Naukowcy pod kierownictwem Uniwersytetu w Uppsali opublikowali w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications badanie o wyjątkowym znaczeniu. Zmapowali podłoże ponad 200 000 lodowców Ziemi i doszli do wniosku, że gdy część tego lodu zniknie, planeta może zyskać 56 659 nowych jezior o łącznej powierzchni 40 647 km² i objętości do 3 138 km³ wody. To zmieni krajobraz, systemy hydrologiczne i geografię zagrożeń w wielu regionach świata – od Himalajów, przez Alaskę, po Andy. Największe ryzyko: nagłe powodzie zagrażające 15 milionom ludzi.
- Metoda badania – jak zajrzeć pod dwustutysięczną warstwę lodu
- Skala odkrycia – nowa geografia wody słodkiej
- Azja Wysokogórska w epicentrum zagrożenia
- Kontekst szwedzki i skandynawski – Kebnekaise i Tarfala
- Nowe jeziora – zagrożenie i zasób
- Perspektywa czasowa – to nie stanie się z dnia na dzień
- Dlaczego to badanie ma znaczenie dla wszystkich
- Podsumowanie – planeta w transformacji
Publikacja w Nature Communications została zredagowana przez zespół naukowców ze Szwecji, Stanów Zjednoczonych, Szwajcarii i Norwegii. Główną instytucją koordynującą był Uniwersytet w Uppsali – ośrodek, który od lat prowadzi jedne z najbardziej zaawansowanych badań glacjologicznych w Europie. Współpraca objęła Uniwersytet Carnegie Mellon w Stanach Zjednoczonych, Uniwersytet w Lozannie w Szwajcarii oraz Uniwersytet w Oslo w Norwegii. To międzynarodowa próba odpowiedzi na jedno z najbardziej fundamentalnych pytań współczesnej geografii: jak będzie wyglądała Ziemia, gdy stopnieje znacząca część jej lodowców?
Metoda badania – jak zajrzeć pod dwustutysięczną warstwę lodu
Wyzwanie było znaczące. Podłoże lodowców nie jest bezpośrednio widoczne. Zamarznięta powierzchnia może skrywać głębokie doliny, zagłębienia, naturalne baseny i obszary, w których w przyszłości gromadzić się będzie woda roztopowa. Bezpośrednie obserwacje wysokości dna lodowca istnieją tylko dla około 2 procent globalnych lodowców – reszta jest terenem nieznanym.
Zespół pod kierownictwem Uppsali wykorzystał trójwymiarowy model przepływu lodu o nazwie Instructed Glacier Model, przyspieszony przez GPU (Graphics Processing Units – procesory graficzne dedykowane obliczeniom naukowym) i głębokie uczenie (deep learning). Modelowanie łączyło dane z Randolph Glacier Inventory v6.0 – bazy danych o ponad 200 000 lodowców na całym świecie – z cyfrowymi modelami terenu, prędkościami przepływu lodu i ponad 3,8 miliona obserwacji grubości lodu dostępnych w bazie danych GlaThiDa.
Wynikiem tej pracy jest zestaw danych o nazwie „TOPO-DE v1.0″ (Topografia zdeglacjalnej Ziemi) – fizycznie spójna globalna mapa terenu obecnie ukrytego pod lodowcami. Mapa ma rozdzielczość od 100 do 400 metrów, w zależności od regionu, co pozwala obserwować typowe formy rzeźby polodowcowej: doliny w kształcie litery U, cyrki lodowcowe, głębokie kotliny i przegłębienia – zagłębienia wyżłobione poniżej poziomu ujścia terenu.
Trójwymiarowa mapa Ziemi bez lodowców to nie jest tylko naukowa ciekawostka. To fundamentalne narzędzie do planowania przyszłości, oceny ryzyka i zarządzania zasobami wodnymi w regionach, w których lodowce jeszcze istnieją, ale nieuchronnie topnieją.
Skala odkrycia – nowa geografia wody słodkiej
Głównym rezultatem jest identyfikacja 56 659 potencjalnych przyszłych jezior o minimalnej powierzchni 0,05 km² każde. To jeziora, które pojawią się w zagłębieniach obecnie pokrytych lodem. Gdy lodowiec cofnie się, obszary te zostaną odsłonięte i zaczną gromadzić wodę roztopową, deszcz i lokalny drenaż.
