Badania naukowe

Powiązanie obserwacji z ich współczesnym zapisem w osadach i formach, 
z zapisem kopalnym oraz starszymi danymi klimatycznymi, dodaje kolejną 
cegiełkę do informacji na temat globalnych zmian klimatycznych i środowiskowych oraz ich szeroko pojmowanych interakcji.

Grzegorz Rachlewicz, Witold Szczuciński

Jest początek lipca 2000 roku. Za dwie doby mamy dopłynąć do Longyearbyen – małej stolicy Svalbardu. Tam chcemy przesiąść się na jacht, którym mielibyśmy dopłynąć do zatoki Petunia, odnogi fiordu Billefj?rden. Niestety, wieści dochodzące przez radio nie są pocieszające: wewnętrzna część fiordu jest pokryta zwartą pokrywą lodową. Grozi nam to lądowaniem gdzieś na wybrzeżu wraz z bagażem (raptem pół tony) i noszeniem na piechotę całości do Skottehytta – naszej letniej bazy. W Longyearbyen opuszczamy miłe towarzystwo płynące na „Horyzoncie II” dalej na północny zachód, na Kaffi?yrę, i przeładowujemy się (nie bez przygód) na mały czerwony jacht „Eltanin”. Wraz z kapitanem Jurkiem Różańskim oraz jego synem Krzyśkiem płyniemy dalej na północ. Koło północy docieramy do naszej zatoki. Miejscami lodu jest sporo, ale da się przepłynąć pomiędzy krami. Potem już tylko wyładunek i... zostajemy sami na odludnym brzegu z paroma skrzyniami przed frontem chatki traperskiej o stanie pozostawiającym nieco do życzenia.

Kolejne dwie doby to sprzątanie, remonty, rozpakowywanie, instalacja aparatury mającej umożliwić badania (m.in. elektrowni wiatrowej i paneli słonecznych). Pierwsza rusza półautomatyczna stacja meteorologiczna. Potem w różnych punktach obszaru instalowane są przyrządy rejestrujące. Pomimo warunków bytowania, które przypominają opisy z książek przygodowych, badania muszą być przeprowadzane tak, jakby to było normalne laboratorium – z zachowaniem wymogów procedur badawczych. Wiele próbek musi być przebadanych na miejscu, bo z czasem ich chemizm czy inne właściwości mogą ulec zmianie.

PIERWSZE KROKI

Ale cofnijmy się w czasie o jakieś 30 lat. Sam pomysł zorganizowania wyprawy na Spitsbergen przez poznańskie środowisko akademickie nie jest nowy. Należy tu przywołać nazwiska osób zaangażowanych w badania, jak geolog prof. Jerzy Fedorowski czy geografowie: prof. Stefan Kozarski, prof. Andrzej Karczewski, prof. Andrzej Kostrzewski, prof. Wojciech Stankowski, prof. Piotr Kłysz oraz wielu adiunktów i asystentów. W latach 70. wyjeżdżali oni w rejon Hornsundu na południowym Spitsbergenie w ramach tzw. wypraw centralnych, organizowanych przez Polską Akademię Nauk. Oprócz kilkudziesięciu publikacji z tego okresu, najważniejszym opracowaniem, stworzonym we współpracy z badaczami wszystkich liczących się wówczas środowisk polarników polskich, jest mapa geomorfologiczna otoczenia fiordu Hornsund, a w wymiarze pozanaukowym – przyjaźnie i więzy koleżeństwa zawiązane na długie lata oraz wiele późniejszych wspólnych inicjatyw. Nie można pominąć również innego nurtu wyprawowego, to znaczy eksploracji gór i lodowców spitsbergeńskich, uprawianego głównie pod kierownictwem prof. Ryszarda W. Schramma, ale jest to zagadnienie na osobne opracowanie (tutaj możemy odesłać czytelników najwyżej do książek profesora np. Dwa długie dni czy Na spitsbergeńskim szlaku Piotra Kłysza).

