Blíži sa Grónsko k nezvratnému bodu zlomu?

Alexander Ač

Stačí len malé dodatočné zvýšenie globálnej teploty a objem ľadu v Grónsku môže výrazne klesnúť.

Dedina Ilulissat s farebnými domami v blízkosti jedného z najväčších ľadových fjordov na západe Grónska. Zdroj: iStockphoto.com

Dedina Ilulissat s farebnými domami v blízkosti jedného z najväčších ľadových fjordov na západe Grónska. Zdroj: iStockphoto.com

Vedci odporúčajú obmedziť nárast globálnej teploty „výrazne pod 2 °C“ tak, ako to stanovuje Parížska dohoda. Jedným z dôvodov je hrozba nezvratného roztopenia Grónska. Tento ostrov spolu s Arktídou významne stabilizuje celý klimatický systém, ktorý okrem iného zabezpečuje súčasné prúdenie Golfského prúdu, a miestami ho pokrýva až trojkilometrová vrstva ľadu. Akonáhle sa začne topiť sneh a ľad na celom jeho povrchu, bez následného ochladenia už tento proces nebude možné zastaviť. Ak by došlo k úplnému roztopeniu Grónska, hladina svetového oceánu by stúpla až o 7 metrov.

Teória bodov zlomu

Každý zložitý dynamický systém, ktorý riadia mechanizmy pozitívnych a negatívnych spätných väzieb, podlieha možnosti takzvaného bodu zlomu. Ide o situáciu, keď dlhodobo stabilný systém v pomerne krátkom čase zaznamená nelineárne zrýchlenie, ktorého výsledkom je vznik novej rovnováhy s okolitým prostredím. Výsledkom je celkom nový charakter takéhoto systému.

V prípade Grónska to znamená, že v situácii, keď by nastalo zrýchlenie jeho topenia za kritickú hranicu, by sa objem ľadovej pokrývky v novom rovnovážnom stave výrazne znížil, pričom takúto transformáciu prakticky nie je možné zastaviť.

Zásadná je otázka, či vedci dokážu rozpoznať situáciu, ktorá takémuto vývoju predchádza. Zdá sa, že takéto signály naozaj existujú. Jednu z prelomových prác publikoval kolektív autorov pod vedením Martena Scheffera z Wageningen Univerzity v roku 2009. Autori ukázali, že v rôznych zložitých systémoch, či už ide o ľudský mozog, finančné trhy, alebo jednotlivé zložky klimatického systému, sa pri kritických prechodoch objavujú podobné varovné signály, ktoré sú pre všetky takéto systémy charakteristické.

Ide o takzvané kritické spomalenie, keď systém začína strácať schopnosť udržať rovnovážny stav so svojím okolím, a narastá odchýlka (teda vzdialenosť) od rovnovážneho stavu oboma smermi, ktorý pozorujeme v podobe zvýšenia premenlivosti. Odchýlka signalizuje prichádzajúcu nestabilitu a riziko, že systém stojí na prahu nelineárnej, nevratnej zmeny.

Okrem zvýšenej rozkolísanosti systému rastie aj takzvaná autokorelácia. Práve tá určuje, ako veľmi sa vlastnosti systému v existujúcom stave podobajú na vlastnosti stavu predošlého. Keďže klesá schopnosť vrátiť sa k rovnovážnemu stavu, zvyšuje sa miera autokorelácie, teda celý systém si je v priebehu daného rozdielu času podobnejší ako v prípade normálneho režimu.

Západné pobrežie Grónska z vtáčej perspektívy. Zdroj: iStockphoto.com

Západné pobrežie Grónska z vtáčej perspektívy. Zdroj: iStockphoto.com

Na kritickej hranici?

Doteraz vyšli desiatky štúdií zaoberajúce sa históriou zaľadnenia Grónska v minulých, často teplejších obdobiach. Vďaka nim vieme dnes povedať, že stačí už len malé dodatočné zvýšenie globálnej teploty a objem ľadu v Grónsku môže výrazne klesnúť. Posledná štúdia dvojice vedcov, fyzika Niklasa Boersa z Postupimského inštitútu pre výskum podnebia a matematika Martina Rypdala z Arktickej univerzity, ktorá vyšla v PNAS, sa však nezaoberá históriou, ale tým, že západná časť ostrova sa v stave kritického spomalenia už nachádza.

V štúdii sa vedci zamerali na jeden z kľúčových prvkov, ktorý určuje dynamiku Grónska, konkrétne spätno-väzobným mechanizmom súvisiacim s topením ľadu a nadmorskou výškou. Keď sa ľad roztápa, klesá jeho nadmorská výška a preniká do teplejšej oblasti. Tam sa roztápa ďalej a klesá nižšie, a celý proces sa tak vzájomne posilňuje a zrýchľuje.

Preto sa autori práce skôr ako na rýchlosť topenia snehu zamerali na nadmorskú výšku. Štúdium najväčšieho odtokového ľadovca Jakobshavn ukázalo, že ukazovatele autokorelácie aj premenlivosti sú v súlade s kritickým spomalením, a teda aj blížiacim sa bodom zlomu. Do hry vstupujú ešte ďalšie dôležité faktory – pokles odrazivosti snehu a nárast objemu snehových zrážok následkom oteplenia – a tie môžu situáciu ovplyvniť jedným alebo druhým smerom.

Výsledky štúdie ukazujú, že časť Grónska sa už nachádza na hranici bodu zlomu, prípadne v jej blízkosti. „Sme na okraji a každý rok pokračujúce emisie CO2 exponenciálne zvyšujú riziko prekročenia tohto bodu,“ komentoval Niklas Boers výsledok štúdie pre časopis Guardian.

Dobrou správou je, že táto situácia zatiaľ neplatí pre celý ostrov, avšak s pokračujúcim rýchlym otepľovaním môže pomerne rýchlo nastať situácia, keď sa roztopenie celého Grónska vymkne kontrole a zastaviť ho už nebude možné. V súčasnosti už pravdepodobne nemožno zabrániť nárastu hladiny oceánu o jeden až dva metre, hoci celý proces bude trvať stáročia. Ešte stále ale môžeme zabrániť tomu, aby sa rast hladiny oceánu dramaticky zrýchlil.

Zdroje:

  • Scheffer a kol., Nature, 2009
  • Boers a Rypdal, PNAS, 2021

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Táto webová stránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.