Łączna powierzchnia tych jezior wyniesie 40 647 km². W praktyce oznacza to, że około 6 procent nowego, wolnego od lodu krajobrazu może zostać pokryte jeziorami. Dla porównania: średnia światowa powierzchnia jezior na terenach niezlodowaconych wynosi około 2 procent. To trzykrotna różnica. Obszary odsłonięte przez cofający się lodowiec będą miały znacznie większą koncentrację jezior niż typowe krajobrazy lądowe – ich topografia po prostu bardziej sprzyja gromadzeniu wody.
Objętość wody, którą te jeziora mogą pomieścić, sięga 3 138 km³. Ta liczba wystarczyłaby do zatrzymania około 7 milimetrów ekwiwalentu wody z poziomu morza. Innymi słowy, część wody roztopowej będzie tymczasowo uwięziona w jeziorach kontynentalnych, zanim dotrze do oceanów. To nie rozwiązuje problemu podnoszenia się poziomu mórz – ale pokazuje, że droga wody roztopowej z lodowca do oceanu jest bardziej złożona, niż sugerują uproszczone modele.
Autorzy podkreślają, że to szacunek maksymalnego potencjału. Model uwzględnia teren odsłonięty przez lód, ale nie wszystkie przyszłe zmiany – erozję, osady, przerwanie naturalnych barier, późniejsze odwodnienia. Realna liczba i wielkość jezior może być mniejsza niż teoretyczny potencjał. Ale kierunek zmiany jest jednoznaczny: planeta zyskuje nowe jeziora.
Azja Wysokogórska w epicentrum zagrożenia
Nie wszystkie regiony są równo zagrożone. Autorzy szczególnie zwracają uwagę na Wysoką Azję – obszar obejmujący Himalaje, Karakorum, Hindukusz, Pamir i Tien-szan. To pasma górskie o łącznej długości tysięcy kilometrów, zamieszkane przez miliony ludzi w dolinach.
Naukowcy zaobserwowali duże zagłębienia w pobliżu czoła lodowców w tym regionie. Jeziora powstałe blisko frontu lodowcowego mogą gromadzić większe objętości wody i znajdować się bezpośrednio nad zamieszkanymi dolinami, drogami, elektrowniami wodnymi, obszarami rolniczymi i wioskami. To sytuacja o wysokim potencjale katastrofy.
Zagrożenie ma konkretną nazwę: GLOF (Glacial Lake Outburst Flood – powódź z jeziora lodowcowego). Występuje, gdy jezioro lodowcowe nagle się opróżnia, uwalniając ogromną ilość wody, błota, lodu i osadów w dół doliny. Zjawisko to jest inicjowane przez różne wydarzenia: lawinę lodową spadającą do jeziora, trzęsienie ziemi, erozję moreny, przerwanie naturalnej tamy skalnej.
Skala potencjalnego zagrożenia jest ogromna. Wcześniejsze badanie opublikowane w 2023 roku w tym samym czasopiśmie Nature Communications oszacowało, że 15 milionów ludzi na całym świecie jest narażonych na potencjalne skutki nagłych powodzi z jezior lodowcowych. W samej Azji Wysokogórskiej to około 9,3 miliona osób. Ponad połowa globalnej narażonej populacji skupia się w zaledwie czterech krajach: Indiach, Pakistanie, Peru i Chinach.
To nie są liczby teoretyczne. W 2013 roku katastrofalne opady i osunięcia lodowców w indyjskim regionie Uttarakhand doprowadziły do powodzi, w której zginęło ponad 5000 osób. W 2021 roku w peruwiańskim regionie Ancash powódź z jeziora lodowcowego zabiła kilkuset mieszkańców i zniszczyła całe miasteczka. Każdy rok przynosi kolejne wydarzenia mniejszej skali – ale skala ta rośnie wraz z topnieniem lodowców i powstawaniem nowych jezior.
Kontekst szwedzki i skandynawski – Kebnekaise i Tarfala
Choć badanie ma zasięg globalny, ma też lokalny kontekst szwedzki. Uniwersytet w Uppsali od dziesięcioleci jest jednym z liderów badań lodowcowych. W Szwecji topnienie lodowców jest już widocznym i mierzalnym zjawiskiem. Jak pisaliśmy w artykule „Najwyższy szczyt w Szwecji skurczył się o 1,4 metra w ciągu jednego roku”, lodowiec na południowym szczycie Kebnekaise zmniejszył się na tyle, że najwyższy szczyt kraju stracił 1,4 metra wysokości. Do 2019 roku południowy szczyt Kebnekaise był koroną Szwecji, ale obecnie tę pozycję zajmuje północny szczyt, zbudowany ze skał i nieulegający topnieniu.
