Badania

13 Marca

Fot. Piotr Terlecki

Lodowa bajaderka wyzwaniem nie tylko naukowym

Gdyby ktoś mnie dzisiaj zapytał, czy chcę być koordynatorem tak dużego przedsięwzięcia, to powiedziałbym, że „zostawiłem zupę na gazie”. LIQUIDICE, poza wyzwaniem naukowym, jest także olbrzymim wyzwaniem koordynacyjnym i administracyjnym. Tym większym, że nigdy wcześniej w Instytucie Geofizyki Polskiej Akademii Nauk nie prowadziliśmy tak dużego projektu – mówi w wywiadzie dla FA dr Bartłomiej Luks z Zakładu Badań Polarnych i Morskich IGF PAN.

Z początkiem lutego ruszył duży europejski projekt naukowy koordynowany przez polską jednostkę – Instytut Geofizyki PAN. Badacze sprawdzą, jak śnieg, lód i wieloletnia zmarzlina kształtują globalny klimat i przyszłość zasobów wodnych. O projekcie opowiada koordynator przedsięwzięcia dr Bartłomiej Luks. Wywiad przeprowadziła Aneta Zawadzka.

LIQUIDICE, czyli…

Myślę, że najbardziej pasuje lód w płynie. Projekt dotyczy bowiem zasobów wodnych pochodzących z „inland ice”, czyli mas lodowych związanych z lądem. Będziemy prowadzili pomiary terenowe na Grenlandii i Spitsbergenie, w północnej Norwegii i we włoskiej części Alp, konkretnie w Masywie Monte Rosa, oraz w indyjskiej części Himalajów. Interesują nas zasoby wodne kriosfery, w skład której wchodzą lodowce, lądolody, śnieg i wieloletnia zmarzlina.

Już nie wieczna, a „zaledwie” wieloletnia?

Kiedyś faktycznie używaliśmy określenia wieczna zmarzlina, ale ono, niestety, już jakiś czas temu straciło na aktualności. Mówię niestety, bo widzę, w jak szybkim tempie przebiega proces jej degradacji. Nawet w miejscu, które do tej pory wydawało się być ostoją lodu, czyli na Spitsbergenie, zmiany są bardzo widoczne.

Czyli nie jest przesadą mówienie, że koniec znanego nam świata się zbliża?

Jeśli chodzi o lodowce, to nie da się ukryć, że obserwujemy kres ich istnienia. Dotyczy to zwłaszcza lodowców położonych w niższych szerokościach geograficznych.

Może pan wskazać konkretne miejsce na mapie?

Pierwszym lodowcem, który został uznany za martwy był Okjökull na Islandii. Stało się to ponad dekadę temu, po siedmiuset latach jego istnienia.

Kiedy ogłasza się śmierć lodowca?

Lodowiec przestaje żyć w momencie, kiedy przestaje się poruszać. Pamiętajmy, że są dwa podstawowe ruchy lodu. Jeden – plastyczny polega na tym, że pod wpływem własnego ciężaru lodowiec zaczyna się przesuwać. Ślizgowy natomiast związany jest z przemieszczaniem się masy lodowej po podłożu. Jeśli na lodowcu nie dochodzi do akumulacji, czyli z roku na rok jego masa nie przyrasta, tylko stopniowo maleje – a takie zjawisko coraz częściej obserwujemy – po prostu przestaje on płynąć. Jednym słowem, zamiast wzrostu następuje wyłącznie jego wytapianie. W końcu, tak jak miało to miejsce w przypadku Okjökulla, zostaje bardzo cienka pokrywa lodowa, która z czasem robi się coraz cieńsza, aż wreszcie i ona przestaje istnieć.

W miejscu, gdzie istniał, odsłonięto tablicę z napisem mówiącym o tym, że Ok był pierwszym islandzkim lodowcem, który utracił swój status. Dodano też słowa, że w ciągu następnych 200 lat prawdopodobnie wszystkie główne islandzkie lodowce podążą tą samą drogą. To nie jest jednak zbytni pesymizm?

Nie mam pewności, co do lodowców Islandii. Wśród moich znajomych badaczy pracujących w Hiszpanii panuje przekonanie, że lodowce w Pirenejach będą istnieć może jeszcze przez 20 albo 25 lat, ale z pewnością nie dłużej. Zresztą cała społeczność naukowa zajmująca się tą tematyką dostrzega, że zachodzące zmiany są dramatyczne.

I nie widać na horyzoncie niczego, co mogłoby zatrzymać ten trend?

