Mi fog történni ha eltűnik a sarki jég?

A sarki jégtakarók olvadásának felgyorsulását 1988-óta aggódva követjük, egyre több kérdés merül fel és csak az utóbbi évtizedekben kezdtük megismerni a folyamatok hátterét.

 

A National Geographic (2017) cikke szerint csak a legutóbbi időszakban értettük meg azokat a komplex folyamatokat, amelyek a jégtakaró változásait a legnagyobb mértékben befolyásolják. Minden jel arra utal, hogy fordulóponthoz érkeztünk. Az elmúlt években az Északi-sark egyes részein bizonyos novemberi napokon a hőmérséklet 20 fokkal magasabb volt az átlagosnál (NSIDC). Bár az Északi-sarkon a felmelegedés legalább kétszer olyan gyors, mint a kontinentális területeken, a hőmérséklet emelkedése önmagában nem ad magyarázatot a grönlandi jég csapadékos eróziójának jelenlegi ütemére. A kutatók részben a jégalap megváltozásában és a jégen élő mikrobák és algák aktivitásában vélik megtalálni a magyarázatot. Utóbbiak olyan pigmenteket hoznak létre, amelyek elősegítik a jég napenergia elnyelését. Az Egyesült Királyság Sheffield Egyetemének szakemberei mérésekkel igazolták, hogy a jégfelszín már nem annyira fehér, mint néhány évvel ezelőtt, így jobban elnyeli a látható és közeli infravörös spektrumú napsugárzást. Ugyanakkor a felolvadó és visszafagyó jégkristályok elveszítik tüskés alakjukat, ezzel tovább csökken a fényvisszaverő képességük. A műholdas adatok azt mutatják, hogy a jég a peremterületeken 5 százalékkal sötétebb (Kintisch 2017). Ez arra vezethető vissza, hogy az évszázadok során csapdába esett részecskék koncentrálódtak a jégtakaró olvadási zónájában. Az úgynevezett „dark ice” jelenséghez például az európai gyárak por és füst jellegű szennyezőanyag-kibocsátása és a kanadai erdőtüzek is hozzájárultak.
A felmelegedés öngerjesztő folyamat, az algák és baktériumok virágzása a melegebb hőmérséklet következménye, ugyanakkor a legjelentősebb tényező a jég sötétedésében. A sötét baktériumok és algák által fedett foltokon elnyelt napenergia segít fenntartani a víz fagypont feletti hőmérsékletét, így egyre mélyebb vizes foltok jelentkeznek a felszínközeli régióban. A kutatók számos különleges fajjal találkoznak (például Ancylonema nordenskiöldii, vagy Mesotaenium berggrenii) (Lutz 2016). Mivel a létformáknak itt szélsőséges viszonyokat kell elviselniük, a hidegen és fagyás-kiolvadás periódusokon kívül az erős ultraibolya sugárzást is le kell küzdeniük (Yallop et al.  2010; Anderson et al. 2017). De a szélsőséges körülményekhez történő alkalmazkodás is gyorsítja a folyamatot: A barna pigmentek megvédik a növényeket az UV káros hatásaitól, ugyanakkor megnövelik a jég energia felvételét, hozzájárulva az olvadás radikális felgyorsulásához. Az olvadék állandó jelenléte további, szélsőségeket kevésbé tűrő fajok megtelepedését eredményezi.

Az északi-sarkvidék felmelegedését tehát nem kizárólag a helyben elnyelt napenergia befolyásolja. A megváltozó klimatikus viszonyok egyre gyakrabban terelnek meleg légáramlatokat a sarkvidékek irányába, amelyek akkor is kifejtik hatásukat, ha az adott területet felhő borítja. Az elsősorban a levegőáramlatok befolyásolta olvadás esetében mértek már ki 4 m vastagságú jégréteg elolvadását egy rövid, teljes felhőborítású nyári periódusban. A távolról érkező meleg levegő és a helyben elnyelt elektromágneses sugarak hatását általában együttesen kell értékelni, egy összetett áramlástani rendszer ismeretében.

