Neviditelné megavlny po pádu ledového bloku
Neviditelné vlny vysoké jako mrakodrap se prohánějí úzkými fjordy, uvádějí do pohybu teplou vodu a den i noc narušují ledovou pokrývku. Nová měření pomocí optických kabelů odhalila, že toto skryté proudění způsobuje mizení ledovců mnohem rychleji, než dosud předpokládaly klimatické modely.
Když si většina lidí představí tající ledovce, vybaví se jim teplý letní vzduch a ubývající sníh. V Grónsku se ale odehrává něco zcela jiného. Ve chvíli, kdy se od okraje ledovce odlomí obrovská ledová deska a řítí se do moře, uvolní se do vody ohromné množství energie.
Výsledkem není jen působivé cáknutí na hladině. Pod vodou vzniká série skrytých vln — takzvaných vnitřních vln — které se jako tiché tsunami prohánějí fjordem. Výzkumníci z Univerzity v Curychu popisují, že tyto vlny mohou dosahovat výšky desítek až stovek metrů, což odpovídá budově o desítkách podlaží.
Tyto vlny se nepohybují na povrchu, ale na rozhraní vodních vrstev s různou teplotou a hustotou. Přesně tam, kde relativně teplá a slanější voda naráží na chladnější a lehčí vodu vzniklou táním ledovce.
Každý padající ledový blok funguje jako jakýsi podmořský výbuch, který celý fjord zcela přeháže a tlačí teplou vodu přímo na stěnu ledovce.
Díky tomuto intenzivnímu míchání se teplejší hlubinná voda opakovaně dostává do kontaktu se spodní částí ledovce. Ledová stěna se stává nestabilnější, snadněji se láme a vzniká řetězová reakce — jeden odlomený kus ledu zvyšuje pravděpodobnost dalšího sesuvu.
Optický kabel jako obří podmořský mikrofon
Až donedávna zůstával tento proces z velké části neviditelný. Satelity zaznamenávají změny na povrchu ledu, ale ne to, co se odehrává stovky metrů hlouběji ve vodě. Ani klasické měřicí bóje neposkytovaly dostatečně podrobný obraz.
Proto se mezinárodní výzkumný tým rozhodl pro jiný přístup. Ve fjordu v jižním Grónsku, u ledovce Eqalorutsit Kangilliit Sermiat, položili na mořské dno optický kabel délky deseti kilometrů. Ten ovšem nesloužil pro přenos dat, ale jako vědecký nástroj.
Pomocí techniky zvané Distributed Acoustic Sensing se takový kabel promění v tisíce samostatných senzorů. Laserové pulzy procházejí vláknem a miniaturní napětí nebo vibrace ve skle se odrážejí zpět. Tím vzniká nepřetržité měření:
- vibrací vody a mořského dna
- průchodu vln v různých hloubkách
- drobných teplotních změn podél kabelu
Z tohoto proudu dat vědci vyčetli jasný vzorec. Po každém odlomení — tedy po odtržení kusu ledu — se nejprve objeví běžné povrchové vlny, které poměrně rychle utichnou. Poté přichází druhá generace vnitřních vln, která se fjordem šíří celé hodiny a opakovaně míchá vodní vrstvy.
Centimetr za vlnu, až metr za den
Na základě měření a modelových výpočtů vědci odhadli, kolik ledu každá vlna odebere. Výsledek je znepokojující: každý cyklus vnitřních vln dokáže odtát přibližně centimetr ledu. Protože se takový cyklus opakuje, škody se rychle sčítají.
U aktivních ledovců, kde se velké kusy ledu lámají téměř každý den, může podmořské tání dosahovat až téměř jednoho metru denně. Toto tempo se blíží rychlosti, jakou se samotný ledovec posouvá směrem k moři.
Podmořské tání se ukázalo jako nikoli okrajový jev, ale jako faktor, který byl v některých modelech podceněn až stonásobně.
Pro sledovaný ledovec jde o obrovské objemy. Eqalorutsit Kangilliit Sermiat ročně vypustí do oceánu odhadem 3,6 kubického kilometru ledu. To je téměř třikrát více, než kolik ledu uchovává slavný ledovec Rhône v Alpách.
Ledovce, které si samy pomáhají zaniknout
Nová zjištění vykreslují méně přehledný, ale poctivější obraz grónského ledového příkrovu. Nejde jednoduše o led, který taje vlivem teplejšího vzduchu nebo oceánu. Ledovce samy zesilují proces, který způsobuje jejich ústup.
