Naukowcy z trzech polskich jednostek – Politechniki Krakowskiej, Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy oraz Instytutu Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania im. Stanisława Leszczyckiego PAN – prowadzą analizy terenowe w delcie kanadyjskiej rzeki Mackenzie. Badania transportu osadów, zmian morfologii hydrologicznej i wpływu ocieplenia na procesy sedymentacyjne pozwolą lepiej zrozumieć dynamikę arktycznych ekosystemów i ich podatność na skutki globalnego ocieplenia.
Zmiany klimatyczne w Arktyce zachodzą szybciej niż w innych rejonach świata, a ich globalne konsekwencje wciąż pozostają nie w pełni rozpoznane. Ten jeden z najbardziej niedostępnych – a ważnych dla przyszłości świata – frontów zmian badają polscy naukowcy. Ponad 300 km za kołem podbiegunowym prowadzą analizy terenowe w delcie kanadyjskiej rzeki Mackenzie.
Interdyscyplinarny zespół tworzą eksperci zajmujący się m.in. fizyką, geografią, klimatem, morfologią koryt rzecznych, dynamiką wód, transportem zawiesiny, inżynierią wodną, retencją wodną, kartografią, modelowaniem numerycznym oraz statystyką. W arktycznej misji uczestniczą naukowcy Politechniki Krakowskiej, Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy oraz Instytutu Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania im. Stanisława Leszczyckiego Polskiej Akademii Nauk.
Początkowo prace badawcze dotyczyły wód Polski południowej: zbiorników Dobczyce i Goczałkowice, kaskady Soły. Kilka lat temu rozszerzyliśmy teren naszych badań na Polskę północną, nawiązując współpracę z ośrodkami badawczymi w Toruniu i Bydgoszczy. Teraz przyszła pora ekspansji na zachodnią półkulę – mówi dr hab. Paweł Hachaj z Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Krakowskiej.
Badacze planują określenie sezonowej zmienności transportu osadów oraz ilości materiału zatrzymywanego przez jeziora w delcie rzeki Mackenzie (a jest tam blisko 50 tysięcy jezior). Kolejny cel to zbadanie wpływu zmian klimatycznych na intensyfikację procesów sedymentacyjnych (opadania cząstek stałych zawieszonych w wodzie pod wpływem siły ciężkości lub sił bezwładności) i uwalnianie osadów do wód powierzchniowych. Naukowcy chcą na tej podstawie zrealizować trzecie ważne zadanie – opracować scenariusze zmian morfologicznych systemów rzecznych i jeziornych takich jak: zanik jezior, utrata połączeń hydrologicznych czy zamulenie kanałów w kontekście bezpieczeństwa komunikacyjnego oraz mobilności lokalnych społeczności.
Polskie badania są kluczowe dla szczegółowego poznania wpływu globalnego ocieplenia na środowisko w obszarze koła podbiegunowego.
W wielu rzekach polarnych procesy hydrologiczne obszarów „estuariów deltowych dużych rzek” są coraz bardziej podatne na zmiany klimatu. Wywołane nimi rozmrażanie wiecznej zmarzliny arktycznej mobilizuje osady oraz związany z nimi węgiel i składniki odżywcze. To powoduje, że do oceanu dostaje się więcej osadu, który przyspiesza topnienie pokrywy lodowej. Transportowany osad spłyca również odcinki rzek, woda szybciej się tu nagrzewa, przez co też rzeki dostarczają cieplejszą wodę do oceanu. W naszych badaniach sprawdzamy czy arktyczne równiny deltowe faktycznie zachowują się jak gąbki – czyli w jakim stopniu filtrują wodę z osadów mineralnych i z węgla – tłumaczy dr inż. Monika Szlapa z Katedry Geoinżynierii i Gospodarki Wodnej na Wydziale Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Krakowskiej.
Procesy te mają i globalne, i lokalne skutki. Zatrzymany w rzekach i jeziorach osad zagraża bowiem łączności rzecznej i możliwości transportu wodnego, a także utrudnia połów ryb.
Projekt polskich badaczy przewiduje 6 wypraw do końca 2027 roku. Pierwsza odbyła się w maju. Na dystansie 248 km w delcie rzeki Mackenzie zespół zbierał próbki wody i osadów w rejonie miejscowości Inuvik, Tuktoyaktuk i Tsiigehtchic. Naukowcy dokonali poboru próbek wody i osadu oraz monitorowali parametry fizyczne wody. Będą chcieli ustalić, czy jeziora na terenie delty rzeki arktycznej sprzyjają zatrzymywaniu tam osadu, działając jak gąbki.
Kolejne misje terenowe przewidziane są na jesień tego oraz wiosnę przyszłego roku. Zebrane próbki oraz pomiary geodezyjne posłużą do opracowania modeli hydraulicznych transportu wody i osadów oraz modelowania teledetekcyjnego obrazującego łączność hydrologiczną w obrębie równiny deltowej.
W ramach projektu po raz pierwszy na obszarze delty Mackenzie stosowana jest technologia Wetland InSAR do obrazowania jakościowego w wysokiej rozdzielczości łączności hydrologicznej pomiędzy wodą a osadem wodnym w ekosystemach przybrzeżnych. System InSAR, czyli satelitarna interferometria radarowa (z ang. Interferometric Synthetic Aperture Radar), polega na rejestrowaniu obrazów powierzchni Ziemi, które po przetworzeniu pozwalają na analizę ruchów powierzchni danego terenu lub obiektów.
Z kolei zastosowanie symulacji numerycznych transportu osadów w ciekach i jeziorach, przy użyciu hydrodynamicznego modelu adaptacyjnego oraz modelu Lagrange’a do śledzenia cząstek unoszonych przez wodę, pomoże nam zrozumieć rolę jezior deltowych w zatrzymywaniu osadów. Chcemy zidentyfikować obecne i przyszłe wzorce ładunków oraz strumieni osadów transportowanych do Oceanu Arktycznego – wyjaśnia mgr inż Magdalena Tutro z Politechniki Krakowskiej.
Badania prowadzone są w ujściowym odcinku rzeki Mackenzie – największej rzeki Kanady. Jej delta, położona ponad 300 km na północ od koła podbiegunowego na terenie tzw. Terytoriów Północno-Zachodnich, stanowi jeden z największych systemów deltowych na świecie. Przez większą część roku (ponad 7 miesięcy) pozostaje skuta lodem, a w tym czasie lodowe drogi łączą osady, które latem są dostępne jedynie drogą powietrzną lub wodną.
Z uwagi na prowadzenie badań na obszarach plemiennych Inuitów i Gwich’in, wyniki projektu pozwolą wskazać regiony szczególnie narażone na izolację oraz opracować rekomendacje dotyczące adaptacji do zmian środowiskowych użyteczne dla lokalnej społeczności. Miejscowi są bardzo zainteresowani naszą działalnością. W trakcie poboru próbek mieliśmy wiele serdecznych rozmów z mieszkańcami, którzy pytali o to co robimy, opowiadali nam o życiu w Arktyce. A nawet doradzali jak odstraszać niedźwiedzie – opowiada dr Szlapa.
Małgorzata Syrda-Śliwa, źródło: PK