Lód nie kłamie. Stężenie CO2 rośnie 10 razy szybciej

Arktyczny lód ujawnia kolejne tajemnice. Ponieważ gromadził się przez setki tysięcy lat, stanowi rodzaj kapsuły czasu, dokumentującej zmiany zachodzące na Ziemi. Dotyczy to również wahań poziomu dwutlenku węgla. Możliwość sprawdzenia, jak kształtowały się przez ostatnie 50 tys. lat prowadzi do alarmujących wniosków.

Poziom dwutlenku węgla w atmosferze rośnie obecnie 10-krotnie szybciej, niż w okresie najszybszego wzrostu podczas ostatnich 50 tys. lat. Do takich wniosków doszli badacze z Oregon State University na podstawie analizy lodu z Antarktydy.

Badając lodowy rdzeń, wydobyty z głębokości 3,2 km, naukowcy byli w stanie odtworzyć zmiany składu ziemskiej atmosfery w ciągu ostatnich kilkudziesięciu tysięcy lat.

Jednym z najważniejszych odkryć jest potwierdzenie, że choć w przeszłości zdarzały się wahania poziomu dwutlenku węgla, a od tysiącleci obserwowany jest jego wzrost, to zmiany nigdy nie były tak gwałtowne jak obecnie.

Najszybsze zaobserwowane zmiany oznaczały wahania rzędu 14 części na milion (ppm) w ciągu 55 lat. Doszło do nich dziesiątki tysięcy lat temu podczas jednego z tzw. Zdarzeń Heinricha (H4). Od lodowca na półkuli północnej odłączały się wówczas wielkie masy lodu, które – dryfując i topniejąc w oceanie – zmieniały globalną cyrkulację wody, co powodowało zmiany klimatyczne.

Obecnie wzrost o tę wartość jest notowany co 5-6 lat. Oznacza to dziesięciokrotne przyspieszenie względem okresu, gdy w przeszłości zmiany były najbardziej dynamiczne.

W jaki sposób badanie lodu daje nam wiedzę na temat klimatu w odległej przeszłości? Badania paleoklimatyczne korzystają z faktu, że na terenie Antarktydy znajdują się miejsca, gdzie od setek tysięcy lat temperatura nie wzrosła powyżej 0 stopni Celsjusza. Najstarsze pobrane próbki mają 2,7 mln lat, a zachowane depozyty starego lodu pozwalają na wykonanie nieprzerwanych pomiarów na przestrzeni ostatnich 800 tys. lat.

Miejsca, które pozwalają na takie badania są jednak bardzo rzadkie – najniższe warstwy są topione ciepłem z wnętrza Ziemi, a masy lodu znajdują się w ciągłym ruchu. Z tego powodu do badań paleoklimatycznych nadaje się zaledwie ok. 1,67 proc. powierzchni antarktycznego lądolodu. Najwartościowszy jest niebieski lód lodowcowy, czyli najstarszy lód pochodzący z głębi lądolodu.

Z miejsc tych pobierane są – po wykonaniu wielokilometrowych odwiertów – rdzenie lodowe. Zawierają one pęcherzyki powietrza, uwięzione nieprzerwanie w lodzie od czasów, gdy ten znajdował się na powierzchni.

Dzięki zachowanym w ten sposób próbkom powietrza, za pomocą spektrometrii masowej możliwe jest odtworzenie składu atmosfery z bardzo odległej przeszłości, w tym określenie stężenia gazów cieplarniach, jak dwutlenek węgla. Metoda ta pozwala także ocenić m.in. aktywność wulkaniczną czy występowanie wielkich kataklizmów.

Dane uzyskane z rdzeni lodowych są – w zestawieniu z aktualnymi pomiarami – alarmujące. Stałe pomiary, która są prowadzone od 1958 r. w stacji badawczej na wulkanie Mauna Loa na Hawajach dowodzą, że ostatnie lata biją rekordy nie tylko w kwestii stężenia CO2 w atmosferze, ale także w tempie jego wzrostu.

Gdy w 2023 r. odczyt z Mauna Loa wskazywał na 421, a dwa lata wcześnie na 419 ppm, w bieżącym roku odnotowano aż 426 ppm. Choć wahania te są częściowo możliwe do wytłumaczenia wpływem zjawiska El Niño (okresowy wzrost temperatury wody w okolicach równika), przyspieszające zmiany klimatyczne są – według aktualnego raportu IPCC (Międzyrządowego Zespołu do spraw Zmian Klimatu) – odczuwane już przez 3,6 miliarda ludzi.

Konsekwencją tych zmian jest także zmiana ruchów mas powietrza i coraz silniejsze zachodnie wiatry, które występują na południowej półkuli. Zjawiska te - wpływając na cyrkulację wody w oceanie - dodatkowo potęgują obserwowane zmiany klimatyczne, ograniczając zdolność oceanu do pochłaniania CO2.