Každá zhroutivší se ledová stěna:
- spouští sérii vnitřních vln
- způsobuje intenzivní míchání teplé a studené vody
- zvyšuje rychlost tání u základny ledovce
- zvyšuje pravděpodobnost dalšího odlamování
Vědci proto hovoří o samozesilující smyčce. Ledovec není jen obětí oteplování, ale také aktivním účastníkem vlastního zániku. To činí budoucnost takzvaných mořských ledovců, jejichž čelo sahá přímo do moře, obzvláště nejistou.
Z grónského fjordu ke světové hladině moří
Co se odehrává v jednom odlehlém fjordu, nezůstává jen místní záležitostí. Grónsko patří mezi největší „ledové zásobníky" planety. Pokud by celý ledový příkrov zmizel, světová hladina moří by stoupla přibližně o sedm metrů. Takový scénář není otázkou příštích desetiletí, ale i částečné zrychlené tání má závažné důsledky.
Více tajné vody v severním Atlantiku mění hustotu a proudění mořské vody. Velké oceánské proudy, jako je Golfský proud, jsou na tyto změny citlivé. Jejich proměny se promítají do srážkových vzorců, tras bouří a teplot na severní polokouli, včetně Evropy.
To, co se odehrává pod hladinou u Grónska, může nakonec rozhodnout o tom, kolik pobřeží budou muset pobřežní státy obětovat nebo ochránit vyššími hrázemi.
Pro přímořské země s rozsáhlými hrázemi, poldrami a zranitelnými deltami je každé desetiletí navíc signálem k včasnému přizpůsobení — vyšší hráze, jiná územní rozhodnutí nebo rychlejší snižování emisí CO₂ ke zpomalení oteplování.
Proč jsou vnitřní vlny tak mocné
Vnitřní vlny se nevyskytují pouze u Grónska. Vznikají všude tam, kde se vodní vrstvy různé hustoty přelévají přes sebe — například v tropických mořích nebo hlubších jezerech. Ve fjordech s ledovci přibývá navíc zdroj narušení v podobě padajících ledových mas.
Protože se tyto vlny odehrávají hluboko pod povrchem, mohou se zdát neškodné. Přesto v sobě nesou obrovské množství energie. Jejich rychlost a výška závisí na několika faktorech:
| Faktor | Vliv na vnitřní vlny |
|---|---|
| Teplotní rozdíl mezi vodními vrstvami | Větší rozdíl vytváří silnější vlny a intenzivnější míchání |
| Velikost padajícího ledového bloku | Větší hmota uvolní více energie a způsobí vyšší vlny |
| Tvar a hloubka fjordu | Úzký a hluboký fjord zesiluje pohyb vln a udržuje energii |
| Frekvence odlamování | Časté sesuvy za sebou vytvářejí téměř nepřetržitou „podmořskou bouři" |
Měřením všech těchto faktorů pomocí optických kabelů a doplňkových přístrojů mohou vědci lépe odhadnout, které ledovce budou ustupovat nejrychleji. To umožňuje zpřesnit regionální projekce nárůstu hladiny moří.
Nová měřicí technika, nové otázky
Využití optického kabelu jako senzoru otevírá zcela nové výzkumné pole. Stávající podmořské telekomunikační kabely by teoreticky mohly být odečítány stejným způsobem. Bez dalších bójí nebo nákladné nové infrastruktury by tak vzniklo celosvětové „ucho" na oceánském dně, mapující zemětřesení, proudění i podmořské vlny.
Pro klimatický výzkum to přináší příležitosti i nové záhady. Pokud se podmořské procesy tání ukážou jako stejně intenzivní na více místech jako ve grónském fjordu, bude nutné přepracovat mnoho ledových modelů. To může znamenat, že některé dosavadní odhady budoucího vzestupu hladiny moří byly příliš nízké.
Pro laiky znějí pojmy jako „vnitřní vlna" nebo „Distributed Acoustic Sensing" možná abstraktně. Užitečná představa: zkuste si vybavit jezero s tenkou vrstvou studené vody nahoře a teplejší vodou dole. Hodíte do něj velký kámen. Nejenže vzniknou vlnky na povrchu — uvnitř jezera se také vodní vrstvy rozkolísají a přesunou. U Grónska je tím kamenem kus ledu o velikosti panelového domu a jezero je spojeno s oceánem.
Pro turisty, kteří někdy stojí na okraji grónského fjordu a sledují pád ledovce, se za tímto okamžikem skrývá mnohem více než jen skvělá fotografie. Za dunivým zvukem začíná hodinový podmořský tanec vodních mas, který každý den ohlodá další kousek ledovce. A pro inženýry a politiky plánující výšku budoucích hrází jsou právě tyto tiché procesy v hlubinách rozdílem mezi suchýma a mokrýma nohama příštích generací.
