Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Do końca wieku oceany mogą być tak kwaśne jak przed 14 milionami lat
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Światowe oceany pochłaniają około 25% antropogenicznej emisji dwutlenku węgla, z czego sam Ocean Południowy pochłania aż 40% – czyli nawet 4 miliardy ton – co czyni go najważniejszym regionem spowalniającym globalne ocieplanie. Modele klimatyczne przewidują, że zmiana klimatu powinna spowodować zmniejszenie zdolności Oceanu Południowego do pochłaniania węgla z atmosfery. Jednak dane obserwacyjne temu przeczą. W ostatnich dekadach takie zjawisko nie zaszło. Léa Olivier i F. Alexander Haumann z Instytutu Alfreda Wegenera wyjaśnili na łamach Nature Climate Change, dlaczego nie zachodzą zjawiska przewidziane przez modele.
Rola, jaką odgrywa Ocean Południowy w spowalnianiu ocieplenia klimatu jest ściśle związana z cyrkulacją oceaniczną w regionie. Zależy od tego, jak wiele wody z głębin wynurzy się na powierzchnię i ponownie zanurzy. W trakcie tego procesu dochodzi do uwolnienia CO2 z wód oceanicznych, pochłonięcia CO2 i jego transportu w głębokie partie oceanu. To, ile dwutlenku węgla pochłonie Ocean Południowy zależy od tego, ile tego gazu wydostanie się wraz z wodą z głębin oceanicznych. Im więcej przetransportuje woda z głębi, tym mniej pochłoną wody powierzchniowe.
Woda wydobywająca się z oceanicznych głębin jest bardzo stara. Nie było jej na powierzchni od setek i tysięcy lat. Przez ten czas akumulowała ona naturalny dwutlenek węgla. Gdy powraca na powierzchnię, uwalnia go do atmosfery. Jednocześnie takie powracające wody zmniejszają zdolność wód powierzchniowych do absorbowania CO2. Modele klimatyczne mówią, że coraz silniejsze wiatry zachodnie, które zyskują na sile z powodu globalnego ocieplenia, będą powodowały, że coraz więcej wody z głębin będzie wydobywało się na powierzchnię. W dłuższym terminie powinno to zmniejszyć zdolność Oceanu Południowego do absorbowania CO2 z atmosfery. Jednak, wbrew modelom, w ostatnich dekadach nie odnotowano, by Ocean Południowy pochłaniał mniej dwutlenku węgla niż wcześniej. Pomimo tego, że siła wiatrów zachodnich rzeczywiście wzrosła.
Głębokie wody oceaniczne na Oceanie Południowym znajdują się poniżej 200 metrów pod powierzchnią. Są bardziej słone, bogatsze w składniki odżywcze i cieplejsze od wód powierzchniowych. Zawierają też dużą ilość CO2, który jest przechowywany w głębokich partiach oceanu od bardzo dawna, pochodzi sprzed epoki przemysłowej. Z kolei wody powierzchniowe są mniej słone, chłodniejsze i zawierają mniej dwutlenku węgla. Dzięki różnicy w gęstości obu warstw wody z głębi nie mogą łatwo wydostać się na powierzchnię.
Na potrzeby badań uczeni wykorzystali dane biogeochemiczne dotyczące właściwości wód Oceanu Południowego, zebrane przez liczne ekspedycje naukowe w latach 1972–2021. Przyjrzeli się długoterminowym anomaliom, zmianom we wzorcach cyrkulacji i właściwościach wody. Brali przy tym pod uwagę wyłącznie te procesy, które powiązane są z mieszaniem się obu warstw wody, a nie – na przykład – procesy biologiczne.
Zauważyli, że od lat 90. XX wieku różnica pomiędzy obiema masami wody się zwiększyła. Wody powierzchniowe stały się mniej słone w wyniku napływu do Oceanu Południowego olbrzymiej ilości słodkiej wody z roztapiających się lodowców, lodu morskiego i zwiększonych opadów. Ta zwiększona różnica we właściwościach obu warstw powoduje, że wody powierzchniowe stanowią jeszcze trudniejszą do pokonania barierę dla wód z głębin. To jednak nie wszystko.
