Pod wiecznym lodem

Utworzono: środa, 30, listopad 2011 Andrzej Klimek Drukuj E-mail

klimekWieczne lodowce zajmują obecnie ponad 10% powierzchni lądów i zawierają pięćdziesiątą część całej wody znajdującej się na na kuli ziemskiej. Obszary lodowcowe, trudno dostępne i badane stosunkowo od niedawna, kryją w sobie wiele zagadek czekających na rozwiązanie. Od jakiegoś czasu stanowią one przedmiot szczególnego zainteresowania naukowców, którzy widząc w nich bogactwo naszej planety, wiążą z lodowcami nadzieje na zlikwidowanie w przyszłości głodu wody.


Granicę wiecznych śniegów wyznacza zarówno szerokość geograficzna jak i wysokość. Na Kilimandżaro, grupie górskiej położonej przy równiku, dolna granica wiecznych śniegów rozpoczyna się na wysokości 5400 m. W niektórych górach podzwrotnikowych granica ta sięga jeszcze wyżej: 6500 – 6600 m nad poziomem morza. Idąc ku biegunom, linia granicy stref lodowcowych obniża się stopniowo, by na 83 stopniu szerokości geograficznej północnej dojść do poziomu morza. Bliżej bieguna lodowiec pokrywa cały obszar niezależnie od wysokości. Na półkuli południowej obszar ten zaczyna się już na 65 stopniu szerokości geograficznej.

W górach, powyżej linii wiecznych śniegów, leżą lodowce górskie. Niektóre z nich pokrywają tylko pojedyncze szczyty, inne łączą się w rozległe obszary pokryte lodem i śniegiem. I tak na przykład lodowiec Kanczendzenga w Nepalu ma powierzchnię 460 km2 i 30 km długości. Największy górski lodowiec Azji – Serafszan w Uzbekistanie rozciąga się na obszarze 866 km2. W Europie największe lodowce występują na Islandii (Vatna Sokuli – 880 km2). W samej tylko Europie lodowce zajmują 9000 km2 powierzchni, z czego 3600 km2 przypada na Alpy.


Największe obszary lodowcowe znajdują się w okolicach północnego i południowego bieguna geograficznego. Grenlandia i Antarktyda pokryte są wielką, zwartą pokrywą lodową o grubości 3 – 4 tys. m, zwaną lądolodem. Podobna gruba warstwa lodu pokrywa obszar Arktyki. Na wielu wyspach tego obszaru można zobaczyć czapy lodowe o kopułowym kształcie. Są to główne zasoby lodu na kuli ziemskiej. Powierzchnia pokrywy lodowej na Antarktydzie wynosi 13,5 mln km2, zaś w rejonie Arktyki blisko 2 mln km2.

Ciężar tej masy lodowej jest tak wielki, że prawdopodobnie wpływa on na ruch obrotowy Ziemi. Środek ciężkości mas lodu na obszarach Antarktydy znajduje się w pewnej odległości od bieguna geograficznego. Dlatego siła odśrodkowa obrotu Ziemi spycha go ku równikowi. Jest to przypuszczalnie jedna z przyczyn wahań osi ziemskiej.


Lodowce górskie, czapy lodowe, lądolody pokrywają powierzchnię 17 mln km2, czyli prawie 11% całego lądu. Zawierają one 24 mln km3 wody. Wielkość lodowców zmieniała się wielokrotnie w dziejach naszej planety. W okresie ostatnich kilkuset tysięcy lat lodowce kurczą się systematycznie. Przed milionem lat zajmowały one 35 mln km2, a znaczna część Ameryki Północnej, Europy i Azji pokryta była lądolodem. Od co najmniej 20 tysięcy lat lodowiec cofa się, maleje i to, co widzimy współcześnie, jest tylko drobną pozostałością tych mroźnych czasów. Jak wykazały dokładne pomiary, obecnie w dalszym ciągu powierzchnia lodowców na Ziemi powoli się kurczy. Być może w dalszej przyszłości na niektórych obszarach znikną one zupełnie.


Lodowce odgrywają zasadniczą rolę w kształtowaniu się klimatu ziemskiego. Przede wszystkim przemiana wody ze stanu stałego w ciekły wymaga wyjątkowo dużej ilości energii cieplnej. Odwrotnie – woda zmieniając się w lód wydziela sporą ilość energii. Około 35% całej cyrkulacji ciepła w atmosferze wiąże się obecnie z energią fazowej przemiany lodu. Równocześnie w skali lokalnej każdy, nawet niewielki lodowiec tworzy swoisty klimat i poważnie wpływa na przebieg zjawisk pogodowych.


