Wykład Jona Ove Hagena wygłoszony podczas uroczystości nadania tytułu doktora honoris causa

Lodowce są piękne i ekscytujące

Jego Magnificencjo Rektorze,
Drodzy Przyjaciele,

To wielki honor i wielka przyjemność być dzisiaj tutaj. Przede wszystkim chciałbym podziękować wszystkim, którzy sprawili, że stało się to możliwe.

 

Wykład Jona Ovea Hagena

 

Kiedy profesor Jacek Jania zadzwonił do mnie jesienią w ubiegłym roku z zapytaniem - czy mam wiele dyplomów w swoim gabinecie - moja twarz prawdopodobnie przypominała wówczas znak zapytania. "Co za dziwne pytanie" - pomyślałem - i powiedziałem: "nieee". Moje zaskoczenie było tym większe, kiedy zapytał, czy wyrażam zgodę na przedstawienie mojej kandydatury do tytułu doktora honoris causa Uniwersytetu Śląskiego... Mój pierwszy osobisty kontakt z polskimi kolegami miał miejsce podczas pierwszego wspólnego programu terenowego - elementu trójstronnej współpracy między Polską, Rosją i Norwegią na Svalbardzie w 1991 roku, a więc 17 lat temu. Pracowałem wtedy jako glacjolog w Norweskim Instytucie Polarnym nadzorując norweski program monitorowania bilansu masy lodowców na Svalbardzie. Pierwsze spotkanie miało miejsce rok wcześniej i zdecydowaliśmy się wówczas nawiązać bliższą współpracę. Wiedziałem już wówczas o istnieniu polskiej stacji badawczej w Hornsundzie i rosyjskiej aktywności w Barentsburgu. Wcześniej nie prowadziliśmy żadnych wspólnych działań, nawiązaliśmy współpracę w kwietniu 1991 r. - pojechaliśmy wtedy do Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie. Nigdy nie zapomnę serdecznego przyjęcia, z jakim się wszyscy spotkaliśmy. Pracowaliśmy na Amundsenisen około 10 dni, potem pojechaliśmy do rosyjskiej bazy w Pyramiden i kontynuowaliśmy pracę na Nordenskjoldbreen i Lomonosovfonna. Zakończyliśmy sezon w Norweskiej Stacji Polarnej w Ny Alesund.

Kiedy człowiek angażuje się we wspólne prace terenowe, kontakt z ludźmi staje się naprawdę bliski. Pracuje się często przez wiele dni w surowych warunkach klimatycznych. To stanowi zarówno obciążenie fizyczne, jak i psychiczne. Jest to zwykle trudny egzamin dla ludzkiej wytrzymałości - sądzę, że zdaliśmy go z niezłym wynikiem - zainicjowaliśmy długotrwałą współpracę i przyjaźń.

Już rok później, w 1992 r., zorganizowaliśmy wspólne przedsięwzięcie, zainicjowane przez polski zespół - zmarły profesor Marian Pulina, profesor Jacek Jania i doktor Piotr Głowacki stanowili trzon zespołu. W Hornsundzie przeprowadziliśmy "Workshop on Glaciological Research in Svalbard", którego celem była wzajemna wymiana informacji o aktualnych działaniach i planach, zdefiniowanie nowych obszarów potrzeb badawczych i zorientowanie się co do możliwości współpracy w kontekście realizacji tych celów. I znowu zderzyliśmy się z ciężką arktyczną pogodą. Tym, którzy nigdy nie byli na Svalbardzie mogę powiedzieć, że dotarcie tam wiąże się z podróżą skuterem śnieżnym na odcinku 200 km z Longyearbyen do Hornsundu, pokonywaniem kilku dolin, dwóch fiordów i kilku lodowców. W drodze z Longyearbyen do Hornsundu w 1992 roku przemieszczając się w 12-osobowej grupie na 8 skuterach śnieżnych natknęliśmy się na burzę śnieżną. To było na długo zanim zaczęliśmy posługiwać się GPS. Wtedy to przekonaliśmy się, iż poruszanie się po lodowcach w totalnej bieli, spowodowanej zadymką śnieżną, może być nie tylko wyzwaniem, ale jest także niebezpieczne. Musieliśmy wtedy spędzić noc w chacie - Slettebu, w Van Keulenfjorden. Mała chata wyposażona w trzy łóżka i kilka taboretów. Leszek Kolondra - jak zawsze gentleman - zrezygnował z noclegu w łóżku i przesiedział - przysypiając na jednym z taboretów - całą noc. Ja i mój asystent spaliśmy w śpiworach w komórce na drewno i węgiel. W takich warunkach poznaje się ludzi najlepiej. Nikt nie narzekał - dawaliśmy sobie wspólnie radę całkiem nieźle. Na bazie takiego doświadczenia zdobywa się wzajemny szacunek i zaufanie. Później spędziliśmy niezapomniane dni w polskiej stacji w Hornsundzie.

