Druga połowa marca. Zima nie chce odpuścić i uprzykrza życie. Przyjaciele utyskując, a jednocześnie z nadzieją pytają mnie, kiedy przyjdzie wiosna. Wprawiając wszystkich w zdziwienie z uśmiechem odpowiadam: "piątego maja!!!". Paradoks? Nie. Spodziewałem się w tym roku zamienić ciężkie zimowe buty na sandały dopiero w maju. Tam, gdzie już po raz czwarty powracam, zima trwa bardzo długo.

Spitsbergen, bo to właśnie o tę wyspę chodzi, położony jest daleko poza kręgiem polarnym, w połowie drogi między Norwegią, a biegunem północnym. Ląd to piękny, aczkolwiek surowy - ponad 60% jego powierzchni zajmują lodowce. Czego szukać w tak niegościnnym miejscu? Aż trudno uwierzyć, że związki tej ziemi z Polską widać niemal na każdym kroku. Polskie badania na Spitsbergenie mają swoją wieloletnią tradycję sięgającą czasów przed drugą wojną światową. Pierwsza polska ekspedycja naukowa eksplorowała ten rejon w roku 1934. Prowadzono wówczas badania geodezyjne i geologiczne. Kolejne wyprawy miały miejsce w latach 1936 i 1938. Silnym impulsem stał się Międzynarodowy Rok Geofizyczny 1957/1958. Polskim wkładem w to przedsięwzięcie była budowa stacji naukowej we fiordzie Hornsund na południowym Spitsbergenie. Po przebudowie w roku 1978 stacja Instytutu Geofizyki PAN działa nieprzerwanie prowadząc obserwacje sejsmiczne, jonosfery i magnetyzmu Ziemi, meteorologiczne oraz badania środowiska polarnego.

Mapa Spitsbergenu

Od prawie trzydziestu lat w tych badaniach biorą udział naukowcy Uniwersytetu Śląskiego. Prace z zakresu glacjologii, geomorfologii, hydrologii wykonane w tym obszarze przez naszych rodaków ukazywały się w czasopismach niemal na całym świecie.

Dla geografa, badacza, ta zlodowacona wyspa jest wehikułem czasu, który pozwala obserwować procesy, które zachodziły na terenie naszego kraju w plejstocenie. Wtedy to lądolód skandynawski modelował krajobraz, a efekty tego są widoczne niemal w całej Polsce. Aby poznać i lepiej zrozumieć te procesy udajemy się w miejsce, gdzie zachodzą one współcześnie - na Spitsbergen.

Fakt, że wyspa jest w ponad połowie zlodowacona sprawia, że Spitsbergen jest doskonałym miejscem dla badań glacjologicznych. Obecnie prowadzone badania stanowią istotny element przygotowań do Międzynarodowego Roku Polarnego 2007/2008 ogłoszonego w 50 rocznicę Międzynarodowego Roku Geofizycznego. MRP jest ściśle koordynowaną inicjatywą mającą na celu pełniejsze poznanie wpływu obszarów polarnych na klimat, środowisko i człowieka z użyciem nowych, dostępnych obecnie technologii (m.in. technik teledetekcyjnych takich jak obrazy satelitarne).

Wiosną do stacji we fiordzie Hornsund można dotrzeć skuterami śnieżnymi

W tegorocznej wiosennej wyprawie glacjologicznej na Spitsbergen Uniwersytet Śląski reprezentowany był przez dwóch uczestników. Naszym segmentem badań kierował prof. dr hab. Jacek Jania, Dziekan Wydziału Nauk o Ziemi. W terenie współpracowaliśmy z kolegami z wielu ośrodków krajowych (Instytut Geofizyki PAN, Uniwersytet Wrocławski, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie) oraz zagranicznych (Arctic Center Rovaniemi, University of British Columbia, Rosyjska Akademia Nauk, Akadempribor Tashkent i University of Oslo).

