Neviditelné megavlny spouštěné padajícím ledovcem
Pod hladinou grónských fjordů se odehrává něco, co žádná satelitní snímka nezachytí. Neviditelné vlny vysoké jako mrakodrap se prohánějí úzkými průlivy, rozvíří teplé vodní masy a soustavně den i noc ohlodávají ledové stěny. Nová měření pomocí optických kabelů poprvé ukázala, jak dramaticky tento skrytý proces urychluje ústup ledovců — daleko rychleji, než klimatické modely dosud předpokládaly.
Co se stane, když se do moře zřítí kus ledovce
Když si většina lidí představí tající ledovec, vybaví se jim teplý vzduch a rozmrzající sníh. V Grónsku je ale situace jiná. Ve chvíli, kdy se od okraje ledovce odlomí obrovský blok ledu a padne do moře, uvolní se obrovské množství energie.
Na povrchu to vypadá jako impozantní cáknutí. Pod hladinou však vzniká série skrytých vln — takzvaných vnitřních vln — které se jako tiché tsunami prohánějí celým fjordem. Vědci z Univerzity v Curychu a dalších institucí popsali, že tyto vlny mohou dosahovat výšky desítek až stovek metrů, tedy velikosti budovy o mnoha patrech.
Tyto vlny se nepohybují na povrchu vody, ale na rozhraní vrstev s různou teplotou a hustotou — tam, kde relativně teplá a slanější voda naráží na chladnější a lehčí tavnou vodu z ledovce.
Každý padající ledovec funguje jako jakási podvodní exploze, která celý fjord promíchá a žene teplou vodu přímo do ledovcové stěny.
Díky tomuto intenzivnímu míchání se teplejší hlubinná voda opakovaně dostává do kontaktu se základnou ledovce. Ledová stěna se destabilizuje, snadněji se odlamuje a vzniká řetězová reakce: jeden odlomený kus ledu zvyšuje pravděpodobnost dalšího sesuvu.
Optický kabel jako obří podvodní mikrofon
Donedávna zůstával tento proces prakticky neviditelný. Satelity sice zaznamenávají změny na povrchu ledu, ale nedohlédnou stovky metrů pod hladinu. Klasické měřicí bóje také poskytují jen omezený obraz situace.
Mezinárodní výzkumný tým proto zvolil zcela jiný přístup. Ve fjordu v jižním Grónsku, u ledovce Eqalorutsit Kangilliit Sermiat, uložili na mořské dno optický kabel o délce deseti kilometrů. Nepoužili ho pro přenos dat, ale jako vědecký nástroj.
Pomocí techniky zvané Distributed Acoustic Sensing se takový kabel promění v tisíce samostatných snímačů. Laserové pulzy procházejí vláknem a nejmenší napětí či vibrace ve skle se odrazí zpět jako měřitelný signál. Tímto způsobem vědci průběžně zaznamenávali:
- vibrace vody a mořského dna
- průchod vln v různých hloubkách
- drobné teplotní změny podél celého kabelu
Z tohoto datového toku vědci vysledovali jasný vzorec. Po každém odlomení kusu ledu se nejprve objeví běžné povrchové vlny, které poměrně rychle odezní. Nato přichází druhá generace vnitřních vln, která fjordem putuje celé hodiny a opakovaně promíchává vodní vrstvy.
Centimetr za vlnu, až metr za den
Z naměřených dat a modelových výpočtů vědci odhadli, kolik ledu každá vlnová série odtaví. Výsledek je znepokojivý: každý cyklus vnitřních vln dokáže odtát přibližně centimetr ledu. Protože se cyklus často opakuje, škody se rychle sčítají.
U aktivních ledovců, kde se velké kusy ledu odlamují téměř každý den, může podvodní tání dosahovat téměř metru denně. To se přibližuje rychlosti, s jakou samotný ledovec postupuje směrem k moři.
Podvodní tání se ukázalo být nikoli zanedbatelným detailem, ale faktorem, který byl v některých modelech podceněn až stonásobně.
Pro zkoumaný ledovec jde o obrovské objemy. Eqalorutsit Kangilliit Sermiat každoročně vypouští do oceánu odhadem 3,6 kubického kilometru ledu — to je téměř třikrát více, než je uloženo v proslulém rhônském ledovci v Alpách.
Ledovce, které si samy pomáhají zaniknout
Nová zjištění kreslí méně přehledný, ale pravdivější obraz grónského ledovcového příkrovu. Nejde jednoduše o led tající kvůli teplejšímu vzduchu nebo teplejšímu oceánu. Ledovce samy zesilují proces vlastního ústupu.