My na pewno nie będziemy podejmować próby jego zatrzymania. Pytanie, na które chcemy odpowiedzieć w projekcie LIQUIDICE, dotyczy tego, jak zasoby wodne pochodzące ze źródeł związanych z kriosferą będą się zmieniać w zmieniającym się klimacie. Naszą intencją nie jest przygotowanie gotowych strategii adaptacyjnych, których powinno się użyć, aby przyszłość ludzkości jawiła się kolorowo. Chodzi nam o informowanie decydentów i społeczeństwa o skutkach topnienia mas lodowych i potencjalnych konsekwencjach dla mieszkańców wielu regionów na świecie. Na przykład w Norwegii od stanu zasobów wodnych zależy produkcja elektryczności. W Indiach śnieg i lód pochodzące z Himalajów stanowią ogromne zasoby wody pitnej. Gdy one będą się zmieniać, wpłynie to z pewnością na bardzo dużą część populacji Azji. Stopniowo malejąca grubość pokrywy śnieżnej może w przyszłości pozbawić alpejskie kurorty źródła dochodu pochodzącego z turystyki. Informacje, które chcemy pozyskać w projekcie, będą więc bardzo istotne, jeśli chodzi o długofalowe planowanie. Pozwolą one na dostosowanie istniejących rozwiązań do kompletnie nowych warunków.

Jeśli tylko ktoś zechce z takich informacji skorzystać.

Oczywiście, zdaję sobie sprawę, że komunikowanie wyników badań nie jest proste. Myślę, że problem w dużej mierze wynika z tego, że sami naukowcy do opisu tego, co robią, często używają bardzo hermetycznego języka. To sprawia, że właściwie nikt, poza nimi samymi i wąską grupą specjalistów, nie sięga do artykułów naukowych. W rzeczywistości wygląda to tak, jakby te teksty były publikowane wyłącznie po to, aby można było rozliczyć się za ich pomocą w kolejnej ewaluacji. Abyśmy natomiast mogli dotrzeć do szerszej grupy ludzi, musimy się nauczyć posługiwać bardziej zrozumiałym językiem oraz znajdować nowe formy komunikacji. I nie mam tu na myśli wrzucenia kolejnej notatki do mediów społecznościowych dotyczącej tematu topniejących lodowców.

Tylko co konkretnie?

W projekcie planujemy na przykład zorganizowanie warsztatów dla lokalnych społeczności, które będą dotyczyły odbioru zmian klimatycznych. Pomogą nam nasi partnerzy z Danii, którzy na co dzień pracują z takimi społecznościami na Grenlandii. We Włoszech nawiążemy współpracę z tamtejszymi organizacjami turystycznymi. Chcemy się od nich dowiedzieć, jakie konsekwencje dla regionu żyjącego z turystyki związanej z uprawianiem sportów zimowych będą miały pogarszające się warunki pogodowe. Przymierzamy się także do podjęcia działań z teatrem operowym w Wenecji.

Powstanie opera o znikających lodowcach?

To fantastyczny pomysł, niestety z pewnością bardzo kosztowny. Rzeczywistość projektów w ramach programu Horyzont Europa nie jest tak optymistyczna, jak mogłoby się niektórym wydawać. Środki pochodzące z funduszy europejskich nie wystarczają na realizację wszystkich pomysłów. Dlatego chodzi raczej o wykorzystanie przestrzeni, która jest użytkowana przez wielu ewentualnych odbiorców. Myślimy o wydarzeniu powiązanym z wystawą.

Gdyby nie brak środków, można by podjąć się wyzwania na miarę tego, jakie zrealizował włoski kompozytor i pianista Ludovico Einaudi. Na specjalnie skonstruowanej łodzi przypominającej krę dryfował po Oceanie Arktycznym, tuż przed lodowcem Wahlenbergbreen w Norwegii. Odegrał na czarnym fortepianie Elegy for the Arctic.

My liczymy na to, że uda się powiązać nasz projekt z działaniami artystów wideo z Hiszpanii, którzy pracują nad filmem o wieloletniej zmarzlinie. Niewykluczone, że będziemy także próbowali zaprosić do współpracy studentów z Polsko-Japońskiej Szkoły Technik Komputerowych. Marzy mi się, żeby przygotowali taki rodzaj identyfikacji wizualnej, jaki miał na przykład zespół Pearl Jam. Okładka ich płyty Gigaton, na której zresztą widać jeden z lodowców na Spitsbergenie, została naprawdę świetnie zaprojektowana graficznie.

To Ice Waterfall autorstwa kanadyjskiego reżysera, fotografa i biologa morskiego Paula Nicklena. Zdjęcie zostało wykonane na Svalbardzie, o którym mówił pan, że jest fantastycznym terenowym laboratorium. Fotografia przedstawia wodospady wypływające z lodowca Austofonna.