Lata 80. przynoszą zmiany w podejściu do organizacji wypraw naukowych. Nadal działa stacja w Hornsundzie, natomiast ośrodki uniwersyteckie coraz częściej organizują małe wyprawy w różne obszary Spitsbergenu. Swoje stacje posiadają Wrocław, Toruń, Lublin, wyjeżdżają także grupy z Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Jagiellońskiego, Akademii Górniczo-Hutniczej i inne. Rodzi się również pomysł na program badawczy w Uniwersytecie im. A. Mickiewicza w Poznaniu. Od roku 1984 odbywa się 5 dwumiesięcznych wypraw Instytutu Badań Czwartorzędu, przy współudziale kolegów z Instytutu Geografii Fizycznej, Akademii Rolniczej w Poznaniu oraz studentów Koła Naukowego Geografów UAM. Wyprawami tymi kolejno kierują: prof. W. Stankowski (1984), prof. A. Kostrzewski (1985), prof. A. Karczewski (1986), prof. W. Stankowski (1987 – w tym samym roku wyprawa studencka pod opieką naukową mgr. Wiesława Rygielskiego) i prof. A. Karczewski (1989). Jako obszar badań wybrano środkową część Spitsbergenu, w zakończeniu Billefiordu, z bazą wypraw w domku „Skottehytta”, wybudowanym przez Anglików w latach 50. Problematykę, którą zajmowano się podczas tych wypraw, oddaje ogólnie tytuł wydanej w roku 1989 monografii pod redakcją prof. W. Stankowskiego: Quaternary palaeogeography and present-day processes in an area between Billefj?rden and Austfj?rden, Central Spitsbergen („Polish Polar Research”, vol. 10, no. 3, PWN W-wa), a jej kartograficzną prezentacją jest mapa geomorfologiczna otoczenia zatoki Petunia, wydana przez UAM w Poznaniu w roku 1990, pod redakcją prof. A. Karczewskiego. W tym czasie zaczynali myśleć o polarystyce, a także na tych wyprawach stawiali pierwsze kroki autorzy tego artykułu.

POWRÓT DO KORZENI

Dekada lat 90. przynosi historyczne zmiany, w tym także w podejściu do badań polarnych, a przede wszystkim sposobu ich finansowania. Po kilkuletnim „flircie” z Antarktyką (badania w ramach programu kierowanego przez prof. A. Kostrzewskiego, realizowane w polskiej Stacji Antarktycznej im. H. Arctowskiego na Wyspie Króla Jerzego, Szetlandy Południowe), wracamy w roku 1996 do Hornsundu, aby pracować w ogólnopolskim, a nawet międzynarodowym zespole, kierowanym przez prof. Jacka Janię z Uniwersytetu Śląskiego, realizując grant KBN Fizyczne procesy glacjalne w warunkach zmieniającego się klimatu, a ich zapis w osadach i formach na przykładzie Svalbardu. Przez kolejne trzy sezony letnie prowadzimy badania terenowe przede wszystkim w okolicach stacji polskiej (głównie na lodowcu Hansa), ale także wybierając się na dalsze wyprawy łodzią, skuterami, na nartach czy pieszo. Jednym z najważniejszych celów tych obserwacji jest uchwycenie zależności pomiędzy warunkami meteorologicznymi oraz rejestrowanymi w dłuższym czasie wahaniami klimatycznymi a efektami geologicznymi topniejących lodowców i procesami, które zachodzą na obszarach świeżo odkrytych spod lodu.

Obszar Hornsundu znajduje się w strefie bardzo silnych wpływów oceanicznych związanych z opływaniem zachodniego wybrzeża Spitsbergenu przez północnoatlantycką odnogę prądu zatokowego. Powoduje to że, jak na warunki prawie 80. stopnia szerokości geograficznej północnej, klimat jest stosunkowo łagodny, z występującymi nawet w środku zimy znacznymi skokami temperatury, także ponad 0oC oraz dosyć dużymi wartościami opadu atmosferycznego (śniegu i deszczu). Posuwając się w kierunku środka wyspy zauważymy, że warunki klimatyczne zaostrzają się. Średnia roczna temperatura powietrza ulega obniżeniu, zmniejsza się także (nawet o 2/3) ilość opadów. Ma to niebagatelny wpływ na przebieg współczesnych procesów geologicznych, a co za tym idzie – na kształtowanie się krajobrazu tych obszarów.

