Tání ledu v Antarktidě: Překročili jsme už bod zvratu?

V květnu byly publikovány dvě vědecké studie, které dokumentují mechanismus tání ledovců ze Západoantarktického příkrovu. Na jejich základě pak americká agentura NASA vydala shrnující zprávu varující před nevratnými změnami. Výsledky studie pro ČESKOU POZICI vysvětluje zastánce globálního oteplování Jan Hollan z Centra výzkumu globální změny Akademie věd.

Jan Hollan 15.6.2014
Slané vyhlídky. Během stovek a tisíců let se dostaneme do situace, která... | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Slané vyhlídky. Během stovek a tisíců let se dostaneme do situace, která... | foto: ProfimediaČeská pozice
Slané vyhlídky. Během stovek a tisíců let se dostaneme do situace, která...

Naše planeta se ohřívá vinou rostoucí koncentrace skleníkových plynů, které nás tepelně izolují od chladného vesmíru. Jaký zlomek slunečního tepla si nyní Země ponechává, místo aby je všechno vrátila do kosmu, spolehlivě ukazuje měření teplot v hloubkách oceánů. Jen drobty z toho zlomku se projevují v proměnlivých, v průměru mnohem rychleji rostoucích teplotách přízemního vzduchu a povrchů oceánů. A také v tání ledu.

Je pravděpodobné, že začal proces rozpadu ledového příkrovu Západní Antarktidy, který bude pokračovat, i kdyby se globální oteplování do poloviny století zastavilo. Většina tohoto ledového příkrovu je totiž opřená o pevninu až hluboko pod hladinou moře a oceán jej bude podhlodávat, ať už bude na povrchu ledu jakkoliv zima (viz video ZDE).

Jaké procesy při tání ledu pozorujeme

Neznámějším příkladem tání ledu je úbytek ledové pokrývky Severního oceánu. Jde o led „vyrostlý na moři“ během zimy, tlustý kolem jednoho metru. Táním, větrem a vlnami se pak během roku láme na kry, které buďto úplně roztají, nebo je vítr může nahnat k sobě a navršit až do tloušťky několika metrů, v níž led přečká i několik let. Taková poměrně tenká ledová pokrývka tvořená zmrzlou mořskou vodou se nazývá mořský led. Víceletého mořského ledu bývala v Arktidě většina, nyní bývá tamní oceán koncem zimy pokryt převážně jen jednoletým, hladkým ledem.

Tisíckrát více ledu obsahují tři ledové příkrovy (nazývané též štíty). Největší je Východoantarktický příkrov, menší ledové štíty pokrývají většinu Západní Antarktidy a Grónska. Uprostřed jsou ony příkrovy tlusté několik kilometrů a jsou doplňovány každoroční nadílkou sněhu. Sníh z dřívějších let se pod vahou novějšího sněhu mění v souvislý led obsahující jen bublinky, zbytky vzduchu obsaženého v původní sněhové vrstvě. Led v hloubce příkrovu se tlakovými silami ledových mas plasticky deformuje a je vytlačován k okrajům příkrovu. Většina pohybu ledu se děje v proudech ohraničených svahy hornin ve svém podloží či na svých bocích – takový útvar označujeme jako ledovec. Je-li rychleji proudící ledová masa na bocích ohraničena jen sousedním ledem, označuje se případně jako ledový proud, často jde o útvar větší, než bývají ledovce. Ledové proudy a ledovce na okrajích ledových příkrovů končívají v moři, jen některé malé ledovce na jihu Grónska se mění řícením a táním ve vodu už na pevnině, jako se to děje u všech ledovců v horách.

Menší obdoba ledového příkrovu, s rozlohou do 50 tisíc čtverečních kilometrů, se nazývá ledová čepice. Těch existuje mnohem více (většina jich je též v Antarktidě), na okrajích se vždy dělí do ledovců. A je-li vrstva ledu tenčí, takže z ní vystupují horské hřebeny, nazývá se ledové pole – to je vlastně soustava propojených ledovců roztékající se do všech stran.

Proč ledovce nabírají na rychlosti

Ledovce a ledové proudy táhnoucí se až do moře nespočívají ve své koncové části na pevném podloží. Pod ní je už jen voda. Konec ledovce na ní leží jako tlustá ledová police, plovoucí jazyk ledovce, odborně zvaný ledový šelf (shelf – anglicky police). Stéká-li takto do moře více ledovců vedle sebe, mohou být jejich konce spojeny do společného rozlehlého ledového šelfu. Ledové šelfy jsou tlusté alespoň sto metrů, běžně několik set metrů. Led se z nich do moře odlamuje v mohutných blocích, které pak označujeme jako ledové hory (eisbergy). Odlamování eisbergů se označuje jako telení (z angličtiny calving). Jak známo, devět desetin objemu takového eisbergu (či icebergu) je ponořeno pod hladinou, jen desetina vyčnívá. Eisbergy mohou oceánem cestovat tisíce kilometrů, než po měsících až letech roztají.

Dokud nebyly k dispozici radary, představovaly v noci či za mlhy velké nebezpečí pro lodní dopravu, s jedním eisbergem se srazil Titanic. Mořská kra, tlustá nejvýše pár metrů, by mu neublížila, tu by prostě odrazil pryč. Narazit na eisberg je ale téměř stejné jako narazit na skálu, má příliš velkou hmotnost, neuhne. Plovoucím ledovým horám kolem Grónska a Antarktidy se samozřejmě musejí vyhýbat i ledoborce, ty se umějí probíjet jen mořským ledem, není-li navršený do výšky několika metrů.