A jégtakaró radikális megfogyatkozása nem csak a sarkvidékeken jellemző. A magas hegységek gleccserei is vészesen visszahúzódnak. A gleccserek köveket, törmeléket hordoznak, amely a jég alsó részén halad. Ez a törmelék csiszolja fényesre a sziklákat. Amennyiben a jégrétegek alatt az alapkőzetre olvadékvíz kerül, az jelentősen felgyorsítja  a jég mozgását, a gleccser gyorsabban továbbít jégtömegeket az olvadási zónába. A jég térfogata már csak azért is nehezen becsülhető, mert a gleccserek jégrétegeiben kisméretű, vízzel telt üregek vannak, és a halmazállapot-váltás folyamatos. Ettől képes kanyarogva haladni a hatalmas jégtömeg a jégszilánkok radikális felszíni kipattanása nélkül. Amikor megnézzük, hogy a nyári hóhatár mennyire húzódott vissza mindössze egy év alatt Sierra Nevada hegyvidékén, érzékelhetővé válik, hogy napjainkra milyen radikális mértéket öltött a felmelegedés.

A sarkvidékek olvadása erősen kihat a globális folyamatokra. Ami jelenleg is érzékelhető, az évszakok eltolódása, és az, hogy az időjárási rendszerek nyugat-kelet irányú vándorlása lelassul (Kintisch 2016). A gleccserek már összezsugorodtak, az északi folyókon és a tavakon a jégfoltok felbomlanak, a növényi és állati élőhelyek magassági tagolódása eltolódott, a növények hamarabb virágzanak, hosszabb, intenzívebb hőhullámokat és szélsőséges időjárási körülményeket tapasztalunk. Ezeket a folyamatokat a tudósok régebben jelezték, és ma már az életünk részét képezik, számolunk velük, de ezek a hatások tovább erősödnek. A klímaváltozás okozta károk aránya évről évre növekszik a megtermelt javakhoz képest (IPCC jelentés).Szokás még a világóceán vízszint-emelkedését említeni. Csupán a grönlandi olvadásból 27 cm globális tengerszint-emelkedés prognosztizálható ebben az évszázadban. Ezt több független modell értékelésével állapították meg. Ráadásul az antarktiszi jég legalább tízszer annyi vizet raktároz, mint a grönlandi.

Mi a kontinentális területek időjárásában beállt szélsőségeken keresztül tapasztaljuk a változást. A kutatók azonban Grönlandon mindennek sokkal hátborzongatóbb jeleit is megfigyelhették, amikor az egyik vizsgálati helyszínen a sátrak alatt megmaradt a hó és jégréteg vastagsága, míg a sátrak körül a nap melegítette felszín tovább olvadt. A vizsgálati napok végén a sátrak bizarr jégemelvényeken álltak a kietlen jégsík közepén. A szakértők egyetértenek abban, hogy az északi sarkon a nyári időszakban évtizedeken belül egyáltalán nem lesz jégborítás.

Vannak azonban a folyamatban lassító hatások is. Amennyiben a fagyott felszíneket felváltják a fotoszintetizáló felületek, megkezdődik a szén-dioxid megkötése. A szén mérleget a jég borításából frissen szabadult területek, valamint a British Antartic Survey által feltárt óceáni algavirágzás szénmegkötő hatása csak elenyésző mértékben javítja. Ráadásul a jeges talajból, a permafroszt rétegeiből kilépő üvegházhatású gázok is nagyobb mértékben járulnak hozzá a felmelegedéshez, így ez a kompenzáló tényező csupán a klímaváltozás szoftveres modellezésekor lényeges a pontosabb idő és mérőszám meghatározás érdekében. A permafroszt rétegekben tárolt metán tízszer, hússzor annyi energiát alakít hőenergiává az elektromágneses hullámokból, mint a szén-dioxid. A metán ilyen irányú energiamegkötési hatásfokán a szakemberek között sincsen egyetértés. A metán felszabadulása átbillenési pontot jelenthet a klímaváltozásban.