Profesor Nina Kirchner z Uniwersytetu Sztokholmskiego, dyrektorka stacji badawczej Tarfala, ostrzegała wtedy: „Możemy być świadkami początku »śmierci głodowej« lodowca. Aby zrekompensować straty, lodowce potrzebują roku z dodatnim bilansem masy. Jeśli taki rok nie nadejdzie, straty mogą być nieodwracalne”. Dokładnie ten sam mechanizm działa na skalę globalną – to, co widzimy przy szwedzkim Kebnekaise, dzieje się jednocześnie w Himalajach, na Alasce, w Grenlandii.
Skandynawskie góry – szczególnie Alpy Skandynawskie rozdzielające Szwecję i Norwegię – nie są głównym obszarem powstawania nowych jezior wielkiej skali. Ale zmiany są tu widoczne. Jak wskazywaliśmy w artykule „Góry bez śniegu – trudne warunki na szlakach narciarskich i skuterowych w Szwecji”, zachodnie pasma górskie Szwecji doświadczają coraz częściej okresów łagodnej pogody i deszczów zimą – nietypowych dla tego klimatu. Per-Olov Wikberg z Mountain Safety Council opisywał sytuację: „Po tych łagodnych epizodach pogoda nie wróciła do normy. Warunki są nadal trudne, przypominają bardziej późną wiosnę lub wczesną jesień”.
Zmiany klimatyczne mają również długoterminowe konsekwencje dla ryzyka powodziowego w Szwecji. Jak pisaliśmy w artykule „Zagrożenie powodziami w Szwecji – które miasta są najbardziej narażone”, coraz częstsze opady deszczu, topniejące lodowce i podnoszący się poziom mórz to niektóre efekty globalnego ocieplenia, które wpływają na wzrost ryzyka powodziowego. Sztokholm, Göteborg, Karlstad, Kalmar – wszystkie te miasta znajdują się w obszarach o zwiększonym ryzyku powodziowym w prognozach Szwedzkiej Agencji ds. Sytuacji Nadzwyczajnych (MSB).
Nowe jeziora – zagrożenie i zasób
Perspektywa powstania 56 659 nowych jezior nie musi być wyłącznie zagrożeniem. Autorzy badania podkreślają dwoisty charakter tego zjawiska. Jeziora polodowcowe mogą stać się cennym zasobem słodkiej wody w regionach, gdzie lodowce obecnie pełnią funkcję naturalnych „magazynów wody” – uwalniając ją stopniowo, w okresach suszy, do rzek zasilających społeczności i rolnictwo.
Gdy lodowce znikną, ta funkcja może zostać częściowo przejęta przez nowe jeziora. Będą mogły magazynować wodę, tworzyć nowe siedliska, modyfikować krajobraz. W niektórych kontekstach mogłyby nawet stać się podstawą dla nowych elektrowni wodnych – szczególnie w regionach górzystych, gdzie różnica wysokości pozwala efektywnie generować energię.
Ale każde takie wykorzystanie wymaga bardzo starannego planowania. Jeziora polodowcowe mogą szybko rosnąć, być narażone na lawiny lodowe i skalne, przelewać się i naruszać naturalne bariery. Elektrownia wodna zbudowana pod jeziorem lodowcowym, które za dziesięć lat może zniknąć w wyniku GLOF, jest inwestycją o skrajnie wysokim ryzyku. Podobnie: nowe osiedla, drogi, mosty – wszystko wymaga uwzględnienia tego, że krajobraz się zmienia.
To dokładnie po to powstała mapa TOPO-DE v1.0. Naukowcy nie tworzą jej po to, żeby przestraszyć ludzi. Tworzą ją po to, żeby dać rządom, instytucjom międzynarodowym i lokalnym społecznościom narzędzie do racjonalnego planowania. Wiedząc, gdzie prawdopodobnie powstaną nowe jeziora, jak duże i głębokie mogą być, jakie ryzyka niosą – można podejmować lepsze decyzje: gdzie budować, gdzie unikać osadnictwa, gdzie instalować systemy alarmowe.