Každá zřítivší se ledová stěna:
- spustí sérii vnitřních vln
- způsobí intenzivní promíchání teplé a studené vody
- zvýší rychlost tání u paty ledovce
- zvýší pravděpodobnost dalšího odlamování
Vědci proto hovoří o sebezesilující smyčce. Ledovec není jen obětí oteplování — je také aktivním účastníkem vlastního zániku. To činí budoucnost takzvaných mořských ledovců, jejichž čela sahají přímo do moře, mimořádně nejistou.
Od grónského fjordu k celosvětovému vzestupu hladin
Co se děje v jednom odlehlém fjordu, nezůstává lokální záležitostí. Grónsko patří mezi největší světové zásobárny ledu. Kdyby celý ledovcový příkrov zmizel, globální hladina moří by stoupla přibližně o sedm metrů. Takový scénář nehrozí v příštích desetiletích, ale i částečně urychlené tání má dalekosáhlé následky.
Více tavné vody v severním Atlantiku mění hustotu a proudění mořské vody. Velké oceánské proudy, jako je Golfský proud, jsou na tyto změny velmi citlivé. Jejich oslabení se projeví v srážkových vzorcích, drahách bouří i teplotách na severní polokouli — včetně Evropy.
To, co se odehrává pod hladinou u grónských břehů, může v budoucnu rozhodovat o tom, kolik kilometrů pobřeží bude nutné chránit nebo obětovat moři.
Pro přímořské státy s hustou sítí hrází a zranitelných delt je každé desetiletí navíc zrychleného tání signálem k včasné adaptaci: vyšší ochranné stavby, jiná územní rozhodnutí nebo rychlejší snižování emisí CO₂, aby se oteplování zpomalilo.
Proč jsou vnitřní vlny tak mocné
Vnitřní vlny nevznikají jen u Grónska. Objevují se všude, kde vodní vrstvy různé hustoty kloužou přes sebe — například v tropických mořích nebo hlubokých jezerech. Ve fjordech s ledovci k tomu přistupuje ještě jeden zdroj energie: padající masy ledu.
Protože se tyto vlny odehrávají hluboko pod povrchem, mohou se zdát neškodné. Přesto nesou obrovské množství energie. Jejich rychlost a výška závisí na několika klíčových faktorech:
| Faktor | Vliv na vnitřní vlny |
|---|---|
| Teplotní rozdíl mezi vodními vrstvami | Větší rozdíl vytváří silnější vlny a intenzivnější míchání |
| Velikost padajícího ledovce | Větší hmota uvolní více energie a vytvoří vyšší vlny |
| Tvar a hloubka fjordu | Úzký a hluboký fjord zesiluje vlnění a zadržuje energii |
| Frekvence odlamování | Časté sesuvy vytvářejí téměř nepřetržitou podvodní bouři |
Měřením všech těchto faktorů pomocí optických kabelů a doplňujících přístrojů mohou vědci přesněji odhadnout, které ledovce budou ustupovat nejrychleji. To pomáhá zpřesnit regionální předpovědi vzestupu mořské hladiny.
Nová měřicí technika otevírá nové otázky
Využití optického kabelu jako snímače otevírá zcela nové vědecké pole. Stávající podmořské telekomunikační kabely by mohly být teoreticky využity stejným způsobem. Bez dalších bójí nebo nákladné infrastruktury by tak vzniklo celosvětové „ucho" na dně oceánů, schopné mapovat zemětřesení, proudy i podmořské vlny.
Pro klimatologický výzkum to přináší příležitosti i nové otázky. Pokud se podvodní tání ukáže jako stejně intenzivní na více místech jako ve grónském fjordu, bude nutné přepracovat řadu ledovcových modelů. Některé dosavadní odhady budoucího vzestupu mořské hladiny by pak mohly být příliš optimistické.
Pro laiky mohou pojmy jako „vnitřní vlna" nebo „distribuované akustické snímání" znít abstraktně. Zkuste si to představit takto: jezero s tenkou vrstvou studené vody nahoře a teplejší vodou dole. Hodíte do něj velký kámen. Vlnky nevzniknou jen na povrchu — uvnitř jezera se vodní vrstvy také rozvlní a začnou se přesouvat. U Grónska je tím kamenem kus ledu velikosti panelového domu a jezero je propojeno s oceánem.
Pro cestovatele, kteří kdy stáli na okraji grónského fjordu a sledovali zřícení ledovce, se za tím fotografickým okamžikem skrývá mnohem více. Za dunivým hlukem začíná hodinový podvodní tanec vodních mas, který každý den ohlodává kus ledovce. A pro tvůrce politik i inženýry počítající výšky budoucích hrází jsou právě tyto tiché procesy v hlubinách tím, co může za několik generací rozhodnout o tom, zda budeme stát na suché zemi, nebo ve vodě.