Jak wszyscy zapewne wiedzą, Polska Stacja Polarna w Hornsundzie powstała podczas Międzynarodowego Roku Geofizycznego w 1957 r. Następnie stacja zaprzestała działalności na kilka lat. W 1978 r. została reaktywowana jako stacja zimowa i od tej pory prowadzi działalność całoroczną. Od tego momentu nastąpiły znaczne zmiany. Obecnie jest to nowoczesna, przyjazna dla środowiska, w pełni wyposażona baza posiadająca dostęp do internetu i telefonię satelitarną. Stanowi ona wzór dla pozostałych stacji arktycznych. Po prostu - jej historia robi wrażenie. Badania glacjologiczne zawsze były ważną częścią prac prowadzonych w Hornsundzie.

Dlaczego staramy się poznać lodowce?

Najprostsze wyjaśnienie jest takie, iż lodowce są piękne i ekscytujące. Niezwykły posmak przygody kryje się w spacerach, wspinaczce i poruszaniu się po lodowcu. A kiedy obserwuje się lodowiec wolno spełzający w dolinę, można sobie wyobrazić jak ten element przyrody się zachowuje. Lód jest - z wielu powodów - niesamowitym materiałem. Wszyscy możemy zobaczyć lód zamarzający na jeziorach: twardy jak skała lub łatwo pękający w cienkich warstwach. Ale lód zmienia swoje właściwości - wraz ze zmianą temperatury oraz jego miąższości. Im niższa temperatura, tym lód staje się twardszy. Każdy alpinista lodowcowy tego doświadczył. Latem, kiedy temperatura lodu zbliża się do 0o C, łatwo poruszać się po lodzie będąc wyposażonym w raki. Natomiast zimą trzeba zastosować sporo siły na wbicie raków w śnieg - aby ruch po lodzie był w ogóle możliwy. Obserwując lodowce można zobaczyć jak wolno spływają z dużych wysokości, jak napełniają doliny i kształtują krajobraz. Można zauważyć jak grube, wielkie lodowce spływają szybciej niż te mniej masywne, można zaobserwować, że lodowce w regionach polarnych poruszają się wolniej niż alpejskie, nawet jeżeli mają tę samą grubość i nachylenie. Dlaczego tak się zachowują? I to właśnie tak się zaczyna - zwykła ciekawość - chcemy poznać i zrozumieć przyrodę. To jest fundamentalne pytanie stawiane w każdych badaniach podstawowych. Badania wynikające z ciekawości, która jest fundamentem dla każdej nauki. A lodowce są fascynującą częścią tej przyrody.

Lodowce i formy terenu

Mieszkając w Norwegii - obserwuje się lodowce codziennie. Przyroda w tym kraju jest kształtowana i była zmieniana przez lodowce podczas kilku zlodowaceń: były to małe lodowce, wielkie lodowce dolinne oraz lądolód pokrywający całą Skandynawię. We wszystkich częściach kraju można zobaczyć tego oznaki. W całym kraju uwidaczniają się formy erozyjne, które można zaobserwować dzięki dolinom U-kształtnym. W zachodniej części kraju znajdują się słynne głębokie fiordy nawiedzane licznie przez turystów, w środkowej - lodowcowe cyrki i młoda alpejska rzeźba, zaś we wschodniej części Norwegii - także nieco łagodniejszy krajobraz. Kiedy się ląduje na lotnisku w Gardermoen (koło Oslo) - to znajdziemy się na szczycie wielkiej delty uformowanej u czoła lodowca podczas okresu deglacjacji ostatniej epoki lodowcowej. Delta jest jednocześnie ogromnym zbiornikiem wodnym zbudowanym z dziesiątków metrów piasków, żwirów oraz iłów. A kiedy podróżuje się pociągiem ekspresowym z lotniska do Oslo, można zobaczyć żyzne pola uprawne wzdłuż trasy pociągu. Jest to pozostałość po morskim podłożu, które stopniowo stawało się suchym lądem, kiedy to lód stopniał a skorupa ziemska pozbawiona jego nacisku powoli podnosiła się i - poprzez ruchy izostatyczne - wynurzała się z oceanu. A wszystko to jest skutkiem oddziaływania lodowców. Aby zrozumieć rozwój krajobrazu i form terenowych - musimy zrozumieć lodowce. Doświadczenia z podróży po kraju są zupełnie inne wówczas, gdy się podejmuje wysiłek wyobrażenia sobie jak kształtował się ląd.