Amennyiben a felmelegedés gyors és radikális lehűlésbe csap át (később foglalkozunk ezzel a szcenárióval), a jég újabb öngerjesztő folyamatot indít el, amely szintén ellensúlyozó tényező: A jégtakaró megakadályozza a szén-dioxid természetes elvonódását a légkörből, így annak kiürülése újabb gátakba ütközik, felhalmozódása felgyorsul. A biotikus tényezők radikális lecsökkenése, a száraz, jeges és hideg felszínborítás gátolja a növényi szén-dioxid elvonást, így a lassú melegedés pályájára állítva az évezredes éghajlati trendet. A földtörténet 90 százalékában nem létezett jégborított terület bolygónk felszínén. Jelenleg jégkorszakban élünk, azaz a Föld nagy területein jégtakaró található, amely meghatározó a klímaviszonyokra nézve. Ehhez alkalmazkodtunk, erre épül létformánk, társadalmunk és ehhez alkalmazkodott a szervezetünk. Fennmaradásunk és kényelmünk záloga a folyamatosan módosuló klímán belüli radikális változások elkerülése, és jégkorszakunk védelme, „szinten tartása”. Ehhez azonban az emberiség még nem elég fejlett, így ki vagyunk téve a természetes klímamódosító folyamatoknak, valamint az antropogén klímamódosító tényezőknek, mintegy a létünk és fejlődésünk melléktermékének. Valójában a saját környezetre és globális klímára gyakorolt hatásunkat sem ismerjük elegendő részletességgel ahhoz, hogy ideális döntéseket hozzunk.

Boldog Föld napot!

Kedvenc fotósom Paul Nicklen @paulnicklen instagram fotójával szeretnék ünnepelni a mai napon. Ünnepelni az otthonunkat, amelyet minden nap próbáljunk meg megvédeni, mert csak ez az egy van számunkra.

Máris megfigyelhető a jegesmedve populáción a globális felmelegedés hatása?

@National Geographic által készített videó felvétel és fotó sorozat egy haldokló jegesmedve utolsó lépéseit rögzítette. Azóta megoszlik a vélemény az internetes oldalakon, hogy valóban a globális felmelegedés az oka vagy sem ennek a kivételes állatnak a haldoklásáért.

Vajon elérte vagy eléri e célját a videó arra hogy felhívja az emberek figyelmét? Lesz e vajon hatása a viselkedésünkben idővel?

Az attitűdök megváltoztatásának, azaz a meggyőzésnek alapvetően két útja lehetséges. Az egyik, az úgynevezett központi út, melyet más modellekben szisztematikus feldolgozásnak neveznek. A szisztematikus feldolgozás jobbára az érvek feldolgozását jelenti. Ez az út azonban csak akkor járható, ha odafigyelünk az üzenetre, megértjük és mindezek mellett is elfogadjuk azt. Mint sejthető, ez rengeteg kognitív erőfeszítésbe kerül, így csak akkor használjuk, hogyha kellően motiváltak vagyunk az ismereteink pontosítására, és elegendő kognitív kapacitással (például kellő figyelemmel) is rendelkezünk.

A jegesmedvés videót szisztematikusan feldolgozva nem feltétlenül győződünk meg a klímaváltozás elleni harc fontosságáról, ahogy erről való aggályait Jeff W. Higdon biológus is (kihttp://www.urbanlegends.hu/2017/12/tenyleg-a-klimavaltozas-miatt-haldoklott-a-jegesmedve/fejezte). Egy valamivel mélyebb végiggondolás során olyan kérdések vetődhetnek fel, hogy valóban a klímaváltozás okozta-e a medve halálát vagy megtörtént volna anélkül is? Sajnos jelen esetben a szisztematikus feldolgozás inkább a klímatagadók kezébe ad eszközt: mert habár tény és való, hogy egyre több jegesmedve pusztul és fog elpusztulni a változó éghajlat miatt, arra nincs bizonyíték, hogy a videón szereplő példány halála is ennek köszönhető. Valamint a képkockákon látható hómentességet is magyarázhatjuk a normális évszaki jelenségekkel. Így a klímatagadók könnyen a hazugság bélyegét süthetik azokra, akik kiállnak a videó mellett. Természetesen ha még mélyebbre ásunk, hamar olyan adatokra lelhetünk, melyek a globális felmelegedést bizonyítják, azonban a felvételből magából ezek nem derülnek ki, mint ahogy érvekkel sem szembesít minket.

