Lodowa opowieść z Grenlandii

Największa wyspa świata - Grenlandia. Po duńsku Grønland, w miejscowym języku zwana Kalaallit Nunaat czyli Ziemia Ludzi (Grenlandczyków). Żadna z tych nazw w najmniejszym stopniu nie kojarzy się z lodem, skąd zatem nazwa Zielony Ląd? Czyżby od jej nadania, oblicze wyspy zmieniło się aż tak drastycznie?
Nadał ja ponad 1000 lat temu Eryk Rudy wygnany z Islandii za zabójstwo. Nazwa stanowiła prawdopodobnie reklamę wyspy, jaką Eryk przedstawił mieszkańcom Islandii starając się zachęcić do jej zasiedlenia. W owym czasie pasterstwo było podstawą gospodarki Islandczyków, cóż więc mogło być dla rodaków bardziej kuszącego nad perspektywę zielonego lądu?

Większa część Grenlandii położona jest za kołem podbiegunowym, czego efektem jest surowy klimat arktyczny i skąpa roślinność. Około 85% wyspy pokryte jest czapą lodową zwaną Lądolodem Grenlandzkim. Zawiera on ok. 11% całej masy lodu istniejącej na kuli ziemskiej, stąd jest olbrzymim rezerwuarem słodkiej wody. Przyjmuje się, że stopienie takiej masy lodu spowodowałoby wzrost poziomu wszechoceanu o 6-7 metrów.

Powstawanie lądolodu odbywało się na drodze corocznej kumulacji opadów śnieżnych. Przy odpowiednio niskiej temperaturze nie dochodzi wówczas do stopienia w ciągu lata całego zimowego opadu i z roku na rok pokładów śniegu przybywa. Kryształki śniegu pod wpływem coraz to nowych warstw nadległego śniegu przechodzą kolejne etapy przeobrażeń, aby w końcu osiągnąć postać lodu lodowcowego. Zwiększenie gęstości odbywa się przez eliminację powietrza z pokrywy śnieżnej (we wstępnej fazie) a następnie kompresję pęcherzyków powietrza uwięzionych w lodzie. O ile pierwsza faza zachodzi dość szybko, druga jest procesem bardzo powolnym. Jak można się domyśleć, ciśnienie potrzebne na przeobrażenie puszystego śniegu o gęstości 50-70 kg/m3 w twardy jak skała lód o gęstości powyżej 830 kg/m3 jest znaczne. Dla Lądolodu Grenlandzkiego głębokość, na której następuje faza przeobrażenia w lód lodowcowy wynosi 60-80 metrów. Generalnie najważniejszymi czynnikami decydującymi o tempie przeobrażania śniegu w lód są ilość opadu śnieżnego oraz temperatura w jakiej zachodzi przemiana. Im niższa temperatura, tym przeobrażenie zachodzi wolniej. W przypadku Grenlandii czas potrzebny na przemianę śniegu w lód lodowcowy wynosi od ok. 100 do 400 lat, a dla Antarktydy wartość ta sięga nawet 4000 lat.
Maksymalna grubość czapy lodowej Grenlandii sięga ponad 3500 metrów, przy średniej wartości około 2000 metrów dla całego lądolodu. Ogromna masa lodu rozpływa się z centralnej, najwyżej wzniesionej części wyspy ku jej brzegom, gdzie ma ujście w morzu w postaci cielących się lodowców lub - nie osiągnąwszy morza - zatrzymuje się na lądzie, pozostawiając wąski pas wolnego terenu na którym skupia się całe życie wyspy.

Profil poprzeczny Grenlandii na wysokości miasta Ilulissat

Tak wielka masa lodu powoduje deformację skorupy ziemskiej. Przyjmuje się, że obniżenie podłoża wynosi około 30% maksymalnej grubości pokrywy lodowej. W przypadku Grenlandii jej podłoże skalne w centralnej części jest więc wciśnięte na głębokość ok. 800-900 metrów. W wyniku tego środkowa część wyspy położona jest poniżej poziomu morza.

Krawędź lądolodu często stanowią klify jęzorów lodowych spoczywające na lądzie. Na zdjęciu Lodowiec Russela w zach. Grenlandii.