„Odświeżone” przez słodką wodę wody powierzchniowe spowodowały, że nie doszło do osłabienia zdolności Oceanu Południowego do pochłaniania CO2. Sytuacja może jednak ulec zmianie, gdy różnica pomiędzy obiema warstwami wody stanie się mniejsza. Okazuje się, że takie ryzyko istnieje. Z badań Olivier i Haumanna wynika bowiem, że od lat 90. górna granica głębokich warstw wody przybliżyła się do powierzchni o 40 metrów. A im bliżej powierzchni się znajdzie, tym bardziej obie warstwy wody będą podatne na mieszanie przez coraz silniejsze wiatry zachodnie.
Nie można zresztą wykluczyć, że proces ten już się rozpoczął, na co wskazują wyniki badań opublikowane przed 4 miesiącami w PNAS. Jeśli tak, to w najbliższych latach możemy być świadkami procesu utraty przez Ocean Południowy części zdolności do pochłaniania dwutlenku węgla. Potrzebujemy więcej danych, by stwierdzić, czy rzeczywiście dochodzi do uwalniania większej ilości CO2 z głębokich partii oceanu. Szczególnie przydatne będą dane z miesięcy zimowych, gdy ma miejsce mieszanie się wód, mówi profesor Haumann i przypomina, że Instytut Wegenera będzie prowadził tego typu badania w ramach międzynarodowego programu Antarctica InSync, którego celem jest koordynacja badań w Antarktyce i na Oceanie Południowym.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) opublikowała raport na temat gazów cieplarnianych w atmosferze w roku 2024. Nie napawa on optymizmem. Raport rozpoczyna się słowami: poziomy trzech najpowszechniej występujących długotrwałych gazów cieplarnianych, dwutlenku węgla, metanu i tlenku azotu pobiły w 2024 roku rekordy. Pomiędzy rokiem 2023 a 2024 poziom CO2 w niskich warstwach atmosfery zwiększył się o 3,5 ppm, to największy wzrost rok do roku od czasu rozpoczęcia regularnych pomiarów w 1957 roku. Wzrost ten był napędzany emisją CO2 ze źródeł kopalnych, zwiększoną emisją z pożarów oraz zmniejszonym pochłanianiem przez lądy i oceany, co może wskazywać na działanie sprzężenia zwrotnego.
W 2024 roku średnie stężenie CO2 przy powierzchni Ziemi osiągnęło 423,9 ppm. Warto zwrócić uwagę na przyspieszenie tempa wzrostu. W latach 60. XX wieku stężenie dwutlenku węgla wzrastało średnio o 0,8 ppm/rok, natomiast w dekadzie 2011–2020 było to średnio 2,4 ppm/rok. W ciągu ostatnich 10 lat (2014–2024) średnia wyniosła 2,57 ppm.
Ubiegłoroczny wzrost o 3,5 ppm był rekordowy, wyższy niż dotychczasowy rekord 3,3 ppm z 2016 roku i znacznie wyższy niż 2,4 ppm z roku 2023. Co więcej, ten duży wzrost miał miejsce pomimo tego, że antropogeniczna emisja CO2 w roku 2024 utrzymała się praktycznie na tym samym poziomie co w roku 2023.
Od 1960 roku ludzkość wyemitowała do atmosfery około 500 miliardów ton węgla. Z tego około połowa została pochłonięta przez oceany i lądy. Problem jednak w tym, nie nie możemy bez końca liczyć na te źródła pochłaniania węgla. Wraz ze wzrostem temperatury oceany są w stanie pochłonąć coraz mniej CO2, gdyż gaz ten gorzej rozpuszcza się w wodzie o wyższej temperaturze. Wyższe temperatury oznaczają też pojawianie się okresów ekstremalnych susz. Z jednej strony oznacza to częstsze pożary, w wyniku których dochodzi do emisji węgla do atmosfery i zmniejszania pokrywy roślinnej, z drugiej zaś, stres wywołany temperaturami i niedoborami wody również może spowodować zmniejszone pochłanianie węgla przez roślinność. Za przykład niech posłużą niedawne badania australijskich uczonych, którzy zauważyli, że w pierwszej dekadzie obecnego wieku doszło do radykalnej zmiany, w wyniku której wilgotne lasy tropikalne Australii stały się emitentem netto węgla.
