Lód nie kłamie. Stężenie CO2 rośnie 10 razy szybciej

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.