Warto wiedzieć, że Grenlandia nie zawsze była lodową wyspą. Najwcześniejsze dowody przemawiające za istnieniem bujnego życia roślinnego i zwierzęcego pochodzą aż sprzed 350 milionów lat. Na tyle szacowany jest wiek skamieniałej „czteronożnej ryby”, której szkielet znaleziono w północno-wschodniej części wyspy. Wyniki uzyskane z badań osadów morskich pobranych z głębokości 400 metrów z dna w pobliżu Grenlandii wskazują na to, że 55 milionów lat temu te arktyczne wody miały charakter subtropikalny ze średnią temperaturą ok. 20°C. Pomimo iż klimat był wtedy o wiele cieplejszy, Grenlandia znajdować się musiała również nieco bliżej równika. Górzysta, bogata w roślinność wyspa z centralnie położonym plateau, rzeki wynoszące materiał z obszarów górskich w kierunku wybrzeża. Taki stan istniał prawdopodobnie w czasie rozpadu prakontynentu Laurazji (stanowiły go Grenlandia wraz z Europą, Ameryką Pn. i Azją) na mniejsze fragmenty, które następnie dryfowały w kierunku północnym. Około 2-3 mln lat temu klimat stopniowo zaczął się ochładzać i w obrębie wyspy zaczęły powstawać pierwsze lodowce górskie, które rozrastając się objęły swym zasięgiem również centralną część wyspy. W wyniku dalszego ochłodzenia klimatu ok.1-2 mln lat temu (okresy zlodowaceń) pokrywa lodowa obejmowała całą powierzchnię Grenlandii. Podczas interglacjałów (okresów ociepleń między zlodowaceniami) lądolód wycofywał się nieznacznie odsłaniając skaliste wybrzeża wyspy. Krajobraz taki możemy podziwiać aktualnie. Według geologicznego kalendarza Ziemi znajdujemy się obecnie u schyłku okresu ocieplenia (interglacjału).

Fragmenty rdzenia lodowego pochodzącego z wiercenia w lądolodzie (North Grip 1997)

Próby jak najwierniejszego odtworzenia środowiska, w jakim rozwijał się lądolód, ocena wieku lodu i jednocześnie chęć poznania czynników odpowiedzialnych za kolejne okresy ochłodzeń i ociepleń były i są argumentem za podejmowaniem wierceń w lądolodzie.
Na Grenlandii pierwszy tego typu projekt realizowany był już w 1956 roku. Kolejne, o dźwięcznych nazwach Camp Century, GISP, NGRIP, GISP2, realizowane w następnych latach i z użyciem coraz nowocześniejszej techniki zaowocowały wydobyciem najdłuższego z dotychczasowych rdzenia lodowego o długości 3053 metrów (wraz z 1.5 metrową próbką podłoża). Stanowi on komplementarne źródło informacji zarówno dla glacjologów, klimatologów, jak i fizyków, biologów i chemików.
Lód „więzi” i transportuje wgłąb liczne cząstki pyłów, zarówno tych wywiewanych przez wiatr, jak również pyłów wulkanicznych, izotopów promieniotwórczych, związków organicznych, aerozoli wody morskiej a nawet pyłu kosmicznego. Stanowią one cenny wskaźnik dla określenia wieku warstwy, w której występują. Najważniejszym jednak źródłem danych jest powietrze zamknięte w lodzie w bardzo małych pęcherzykach. Jego analiza pozwala na podjęcie prób odtworzenia warunków klimatycznych panujących wiele tysięcy lat temu, dzięki czemu umożliwia zrozumienie mechanizmu powstania lądolodów.

Skomplikowana i niezwykle kosztowna logistyka wierceń dowodzi wielkich nadziei pokładanych w badania rdzeni. Niejednoznaczności, a niejednokrotnie duże rozbieżności uzyskiwanych wyników pozwalają wnioskować, że ten kierunek badań będzie rozwijany.

Podstawowe pytania zadawane dzisiaj coraz częściej dotyczą przyszłości obszarów zlodowaconych. Czy należy oczekiwać kolejnego ochłodzenia klimatu i ekspansji lądolodu? Tego nie wiemy. Liczne obserwacje wskazują na odwrotny kierunek zmian klimatycznych. Zapoznając się z faktami dotyczącymi topnienia lądolodu grenlandzkiego napotkać można na nieskończoną mnogość skrajnych teorii. Zainteresowanie badaniami lodowców i lądolodów gromadzi coraz szersze rzesze naukowców i pseudonaukowców, liczących na przełomowość ich teorii.

Sznurki:

• Szybki lód - o lądolodach w „Wiedzy i Życiu” 06/2006
• Lodowa wędrówka Sylwia Kulczyk, geozeta.pl