Mógłbym zaprosić polskiego artystę wizualnego, mojego kolegę Kubę Bąkowskiego, który tworzy niezwykłe instalacje związane ze zmianami klimatu. Już kiedyś byłem z nim w Arktyce, realizując jeden z moich poprzednich projektów. To była obopólna współpraca. Korzystałem z jego pomocy w pracach terenowych, a on zbierał materiały do swoich prac.

Prace terenowe są jednym z elementów pana działalności badawczej. Drugim jest modelowanie. W przypadku LIQUIDICE nabierze ono specjalnego znaczenia?

W projekcie LIQUIDICE będziemy używać zarówno Earth System Models, czyli globalnych modeli klimatu, jak również modeli regionalnych oraz lokalnych. Wszystkie one będą przez nas testowane. Planujemy sprawdzić, czy zaimplementowanie modułu związanego z małymi masami lodowymi wpłynie na wyniki globalnych modeli klimatycznych. To będzie próba zupełnie nowego podejścia, do tej pory Earth System Models uwzględniały jedynie lądolód Antarktydy i Grenlandię. Małych mas lodowych, na przykład lodowców alpejskich, nie brano pod uwagę z uwagi na wysokie koszty obliczeniowe oraz niską rozdzielczość modeli ESM. My natomiast chcemy sprawdzić, czy zaimplementowanie takiego modułu poprawi w znaczący sposób wyniki projekcji klimatycznych. Jeśli uzyskany przez nas efekt okaże się pozytywny, będzie to wyraźna wskazówka, że warto teraz zainwestować, by potem z większą dokładnością przewidzieć konsekwencję nadchodzących zdarzeń.

W projekcjach, o których pan wspomniał, uwzględnia się także stan pokrywy śnieżnej. Jedną z konsekwencji zmian klimatycznych jest stałe jej ubywanie. To prawda, że w ciągu ostatnich 30 lat nastąpiło wyraźnie przyspieszenie tego procesu?

To pytanie, gdzie i w jakiej skali. Na Spitsbergenie na przykład są takie miejsca, na wysoko położonych lodowcach, gdzie śnieg zalega przez cały rok i nie topnieje całkowicie w trakcie lata. Jednak w całym regionie Arktyki dostrzegamy tendencję do skrócenia się okresu z pokrywą śnieżną. Na przykład w okolicach Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie w latach dziewięćdziesiątych ciągła pokrywa śnieżna pojawiała się zwykle na przełomie października i listopada. W tej chwili dzieje się tak dopiero w drugiej połowie listopada, a nawet później. Obserwujemy jednocześnie skracanie okresu z ciągłą pokrywą śnieżną. Coraz częściej cała pokrywa śnieżna w strefie wybrzeżowej wytapia się już w drugiej połowie czerwca. Przybywa za to opadów deszczu. Taka sytuacja ma wpływ chociażby na rozmarzanie wieloletniej zmarzliny.

11,82 metra – tyle wynosi rekord grubości pokrywy śnieżnej odnotowany 14 lutego 1927 roku na szczycie góry Ibuki w Japonii. To było jednak dość dawno temu.

Wydaje mi się, że w Japonii zdarzały się nawet większe wartości. Pamiętajmy jednak, że grubość śniegu jest dość złudną zmienną. Dużo bardziej istotne jest to, ile wody w sobie zawiera. Dajmy na to, że mamy 10 cm świeżego, lekkiego śniegu, takiego, który można porównać do puchu. Jego gęstość wyniesie około 100 kg na metr sześcienny. Dla porównania taka sama ilość, ale już przemrożonego śniegu albo takiego w okresie roztopów, będzie miała gęstość powyżej 500 kg na metr sześcienny. Więcej wody będzie w tym drugim.

To jest ważne, by było jej więcej?

Ekwiwalent wody w śniegu, czyli zawartość wody w śniegu, jest istotny ze względów środowiskowych. Woda ta bowiem może być przez dłuższy okres czasu uwalniana do środowiska. Pamiętajmy, że pokrywa śnieżna jest pewnego rodzaju rezerwuarem i może pełnić funkcje retencyjne. W projekcie, razem z partnerami z Norwegii i Włoch, będziemy starali się określić ekwiwalent wodny śniegu na podstawie zdjęć satelitarnych. Zajmiemy się także zagadnieniem przestrzennego rozkładu pokrywy. W tym przypadku zamierzamy bazować na zdjęciach z aparatów poklatkowych, które następnie porównamy z danymi satelitarnymi.

Co uzna pan za sukces?