I takie właśnie przemyślenia, pomijając osobiste sentymenty oraz względy estetyczne, skłoniły nas do podjęcia kolejnej próby stworzenia programu badawczego – po ponad 10 latach nawiązującego do korzeni „bazy poznańskiej” w Skottehytta nad pięknym wybrzeżem zatoki Petunia.

JEDEN DZIEŃ

Rejon fiordu Billefj?rden należy do wyjątkowych nawet w skali Spitsbergenu. Zakończony dwoma zatokami o zupełnie odmiennym charakterze (Petuniabukta z rozległą równią pływową oraz Adolfbukta ze spływającym do niej lodowcem Nordenski?lda). Niemalże prosto z fiordu wyrastają piękne góry osiągające ponad 1000 m wysokości. Ponieważ ten fiord stanowi także najważniejszą na Spitsbergenie strefę tektoniczną, obserwować można bogactwo różnych skał i struktur różnego wieku. Z praktycznym podejściem spotkały się występujące tu karbońskie złoża węgla, które długo były eksploatowane w osadzie Pyramiden, po zachodniej stronie fiordu.

W najbliższym otoczeniu naszej chatki znajdują się niemalże wszystkie typowo arktyczne krajobrazy i środowiska. Zarówno rozległe płaskie obszary równi sandrowych i pływowych, jak i wysokie ściany skalne. Do częstych gości należą liski polarne (niosące zamęt, przegryzające kable od aparatury pomiarowej), stadko reniferów i foczka wygrzewająca się na pobliskim szkierze podczas odpływów.

Weźmy na przykład jeden dzień z życia polarników. Zapowiada się ładna pogoda (kilka stopni na plus, słaby wiaterek, słonecznie), pomimo iż godzina jest popołudniowa, podejmujemy długie wyjście w teren. Tutaj zaspanie nie rodzi takich konsekwencji, jak u nas w kraju. Jasno jest całą dobę, więc często o wyjściu w teren decydują inne czynniki, np. pogoda lub to, że podczas odpływu można przedostać się w niektóre miejsca. Pomimo że wychodzimy na kilkanaście zaledwie godzin, nasze plecaki są obładowane dość pokaźną ilością sprzętu. Są tam i wodery do przechodzenia rzek lodowcowych, i raki, i czekany do bezpiecznego poruszania się po lodowcu, jest rakietnica i strzelba, które mają pomóc w razie spotkania z misiem polarnym, a także sporo różnego sprzętu do opróbowania skał i wody oraz pomiarów. Prócz dokładnych map, naszą orientację w terenie wspomagamy nawigacją satelitarną (GPS), która w często spotykanych warunkach bardzo ograniczonej widoczności, zwłaszcza na lodowcach, może okazać się bardzo pożyteczna.

Praca w terenie jest dość zróżnicowana: od wierceń w równi pływowej i lodowcach, poprzez pomiary odpływu wód, pobór prób śniegu i skał, aż po eksperymenty z użyciem sztucznych markerów, pozwalających na ilościowe raczej ujęcie szeregu zagadnień. W tak zróżnicowanym i niezwykle ciekawym środowisku trudno jednak czasami nie dać się ponieść pasji odkrywczej i nie zagłębić się w studiowanie zjawiska napotkanego przypadkiem po drodze. Mogą to być np. zagadkowe struktury o niewyjaśnionej genezie czy pulsacyjne płynięcie wody w strumieniu na powierzchni lodowca. Badania w takim terenie wiążą się też z odkrywaniem w sensie geograficznym. Zdarza się bowiem być na terenach odsłoniętych przez lodowce, których jeszcze nikt nie odwiedzał lub zapuszczać się w jaskinie (w lodzie bądź skałach), które także pozostawały do tej pory nieznane.

Wracamy z terenu nad ranem, czeka nas teraz gotowanie, sprzątanie, opracowywanie zebranego materiału. A tu już trzeba pędzić na pomiar meteorologiczny, bo w tym fachu liczy się precyzja i dotrzymywanie terminów. Staramy się jednak (przynajmniej co drugą dobę) utrzymywać normalny rytm funkcjonowania dzienno-nocnego. Ale po opadzie deszczu przejaśnia się ok. 1700 i na 12 godzin znowu wychodzimy na odległy o ok. 15 km lodowiec.

