Wstęp
Ziemia pod wpływem nienaturalnego ocieplania się daje sygnały, że niektóre jej rejony ulegają coraz większym zaburzeniom. Czy sobie zdajemy w ogóle z tego sprawę? Zaledwie około pół wieku wystarczyło aby wywołać tak kolosalne zmiany. Obecnie mamy przyśpieszony wzrost koncentracji dwutlenku węgla i metanu w atmosferze. I obie koncentracje przyczyniają się z roku na rok do przyśpieszonego wzrostu średniej temperatury przy powierzchni Ziemi.
Trzy typy punktów krytycznych:
Analiza czułych punktów klimatycznych Ziemi wykonana dzięki znanej instytucji europejskiej zajmującej się badaniami klimatu Potsdam Institute for Climate Impact Research, w której znaczącą rolę odgrywa Stefan Rahmstorf.
Masy lodu
Arktyka
Najszybciej ocieplającym się rejonem na Ziemi jest Arktyka (patrz podrozdział 2, str. 67). W 1979 r. lód polarny na tym biegunie zimna we wrześniu wynosił 6,45 mln km2. W 2016 było to 4,14 mln km2. W 2012 r. było nawet o ok. 900 tys. mniej. Jednak mierzony regularnie długofalowy trend od 37 lat jest wyraźnie spadkowy. Poza tym obszarów w Arktyce z grubym wieloletnim lodem jest coraz mniej, a za to jest coraz więcej z lodem cienkim rocznym. I to właśnie bardzo niepokoi naukowców. Tak więc, zniknięcie całkowite lodu arktycznego jest już kwestią czasu przy obecnym scenariuszu emisji antropogenicznych gazów cieplarnianych (Ola Johannessen i in., 2004).
Antarktyda Zachodnia
Kolejnym czułym punktem jest topnienie lodowców na Antarktydzie Zachodniej (patrz podrozdział 3, str. 70). Jest to Larsen C na wysuniętym daleko na północ Półwyspie Antarktycznym (Larsen A rozpadł się już w 1995 r., a Larsen B w 2002 r.) oraz Thwaites i Pine Island bardziej w kontynentalnej części na Ziemi Marii Byrd. Ponadto wielkie bryły lodu są codziennie odrywane poprzez wpływ drenowania wód lodowcowych. I w ten sposób cielą się spadając do ciepłego Oceanu Południowego. Tak samo masy lodu spływające na kontynencie do ciepłego oceanu ulegają również gwałtownemu topnieniu. Stopnienie całej Antarktydy Zachodniej może przyśpieszyć podniesienie się poziomu oceanu o 5 metrów (Jonathan Bamber i in., 2009).
Grenlandia
Podobne procesy zachodzą na Grenlandii. Najszybciej i gwałtownie topnieją lodowce Helheim, Jakobshavns i Kangerdlugssuaq. Podobnie tam zachodzą procesy spływu jęzorów lodowców na lądolodzie prosto do północnego Atlantyku, Gdzie one cielą się lub od razu topnieją w ocieplającym się oceanie. Przyśpieszone stopnienie całej Grenlandii może być przyczyną podniesienia się poziomu oceanu o 7 metrów (Jonathan M. Gregory i in., 2004).
Wieczna zmarzlina
Od początku XXI w. nasilają się procesy emisji dwutlenku węgla i metanu w tundrze na wiecznej zmarzlinie. Temperatury latem są tam wyjątkowo bardzo wysokie. Wyższe w niektórych regionach nawet o prawie 20 stopni niż pół wieku temu. Jest to punkt krytyczny, który wzbudza duży niepokój wśród naukowców, gdyż to właśnie tam może nastąpić punkt zapalny niekontrolowanego gwałtownie przyśpieszonego ocieplania się planety (Edward Schuur i in., 2008).
Klatraty metanu
Klatraty metanu na podwodnych szelfach kontynentalnych syberyjskich mórz: Łaptiewów i Wschodniosyberyjskiego są jeszcze bardziej niepokojącym sygnałem. Tym bardziej, że od kilku lat co najmniej obserwuje się wyraźne ukazywanie na powierzchni tychże mórz bąbli i ulatniania się stopniowego metanu z wody do atmosfery. Szacunkowo jest go aż 3 000 razy więcej niż w atmosferze. A więc, co to oznacza dla świata gdyby tak potencjalnie podniosła się koncentracja metanu?! Strach się bać (Carolyn D. Ruppel i in., 2011).