Z raportu WMO dowiadujemy się, że w rekordowym ubiegłym roku wzrostu stężenia CO2 w atmosferze ekosystemy lądowe i oceany są prawdopodobnie odpowiedzialne za 1,1 ppm tego wzrostu. Średnia globalna temperatura była najwyższa od 1850 roku i po raz pierwszy była o 1,5 stopnia wyższa niż w epoce przedprzemysłowej. Było to spowodowane zarówno długoterminowym ociepleniem klimatu, jak i pojawieniem się zjawiska El Niño. W wyniku połączenia obu czynników doszło do zmian w rozkładzie regionalnych temperatur i opadów, co wpłynęło na wchłanianie i uwalnianie CO2 przez rośliny oraz liczbę i wielkość pożarów. Cieplejsze oceany wyemitowały też więcej węgla niż zwykle. Jednak główną przyczyną anomalii zarejestrowanej w roku 2024 był zmniejszenie wchłaniania netto węgla przez ekosystemy oraz zwiększenie emisji z pożarów, stwierdzają autorzy raportu.
Naukowcy obawiają się, że ekosystemy morskie i lądowe coraz mniej efektywnie pochłaniają dwutlenek węgla, zatem coraz większa część antropogenicznej emisji pozostaje w atmosferze, przyspieszając globalne ocieplenie.
Usuwanie antropogenicznego CO2 z atmosfery jest uzależnione od wymiany pomiędzy miejscami jego wchłaniania. Wymiana ta trwa w skalach od lat (pochłanianie przez wody powierzchniowe oceanów), po setki tysięcy lat (wietrzenie skał). Spowolnienie wchłaniania CO2 jest dodatkowo potęgowane przez powolne pochłanianie energii cieplnej przez głębiny oceaniczne. W wyniku tego raz wyemitowany dwutlenek węgla pozostaje w atmosferze praktycznie bez końca. Inaczej jest w przypadku metanu, którego czas istnienia w atmosferze wynosi około 9 lat. Gaz ten jest usuwany w wyniku utleniania, czytamy w dokumencie.
W epoce przedprzemysłowej w atmosferze utrzymywała się równowaga pomiędzy emisją a pochłanianiem i poziom dwutlenku węgla wynosił 278,3 ppm. Obecnie przekroczył 420 ppm, co oznacza wzrost o ponad 50%.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mamy coraz mniejsze opady śniegu, coraz krótszy czas zalegania pokrywy śnieżnej i wzrost sumy opadów zimą. W pozostałych porach roku opady są z jednej strony coraz rzadsze, a z drugiej coraz bardziej intensywne. Mamy więc rozwijającą się suszę w wyniku niedoboru opadów, która „przerywana” jest chwilowo wanną wody z nieba. Dochodzi do okresowego zalania danego obszaru, po którym znów wracamy do rozwoju suszy. Wzrost temperatury to wzrost parowania (ewapotranspiracji), który zwiększa się szybciej niż trend wzrostu sumy opadów. W efekcie w ostatnich kilkunastu latach mamy rozwijającą się suszę przerywaną lokalnymi podtopieniami lub powodziami.
Naszym gościem jest dr Sebastian Szklarek, ekohydrolog z Europejskiego Regionalnego Centrum Ekohydrologii Polskiej Akademii Nauk w Łodzi, popularyzator nauki i założyciel bloga Świat Wody. Zawodowo związany z tematyką jakości wód oraz zależności pomiędzy procesami biologicznymi (ekologia) i procesami abiotycznymi (hydrologia) zachodzącymi w wodach powierzchniowych. Popularyzatorsko porusza także zagadnienia związane z ilością wody, głównie w obszarze suszy, oraz inne zagadnienia związane z zasobami wody, głównie dotyczącymi naszego kraju.