Mi a gobális klímaváltozás és annak okai?

Földünk története során az éghajlat állandóan változott, ez várhatóan a jövőben is így lesz. A geológiai, az őslénytani és a régészeti kutatások igazolják, hogy az utóbbi 500 millió évben a maitól lényegesen eltérő időjárások is előfordultak. Az átlagosnál jóval melegebb időjárást váltotta a jégkorszak és fordítva. Kisebb éghajlat-ingadozások az elmúlt évszázadokban is voltak, amit az írásos feljegyzések is igazolnak. A mostani felmelegedés kismértékű a korábbiakhoz képest, de a jelentőségét nem szabad lebecsülni. Korábban a klíma változásainak okai természetes eredetűek voltak, de az ipari forradalom nem elhanyagolható változást hozott. A globális felmelegedés legfőbb oka az üvegházhatású gázok koncentrációjának növekedése a légtérben, szén-dioxid, metán, vízgőz stb… Az éghajlat kutatásával foglalkozó szakemberek döntő többsége állítja, hogy elkezdődött a globális felmelegedés. A nemzetközi mérési adatok szerint 1950 és 2003 között a Föld felszínének átlaghőmérséklete 0,65 °C-kal emelkedett 13,87 °C-ról.

Globális felmelegedésnek a Föld átlag hőmérsékletének emelkedését nevezzük, amelynek során emelkedik az óceánok és a felszínközeli levegő hőmérséklete. Az éghajlatváltozási keretegyezmény a globális éghajlat változás kifejezést az ember által okozott klímaváltozásra használja. A 20. században és különösen az utóbbi évtizedekben ez a klímaváltozás gyorsabb volt, mint a megelőző több évszázadban. A folyamat várhatólag folytatódik. A kérdés, hogy a hőmérséklet változása milyen mértékben az emberi tevékenység következménye. Alig 10 000 éve kezdődött meg a Kainozokumi eljegesedés interglacális szakasza. A megelőző öt interglaciális szakasz 50–400 ezer évig tartott, ami arra utal, hogy még melegedési időszakban vagyunk természetes módon is. Kérdés azonban, hogy az emberi tevékenység ezt mennyivel gyorsítja és így mennyivel nehezíti a felmelegedéshez való alkalmazodást.. A témával foglalkozó tudósok több mint: 90%-a szerint a legutóbbi évtizedekben zajló felmelegedés mértéke zömmel emberi tevékenység eredménye.  A tudományos konszenzus mértékét jelzi az is, hogy a klímaváltozás elméletét az összes fejlett ipari ország tudományos akadémiája elfogadja.

Az emberi tevékenység az ipari forradalmat követően vált éghajlat alakító tényezővé, az üvegházhatású gázok és porok (korom) légkörbe való kibocsátásával. Tevékenységünk során az 1750-es évek állapotához viszonyítva a sugárzási kényszer 2,43 W/ m2-tel nőtt, ennek 60%-a (1,46 W/ m2) a légkörbe juttatott szén-dioxidból származik. Az sem mindegy, hogy mennyi ideig tartózkodik a kibocsátott üvegházhatású gáz a légkörben (lásd az I. rész végén levő adatokat). A szén-dioxid tartózkodási ideje a légkörben 20 – 150 év, a kibocsátott szén-dioxiddal állandóan növeljük a légkörben levő arányát. Jelentős még a metán légkörbe jutásának hatása, ami 0,6 W/ m2-el növeli a sugárzási kényszert. A metán fő forrásai a mocsarak, rizsföldek, árapályterületek, szerves anyagok bomlása és a kérődző állatok. Metánból a szén-dioxidnál sokkal kevesebb van a légkörben, de az infravörös sugárzás elnyelő képessége 20 szorosa a szén-dioxidénak, tehát igen hatékony üvegházhatású gáz. Az ózon üvegházhatású gáz, mivel koncentrációja igen kicsi ez a hatása elhanyagolható, jelentősége mégis óriási, mert elnyeli az élővilágra ártalmas ultraibolya sugarakat.