LEPIEJ ZROZUMIEĆ 

Badania naszego zespołu koncentrują się na kilku problemach szczegółowych. Jednym z nich jest poznawanie procesów lodowcowych ze szczególnym naciskiem położonym na pozostawiane przez lodowce osady i formy. Rozpoznanie ich genezy w powiązaniu z badaniami bilansu masy lodowców (jako czynnika zależnego od klimatu) daje ciągle nowe wyniki, które pozwalają lepiej zrozumieć to, co zachodziło w Polsce w nie tak dawnej geologicznie przeszłości (np. kilkanaście tysięcy lat temu, kiedy cała północna Polska była pokryta lodem). Kolejny kierunek wyznaczają badania aktywności współczesnych procesów w warunkach polarnych. Wiążą się one z ciągłymi pomiarami na wybranych poletkach testowych i równoległymi obserwacjami uzupełniającymi: meteorologicznymi, geologicznymi itp. Powiązanie z kolei tych obserwacji z ich współczesnym zapisem w osadach i formach, z zapisem kopalnym oraz starszymi danymi klimatycznymi, dodaje kolejną cegiełkę do informacji na temat globalnych zmian klimatycznych i środowiskowych oraz ich szeroko pojmowanych interakcji. Trzecim ważnym kierunkiem badań jest próba ilościowego oszacowania tempa obiegu materii oraz jego fluktuacji w najmłodszym geologicznie okresie – holocenie. Bardzo dobrze do tego celu nadaje się właśnie fiord Billefj?rden z jego różnorodnością. Jest on też systemem względnie zamkniętym, co daje lepsze szanse na wiarygodne wyniki. Ile osadu deponują rzeki lodowcowe, lodowce schodzące do morza a kończące się na lądzie, jak szybko zsuwa się zwietrzelina na stokach i jak jest dystrybuowany materiał na równi pływowej czy w fiordzie? W jakim czasie procesy erozji, transportu były aktywniejsze, a kiedy zachodziły spokojnie? Jak się zmieniały w odniesieniu do zmian klimatycznych i do zmian poziomu morza? Te zagadnienia, z racji, że są trudne do uchwycenia, doczekały się do tej pory bardzo niewielu opracowań.

Niestety, nawet tak odległe tereny noszą już ślady działalności człowieka. Zniszczenia i zmiany spowodowane w geoekosystemie Billefj?rden przez działalność wydobywczą w rosyjskiej osadzie Pyramiden oraz zanieczyszczenia dalekiego transportu (np. z Europy) także są przedmiotem naszych dociekań. Szczególnie zaś zawartość metali ciężkich i antropogenicznych izotopów promieniotwórczych w osadach, wodach, opadach w tym rejonie. W powiązaniu z danymi ilościowymi na temat tempa sedymentacji, wielkości opadów i tym podobnych możliwe jest określenie stopnia zagrożenia nimi spowodowanego.

Czas wypełniony pracą terenową oraz na bieżąco prowadzonymi analizami upływa bardzo szybko i nawet się nie obejrzeliśmy, jak minął miesiąc naszego pobytu w „Skottehytta”. Niestety, do powrotu skłania nas, oprócz poumawianych w kraju terminów, koniec zapasów żywności. Dobrze to wszystko sobie wyliczyliśmy i jak na nasze możliwości finansowo-transportowe zdaliśmy egzamin z organizacji wyprawy. Likwidujemy w terenie ostatnie punkty pomiarowe, ale pozostawiamy część sprzętu i aparatury na kolejne lata. Już na „redzie” stoi „Eltanin”, aby zabrać nas, wraz z plonem w postaci 250 kg prób geologicznych, i odstawić do Longyearbyen, skąd samolotem, autobusem, pociągiem i promem będziemy podróżować dwie doby, aby w końcu znaleźć się w kraju i już planować następne wyprawy.

Dr Grzegorz Rachlewicz, geograf-geomorfolog, adiunkt w Zakładzie Geologii Glacjalnej Instytutu Badań Czwartorzędu i Geoekologii Uniwersytetu im. A. Mickiewicza w Poznaniu. Mgr Witold Szczuciński jest doktorantem Zakładu Mineralogii i Petrografii Instytutu Geologii UAM oraz stypendystą Collegium Pollonicum w Słubicach.

Komentarze