Perspektywa czasowa – to nie stanie się z dnia na dzień
Kluczowe jest, żeby nie interpretować badania jako prognozy, że 56 659 jezior powstanie w tym samym momencie. Badanie oblicza potencjał tworzenia się jezior w scenariuszu „zdeglacjalnego krajobrazu” – czyli na obszarach, gdzie lód cofnąłby się na tyle, żeby odsłonić zagłębienia terenu. Szybkość tego procesu zależy od wielu czynników.
Regionalne ocieplenie, wysokość nad poziomem morza, grubość lodu, dynamika każdego indywidualnego lodowca, ilość osadów, stabilność moren, przepływ wody – wszystko to wpływa na tempo topnienia. W niektórych regionach – szczególnie w Grenlandii i Antarktydzie, które nie są objęte tym badaniem – proces będzie powolny. W innych – w Himalajach, na Alasce – może być bardzo szybki.
Prognozy klimatyczne cytowane w badaniu wskazują na znaczną utratę masy i powierzchni lodowców do końca stulecia, nawet w bardziej optymistycznych scenariuszach ocieplenia. To oznacza, że w perspektywie kilku pokoleń szeroko rozumiany kryjący się dziś pod lodem krajobraz Ziemi zostanie ujawniony.
Dlaczego to badanie ma znaczenie dla wszystkich
Można zapytać: dlaczego to obchodzi kogoś, kto nie mieszka w Himalajach ani na Alasce? Odpowiedź jest wielowarstwowa.
Po pierwsze – poziom mórz. Szwecja ma ponad 2000 kilometrów wybrzeża i wielu ludzi mieszka bezpośrednio przy morzu. Podnoszenie się poziomu wody wpływa na miasta portowe – Sztokholm, Göteborg, Malmö – które muszą inwestować w ochronę przed sztormami i powodziami. Jak wskazywaliśmy w artykule „Zagrożenie powodziami w Szwecji”, duże miasta muszą już teraz radzić sobie z wyzwaniem adaptacji do nowych warunków klimatycznych.
Po drugie – globalna hydrologia. Zmiany w cyklu wody na jednym końcu świata wpływają na klimat na drugim. Topnienie Himalajów oznacza mniej stabilny monsun, co wpływa na produkcję żywności w Indiach, co wpływa na globalne ceny żywności, co ostatecznie wpływa na Szwedów kupujących mąkę w sklepie.
Po trzecie – migracje. GLOF w Himalajach, powódź w dolinach Andów, susza w subhimalajskich dolinach – każde z tych zjawisk może w dłuższej perspektywie generować przemieszczenia ludności. Szwecja jest krajem, który już dzisiaj doświadcza konsekwencji globalnych zmian klimatycznych poprzez migracje.
Po czwarte – wiedza sama w sobie. Podstawowe badania geograficzne, jak to opublikowane w Nature Communications, są fundamentem, na którym opierają się polityki adaptacyjne. Bez zrozumienia, gdzie i kiedy pojawią się nowe jeziora, rządy działają na oślep. Z takim zrozumieniem – mogą planować.
Podsumowanie – planeta w transformacji
Badanie z Uppsali dokumentuje jeden z najważniejszych procesów geograficznych naszego stulecia. Znikający lód nie tylko pozostawia nieobecność – odsłania nowe tereny, tworzy nowe zbiorniki wodne, narzuca nowe decyzje regionom zależnym od wody górskiej.
56 659 nowych jezior. 40 647 km² nowej powierzchni wodnej. 3 138 km³ nowej wody słodkiej. Te liczby definiują geografię przyszłości. Dla milionów ludzi w Himalajach, na Alasce, w Andach ta geografia będzie oznaczała codzienne życie – nowe źródła wody pitnej, nowe elektrownie wodne, nowe krajobrazy turystyczne. Ale też nowe zagrożenia – GLOF, osunięcia ziemi, zmiany w cyklu hydrologicznym.
Uniwersytet w Uppsali, przez swój wiodący udział w tym badaniu, wpisuje się w silną szwedzką tradycję nauk polarnych i klimatycznych. Od stacji badawczej Tarfala w Kebnekaise, przez badania w Antarktyce, po globalne mapowanie ukryte pod lodem – szwedzka nauka dostarcza świata narzędzi do zrozumienia zmian, które nastąpią. Wiedza ta jest fundamentem, na którym trzeba zbudować adaptację – dla Szwecji, dla Europy, dla świata.
