V ledových fjordech Grónska probíhá proces, který neuvidíš ani z břehu, ani ze satelitů, ale který výrazně zrychluje tání ledovců.
Vědci popsali mechanismus, při kterém obrovské vlny skryté hluboko pod hladinou míchají teplou vodu z hloubky a nahlodávají ledovce zespodu. Výsledek? Led mizí mnohem rychleji, než ukazovaly dosavadní klimatické prognózy.
Tento jev má zásadní význam pro pochopení budoucího vývoje hladiny oceánů. Grónský ledový příkrov obsahuje dostatek zmrzlé vody na to, aby při úplném roztání zvýšil hladinu moří po celém světě přibližně o sedm metrů. I částečné tání ovlivňuje pobřežní oblasti a klimatické vzorce v Evropě, včetně Česka. Vědci z Univerzity v Curychu objevili, že samotné ledovce aktivně napomáhají svému vlastnímu rozpadu prostřednictvím skrytých vln, které vznikají při odlamování ledových ker.
Dosavadní klimatické modely se zaměřovaly především na teplotu vzduchu a vody, předpokládaly, že teplo proudí zvenčí. Nové měření však ukazuje, že ledovce samy spouštějí proces svého zanikání. Každé odlomení fragmentu ledu nejen přímo zvětšuje úbytek hmoty, ale také zesiluje jevy ve fjordu, které připravují půdu pro další odlamování.
Co se děje, když se odtrhne ledová hora
Odtržení fragmentu ledovce od čela obvykle spojujeme s rachotem, spektakulárním sesuvem ledu a vlnou na hladině. Nejnebezpečnější jev však začíná hlouběji, v tichosti.
Když obrovský blok ledu spadne do fjordu, uvolní se do moře ohromné množství energie. Výzkum týmu z Univerzity v Curychu ukazuje, že takový „pád“ vyvolává sérii vnitřních vln běžících pod hladinou. Nevidíš je pouhým okem, ale jejich výška může dosahovat výšky mrakodrapu a sahají stovky metrů do hloubky.
Tyto vlny nejsou jen krátkodobým efektem „žbluňknutí“. Procházejí fjordem po mnoho hodin a neustále míchají vrstvy vody. Z hloubky vytahují teplejší masy, které by normálně zůstaly izolované pod chladnější vrstvou při povrchu.
Skryté vlny fungují jako obrovský mixér: přitahují teplejší vodu do zóny kontaktu s ledem a systematicky oslabují ledovec u základny. To způsobuje, že svislé stěny ledu se stávají stále méně stabilními. Každé další odtržení bloku připravuje půdu pro následující, vytváří zpětnou vazbu – sérii událostí, ve které každá epizoda urychluje další.
Optické vlákno jako seismograf oceánu: jak vědci uslyšeli vlny duchů
Tak jemné procesy dosud unikaly pozorování. Satelity dokážou sledovat povrch ledovců a změny jejich rozsahu, ale nevidí, co se děje pod vodou, kde se ledovec přímo stýká s mořem.
Přelom nastal díky využití technologie známé dosud hlavně z telekomunikací. Tým mezinárodních vědců položil na dno jednoho z fjordů na jihu Grónska přibližně desetikilometrový optický kabel a proměnil ho v tisíce senzorů současně.
Využili systém nazývaný Distributed Acoustic Sensing neboli DAS. V praxi to znamená, že každý metr optického vlákna funguje jako senzor vibrací a změn teploty. Laserové impulsy vysílané do kabelu se vracejí s minimálními zkreslením a počítač interpretuje tato rušení jako ultracitlivý stetoskop přiložený ke mořskému dnu.
Optické vlákno se stalo uchem vědců, zachycujícím nejjemnější otřesy, vlny a pohyby vody podél celého fjordu v reálném čase. Shromážděná data jasně ukázala: každé odtržení ledové hory spouští dlouhý „vlak“ vln. Ty viditelné na povrchu rychle slábnou. Největší roli hrají vnitřní vlny, které klidně putují do hloubky fjordu a důsledně míchají celý vodní sloupec.
Kolik ledu mizí zespodu za jediný den
Analýza publikovaná v renomovaném vědeckém časopise ukazuje, že jedna taková série vln dokáže sníst ze základny ledovce až centimetr ledu. Zní to neškodně, dokud nespočítáš, kolik takových epizod probíhá během dne.