Prace terenowe na lodowcu

Wylądowaliśmy w Longyearbyen - głównym mieście prowincji Svalbard. Stąd o tej porze roku jedyny możliwy środek transportu to skutery śnieżne. Nikt nie wie, jak długo może potrwać podróż malowniczą trasą do Polskiej Stacji Polarnej. To około 160 km, ale nie odległość odgrywa to decydujące znaczenie. W zależności od warunków pogodowych, grubości lodu na fiordach, które należy pokonać i wreszcie od ilości towaru na saniach podróż może trwać od kilku godzin do kilku dni. Tym razem mieliśmy szczęście i po 10 godzinach powitała nas rodzinna atmosfera Hornsundu, nie darmo nazywanego "polskim domem pod biegunem". Ośmioosobowa ekipa przebywa tutaj od lipca ubiegłego roku. Stanowią wspaniałą grupę ludzi, niezwykle otwartych, życzliwych i pomocnych. Weszliśmy w ten rodzinny krąg przygotowując wspólnie posiłki, wypełniając dyżury w stacji, czy wreszcie przeżywając wspólnie Wielkanoc. A święto to niezwykłe, jak i niezwykłe jest miejsce, w którym przebywamy. Z jednej strony suto zastawiony świąteczny stół z jajkami, pieczeniami, tradycyjnymi potrawami i ciastami własnego wypieku, z drugiej strony za oknami zawieja śnieżna.

Jednak czas spędzony tutaj to przede wszystkim okres wytężonej pracy. Przygotowania trwały kilka miesięcy, planowanie jeszcze dłużej, stąd każdą chwilę dobrej pogody należy efektywnie wykorzystać. Prace koncentrowały się na pobliskim Lodowcu Hansa oraz odległym o ok. 40 km. plateau lodowe Amundsena.

Niedźwiedź polarny - gospodarz wyspy

Głównym zatem celem badań glacjologicznych na Spitsbergenie jest określenie wrażliwości lodowców tego regionu na zmiany klimatyczne. Przejawem "kondycji" lodowców jest ich roczny bilans masy, czyli zestawienie przychodów masy w sezonie akumulacyjnym (zimowym) na skutek opadów stałych z ubytkiem w czasie sezonu ablacyjnego (lato), kiedy śnieg i lód ulegają topnieniu. Dodatni bilans świadczy o nabudowywaniu, a ujemny o utracie masy lodowca. Na Lodowcu Hansa tego typu monitoring prowadzony jest od 18 lat i jest to jeden z dłuższych tego typu ciągów obserwacyjnych na Spitsbergenie. W tym czasie dominował ubytek masy. Jedynie w kilku sezonach więcej śniegu przybyło w ciągu zimy aniżeli stopniało w lecie. Przykładem może być sezon 2004/2005. W ostatnich dekadach zauważana jest tendencja wzrostowa akumulacji śniegu na lodowcach. Paradoksalnie jest to możliwe dzięki ociepleniu klimatu. Wzrost temperatury powoduje zwiększone parowanie, a to w konsekwencji może doprowadzić do zwiększenia opadów (w tym również opadów zimowych w tym rejonie). Badania norweskich klimatologów potwierdzają 25% wzrost opadów na Svalbardzie w XX wieku. Również obecny sezon akumulacyjny może napawać optymizmem w tym zakresie. Wprawdzie zima była łagodna i niezbyt mroźna, ale za to śnieżna. Cóż, skoro ablacja rozpoczęła się ok. 3 tygodnie wcześniej niż zazwyczaj. We wrześniu, gdy topnienie ustanie i rozpocznie się kolejny sezon akumulacyjny wyniki za rok bilansowy zostaną zestawione i otrzymamy odpowiedź, czy ten rok przyczynił się do degradacji, czy regeneracji lodowca.

Na plateau lodowym Amundsena działania zmierzały do określenia miąższości lodu z użyciem techniki georadaru. Plateau Amundsena ma dla Spitsbergenu znaczenie szczególne. Olbrzymie pole lodowe jest źródłem zasilającym w masy lodu znaczną część lodowców tego rejonu. Od procesów zachodzących na tym plateau zależy zatem kondycja kilkunastu lodowców. Dodatkowo grubość lodu w tym obszarze należy do największych na całym Spitsbergenie. Tegoroczne badania metodami radarowymi wskazują, iż miąższość lodu w tym rejonie sięga 700 m. Biorąc pod uwagę, że powierzchnia plateau położona jest średnio na wysokości właśnie 700 m n.p.m. można postawić hipotezę, że część podłoża może znajdować się poniżej poziomu morza. Potwierdzić to może wiercenie rdzeniowe do spągu lodowca planowane na kolejne lata.

Polska Stacja Polarna w Hornsundzie

Równolegle z badaniami dna prowadzone były precyzyjne pomiary geodezyjne powierzchni oraz prędkości ruchu mas wypływających z plateau za pomocą technik GPS (Global Positioning System). Wyniki tych badań po zestawieniu z archiwalnymi materiałami kartograficznymi pozwolą ustalić zmiany geometrii Plateau Amundsena, jak również ich przyczyny. Zmiany geometrii są pochodną bilansu masy oraz ruchu mas lodowych.