Zresztą zasady równowagi termicznej i klimatycznej obszarów lodowcowych są jeszcze na ogół niezbyt dokładnie znane. Jedno można powiedzieć: właściwości klimatyczne Ziemi, ruch wody w oceanach i morzach, rozwój lodowców – wszystko to jest z sobą ściśle powiązane i poznać je można tylko przez łączne, globalne badania. Dlatego też od kilkunastu lat organizowane są międzynarodowe przedsięwzięcia badawcze, takie jak Międzynarodowy Rok Geofizyczny, podczas którego specjaliści z 26 krajów zorganizowali 103 stacje lodowcowe i dziesiątki ekspedycji.


Gwałtowny wzrost zapotrzebowania na słodką wodę spowodował znaczny wzrost zainteresowania lodowcami. Szybki rozwój przemysłu i urbanizacji, nowe metody w gospodarce rolnej powodują coraz bardziej dotkliwy głód wody w różnych rejonach świata. W wielu krajach opracowuje się różne metody otrzymywania i oczyszczania słodkich wód. Powstały już na przykład przemysłowe zakłady odsalania wody morskiej.


Tymczasem łatwo zauważyć że lodowce odgrywają szczególną rolę w procesie krążenia wody na naszej planecie. Zachowują one bowiem wilgoć w stanie stałym przez dziesiątki lat. Płatek śniegu, który upadł na lodowiec, spoczywa tu przeciętnie 10 000 lat, zanim stopnieje i znów zmieni się w wodę. W wielkich lodowcowych tarczach wiek lodu osiąga 200 tys. lat. Nawet w stosunkowo niewielkich górskich lodowcach lód może przetrwać dziesiątki i setki lat.


W lodowcach górskich przede wszystkim upatrują specjaliści potencjalnych źródeł wód słodkich, gdyż znajdują się one najbliżej terenów zagospodarowanych, cierpiących na brak wilgoci. Dla przykładu: ponad 3000 km3 lodu wypełnia doliny i zbocza wysokich łańcuchów górskich na południu Kazachstanu, czy Kirgistanu, w rejonach odczuwających dotkliwy brak wody. Odnawiające się stale lodowce są już teraz jednym z ważniejszych dostawców wilgoci do najbardziej intensywnie nawadnianych, żyznych pól.

Mechanizm tego nawadniania jest następujący: wysoko w górach przez cały rok odbywa się gromadzenie zapasów lodu. W okresie letnim na jęzorach lodowcowych schodzących w doliny następuje jego topnienie. Każdego roku taje przy tym tyko mała cząstka masy całego lodowca i te roztopione wody, na przykład w Azji Środkowej, wynoszą zaledwie jedną trzecią objętości przepływu miejscowych rzek. W latach suchych jest to ilość dalece niewystarczająca.


Topnienie lodowców można sztucznie przyspieszyć. W tym celu najlepiej powierzchnię lodowca pokryć cienką warstwą ciemnego materiału. Absorbuje on promieniowanie i podnosi temperaturę. Jest to oczywiście zadanie niełatwe. Trzeba bowiem podnieść na wysokość 3000 m wiele ton pyłu węglowego lub innego proszku i równomiernie rozsiać na powierzchni wiele kilometrów kwadratowych. Przeprowadzone dotychczas doświadczenia wykazały, że takie działanie może przynieść znaczną poprawę wilgotności pól w rejonach podgórskich. Jeszcze lepsze efekty można uzyskać łącząc roztapianie lodowców z budową odpowiednich zbiorników retencyjnych.


Zanim jednak będzie można rozpocząć na szerszą skalę prace nad wykorzystaniem lodowców do celów praktycznych, potrzebne są dalsze szczegółowe badania. Lodowce bowiem, jako formację przyrodniczą, cechuje duża zmienność, zmienne warunki klimatyczne powodują zmiany wielkości lodowców, co jest dość trudne do uchwycenia. Aby określić szczegółowo bilans wodny lodowców i warunki równowagi, instaluje się u podnóża gór, a także na brzegach lądolodu stacje badawcze. Pomiary pozwolą na ustalenie korelacji między zmianami elementów meteorologicznych a wahaniami wielkości lodowców.


Najważniejszym celem glacjologów jest stworzenie ogólnej teorii zlodowacenia. Zadanie jest trudne, ponieważ wiele obszarów lodowcowych jest jeszcze za mało poznanych. Badacze mają przy tym do czynienia z ogromną ilością czynników przyrodniczych oddziałujących na lodowce. Rozszyfrowanie wszystkich zagadek lodowców wymaga prac na ogromną skalę i ścisłej współpracy międzynarodowej. Dopiero stworzenie odpowiedniego modelu fizycznego zjawisk lodowcowych pozwoli na ich wykorzystanie gospodarcze bez obawy naruszenia ogólnej równowagi przyrodniczej.

Andrzej Klimek

Odsłony: 2376
DMC Firewall is a Joomla Security extension!