Lodowce jako archiwum klimatu

Lodowce powstają wskutek nagromadzenia śniegu. Kiedy latem śnieg nie ulega topnieniu, kryształki śniegu są stopniowo przekształcane i poddawane naciskowi, ich gęstość wzrasta i powoli przekształcają się one w lód lodowcowy. Kiedy ten proces ma miejsce w zimnych częściach globu, w regionach gdzie latem nie ma topnienia, jak to ma miejsce w środkowej Grenlandii i na Antarktydzie, coroczne warstwy śnieżnych opadów zostają zachowane w sposób przypominający narastanie słoi w drzewie. Powietrze między kryształkami lodu - wraz ze wzrostem jego grubości i gęstości - będzie miało postać zamkniętych pęcherzyków. W ten sposób pęcherzyki powietrza stają się zachowanymi próbkami atmosfery z okresu opadu śniegu. Dzięki temu depozytowi możemy dowiercić się do głębokich warstw lodowca w centralnej części czapy lodowej i policzyć coroczne warstwy - nierzadko aż do dna. W ten sposób jesteśmy w stanie zrekonstruować skład atmosfery, w tym zawartość gazów cieplarnianych sprzed ponad 400 tys. lat. Jednocześnie, możemy odtworzyć temperaturę powietrza w oparciu o skład chemiczny śniegu, ponieważ zawartość tlenu w śniegu jest związana z temperaturą powietrza na obszarze opadów śniegu. Na bazie rdzeni z odwiertów czap lodowych Grenlandii i Antarktydy otrzymaliśmy szczegółowy obraz dawnych temperatur i składu chemicznego atmosfery. Żaden inny element przyrody nie jest w stanie przekazać tak szczegółowych informacji o historii klimatu. Analiza rdzeni z lodowców dała podstawy do wykrycia związku między zawartością gazów cieplarnianych w atmosferze i temperaturą powietrza. Ta wiedza stanowi bazę dla wszystkich współczesnych międzynarodowych badań nad zmianami klimatu, uwzględniającą ich szerokie naukowe i polityczne znaczenie.

Lodowce jako wskaźniki zmian klimatu

Zmiany klimatyczne są tematem wywołującym liczne kontrowersje. Jesteśmy świadkami (i podmiotem) długotrwałej międzynarodowej debaty dotyczącej zmian klimatu. Nie ma wątpliwości co do tego, iż klimat Ziemi ulega ociepleniu. Kontrowersje dotyczą tego, w jakim stopniu zaobserwowane zmiany są spowodowane przez działalność człowieka. Jednakże, niezależnie od przyczyn, istotne jest gromadzenie informacji dotyczących zmian klimatu. Lodowce są jednymi z najbardziej widocznych wskaźników zmian klimatu. W tym kontekście nie jest niespodzianką, iż agenda ONZ - Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu (IPCC) - wskazało lodowce jako jeden z najistotniejszych parametrów przyrodniczych dokumentujących zmiany klimatu. Obecnie powierzchnia lodowców zmniejsza się na całym świecie. Wszyscy widzieliśmy współczesne zdjęcia alpejskich lodowców. Znamy też zdjęcia archiwalne - te sprzed 50-100 lat. Wskazują one na dramatyczne kurczenie się lodowców.

W niektórych częściach świata, jak np. w Himalajach (w Azji) czy w Andach (Ameryka Płd), woda z topniejących lodowców jest istotnym źródłem wody pitnej podczas letniej pory suchej. To jest powód, dla którego okoliczni mieszkańcy z dużą uwagą obserwują topniejące lodowce. Wiele rzek podczas pory suchej, kiedy to opady deszczu są bardzo niewielkie - jest zasilanych jedynie przez górski topniejący śnieg i lód. Ta woda jest głównym źródłem irygacji i może mieć wielki wpływ na przyszłą aktywność gospodarczą i rolniczą w tych regionach. Zmiany przebiegają szybko. Na przestrzeni ostatnich 50 lat zaobserwowano zmiany w miąższości lodowców rzędu 100 m, natomiast zasięg ich czół zmniejszał się o 50 m na rok. Na przedpolach wielu z tych lodowców uformowały się jeziora. Jeziora te są często tamowane przez nietrwałe moreny czołowe, które mogą nie stanowić wystarczającej zapory w trakcie wzrostu poziomu wody, co może być przyczyną katastrofalnych powodzi. Gwałtowne powodzie lodowcowe, zwane GLOFS (Glacier Lake Outburst Floods), stanowią poważne zagrożenie dla wielu wsi i osad usytuowanych w dolinach. Te regiony świata są podatne na zmiany. W nadchodzących latach zobaczymy wiele przykładów tych zmian.