Ledový šelf může hodně zpomalovat odtok ledu z ledového příkrovu, pokud je zapřen o ostrovy či o horninové výběžky na mořském dně. Pomáhá i tlaková síla vody opírající se o čelo šelfu. Ještě důležitější je ale tření ledovce o horninové podloží. Čára, kde se ledovec od podloží odpoutává, přestává se třít o dno a mění se v ledový šelf, se nazývá čára dotyku nebo čára ukotvení (anglicky grounding line). Není snadné na povrchu ledovce poznat, kudy probíhá.

Stoupání teploty oceánu v hloubkách stovek metrů, způsobené tím, že skleníkový jev je silnější než dříve, ale vede k tomu, že se čára ukotvení posouvá směrem do vnitrozemí. Ledový šelf zespodu taje a ztenčuje se, přestává narážet na ostrovy či vyvýšeniny dna, případně se i zkracuje a ztrácí oporu na březích. Síla brzdící pohyb ledu z nitra příkrovu do moře tím klesá a rychlost ledovce se zvyšuje.

Co usnadňuje tání ledu

Takový mechanismus je známý dávno, staré jsou i obavy, že ledu z Grónska a Antarktidy bude zrychleně ubývat, což ostatně nyní pozorujeme. Nyní ale byly publikovány dvě vědecké práce, které takový děj podrobně dokumentují na příkladu ledovců, kterými odchází led ze Západoantarktického příkrovu do Amundsenova moře. Jedna mapovala horninové podloží ledovců pomocí radaru a modelovala tok ledu do budoucnosti (Joughin, Smith a Medley v Science), druhá využila měření ze satelitů dokumentující, jak se ledové šelfy zvedají během přílivu a odlivu – tak lze odhalit, kde začínají, čili kde je ona čára ukotvení (Rignot et al. v GRL). Ukázalo se, že se za dvacet let posunula až o desítky kilometrů. Tento proces bude pokračovat, neb teplota Jižního oceánu se nevrátí na úroveň, kterou měla před sto lety.

Situace je o to horší, že u některých ledovců směrem do vnitrozemí hloubka horninového podloží roste, což dále usnadňuje tání ledu u čáry ukotvení (s hloubkou klesá teplota tání). Ledovce se tak budou zkracovat a jejich pohyb, a tím i tempo úbytku ledu ze Západoantarktického příkrovu se tím bude zrychlovat. Je pravděpodobné, že již začal proces rozpadu tohoto ledového příkrovu, který bude pokračovat, i kdyby se globální oteplování do poloviny století zastavilo. Většina tohoto příkrovu je totiž opřená o pevninu až hluboko pod hladinou moře (i přes dva kilometry), a oceán jej bude podhlodávat, ať už bude na povrchu ledu jakkoliv zima.

Překročili jsme zřejmě bod zvratu a důsledkem bude, že tání ledu ze Západní Antarktidy zásadně přispěje ke zvyšování hladiny oceánů – během stovek a tisíců let bude tento příspěvek činit až několik metrů. Dostaneme se tak do situace, která panovala před sto třiceti tisíci let, když byla hladina vyšší tak o osm metrů. Co to bude znamenat pro dnešní města na pobřeží, je nasnadě.

A dřív jsme to nevěděli?

Mezivládní panel pro klimatickou změnu (IPCC) vydal v září první díl své Páté hodnotící zprávy, v němž říkal, jak může stoupat mořská hladina do konce století a dál. Glaciologové záhy kritizovali, že nevzal v úvahu práce, které empiricky zkoumaly rostoucí tempo úbytku ledu z ledových příkrovů. Oproti odhadu IPCC pro vzestup hladiny do roku 2100 nejvýše o jeden metr nevylučovali ani dva metry.

Ale až studie z letošního května ozřejmily šokující fakt, že gigantickému úbytku ze Západní Antarktidy už nezabráníme. Vzápětí se ukázalo (Morlighem et al v Nat. Geosci.), že i většina ledovců, jimiž se sune led z Grónského štítu, leží v údolích, která mají dna stovky metrů pod hladinou a pokračují pod mořem i přes 100 km do vnitrozemí. I odtok ledu z Grónska se jimi může velmi zrychlit.

V Česku žádná výše uvedená ledová tělesa nemáme, až na obdobu mořského ledu na stojatých vodách, případně i řekách, kde se na jaře led též láme na kry (i když dnes i řeky bez přehrad zamrzají jen vzácně, ne každý rok jako před padesáti lety). Z těch na pevnině se ve střední Evropě vyskytují pouze ledovce v Alpách. A tak se v lidové mluvě jako ledovec označuje vše (podobně to dělají i Rusové). To je ovšem zcela matoucí a není divu, že je pak pro čtenáře obtížné se v rychlých, bezprecedentních změnách kryosféry vyznat.

Zmatený jazyk vede ke zmatenému myšlení. Kdo si plete ledové šelfy, icebergy a kry, těžko pochopí, že ker a mořského ledu kolem Antarktidy může trochu přibývat, ale z kontinentu odchází obrovské množství ledu, který předtím sto tisíc let a déle spočíval na dně. Nyní je to už na sto padesát kilometrů krychlových za rok (McMillan et al. v GRL) a tempo úbytku trvale roste.



Počet příspěvků: 16, poslední 28.6.2014 11:10 Zobrazuji posledních 16 příspěvků.