és a melegebb sós vizet alatta, ami megemeli a felszíni hőmérsékletet és tovább olvasztja a jeget.

Az óceáni áramlatok befolyásolják az időjárást, ami egy harmadik tényező. Pontosabban, ezek mozgatják az erőteljes sarki sugáráramlatot, amely meleg és hideg légtömegeket mozgat az északi félteke körül. Ez az Északi-sarkvidék és a trópusok közötti hőmérsékletkülönbségek terméke. De ahogy az Északi-sarkvidék melegszik, a sugáráramlat most vadul hullámzik északon és délen. Ez nyáron meleg levegőt juttat az Északi-sarkvidékre, télen pedig rendkívül hideg levegőt az Egyesült Államokba, például a 2019. januári “sarki örvény” idején.

“Ami most Szibériában történik, az az, hogy ez a magasnyomású rendszer és ez a meleg légtömeg délről felfelé mozog” – mondja Myers-Smith. “Aztán ez csak úgy megreked és ott ül. Az elmúlt években egyre gyakrabban láttunk ilyen időjárási mintákat.” Az, hogy ez a meleg levegő nyáron az Északi-sarkvidék fölött lebeg, tovább veszélyezteti a tengeri jeget, amelynek az évszakot végig kellene tartania, valamint a fagyott talajt, az úgynevezett permafrosztot (erről hamarosan bővebben).

Ezek a meleg légtömegek télen is megérkezhetnek, ami súlyos következményekkel jár az északi-sarkvidéki ökoszisztémákra nézve. Ha a sok hó a földön olvadni kezd, majd újra megfagy, áthatolhatatlan jégrétegeket képez. “A rénszarvasok és a rénszarvasok és a rénszarvasbirkák elég drámai visszaszorulása történt különböző helyeken, mert ezek a vastag jégrétegek nem tudnak átásni, hogy eljussanak a növényekhez” – mondja Myers-Smith.

Az ökológiai hullámhatások pedig itt még nem érnek véget. A tengeri jég hajlamos ködöt termelni, mert lehűti a helyi klímát, és eltérést hoz létre a levegő és az óceán hőmérséklete között. Ha hűvösebb van, a növények lassabban nőnek. A köd a fényviszonyokat is megváltoztatja – diffúzabb, mint a közvetlen napfény. Ha a köd nagyon sűrű, a növények nem kapnak annyi fényt. “De ha enyhébb ködről van szó, az talán egy kicsit segít a növényeknek, mert a növények jobban fotoszintetizálnak, ha diffúzabb fényt kapnak” – mondja Myers-Smith. A tengeri jég elvesztése tehát a szárazföldön is érezteti hatását, és olyan ökológiai következményekkel jár, amelyeket Myers-Smith és kollégái még csak most kezdenek feltárni.

Azt tapasztalták, hogy a sarkvidék valóban zöldül, ahogy melegszik. Az újonnan zöldellő észak szépen hangzik, de valójában komoly problémát jelenthet a bolygó számára. Nem annyira arról van szó, hogy invazív növényfajok költöznek az Északi-sarkvidékre, hanem arról, hogy az őshonos fajok közössége változik. A magasabb bokrok például egyre nagyobb számban nőnek, ami télen több havat szorít a talajhoz, így az nem fújja át a tundrát. Ez a szigetelő réteg azt jelentheti, hogy a hideg nem tud behatolni a talajba, ami potenciálisan súlyosbíthatja a permafroszt felolvadását, amely üvegházhatású gázokat szabadít fel, amelyek tovább melegítik a bolygót.

Amikor ez a permafroszt felolvad, megváltozhat a sarkvidéki környezetben áramló víz sótartalma és általános kémhatása. “Ezek az északi talajok hatalmas higanykészleteket is tartalmaznak, amelyek hosszú időre megfagytak” – mondja David Olefeldt, az Albertai Egyetem munkatársa, aki a permafrosztot tanulmányozza. “Nem tudjuk, hogy a higany milyen mértékben mobilizálódik és képes lesz lefelé áramlani, ahol természetesen bekerülhet a táplálékhálózatba és a halakba, ami hatással lenne az őslakos közösségekre és a helyi földhasználatra.”

Olefeldt és kollégái azt tapasztalják, hogy egyes permafrosztok olyan gyorsan olvadnak, hogy összeomlanak és hatalmas lyukakat vájnak a tájba, ez az úgynevezett termokarszt jelenség. “Inkább nyirkos vizes élőhelyekké válik, mint szilárd talaj, ami hatással van mind az emberek, mind a terelt állatok mobilitására” – mondja Olefeldt. “Az Északi-sarkvidék nagy részén karibu- vagy rénszarvaspásztorkodás folyik, amire hatással lesz, ha a talaj elveszíti szilárdságát.”

Itt egy másik csavar: A sarkvidéki növények nagyobb mértékű növekedése azt jelenti, hogy a növényzet a fotoszintézis révén több CO2-t köt meg. De összességében a tudósok szerint ez nem ellensúlyozza a permafroszt felolvadásakor felszabaduló üvegházhatású gázok hatását. “Igen, több szén van ezekben a növényekben, mivel több a bokor és a növekedés, és kevesebb a csupasz talaj” – mondja Myers-Smith. “De a permafroszt felolvadása és más tényezők miatt a talajból is veszítünk szenet. És ezt a veszteséget valószínűleg nem ellensúlyozza a növények növekedése.”