Při opakovaných odtržením dosahuje kumulovaný úbytek ledu až metru denně. To je tempo srovnatelné s rychlostí, jakou se čelo ledovce posouvá směrem k moři. Jinými slovy – to, co ledovec dodává do fjordu, z velké části mizí v důsledku působení teplé vody poháněné vnitřními vlnami.
Parametry tohoto jevu jsou pozoruhodné:
- Škála úbytku: až jeden metr ledu denně u základny ledovce
- Doba trvání vln: od několika hodin po jedno odtržení ledové hory
- Dosah: stovky metrů do hloubky vodního sloupce ve fjordu
- Zdroj energie: pád mnohatunových bloků ledu do moře
- Teplota vody z hloubky: o několik stupňů teplejší než povrchová vrstva
- Rychlost šíření vnitřních vln: několik metrů za sekundu
- Počet senzorů v optickém kabelu: tisíce na desetikilometrovém úseku
Grónsko urychluje vlastní tání
Závěry z nových měření významně mění obraz toho, co se na Grónsku děje. Dosud se klimatické modely z velké míry soustředily na teplotu vzduchu a vody, předpokládaly, že teplo přitéká zvenčí. Ukazuje se, že samotné ledovce pohánějí proces svého zanikání.
Každé odtržení fragmentu ledu nejen přímo zvětšuje úbytek hmoty, ale také posiluje jevy ve fjordu, které připravují scénu pro další odlamování. Je to vnitřní smyčka, ve které ledovec nepřímo pracuje proti sobě.
Dobře to vidíš na příkladu zkoumaného ledovce Eqalorutsit Kangilliit Sermiat. Každý rok odevzdává oceánu přibližně 3,6 kilometru krychlového ledu. To je téměř trojnásobek objemu slavného ledovce Rhône v Alpách. Každá taková masa ledu po rozpadu na menší ledové hory dále ovlivňuje proudy a výměnu tepla ve fjordu.
Mořské ledovce Grónska nejsou jen pasivními oběťmi teplejšího klimatu. Jejich vlastní dynamika praskání a odlamování bloků ledu aktivně urychluje jejich zánik. Vědci předpokládají, že opomenutí mechanismu vnitřních vln vedlo k vážnému podhodnocení tempa tání z podvodní strany. Některé dřívější analýzy mohly tuto hodnotu podhodnotit až stokrát.
Proč se klimatické modely tak mýlily a co to znamená pro nás
To je špatná zpráva pro prognózy hladiny moře. Pokud ledovce v kontaktu s oceánem reagují na nárůst teploty tak dynamicky a samopohánějícím způsobem, budoucí tempo jejich zanikání může být rychlejší, než předpokládaly dosud přijímané scénáře.
Zvýšené množství sladké vody v Atlantiku oslabuje oceánskou cirkulaci, včetně slavného Golfského proudu. Změna síly těchto mořských proudů se promítá do počasí v Evropě, včetně Česka – od četnosti bouří po rozložení teplot mezi zimou a létem.
Využití optických vláken jako sítě senzorů otevírá zcela novou etapu výzkumu ledovců. Tento typ kabelů již dnes obaluje dno oceánů a spojuje kontinenty internetem. V budoucnu bude možné část z nich využít ke stálému monitoringu jevů jako jsou vnitřní vlny, zemětřesení mořského dna nebo pohyby ledových mas.
Pro vědce je to příležitost k mnohem přesnějším prognózám. Pro rozhodující činitele další varování, že změny v polárních oblastech neprobíhají klidně a lineárně, ale skokem a s nečekanými zrychleními. Tento příběh dobře ukazuje, proč při hodnocení klimatického rizika nestačí sledovat průměrnou teplotu. Počítají se také lokální procesy, mechanismy zpětných vazeb a zdánlivě drobné efekty, které v delším měřítku fungují jako tichý urychlovač změn.
Stojí za zmínku ještě jedna věc: takové skryté jevy mohou probíhat nejen na Grónsku, ale také v Antarktidě a u dalších ledovců vstupujících do moře. Pokud tam podobné vnitřní vlny pracují stejně intenzivně, globální bilance tání ledu možná bude vyžadovat další korekci směrem nahoru.