Azjatyckie lodowce
Do połowy tego wieku, stopnienie lodowców górskich w Himalajach, Karakorum, Kunlun, Tien Szanie i na wyżynie w Tybecie (oprócz Karakorum, w którym wyjątkowo istnieje przyrost śniegu) przyczyni się do tego, że podczas ekstremalnej suszy będą kurczyć się rzeki mające źródła w tymże systemie łańcucha górskiego, a podczas ekstremalnych nawalnych opadów, np. monsunowych, rzeki te będą masowo wylewać i przyczyniać się jeszcze do gwałtownych powodzi. W każdym razie wszystko będzie dążyć ku totalnemu wysuszeniu rzek azjatyckich takich jak: Jangcy, Huang Ho, Ganges, Indus, Brahmaputra, Salween, Irawadi oraz Mekong. Ucierpi na tym aż 300 mln ludzi mocno uzależnionych od egzystencji tych rzek. Nastąpi przy tym spadek plonów o co najmniej 20-30 %. Odbije się to również na kondycji ekosystemów i przeżywalności organizmów je zamieszkujących (Walter Immerzeel i in., 2010).
Rysunek. Mapa najważniejszych tipping points (punktów krytycznych) w systemie Ziemi przestawionej w Köppen climate classification (klimatycznej klasyfikacji Köppena). Są trzy grupy krytycznych elementów: topnienie mas lodu, zmiany cyrkulacji oceanu i atmosfery oraz zagrożone wielkoskalowe ekosystemy. Pytania zaznaczone na mapie wskazują systemy, których status jako krytycznych elementów jest szczególnie niepewny. Source: PIK, 2017.
Systemy cyrkulacji wód oceanicznych
ENSO (oscylacja południowa)
Od pewnego czasu mocno intryguje naukowców coraz intensywniejsza i mocno wpływająca na klimat ziemski działalność anomalii klimatycznych na Pacyfiku równikowym – El Nino i La Niny. Im większe jest ich oddziaływanie, tym więcej szkód gospodarczych występuje, a także w ekosystemach. Zasięg penetracji tych anomalii występuje od zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej do wschodnich wybrzeży Azji Południowo-wschodniej i wschodniej Australii. El Nino ma wpływ taki, że bardzo silnie podgrzewa powietrze atmosferyczne, a La Nina na odwrót. Bardzo silnie ochładza powietrze. Jednak przy trendzie długofalowym wzrostu temperatury globalnej przeważać będzie siła oddziaływania El Nino niż La Niny (Henry F. Diaz i in. 2001).
Cyrkulacja termohalinowa
Najbardziej wzbudza niepokój zimna plama na północnym Atlantyku (patrz podrozdział 10, str. 98). Co to oznacza? Naukowcy od dłuższego czasu śledzą ten najistotniejszy fragment cyrkulacji termohalinowej, na którym są takie prądy jak: Prąd Zatokowy i Prąd Północnoatlantycki zapewniające jak do tej pory dostawy ciepłego powietrza do Europy i do Arktyki. Obawiają się jednak, że cały ten globalny taśmociąg wodny jakim jest cyrkulacja termohalinowa spowolni albo nawet zatrzyma się (patrz podrozdział 11, str. 101). A wszystko ma mieć na to wpływ właśnie bardzo intensywnie przyśpieszone topnienie lodowców na Grenlandii, które bardzo gwałtownie spływają do północnego Atlantyku. Co z kolei przyczynia się do wysładzania oceanu w tymże rejonie. Wysłodzenie oceanu automatycznie powoduje zamarzanie jego powierzchni oraz stratyfikację. A to z kolei może grozić brakiem mieszania się ciepłych wód powierzchniowych z zimnymi wodami głębinowymi (Rahmstorf; Box 2015). Jest i nowsza hipoteza z tego roku, gdzie energia cieplna z Prądu Zatokowego i Północnoatlantyckiego trafi prosto do atmosfery wraz z potężnymi burzami przyczyniając się do gwałtowniejszego ocieplenia półkuli północnej. Ogólnie, zatrzymanie cyrkulacji termohalinowej może zakłócić system NADW (Północnoatlantyckie Wody Głębinowe), gdzie na południe od Islandii i południowej Grenlandii wody jeszcze zatapiają się w taki sposób, że w głębinach prądy płyną dalej w kierunku półkuli południowej. Jednak niegdyś przepowiadanego ochłodzenia w Europie i na półkuli północnej w ogóle nie będzie (Peter U. Clark i in., 2002).