Taki kraj jak Norwegia jest jednakże odporny na zmiany pochodzenia lodowcowego. W Norwegii mamy mnóstwo wody. Tamtejsze firmy energetyczne są zainteresowane lodowcami. W ciepłym sezonie letnim woda uzyskana z lodowców, spływająca do zbiorników wodnych hydroelektrowni, stwarza możliwość wyprodukowania dodatkowej ilości energii elektrycznej. W chłodnym sezonie letnim mniej lodu topnieje a woda pozostaje zretencjonowana w lodowcach. To jest powód, dla którego prowadzimy tak wiele badań lodowców w Norwegii. Są one po prostu finansowane przez firmy hydroenergetyczne, które chcą lepiej poznać swoje zasoby wodne.

Lodowce a poziom morza

Dwa podstawowe czynniki wpływające na globalny poziom morza to: termalna ekspansja cieplejszej wody morskiej oraz topnienie lodowców pozostających na lądzie. Jeżeli globalna temperatura powietrza będzie wzrastać, poziom morza będzie się podnosił, ponieważ woda w oceanach będzie zajmowała większą objętość. Jeżeli - wskutek wzrostu temperatury - lodowce na lądzie zaczną ulegać szybszemu topnieniu, spływ będzie wzrastał, co spowoduje wzrost objętości wody w oceanach - w rezultacie poziom morza będzie musiał się podnieść. Jednakże, wielką niewiadomą są dane liczbowe dotyczące zakresu obecnego spływu wody z lodowców. W międzynarodowych badaniach glacjologicznych obecnie główne podejmowane wysiłki koncentrują się na tym, jak zredukować niepewność w zakresie oceny udziału lodowców w procesie podnoszenia się poziomu mórz - zarówno teraz, jak i w nadchodzących dekadach. Najbardziej wartościowe oceny IPCC wskazują, iż poziom morza podniesie się o 20-60 cm w ciągu najbliższych 50-100 lat a kurczenie się lodowców będzie miało swój udział w około połowie tej wielkości. Dla kraju takiego jak Bangladesz, gdzie blisko 20% powierzchni jest zlokalizowane 1 m poniżej poziomu morza, ten wzrost może stać się wielkim problemem. Na tych nisko położonych terenach wiele milionów ludzi ma swoje domy.

Jeżeli cała Grenlandia uległaby stopieniu, poziom mórz podniósłby się o około 7 m, a gdyby Antarktyda uległa roztopieniu - poziom morza podniósłby się o ponad 60 m. Gdyby wszystkie pozostałe lodowce świata roztopiły się, poziom morza podniósłby się dodatkowo o około 0,5 m. Pomimo tego: na przestrzeni 50-100 lat lodowce górskie i pokrywy lodowcowe będą miały zdecydowanie większy udział w podnoszeniu poziomu morza niż wielkie kontynentalne warstwy Grenlandii i Antarktydy. Dzieje się tak, ponieważ te mniejsze lodowce występują na terenach podatnych na nawet niewielkie zmiany klimatyczne. 50% tych lodowców występuje w Arktyce. W tym kontekście lodowce Svalbardu stanowią istotny element obserwacji, ponieważ mogą pomóc nam zrozumieć globalne oceny stanu poziomu morza. Są wyznacznikami tego, co dzieje się w pozostałej części Arktyki. Prowadzone obecnie w Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie badania, podobnie jak nasze własne programy na Svalbardzie, stanowią istotny wkład do tych ocen. Badania Lodowca Hansa są dobrym przykładem, ponieważ tutaj można prześledzić zarówno długookresowe zmiany w obrębie bilansu masy lodowca, jak i zmiany jego zasięgu i dynamiki. Niezbędna jest do tego seria wieloletnich pomiarów. Z roku na rok występują znaczne wahania zarówno dotyczące zimowego nagromadzenia śniegu, jak i letniego topnienia. Wszyscy to wiemy na bazie naszego osobistego doświadczenia z naszych krajów. Stąd potrzebujemy pomiarów wieloletnich, żeby być w stanie wykazać i udokumentować trendy rozwojowe. Jest to szczególnie istotne na obszarze Arktyki w okresie, kiedy wszystkie modele zmian klimatycznych prognozują tam wielkie zmiany. Długoterminowy program badania bilansu masy Lodowca Hansa nabiera zatem szczególnego znaczenia. Ten projekt jest częścią programu World Glacier Monitoring, w którym Hansbreen jest jednym z kluczowych lodowców.

