Elissa Schuettová, hlboko v bahnitých troskách zrútenej aljašskej tundry, poukazuje na zvyšky jaskyne, ktorú mohla vlani v lete stáť. Dnes je preč, zhltol sa po zející labu, ktorá sa nazýva aa termokarst a ktorá pochoduje smerom von, keď sa krajina rýchlo topí.
K poruchám termokarstu dochádza, keď permafrost - vrstva zamrznutej pôdy v polárnych oblastiach Zeme - zahreje a stane sa nestabilným. Aj keď sa udalosti dejú v celej Arktíde, mnohí vedci majú podozrenie, že stúpajúce teploty na severe spôsobujú, že sa formuje viac týchto prvkov. Ak porovnáme letecké snímky z roku 1985 s nedávnymi fotografiami, „Teraz môžeme s istotou povedať, že na niektorých miestach [sú] dva až päťkrát viac týchto funkcií v súčasnosti ako na začiatku osemdesiatych rokov, “ hovorí William Bowden, vodný ekológ na univerzite vo Vermonte.
Preto Bowden, jeho výskumný asistent Schuett a ďalší na stanici Toolik Field na univerzite na Aljaške v Fairbanks, vo výskumnom zariadení vzdialenom 150 kilometrov severne od polárneho kruhu na severe Aljašky, študujú vplyv termokarstov na životné prostredie. Ich práca zapadá do dlhoročnej tradície výskumu v oblasti zmeny klímy v spoločnosti Toolik, ktorá od svojho založenia v roku 1975 poskytla nedotknuté laboratórium na štúdium toho, ako teplejší svet zmení pôdu a vodné cesty v Arktíde.
Pochopenie zmeny klímy a životného prostredia je podľa Normana Marcotteho z Kanadskej rady pre vedy o prírodných vedách a strojárskom výskume „arktickým problémom“ v medzinárodnom výskume v Arktíde. Výskumné stanice ako Toolik sú kľúčové pri získavaní dlhodobých údajov a skúmaní problémov v teréne, hovorí e-mailom, a Kanada má v pláne vybudovať arktickú výskumnú stanicu s mnohými rovnakými prvkami ako Toolik.
Aj keď sa väčšina výskumu v Arktíde zameriavala na pozorovanie životného prostredia, „v spoločnosti Toolik sme schopní ísť hlbšie do tohto procesu“ a „študovať, čo v skutočnosti kontroluje všetky tieto procesy, “ hovorí spoluzakladateľ spoločnosti Toolik John Hobbie, vedecký pracovník spoločnosti Ecosystems. Centrum morského biologického laboratória v Woods Hole, Massachusetts.
Je to tiež „jediné miesto v Severnej Amerike, kde vidíme alebo získame pokročilý pohľad na to, ako môže zmena klímy ovplyvniť ekosystémy“, dodáva.
A v mnohých ohľadoch už zmena klímy začala pretvárať túto dichotomicky krehkú a odolnú krajinu. V rokoch 1966 až 1995 sa arktické teploty zvýšili o 7 stupňov Celzia za desaťročie, čo je trend, ktorý „na severnej Aljaške dostáva horúce miesto“, hovorí Syndonia Bret-Harte, pridružená vedecká riaditeľka spoločnosti Toolik. Arktída sa otepľuje rýchlejšie ako v tropických oblastiach sveta: jar prichádza skôr, klesá neskôr a teplota permafrostu v mnohých oblastiach vrátane Toolik sa pohybuje nebezpečne blízko bodu vyklápania s nulovým stupňom Celzia. Vtedy sa mohla zmrznutá pôda, ktorá dáva tundre jej chrbticu, rozpadnúť.
Nové termokarsty na Aljaške by tiež mohli ukázať, ako môže otepľovanie zmeniť toky alebo jazerá, pretože tieto vlastnosti sa často vyskytujú pri vode. Keď sa v roku 2003 objavil termokarst v blízkosti rieky Toolik, Bowden a jeho kolegovia zistili, že do rieky vypustil toľko sedimentu, že voda sa bahnitá 40 kilometrov po prúde. Spolu so svojimi kolegami informoval v júni 2008 vo Vestníku geofyzikálneho výskumu, že amoniak, dusičnan a fosfor emitovaný z tohto kolapsu časom „významne zmenia štruktúru a funkciu rieky“.
Pre pozorovateľov Bowden a ďalších Toolik boli takéto pozorovania známe. V rokoch 1983 až 2004 videli, ako drasticky fosfor mohol reštrukturalizovať rieku v experimente uskutočnenom na rieke Kuparuk neďaleko Tooliku - „najlepšie študované povodie v celej Arktíde“, tvrdí Hobbie. V tomto experimente vedci pridávali každé leto do rieky malé množstvo fosforu, živiny bežnej v hnojivách a v obytnom a priemyselnom znečistení. Po ôsmich rokoch sa mach rozšíril v rieke, vytlačil ďalšie rastlinné druhy a vyvolal rast určitých druhov hmyzu. Produktivita v rieke sa prudko zvýšila. Toto vyšetrenie môže naznačiť, čo sa stane, keď sa topí permafrost a živiny sa uvoľňujú do vzduchu a vody.
Vedci z oblasti Toolik na súši pridali hnojivo do rôznych druhov tundry. V experimente, ktorý funguje od roku 1989, vedecký pracovník Ecosystems Center Gaius Shaver zistil, že na tundockej tundre môžu niektoré opadavé kríky, napríklad trpaslicová breza, zarábať na prítoku dusíka a fosforu tým, že zvyšujú početnosť a znižujú druhovú diverzitu. Vedci z oblasti nástrojov sa zameriavajú aj na to, prečo sa zdá, že Arktída je ekologickejšia, vysvetľuje Bret-Harte. Dôvodom môže byť viac kríkov: Asi pred 12 000 rokmi, keď bolo počasie teplejšie, v krajine dominovali kríky.
Aj keď sa tieto polárne posuny môžu zdať izolované od zvyšku sveta, topená Arktída by mohla urýchliť zmenu podnebia. Bret-Harte poukazuje na to, že arktické zemské masy - vrátane boreálnych lesov - majú takmer 40 percent svetového uhlíka v pôde, ale tvoria iba jednu šestinu zemskej pôdy. Ak sa uhlík v pôde uvoľní rozpustením permafrostu, tvrdí, že by to mohlo viac ako zdvojnásobiť koncentráciu oxidu uhličitého, hlavného skleníkového plynu, v životnom prostredí.
Bowden z univerzity vo Vermonte sa domnieva, že existujú „silné dôkazy“, že uviaznutý uhlík a metán by sa mohli uvoľniť počas udalostí termokarstu a prispievať k otepľovaniu. Hľadá finančné prostriedky na preskúmanie toho, ako termokarsty celkovo ovplyvnia arktické ekosystémy. Napríklad termokarst, ktorý spôsobuje nárast v sedimentoch vo vodných tokoch, môže dusiť rastliny, upchávať rybacie žiabre a nakoniec vyraziť kaskádu účinkov až po potravinovú sieť.
„Nie je to hororový príbeh - nie je to tak, že to nie je prirodzený proces, “ varuje Bowden. „Myslím si však, že existujú presvedčivé dôkazy o tom, že [ľudské] vplyvy, ktoré sú od Arktídy vzdialené, majú tieto sekundárne účinky ... ktoré budú potenciálne veľmi dôležité pri štruktúrovaní spôsobu, akým sa arktická krajina v budúcnosti bude správať a správať.“