Susza czy powódź? Czego powinniśmy się obawiać? Czy te dwa zjawiska się nie wykluczają?
Powódź jest zjawiskiem, które odczuwamy bardziej bezpośrednio, daje widoczne straty materialne, a czasem i ludzkie. Susza jest zjawiskiem bardziej rozciągniętym w czasie i bezpośrednio dotyka przede wszystkim rolników, dlatego jako ogół społeczeństwa nie czujemy tego zjawiska tak bardzo jak powodzi, tym bardziej, że przecież odkręcamy kran i woda jest.
Powódź przychodzi nagle, jest jak nagła choroba czy wypadek. Susza to taka uśpiona choroba, rozwija się miesiącami czy latami, a wyjście z tej choroby nie zajmuje chwili – to trochę jak chorobami przewlekłymi lub niediagnozowanymi, których skutki odczuwamy po latach walki naszego ciała z nimi.
Te dwa zjawiska nie wykluczają się. W skali naszego kraju możemy mieć jednocześnie suszę i powódź. Tak było przy powodzi w 2024 – dorzecze Odry dotknięte powodzią, a północno-wschodnia część kraju suszą. Zresztą chwilę przed powodzią region południowo-zachodni też był dotknięty suszą.
Jak wyglądają polskie zasoby wodne i jak wpływa na nie globalne ocieplenie?
Są mokre. A tak na poważnie, warto spojrzeć na bilans wodny Polski. Po stronie przychodu mamy przede wszystkim opady (97%), a uzupełnieniem jest dopływ rzekami z państw sąsiednich (głównie na wschodzie). Po stronie rozchodu mamy główne straty na parowanie (70%), a reszta opuszcza nasz kraj odpływając rzekami do Morza Bałtyckiego (przeważająca część 30% rozchodu) lub do państw sąsiednich.
Patrząc na ten bilans i skutki zmiany klimatu, mamy zmiany w dwóch głównych składowych tego bilansu. Opady: mimo że średnioroczna suma opadów ma niewielką tendencję wzrostową, to zmienia się ich charakter i rozkład czasowy oraz przestrzenny. Mamy coraz mniejsze opady śniegu, coraz krótszy czas zalegania pokrywy śnieżnej i wzrost sumy opadów zimą. W pozostałych porach roku opady są z jednej strony coraz rzadsze, a z drugiej coraz bardziej intensywne. Mamy więc rozwijającą się suszę w wyniku niedoboru opadów, która „przerywana” jest chwilowo wanną wody z nieba. Dochodzi do okresowego zalania danego obszaru, po którym znów wracamy do rozwoju suszy. Wzrost temperatury to wzrost parowania (ewapotranspiracji), który zwiększa się szybciej niż trend wzrostu sumy opadów. W efekcie w ostatnich kilkunastu latach mamy rozwijającą się suszę przerywaną lokalnymi podtopieniami lub powodziami.
Jakie błędy w gospodarce wodnej wciąż są popełniane w Polsce?
Największym błędem jest ciągłe patrzenie na koniec rury, czyli myślenie o retencji w najniższych punktach krajobrazu – dolinach rzecznych. Patrząc na w miarę naturalny krajobraz, to 40% opadów zostaje w wierzchniej warstwie gleby, na powierzchni roślin i w roślinach – ta woda ma szansę krążyć w tzw. małym obiegu wody – w ciągu dnia paruje (wyższe temperatury), w nocy (ochłodzenie) skrapla się dając rosę, mgłę czy szron. Kolejna porcja opadów (ok. 50%) wsiąka do głębszych warstw gleby odtwarzając zasoby wód podziemnych i przepływem podziemnym stabilizuje przepływy w rzekach (60-70% wody w rzekach to zasilanie wodami podziemnymi). Pozostałe 10% to woda spływająca po powierzchni zgodnie z nachyleniem terenu. Różnorodne formy naszej działalności zaburzyły te proporcje naturalnego obiegu – skrajnym przypadkiem są uszczelnione powierzchnie miast, gdzie nawet ok. 90% opadów odpływa powierzchniowo (i kanalizacją deszczową) poza teren na który ten deszcz spadł.