A Golf-áramlat megváltozása, a globális éghajlatváltozás eredménye. A globális felmelegedés okozta jégolvadás miatt hatalmas tömegű édesvíz kerülhet az Atlanti-óceánba, aminek következtében irányt változtathat, lelassulhat, vagy akár meg is szűnhet a Golf-áramlás… Emiatt több mint 10 °C-ot is csökkenhet Észak-Európa téli középhőmérséklete. A Golf-áramlást a Grönlandi-tenger jég borította vizeiben végbemenő folyamat tartja mozgásban. Amikor a tengervíz kezd megfagyni, a folyékony halmazállapotban maradó víz sótartalma és sűrűsége megnő. A sűrűbb víztömegek lassan lesüllyednek a tengerfenékre, és útjukat a Déli-sark irányába veszik, lehetővé téve ezzel meleg víztömegek vonulását a trópusokról a sarkvidékek felé. A Golf-áramlás egyik eleme a gigantikus „szállítószalagnak”, amely átszeli az óceánokat az egyik sarkvidéktől a másikig. A Golf-áramlat, illetve meghosszabbításai jelentősen befolyásolják azon szárazföldi területek éghajlatát, amelyek közelében elhaladnak. Az észak-atlanti áramlat jóval melegebbé teszi Nyugat-Európa éghajlatát, és különösen az észak-európai teleket, mint amilyenek nélküle lennének.

Jegesmedvék evolúciója

@by reed.edu

A jegesmedvék genomjának legújabb vizsgálata számos érdekességre derített fényt a meglehetősen szélsőséges körülmények közt élő állatokkal kapcsolatban. Kiderült például, hogy a legnagyobb szárazföldi ragadozók egy sor genetikai trükknek köszönhetik, hogy nem pusztulnak bele zsírban rendkívül gazdag étrendjükbe. Sajátos génvariánsaik eredményeként hatékonyan képesek csökkenteni vérük koleszterinszintjét, illetve azt is biztosítani tudják, hogy ereik átjárhatóak maradjanak egy olyan étrend mellett, amelytől minden más emlős szívrohamot kapna. Összességében elmondható, hogy a jegesmedvék rendkívül hatékonyan alkalmazkodtak hideg, táplálékban szegény élőhelyükhöz, és ezt ráadásul nagyon gyors ütemben tették, hiszen fejlődésük nagyjából 400 ezer éve vált külön legközelebbi rokonaikétól.

A jegesmedvék a szárazföldön jönnek a világra, életük nagy részét azonban a tenger és a jég határán töltik, ahol fókákra vadásznak. A felnőtt egyedek az elejtett zsákmányból szinte kizárólag csak a legzsírosabb részeket fogyasztják el. 1,6 kilométeres távolságból is képesek kiszagolni a fókák jelenlétét, és órákig türelmesen várnak a jégben található lyukak mellett, hogy zsákmányuk feljöjjön levegőért. Testtömegük felét zsírszövet teszi ki, ennek révén élik túl az étkezések közti időszakokat. Magas testzsír százalékuk az úszásban is segíti őket, így óránként akár 10 kilométert is képesek megtenni a jeges vizekben.