Jeśli projekt skończy się bez jakichś większych problemów. Gdyby ktoś mnie dzisiaj zapytał, czy chcę być koordynatorem tak dużego przedsięwzięcia, to powiedziałbym, że „zostawiłem zupę na gazie” (śmiech). LIQUIDICE, poza wyzwaniem naukowym, jest olbrzymim wyzwaniem koordynacyjnym i administracyjnym. Tym większym, że nigdy wcześniej w Instytucie Geofizyki Polskiej Akademii Nauk nie prowadziliśmy – jako liderzy – tak dużego przedsięwzięcia. Z pewnością dla nas wszystkich jest to praktyczna lekcja, jak zarządzać tego typu projektami. Współpracujemy z 18 instytucjami, mamy partnerów z Polski, Norwegii, Włoch, Niemiec, Danii, Szwecji, Wielkiej Brytanii oraz Indii.

Tak duże grono może oznaczać więcej korzyści.

Największym problemem z takimi projektami, jak nasz, jest to, że nie ma na świecie specjalistów, którzy znaliby się na wszystkim, co będziemy robili. W przypadku konkursów Horyzont Europa stawiane są bardzo konkretne wymagania. Każdy, kto ubiega się o środki pochodzące z funduszy europejskich, musi mieć świadomość, że grantodawca oczekuje spełnienia precyzyjnie sformułowanych oczekiwań. Nie ma tu mowy o żadnej alternatywie. Każde z zadań opisanych w umowie grantowej musi zostać wykonane. A to naprawdę długa lista.

Jakie punkty ma pan na niej do odhaczenia?

Jednym z ważniejszych jest to, że projekt ma dać lepsze wyniki, jeśli chodzi o Earth System Models. Dlatego musieliśmy tak dobrać partnerów, żeby osiągnąć ten cel. Muszę przyznać, że było to niezwykle trudne zadanie. Cały proces tworzenia zespołu do naszego projektu przyrównałbym do robienia bajaderki. To jest rodzaj ciastka, o którym mówi się, że jest jak przegląd tygodnia, bo składa się z tego, co mamy akurat w lodówce. Przygotowanie bajaderki zaczynamy od wymieszania posiadanych składników. Następnie sklejamy wszystko w ładną kulkę, którą dekorujemy i wystawiamy na tacy. Podobnie wygląda proces tworzenia zróżnicowanej grupy badawczej. Najpierw zbiera się ludzi, którzy będą pasować kompetencjami do celów projektu. Potem trzeba sprawić, by chcieli rozmawiać wspólnym językiem, czyli trzeba ich skleić, żeby ciastko się nie rozpadło. Dopiero wtedy można przystąpić do ozdabiania, a więc do oczekiwania, że wszyscy będą dążyć do wspólnego celu.

Kiedy degustacja?

W tym momencie muszę powiedzieć, że ciastko jest gotowe. Projekt otrzymał finansowanie i wystartował. Przyznam, że nie do końca wierzyłem, że uda się nam za pierwszym razem, tym bardziej, że nigdy wcześniej nie pisaliśmy podobnego wniosku. Człowiekiem, bez którego z pewnością całe przedsięwzięcie nie doszłoby do skutku, jest Andrea Spolaor z Włoskiego Instytutu Polarnego CNR. Dzięki naszej wspólnej pracy udało się zbudować konsorcjum i znaleźć partnerów, którzy weszli w jego skład.

Z pomocy jakich specjalistów będzie pan korzystał?

Dużym sukcesem jest zbudowanie niezwykle wszechstronnej grupy badawczej. W zespole mamy specjalistów od teledetekcji, glacjologów, geofizyków, hydrologów, ale również socjologów pracujących z lokalnymi społecznościami. Mamy modelarzy zajmujących się zmianami w kriosferze na różnych poziomach przestrzennych i czasowych. To, że oni wszyscy dogadują się między sobą jest niezwykłym osiągnięciem. Na pierwszym spotkaniu z zespołem modelarzy okazało się, że oni w ogóle siebie nie rozumieją wzajemnie, mówią zupełnie innymi językami.

Poczuł się pan jak w wieży Babel?

Dla mnie było to bardzo ciekawe doświadczenie, bo ci ludzie mówią zupełnie innym językiem niż naukowcy związani z pomiarami środowiskowymi, mimo że wszyscy jesteśmy związani z naukami o Ziemi. Kiedy przysłuchiwałem się wymianie zdań między nimi, trudno mi było uwierzyć, że uda się nam stworzyć dobrze funkcjonujący zespół. Tymczasem on powstał, działa i ma szansę na uzyskanie przełomowych wyników.

Rozmawiała Aneta Zawadzka