Monsuny
Monsuny występujące na południowym Atlantyku u wybrzeży zachodniej Afryki są coraz słabsze. Jeszcze pół wieku temu intensywnie zasilały w deszcze Amazonię. Dlatego też ten ekosystem stepowieje. Obecnie z dekady na dekadę są coraz słabsze. Podobnie monsuny zaznaczające swoją działalność na Oceanie Indyjskim również coraz mniej opadów przynoszą Indiom i Bangladeszowi. Co też jest przyczyną gwałtownych, uciążliwych i długotrwałych suszy, zwłaszcza podczas aktywności w danych czasach El Nino. Tak np. było w 2015 r. i trwało jeszcze w 2016 roku (Karen O’Brien i in., 2004)
Ekosystemy
Lasy borealne
Bardzo czułym punktem ekosystemalnym są lasy borealne, czyli inaczej mówiąc tajga, zarówno w Rosji, jak i w Kanadzie i na amerykańskiej Alasce. W ostatniej dekadzie występuje coraz więcej dni bardzo upalnych latem i bardzo ciepłych wiosną, co przyczynia się coraz częściej do wielu gigantycznych pożarów. Co z kolei powoduje ogromne emisje gazów cieplarnianych do atmosfery, które coraz częściej wędrują w stronę Arktyki, gdzie zaprószają coraz silniej lód, co z kolei zmniejsza albedo i więcej promieni słonecznych przyczynia się do gwałtowniejszego roztapiania lodu (Mark Serreze i in., 2000).
Lasy deszczowe Amazonii
Bardzo niepokojącym sygnałem jest wysuszanie się Amazonii. W tejże krainie geograficznej jest coraz mniej opadów atmosferycznych. Jedną z przyczyn jest globalne ocieplenie powodujące słabnięcie napływających monsunów znad zachodniej Afryki oraz zaburzenie w powstawaniu pionowego profilu w atmosferze, co coraz rzadziej sprzyja powstawaniu głębokich konwekcji powodujących masywne opady deszczowe (Rong Fu i in. 2013). Jednak może to być także przyczyna długoletniego karczowania lasów Amazonii. W każdym razie dzieją się rzeczy mocno niepokojące, gdyż to właśnie ten ekosystem stanowił pewien bufor stabilizacyjny łagodzenia warunków klimatycznych na Ziemi (Oliver L. Phillips i in., 2009).
Pompa biotyczna w oceanach
Wraz z ocieplaniem się atmosfery ocieplają się również oceany. W przyszłości już nie tak odległej mogą powstać bardzo poważne zaburzenia w dostawie składników pokarmowych dla glonów, gdyż powierzchnia oceanów będzie ulegać silnej stratyfikacji termicznej powodującej odcinanie tejże powierzchni od głębszych wód zasobnych w nutrienty. I to z kolei może spowodować poważne zaburzenia w prawidłowym rozwoju glonów w fitoplanktonie, by mogły dokonywać fotosyntezy, czyli pobierania atmosferycznego węgla i wydzielania tlenu do wód oceanu i do atmosfery (Anastassia Makarieva i Victor Gorshkov, 2010).
Rafy koralowe
Zarówno dobrze znane wszystkim płytkowodne i ciepłolubne (ale do temperatury 26°C) rafy koralowe z obszarów tropikalnych, jak i mało znane dla każdego głębokowodne i zimnolubne rafy koralowe z całego świata, a zwłaszcza z wód północnego Atlantyku u wybrzeży północnej Europy są narażone tak samo na wzrost temperatury, zakwaszenie oraz odtlenienie. Są to ekosystemy bardzo wrażliwe na zmiany klimatyczne. Już ocieplenie świata o 1,5 stopnia Celsjusza będzie oznaczać zagładę co najmniej 90 % wszystkich populacji na świecie. A ocieplenie o 2°C sprowadzi nieomal na skraj wyginięcia te ekosystemy wraz z koralowcami je tworzącymi oraz innymi gatunkami uzależnionymi od tych unikatowych i pięknych siedlisk podmorskich. Wyginie wówczas aż 97 % gatunków (Ove Hoegh-Guldberg, 1999; Ove Hoegh-Guldberg i in. 2007).
Dodatkowe punkty krytyczne, które dają o sobie nieśmiało znać
Lodowce andyjskie
To są lodowce andyjskie. Lodowiec boliwijski Chacatalya w 2009 r. całkowicie już zaniknął. Jest on wyraźnym sygnałem, że w tamtej części świata punkt krytyczny względem ocieplania się globu ziemskiego już się tworzy. W przyszłości z pewnością będzie to jeden z punktów zapalnych zaburzających ekosystemy oraz funkcjonowanie społeczeństw ludzi (Mathias Vuille i in., 2008).