Chcąc poprawić gospodarkę wodną, przeciwdziałając suszy i powodzi, powinniśmy realizować jak najwięcej działań pomagających przywrócić jak najbardziej naturalny obieg. Powinniśmy działać zgodnie z zasadą 3S (z ang. sink, slow and spread), która mówi o zatrzymywaniu opadów tam gdzie spadają, zapewnieniu ich infiltracji (wsiąkania do gleby), a nadmiar należy rozprowadzać po najbliższej okolicy i tam szukać miejsc infiltracji.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wysokogórskie obszary Azji – głównie Himalaje i Tybet, ale też Karakorum, Hindukusz czy Pamir – zwane są „trzecim biegunem”, gdyż zawierają największe rezerwy lodu poza Arktyką i Antarktyką. Znajdują się tam dziesiątki tysięcy lodowców, od których zależy byt 1,5-2 miliardów ludzi. Lodowce zapewniają im wodę do picia, generowania energii i na potrzeby rolnictwa. Nie od dzisiaj wiadomo, że w wyniku globalnego ocieplanie utrata lodu przez te lodowce przyspiesza. Obecnie każdego roku tracą one ponad 22 gigatony (miliardy ton) lodu rocznie. Naukowcy z University of Utah i Virginia Tech dowiedli właśnie, że zmiany zachodzące w występowaniu monsunów w Azji Południowej, również przyspieszają topnienie lodowców „trzeciego bieguna”.
Główny autor badań, Sonam Sherpa z University of Utah mówi, że jeśli intensywność monsunów oraz czas ich początku i końca nadal będą ulegały zmianie, może to przyspieszyć topnienie lodowców i zagrozić życiu setek milionów ludzi. Lodowce są bowiem pewnym, stabilnym i przewidywalnym źródłem wody. Jeśli ich zabraknie, to w przyszłości ludzie będą musieli polegać na znacznie mniej pewnych opadach deszczu i śniegu. To zaś będzie groziło niedoborami wody i suszami w regionach, w których lodowce zapewniają wodę ponad 1,5 miliardowi ludzi.
Lodowce w wysokich górskich partiach Azji akumulują masę latem. Niskie temperatury panujące na dużych wysokościach powodują, że niesiona monsunami wilgoć opada w postaci śniegu, zwiększając masę lodowców. Lodowce mogą tracić masę albo z powodu szybszego niż zwykle topnienia, albo zmniejszenia się opadów. Globalne ocieplenie już powoduje, że lodowce szybciej topnieją. Teraz dochodzą do tego niepokojące zmiany w monsunach. Mogą one spowodować skrócenie sezonu opadów, zmniejszenie ich ilości czy też zamianę opadów śniegu w deszcz, który dodatkowo przyspiesza topnienie.
Szybsze wycofywanie się lodowców niesie też za sobą ryzyko gwałtownych, niespodziewanych powodzi powodowanych przez jeziora lodowcowe. Jeziora takie powstają na przedpolach lub powierzchni lodowca. Tworzą się za moreną, barierą z lodu czy w zagłębieniu w powierzchni lodowca. W wyniku topnienia lodu wewnątrz bariery, jej erozji wewnętrznej, może dojść do gwałtownego pęknięcia takiej naturalnej tamy. Mamy więc tutaj do czynienia nie tylko z długoterminowym ryzykiem braku wody, ale też z codziennymi zagrożeniami dla położonych w dolinach wsi, dróg, mostów i wszelkiej innej infrastruktury.