Lodowce tracą swoją masę z powodu topnienia powierzchniowego (ablacji), ale także na skutek spływania do oceanu oraz cielenia (odłamywania) się gór lodowych do morza. W ostatnich latach zaobserwowaliśmy, że niektóre lodowce, szczególnie tak zwane strumienie lodowe wypływające z lądolodu grenlandzkiego, zaczęły zwiększać prędkość i posuwać się szybciej "produkując" więcej gór lodowych i transportując więcej lodu z lądu do morza. Takie zachowanie lodowców okazało się niespodzianką dla badaczy. Jeżeli taki przyśpieszony proces będzie kontynuowany, może on całkowicie zmienić oceny przyszłych zmian poziomu morza. Udział cielących się lodowców będzie wzrastał. Jest tak wiele niejasności w tym zakresie, że w swoim najnowszym raporcie z 2007 r. IPCC nie wziął tego zjawiska pod uwagę w trakcie modelowania ocen przyszłych zmian poziomu morza. Procesy decydujące o dynamice tych zmian nie są jeszcze należycie zrozumiane. Aktywność naukowa związana z Międzynarodowym Rokiem Polarnym koncentruje się na tej dynamice. Jednym z takich projektów jest GLACIODYN: "Dynamiczna odpowiedź lodowców Arktyki na globalne ocieplenie". Podstawowym celem projektu jest określenie, jakim zmianom ulegnie dynamika lodowców - jeżeli klimat będzie się ocieplał. Jest to wspólny projekt firmowany przez około 20 krajów. Jednym z wzorcowych lodowców dla projektu GLACIODYN jest Hansbreen w Hornsundzie. Wybrano ten właśnie lodowiec ze względu na fakt, iż mogą tu być badane zarówno procesy cielenia, jak i związki między dynamiką cielenia, tempem topnienia lodowca i jego hydrologią. Potrzebujemy dalszych podobnych badań jak te, które mają miejsce na Lodowcu Hansa, abyśmy byli w stanie zrozumieć tę dynamiczną odpowiedź lodowców.

Współpraca międzynarodowa

Praca w regionach polarnych jest wyzwaniem, także finansowym, ponieważ wymaga długich podróży i skomplikowanego zaplecza logistycznego umożliwiającego działania na tym obszarze. To jeden z powodów, dla których współpraca międzynarodowa rozwinęła się w licznych wielkich projektach badawczych, takich jak głębokie wiercenia w Antarktyce i na Grenlandii.

Międzynarodowa glacjologiczna społeczność badająca lodowce w Arktyce jest raczej małą społecznością. W ciągu ostatnich 10-15 lat więzi między różnymi grupami zacieśniły się. Częściowo ma to miejsce dzięki Working Group on Arctic Glaciology, która powstała pod auspicjami International Arctic Science Committee. W tym kontekście nasi polscy koledzy są bardzo aktywni. Pierwsze coroczne spotkanie Grupy Roboczej zorganizowano w Wiśle (Polska) w 1994 r., którego gospodarzami byli profesor Jacek Jania i profesor Marian Pulina. W 2003 r. Grupa Robocza ponownie gościła w Polsce na uroczym spotkaniu w Zakopanem.

Potrzebujemy współpracy, wymiany danych i doświadczeń, ale także nawiązywania i utrzymywania kontaktów. Wysiłki badawcze mają coraz bardziej międzynarodowy charakter. Wymaga to wspólnej pracy w większych grupach. Kontakty w obrębie naszej grupy roboczej zaowocowały wspólnymi projektami, niektóre z nich były dotowane przez Unię Europejską.

Jest wielką łamigłówką próba zrozumienia przyrody i próba oceny zmian, które obserwujemy. Naszym celem musi być poukładanie małych części we właściwe miejsca, a każdy mały element jest istotny dla zrozumienia i wizualizacji obrazu jako całości. Jedynym sposobem dokonania tego jest współpraca.

Oczekuję z niecierpliwością lat, które nadejdą. Jestem pewien, że będziemy podtrzymywać nasze kontakty, zarówno na poziomie personalnym, jak i w przyszłych wspólnych projektach badawczych.

Konkludując, chciałbym jeszcze raz przywołać słowa podziękowania. Wielki to honor dla mnie być tutaj. Chciałbym wyrazić swoją szczerą wdzięczność wszystkim moim polskim kolegom, a zwłaszcza profesorowi Jackowi Jani, który wystąpił w stosunku do mnie z tą zaszczytną propozycją. Dziękuję bardzo.

Autorzy: Jon Ove Hagen
Fotografie: Agnieszka Sikora