Kwestie ruchu lodowców zajmują niezwykle istotne miejsce w badaniach glacjologicznych. We wnętrzu lodowców zachodzi ciągły ruch. Widocznym przejawem tych procesów są chociażby zmiany zasięgów czół lodowców. Unikalnym laboratorium we wnętrzu Lodowca Hansa jest jaskinia Cristal Cave, gdzie można obserwować na bieżąco zmiany w systemie lodowcowym. Zainstalowane tam zaciskografy pozwalają śledzić jak ściany jaskini zmieniają położenie względem siebie. Jak zatem szybko porusza się lodowiec? Odpowiedź nie jest prosta. Ruch zmienia się w czasie i przestrzeni w zależności od pory roku, ilości wody w podłożu, nachylenia powierzchni, kształtu dna itd. Można powiedzieć, że każdy lodowiec jest pod tym względem specyficzny. Na powierzchni Lodowca Hansa zainstalowany jest odbiornik GPS permanentnie rejestrujący swoją pozycję. Narzędzie to pozwala z niezwykłą precyzją określić prędkość powierzchniową oraz zmienność czasową ruchu lodowca. Przeciętna prędkość powierzchniowa ruchu tego lodowca w odległości ok. 4 km od jego czoła wynosi 12 cm/dzień, 45 metrów na rok. Lodowce jednak są obiektami niestabilnymi i niezwykle wrażliwymi nawet na drobne zmiany w środowisku. Stąd też na wielu lodowcach spitsbergeńskich w czasach historycznych notowane były gwałtowne przyśpieszenia ruchu i związane z tym awanse ich czół. Zjawisko tego typu nazywane jest "szarżą" lodowca. Jednym z najbardziej spektakularnych zdarzeń był awans czoła lodowca Bråsvellbreen w sezonie 1937-1938. W ciągu roku czoło przesunęło się o 20 km *.

Owa wrażliwość lodowców na impulsy klimatyczne będzie analizowana dzięki rozpoczętemu w tym roku we współpracy z prof. Garry Clarkiem (University of British Columbia) eksperymentem na Lodowcu Hansa. Eksperyment polega na rejestrowaniu za pomocą precyzyjnych urządzeń naprężeń wewnętrznych w lodowcu oraz zdarzeń o charakterze sejsmicznym (trzaski, pęknięcia wewnątrz lodowca), a następnie zestawieniu ich z warunkami meteorologicznymi i ruchem powierzchniowym lodowca. Projekt przewidywany jest na najbliższych kilka lat. W przyszłym roku planowane jest wykonanie głębokich wierceń do dna lodowca i instalacja kolejnych urządzeń rejestrujących ruch po podłożu oraz ciśnienie wód znajdujących się pod lodowcem.

Od naszego przybycia minęło 6 pracowitych tygodni. Przez ten czas zaszło wiele zmian. Pod koniec marca w ciągu krótkiej nocy można było obserwować bladą zorzę polarną, a pod koniec kwietnia Słońce nie schodzi poniżej linii horyzontu. Noce są nie tylko jasne, ale wręcz słoneczne. Niestety zbyt ciepła aura przysporzyła nam jedynie kłopotów. Topniejący gwałtownie śnieg uniemożliwił powrót skuterami. Drogę powrotną przebyliśmy zatem śmigłowcem.

Za kilka dni kolejni nasi przyjaciele z Wydziału Nauk o Ziemi wypłyną rejsem statkiem na Spitsbergen. Co jest magnesem przyciągającym tak licznie naukowców w te rejony? Badania glacjologiczne prowadzone na Spitsbergenie dostarczają dowodów na zmiany klimatyczne. Lodowce są papierem lakmusowym tych zmian. Masa lodu, o którą zostają uszczuplone lodowce ma swój udział w podnoszeniu się poziomu oceanów. Zagrożenia z tego wynikające dla obszarów depresyjnych są obecnie przedmiotem szerokiej dyskusji. Glacjologia modelując zachowania lodowców próbuje dostarczyć odpowiedzi, jaki będzie trend tych zmian, czego spodziewać się w przyszłości. A lodowce to nasza kryształowa kula...

* Liestøl O. 1969. Glacier surges in West Spitsbergen. Canadian Journal of Earth Sciences, vol. 6, No. 4, Ottawa, 895 - 897.