Najważniejszymi wnioskami, płynącymi ze wspomnianych badań jest spostrzeżenie, że w środkowych i zachodnich Himalajach – gdzie lodowce zwykle przyrastają latem – utrata lodu spowodowana jest przez coraz częściej zdarzające się opady deszczu; na wschodzie Himalajów za utratą lodowców odpowiadają zmniejszone opady śniegu; powtarzające się cykle wycofywania się lodowców są powiązane z cyklami monsunów.
Wyniki badań zostały opublikowane w artykule Investigating the Influence of Climate Seasonality on Glacier Mass Changes in High Mountain Asia via GRACE Observations.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zęby rekinów to niezwykle skuteczne narzędzie do cięcia mięsa upolowanych zwierząt. Rekiny znane są z tego, że przez całe życie wymieniają tę śmiercionośną broń. W końcu od ostrych zębów zależy ich przeżycie. Okazuje się jednak, że w miarę zakwaszania się oceanów, zęby rekinów mogą stawać się słabsze i bardziej podatne na uszkodzenia. A to może postawić pod znakiem zapytania możliwość przetrwania rekinów.
Naukowcy z Niemiec postanowili zbadać, jak zachowają się zęby rekinów w różnych scenariuszach zakwaszenia oceanów. Wzrost kwasowości wód oceanicznych jest napędzany głównie przez antropogeniczną emisję dwutlenku węgla, który jest pochłaniany przez oceany. Obecnie średnie pH oceanów wynosi 8,1. Do roku 2300 spodziewane jest jego obniżenie do 7,3, co oznacza, że woda stanie się niemal 10-krotnie bardziej kwaśna.
Podczas swoich badań uczeni wykorzystali zęby żarłaczy rafowych czarnopłetwych zebranych przez nurków w akwarium, z którym przetrzymywane są te ryby. Z ponad 600 zębów wybrano 16, które były w doskonałym stanie oraz 36, które zostały użyte do pomiarów. Zęby podzielono na 2 grupy, z których każda była przez 8 tygodni przechowywana w 20-litrowym zbiorniku z morską wodą. W jednym zbiorniku woda miała odczyn pH 8,1, w drugim zaś – pH 7,3.
Okazało się, że zęby ze zbiornika z bardziej kwaśną wodą były znacznie bardziej uszkodzone. Naukowcy stwierdzili obecność widocznych uszkodzeń, takich jak pęknięcia i dziury, uszkodzenia korzeni i osłabienie struktury. Zęby ze zbiornika z bardziej kwaśną wodą miały też większy obwód. Nie oznacza to, ze urosły, ale ich powierzchnia stała się bardziej nieregularna, co skutkowała jej zwiększeniem. Takie nieregularności mogą z jednej strony zwiększać zdolność zębów do cięcia mięsa, jednak z drugiej osłabiają zęby i powodują, że są one bardziej narażone na pękanie.
Autorzy badań podkreślają, że użyli zębów, których rekiny się pozbyły. Zatem nie zachodziły w nich potencjalne procesy ponownej mineralizacji. W przypadku zębów znajdujących się w szczęce rekina sytuacja może być znacznie bardziej złożona. Może mieć miejsce szybsza remineralizacja czy wymiana zębów. Jednak w wodach bardziej kwaśnych procesy te będą z pewnością bardziej kosztowne energetycznie, mówi profesor Sebastian Fraune z Uniwersytetu Heinricha Heine w Düsseldorfie.
Nawet niewielki wzrost kwasowości wód oceanicznych może mieć negatywny wpływ na wiele gatunków zwierząt. Uszkodzenia mogą kumulować się przez długi czas, a zwierzęta nie będą w stanie ich naprawić lub też koszt naprawy będzie bardzo duży. To zaś może zagrozić przetrwaniu poszczególnych osobników lub całych gatunków. To przypomnienie, że zmiany klimatu mają wpływ na całe łańcuchy pokarmowe i ekosystemy, ostrzega główny autor badań, Maximilian Baum z Düsseldorfu.
Z badaniami można zapoznać się na łamach Frontiers in Marine Science.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.