Pobřeží Arktidy mizí v moři znepokojivým tempem, což nutí celé komunity k přesídlení, protože se útesy hroutí a pobřeží ustupují. Tato eroze je způsobena kombinací stoupající hladiny moří, zvýšené aktivity vln a rozsáhlého tání permafrostu – půdy, která zůstala po staletí zamrzlá. Aby vědci pochopili, jak se tyto síly spojují a destabilizují pobřeží, vytvořili v laboratoři miniaturní arktické prostředí.
Obnovení arktických podmínek v laboratoři
Olorunfemi Omonigbehin a jeho kolegové, kteří své výsledky zveřejnili v Journal of Geophysical Research: Earth Surface, vytvořili umělý permafrost smícháním písku a vody v přesných poměrech, zhutněním směsi pod vysokým tlakem a následným zmrazením. Tento proces napodoboval husté, na led bohaté půdy, které se nacházejí podél mnoha arktických pobřeží.
Vědci poté podrobili tyto umělé bloky permafrostu simulované vlnové aktivitě v chlazeném vlnovém kanálu – dlouhé, úzké nádrži navržené k vytváření a studiu účinků vln. Systematickou změnou výšky a frekvence vln sledovali, jak umělý permafrost reaguje na různé scénáře eroze.
Klíčové věci: Na výšce a frekvenci vln záleží
Experiment reprodukoval pozorované vzory eroze, při které vlny smývají základnu pobřežních útesů a podkopávají jejich stabilitu. Výška vln byla zjištěna jako nejvýznamnější faktor určující rychlost eroze: Podmínky s vysokými vlnami způsobily dvakrát větší erozi než podmínky s nízkými vlnami. To znamená, že i relativně malé zvýšení intenzity bouře nebo hladiny moře může dramaticky urychlit ústup pobřeží.
Nicméně frekvence vln také hrála zásadní roli při utváření profilu eroze: vyšší frekvence vyryly hlubší drážky do základny permafrostu. To naznačuje, že při určování toho, jak rychle erodují pobřeží, je rozhodující načasování expozice vln, nejen síla vln.
Paradox obsahu ledu
Zajímavé je, že zvýšení obsahu ledu v umělém permafrostu zpočátku zpomalilo erozi. Je to proto, že ledu trvá déle, než taje, což poskytuje dočasnou odolnost vůči vlnové aktivitě. Vědci však varují, že tato stabilita je klamná.
Pokud bude globální oteplování pokračovat současným tempem, pobřeží s vysokým obsahem ledu může zažít náhlý a katastrofický kolaps. Toto zjištění je v souladu s širší teorií, že změna klimatu povede k nevratným bodům zlomu, kde postupné oteplování povede k náhlým a nevratným změnám v ekosystémech. Dočasná stabilita poskytovaná vysokým obsahem ledu může nevyhnutelný kolaps jednoduše oddálit, a když k němu dojde, bude ještě dramatičtější.
Důsledky pro pobřežní komunity
Tato studie poskytuje cenné informace pro pobřežní komunity, které čelí riziku eroze. Zjištění zdůrazňují důležitost přesné předpovědi míry eroze s přihlédnutím k výšce i frekvenci vln. Zdůrazňují také nebezpečí spoléhání se na dočasnou stabilitu poskytovanou vysokým obsahem ledu, protože to může maskovat základní nestabilitu.
Studie zdůrazňuje naléhavou potřebu proaktivních adaptačních opatření, jako je přemístění infrastruktury mimo erodující pobřeží a provádění strategií ochrany pobřeží. Ignorování těchto rizik by mohlo mít zničující důsledky pro komunity, které jsou již tak citlivé na dopady změny klimatu.
Pobřeží Arktidy se rychle mění a pochopení dynamiky eroze je zásadní pro ochranu lidských populací i křehkých ekosystémů. Tento výzkum je důležitým krokem k lepšímu předpovídání a zmírnění rizik zhroucení pobřeží.
