Nowe badania wskazują, że ryzyko załamania się systemu prądów morskich w Atlantyku, które transportują ciepłe wody w okolice Islandii, jest znacznie większe, niż wcześniej przypuszczano. Taki scenariusz mógłby oznaczać gwałtowne ochłodzenie i poważne konsekwencje dla życia na wyspie.
System znany jako AMOC, czyli atlantycka cyrkulacja południkowa, odpowiada za cyrkulację ciepłych wód w północnym Atlantyku. To właśnie dzięki niemu Islandia ma stosunkowo łagodny klimat. Ciepła woda niesiona na północ ochładza się, opada w głębiny i wraca na południe. Prąd Zatokowy jest częścią tego procesu.
„Jeśli ten obieg się zatrzyma, zmniejszy się transport ciepła na obszary polarne i wtedy mogłoby się tu ochłodzić, mimo że wszędzie indziej na świecie byłoby cieplej” – powiedział Halldór Björnsson, kierownik działu klimatu w Islandzkim Instytucie Meteorologii.
Halldór podkreśla, że taki system może się zachwiać, zatrzymać i uruchomić ponownie. „Zdarzały się nawet tysiącletnie okresy, w których w ogóle nie działał. W czasach epoki lodowej świat był średnio o pięć stopni chłodniejszy niż obecnie. Wtedy granica lodu morskiego sięgała daleko na południe od Islandii i panowały tu siarczyste mrozy”.
Temperatura powierzchni oceanu zależy od ilości energii słonecznej, jaka do niej dociera. Dlatego wody w rejonach zwrotnikowych są cieplejsze niż w strefach polarnych. Jednak na Północnym Atlantyku, aż po Morze Barentsa, występują stosunkowo ciepłe wody. Dociera tam bowiem Prąd Zatokowy, który na północy przechodzi w Prąd Norweski.
System prądów oceanicznych działa jak globalny pas transportowy, przenosząc energię pomiędzy różnymi szerokościami geograficznymi i warstwami oceanu. Ważnym elementem tego systemu jest cyrkulacja termohalinowa (od słów thermo – temperatura i haline – zasolenie). Jej siłą napędową są różnice w gęstości wody morskiej, wynikające z temperatury i zawartości soli.
Woda morska jest słona, a jej zasolenie zmienia się w zależności od warunków. W ciepłych rejonach tropikalnych intensywne parowanie zwiększa ilość soli w wodzie. Z kolei deszcze i topniejące lodowce rozcieńczają morską wodę, zmniejszając jej zasolenie. Dlatego w strefie międzyzwrotnikowej powierzchniowe wody oceanu są bardziej słone, a na wysokich szerokościach geograficznych – mniej.
Atlantyk jest jednak znacznie bardziej słony niż Pacyfik. Dzieje się tak dlatego, że w rejonie Karaibów woda intensywnie paruje, a wiatry, nazywane pasatami, przenoszą parę wodną na zachód – nad Pacyfik. Samej soli nie zabierają, więc Atlantyk staje się coraz bardziej zasolony. Dodatkowo wysokie łańcuchy górskie – Andy i Kordyliery – zatrzymują wilgoć po stronie Pacyfiku, co jeszcze bardziej ogranicza dopływ słodkiej wody do Atlantyku.
Silnie zasolona woda Prądu Zatokowego płynie na północ. Jesienią i zimą, gdy powierzchnia Północnego Atlantyku zamarza, powstający lód nie zawiera soli. Sól trafia do wody pod lodem, zwiększając jej gęstość. Temperatura również ją potęguje. Woda słodka największą gęstość osiąga w temperaturze 4°C, a słona wraz ze spadkiem temperatury gęstnieje aż do osiągnięcia punktu zamarzania przy ok. -2°C.
Zimna i słona woda opada więc w głąb oceanu, tworząc prąd głębinowy. Największą gęstość wody obserwuje się wokół Grenlandii, Islandii, Skandynawii oraz Antarktydy.
W okolicach Antarktydy proces ten jest jeszcze silniejszy – tam powstają najzimniejsze i najbardziej słone masy wody, które spływają najgłębiej. Następnie prądy głębinowe przemieszczają się na południe i dalej na wschód oraz północ. Po drodze woda powoli się ogrzewa i unosi ku powierzchni, zwłaszcza w Oceanie Indyjskim i na Pacyfiku.
Pasaty pchają następnie ciepłe wody powierzchniowe z powrotem ku Atlantykowi, wokół południowego krańca Afryki. Stamtąd prądy kierują się ponownie na północ, w stronę Morza Karaibskiego.
Czas, jaki potrzebuje woda, aby przejść całą trasę w ramach globalnej cyrkulacji oceanicznej i powrócić na początek cyklu wynosi około 1000 lat.
Na Północnym Atlantyku (w tym na południu Islandii) oziębiona podczas zamarzania woda opada w głąb oceanu, a na jej miejsce napływa cieplejsza woda z rejonu Zatoki Meksykańskiej. Jeśli jednak do oceanu spłynie dużo słodkiej wody z topniejących lodowców Grenlandii, wody powierzchniowe staną się mniej zasolone i zaczną łatwiej zamarzać. Gęsta, słona woda z południa nie będzie mogła się ochłodzić i opadać w głąb, bo przykryje ją warstwa lodu lub słodkiej wody.
Wtedy mechanizm cyrkulacji zacznie słabnąć. Oznacza to mniejszy transport ciepła z tropików ku północy, powiększenie się pokrywy lodu w Arktyce i ochłodzenie klimatu w regionie północnego Atlantyku.
Trudno przewidzieć, czy i kiedy może dojść do załamania, jednak globalne ocieplenie powyżej dwóch stopni znacznie zwiększa ryzyko. „Gdybyśmy utrzymali wzrost temperatury poniżej 1,5 stopnia, nie musielibyśmy rozmawiać o AMOC. Problem w tym, że wraz z przekroczeniem dwóch stopni prawdopodobieństwo osłabienia Prądu Zatokowego gwałtownie rośnie” – wyjaśnił Halldór.
Jego zdaniem w najbliższych dziesięcioleciach Islandia ociepli się podobnie jak reszta świata. Później jednak, jeśli cyrkulacja Atlantyku się załamie, nastąpi ochłodzenie – i to znaczne, z realnym wpływem na codzienne życie. „Często mówimy o tym, że już teraz robi się tu dużo cieplej. Potem, w miarę jak będziemy się zbliżać do końca stulecia, to ocieplenie spowolni, a następnie nastąpi ochłodzenie. Innymi słowy, nasze wnuki mogą znaleźć się w poważnych tarapatach”.
Naukowcy podkreślają, że wciąż trudno przewidzieć skalę skutków ewentualnego załamania cyrkulacji wód Atlantyku. Nie wiadomo, jak bardzo zmieniłoby to warunki życia na Islandii, ani czy kraj pozostałby tak samo przyjazny do zamieszkania jak dziś. „Tego po prostu nie wiemy i to jest chyba w tym wszystkim najbardziej niepokojące” – przyznał Halldór.
Dociekliwym polecamy książkę Marcina Popkiewicza, Aleksandry Kardaś i Szymona Malinowskiego pt. „Nauka o klimacie”.