Antarktyda Wschodnia
Do tej pory uważano, i to zaledwie od początku naszego wieku, że lodowce w tej części Antarktydy (patrz podrozdział 3, str. 70) tracą bardziej masę (ablacja) niż ją odbudowują (akumulacja). Od 2016 roku jednak sensacją stało się pierwsze topnienie lodu na Antarktydzie Wschodniej. Tą wyrwę w systemie tego gigantycznego lądolodu spowodował lodowiec Totten intensywnie ocieplający przez wody głębinowe Oceanu Południowego (Matthias Mengel i Anders Levermann, 2014).
Punkty krytyczne jako niepewne:
Trudno powiedzieć jakie będą punkty krytyczne dotyczące obszarów pustynnych Sahelu, Sahary i południowo-zachodniej Ameryki (głównie w Kalifornii). Wiadomo, że pewnego rodzaju oddziaływanie na zmiany klimatu występują tam także. Zwłaszcza odczuwalne są na południowym zachodzie USA (np. pożary w Kalifornii). (źródło)
Wyspa Indonezji – Borneo
Podczas ostatniego silnego El Nino zamiast normalnie spodziewanych deszczy tropikalnych występowały anomalne susze, które z kolei inicjowały jesienią 2015 roku ogromne niekontrolowane pożary (możliwe, że powstawały przez wypalanie lasów) (patrz podrozdział 6, str. 120). Działo się dlatego, że wiele obszarów leśnych zostało tam wykarczowanych pod uprawy palmy olejowej i eukaliptusa. Brak normalnej pompy biotycznej przynoszącej silne nawilgocenie stał się przyczyną potężnego wysuszenia obszarów w dużej mierze wylesionych. Oprócz tropikalnych lasów i upraw leśnych płonęły również masowo torfowiska, które emitowały do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla i metanu. Natomiast płonące lasy emitowały do atmosfery głównie CO2, ale w ilości około 16 mln ton dziennie. Te gigantyczne pożary w Indonezji trwały około kilku miesięcy (Toru Hashimotioa i in., 2000).
Zakończenie
Ziemia ma słabe punkty na całej swojej powierzchni składającej się z 71 % wód (oceanów i mórz) oraz z 29 % lądów (kontynentów). I już w tej chwili pewne jej obszary ulegają stopniowemu degradowaniu się. Na razie jest tak, że w pewnych tych czułych punktach zmiany zachodzą bardzo szybko, a w innych zmiany te zachodzą jeszcze na szczęście powoli (Hans Joachim Schellnhuber, Stefan Rahmstorf i Ricarda Winkelmann, 2016). Nie jest to jednak nic optymistycznego. Jest to wyraźne ostrzeżenie dla ludzkości aby jak najszybciej zeszła ze złej drogi swego rozwoju. Inwestycje w energię paliw kopalnych oraz inwestycje w masowy rozwój rolnictwa przemysłowego poprzedzony równie masowymi deforestacjami, już w tej chwili coraz wyraźniej ukazują jak potężny błąd popełniliśmy i popełniamy jako gatunek Homo sapiens. Narażamy na poważne zagrożenia nie tylko przyszłe nasze pokolenia, ale i również ogromną liczbę gatunków bardzo wrażliwych na te potencjalne zmiany wywołane przez coraz intensywniejsze podgrzewanie naszego globu ziemskiego.
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/ziemskie-progi-bezpieczenstwa-193
https://www.pik-potsdam.de/services/infodesk/tipping-elements/kippelemente?set_language=en
http://ziemianarozdrozu.pl/encyklopedia/89/topnienie-grenlandii-i-antarktydy
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/rosnaca-ilosc-lodu-w-arktyce-i-kryzysowe-spotkanie-ipcc-11
http://www.chronmyklimat.pl/wideo/nauka-o-klimacie/wieczna-zmarzlina-tykajaca-klimatyczna-bomba
https://zywaplaneta.pl/hydraty-metanu-globalne-ocieplenie/
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/antarktyda-epizod-iv-nowa-nadzieja-116
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/cieplo-w-arktyce-mniej-sniegu-mniej-lodu-wiecej-pozarow-165
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/coraz-dluzsza-pora-sucha-w-amazonii-24
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/20-faktow-o-zakwaszaniu-oceanow-42