A másik kérdés, amit Myers-Smith és kollégái vizsgálnak, hogy mit jelenthet a növényzetben bekövetkező változás a vadon élő állatfajok számára. A jávorszarvasok és a hódok például a fás cserjékre támaszkodnak táplálékként – és a hódok esetében építőanyagként. “Mindkét fajt gyakrabban láttuk az elmúlt években a tundrai területeken. Úgy tűnik, hogy észak felé terjeszkednek” – mondja Myers-Smith. “Ez hatással van a tundrai ökoszisztémákban élő vadon élő fajokra is. Tehát itt érdekes kölcsönhatások játszódhatnak le.” A hódok például versenyezhetnek a helyi fajokkal a táplálékért, és gátak építésével megváltoztathatják a víz áramlását ezeken az élőhelyeken.

Az új jövevényekkel való megküzdés mellett az őshonos sarkvidéki állatfajok nincsenek felkészülve az ilyen bénító hőségre. “Az a fajta hőmérséklet, amit most Szibériában tapasztalnak, akár 100 Fahrenheit-fok, ez a hőmérséklet a legtöbb sarkvidéki állatot eléggé megterhelné” – mondja Myers-Smith.

A sarkvidéki növények talán jobban fel vannak szerelve a perzselő hőség elviselésére. Szibériának ezen a részén az éghajlat hasonló Alaszka belsejének egyes részeihez, ahol a téli fagyos hőmérséklet természetes módon vált át nyáron magasabb hőmérsékletbe. “Ez elég szélsőséges. Rekordokat döntöget, de nem sokkal magasabb, mint a maximális hőmérséklet, amelyet valószínűleg valamikor a régióban tapasztaltak volna” – mondja Myers-Smith. Vagyis a növények valószínűleg már alkalmazkodtak az ilyen északi ingadozásokhoz. Sokan elég rövidek, így télen a hótakaróban maradnak szigetelve, melegebb időben pedig kikerülnek a perzselő szélből. A lombhullató növények ebben a régióban télen lehullatják leveleiket, hogy elkerüljék a károsodást, míg az örökzöld növények kemény, húsos leveleket használnak, amelyek ellenállnak a hidegnek és a melegnek egyaránt.

A növényeknek azonban kevés esélyük van a melegedő sarkvidék másik következménye ellen: a tőzegtüzek ellen. A tőzeg egy lassan bomló növényi anyagok rétegeiből álló, ragacsos talajfajta. Amikor a tőzeg kiszárad, ahogy egyre inkább északon történik, szénben gazdag tüzelőanyaggá alakul. Elég egyetlen villámcsapás ahhoz, hogy parázsló lángok keletkezzenek, amelyek egyre mélyebbre és mélyebbre hatolnak a tőzegrétegekbe, lassan elterjednek a tájban, és meggyújtják a felette lévő növényzetet. Minden hektár égő tőzeg esetében 200 tonna szén kerülhet a légkörbe. (Összehasonlításképpen: egy átlagos autó évente 5 tonnát bocsát ki.) Mivel az Északi-sarkvidék ilyen gyorsan melegszik, a zivatarok – amelyek akkor keletkeznek, amikor a meleg, nedves levegő felemelkedik, hogy találkozzon a fölötte lévő hideg levegővel – egyre északabbra húzódnak. Ez azt jelenti, hogy a villámok már csak néhány száz mérföldre csapnak le az Északi-sarktól.

Furcsa módon ezek a parázsló tőzegtüzek át tudnak telelni, és “zombitüzekké” alakulnak. “A tél folyamán tovább égnek a talajprofilon belül, még akkor is, ha hó és más téli folyamatok zajlanak” – mondja Wilkinson, a McMaster Egyetem erdőtűzkutatója. “Aztán amikor a talaj felszíne ismét kiszárad, alapvetően képesek újra felszínre törni, innen ered a “zombi” meghatározás. És akkor alapvetően hátulról indulunk, mert a tavalyi tüzekkel kell megküzdenünk, mielőtt még az idei év új tüzei fellobbannának.”

És így egy új sarkvidék aggasztó képe rajzolódik ki. Védő jege visszahúzódik. Az egyre hevesebb hőhullámok egyre több növényzetet szárítanak ki, ami még több hatalmas erdőtüzet táplál. Ha a tőzegtüzek nyáron villámcsapás következtében gyulladnak ki, a tél folyamán a föld alatt maradnak, és a következő évben újra fellobbanhatnak. Az állatfajok mozgásban vannak. Az Északi-sarkvidék egyre zöldebb, és ez aláhúzza a szomorú valóságot: A Föld északi területei hatalmas változásokon mennek keresztül.

“Ez tényleg egy példátlan időszak” – mondja Wilkinson. “Minden alkalommal, amikor azt hisszük, hogy volt egy nagy esemény vagy egy nagy anomália, általában jön valami, ami követi és beárnyékolja azt a következő évben.”

More Great WIRED Stories

• Megvédhetjük a gazdaságot a járványoktól. Miért nem tettük meg?
• Retro hackerek jobb Nintendo Game Boy-t építenek
• Újra kinyit az ország. Még mindig zárlat alatt vagyok
• Hogyan tisztítsuk meg a régi közösségi média posztjainkat
• A Walmart dolgozói be akarják bizonyítani, hogy a lopás elleni mesterséges intelligencia nem működik
• 👁 Az agy hasznos modell az AI számára? Plusz: A legfrissebb AI hírek
• 🏃🏽♀️ Szeretné a legjobb eszközöket az egészségmegőrzéshez? Nézd meg Gear csapatunk választásait a legjobb fitnesz trackerek, futófelszerelések (beleértve a cipőket és zoknikat) és a legjobb fejhallgatók között