Őseik azonban egészen másfajta életmódot folytattak: a szárazföldön éltek és mindenevők voltak. Ha egy pillantást vetünk legközelebbi rokonaik, a barna medvék étrendjére, rögtön kiderül, hogy mekkora váltást jelentett a jeges vidékhez való alkalmazkodás. A barna medvék nyáron főleg növényeket, terméseket és hagymákat fogyasztanak, a télre készülve pedig kisebb üreglakó állatokra vagy nagyobb testű vadakra vadásznak, de fehérjében nagyon fontos szerepet töltenek be az ízeltlábúak lárvái is. A Kaliforniai Egyetem kutatói a jegesmedvék különleges életmódjának genetikai hátterének felderítése érdekében 89 jegesmedve és 10 barna medve genomját szekventálták. A 20 ezer gén közt 20 olyan génvariánst találtak, amely kifejezetten a jegesmedvéket jellemzi, vagyis gyakorlatilag ezek a szekvenciák különíti el egymástól a két fajt. Ezek a gének az anyagcsere, a szívműködés, illetve a kültakaró színének meghatározásában játszanak szerepet. Ez azért meglepő, mert más fajok esetében a leggyorsabban fejlődő gének közt általában az immunrendszerrel kapcsolatos szekvenciákat találni. A 20 gén körül kilenc a szívműködéssel, illetve a szív fejlődésével hozható kapcsolatba. Egyikük, az Apolipoprotein B génje például a normál esetben az úgynevezett „rossz” koleszterin (alacsony sűrűségű lipoprotein, LDL) erekből való eltávolításában vesz részt. Megakadályozza, hogy ezek elzárják a vér útját, és a zsírsejtekbe vagy máshová juttatja az anyagot. A jegesmedvékben megtalálható génvariáns a kutatók feltételezése szerint jóval hatékonyabbá teszi ezt a folyamatot. Hogy pontosan mit csinál, az azonban csak akkor fog kiderülni, ha egerek genomjába juttatják be a génváltozatot, és megfigyelik, hogy mi történik. A szakértők ráakadtak két olyan génvariánsra is, amely valószínűsíthetően a jegesmedvék fehér szőréért felel. Ezek egyikéről már kiderítették, hogy pigmenthiányt okoz a szőrzetben.

A változásokat nagyon érdekessé teszi, hogy rendkívül gyorsan zajlottak le. A kutatócsoport számításai szerint a barna medve és a jegesmedve evolúciója 343−479 ezer évvel ezelőtt válhatott külön. 300−400 ezer évvel ezelőtt az Északi-sarkvidéken a mainál jóval enyhébb körülmények uralkodtak, valószínűleg ekkor telepedett meg az állatok őseinek egy csoportja a régióban, majd amikor a jegesedés ismét beindult, önálló fejlődésbe kezdtek. „A jegesmedvék lenyűgöző teremtmények, amelyek rendkívül gyorsan alkalmazkodtak egy nagyon egyedi, nagyon speciális, zsírban elképesztően gazdag étrendhez” – mondja Rasmus Nielsen, a kutatás vezetője. A nagytestű emlős fajok fejlődésének különválása a legtöbb esetben több millió évet vesz igénybe. Egy korábbi kutatás 600 ezer évvel ezelőttre, egy 2012-es tanulmány pedig 5 millió évvel ezelőttre tette a jegesmedvék kialakulását, egyik eddigi vizsgálat során sem elemeztek azonban olyan nagyszámú genomot, mint a mostani projekt alkalmával, így az új adatok nagyon meggyőzőnek tűnnek. A kutatásnak komoly aktualitást ad, hogy a globális éghajlatváltozás eredményeként a jegesmedvék evolúciója várhatóan visszakanyarodik majd a korábbi állapotokhoz. Az északi jégmezők olvadásával ugyanis gyorsan zsugorodik az állatok élőhelye, így azok egyre inkább a szárazföld belseje felé szorulnak. Egyes beszámolók szerint már jelenleg is léteznek jegesmedvék és barna medvék találkozásából született hibrid egyedek.

 

 

Jegesmedvék a kihalás szélén

 

 Változtatnunk kell ha meg akarjuk állítania  további élőhelyek elvesztését és biztosítani a vadon élő populációkat mind az Északi-Sarkvidéken, mind a Világon— Margaret Williams (Managing director of WWF’s Artic Program)