Seperempat dari semua tanah di hemisfera utara sentiasa beku. Tetapi pemanasan iklim menyebabkan pencairan permafrost, yang melepaskan gas rumah hijau yang mempercepat proses ini. Laporan dari delta Lena.
Untuk bergerak di antara 1,500 pulau kecil di Lena Delta memerlukan konsentrasi yang sempurna: dengan satu mata, anda perlu melihat radar agar tidak tersekat-sekat, dan yang lain mengikuti landmark pesisir yang menghampiri hamparan air dan daratan yang tidak berkesudahan ini. Sebelum mengalir ke Laut Laptev di utara Siberia, sungai itu tersebar luas sehingga tebingnya berubah menjadi jalur berkabut di kaki langit.
Pulau Samoilov terkenal dengan pondok kayu yang terletak di pantai, di mana para saintis dan penjaga permainan tinggal di kawasan simpanan, yang meliputi muara sungai dan lereng tebing Kharaulakh. Hanya sekarang, hakisan yang perlahan tetapi tidak dapat dipulihkan mengancam untuk menenggelamkan rumah di perairan Lena. Di masa depan, seluruh pulau juga akan hilang: kenaikan air yang kuat akibat pencairan ais musim bunga menghakis tepiannya.
Walau apa pun, tamparan utama untuk pulau 5 km2 ini adalah pengunduran permafrost di bawah serangan pemanasan iklim. Kami bercakap mengenai tanah, lapisan atasnya mencair pada musim panas, sambil mengekalkan suhu di bawah sifar sedalam sekurang-kurangnya dua tahun berturut-turut.
"Ekosistem Samoilov diancam dengan kemungkinan kehancuran," - kata sebuah artikel yang dikhaskan untuk isu ini dalam jurnal Biogeosciences. Wanita Jerman, Julia Boike, dan rakan-rakannya di Institut Penyelidikan Polar dan Laut. Alfred Wegener (AWI) tidak akan memiliki prospek seperti itu.
Setiap tahun dari April hingga September, pekerja AWI dan rakan mereka dari Institut Penyelidikan Arktik dan Antartika dan Institut Permafrost melakukan perjalanan ke Pulau Samoilov untuk mengkaji perubahan tanah dan lanskap, serta hubungan antara pemanasan iklim dan pencairan permafrost.
Dua pertiga kawasan Rusia
Video promosi:
Pulau di mana stesen penyelidikan moden berada (dibiayai oleh Institut Geologi dan Geofizik Petroleum) menjadi titik pemerhatian kegemaran: permafrost menempati 95% wilayah Siberia dan dua pertiga wilayah Rusia. Secara umum, tanah beku menyumbang seperempat dari keseluruhan hemisfera utara, terutamanya di Alaska, Kanada, Greenland, Rusia dan China.
Eropah Barat dibezakan oleh permafrost jenis alpine, yang terdapat di sebilangan pegunungan. Struktur dan geodinamiknya berbeza dengan tanah beku di garis lintang utara, tetapi juga sensitif terhadap perubahan iklim. Oleh itu, pada 23 Ogos, pergerakan tanah akibat pencairan permafrost membawa lapan orang berhampiran perkampungan Bondo di Switzerland.
"Di beberapa tempat, permafrost Siberia terbentuk sejak dulu, kembali di Pleistosen (periode dari 2.6 juta tahun yang lalu hingga 11.000 tahun yang lalu)," kata Yulia Boike. "Ia sangat sejuk, sekitar -9 ° C, dan mencapai kedalaman hampir 1.500 meter di utara Yakutia."
"Di Pulau Samoilov, bahan organik relatif stabil dan tinggi dengan adanya lahan gambut," tambahnya, memakai kasut getah tebal, tanpa itu mustahil untuk berjalan di tundra likat pulau ini. Para saintis muda yang menemaninya pergi bersamanya ke Kurungny. Pulau yang berdekatan mempunyai formasi ais yang kompleks, dan lekatannya terbentuk oleh sedimen termokarst (diperoleh sebagai hasil penenggelaman tanah beku untuk waktu yang lama).
Lembah, di mana para saintis AWI berjalan selama enam jam, penuh dengan arus. "Kami ingin memahami apakah air ini berasal dari hujan bermusim atau dari pencairan ais ketika tanah berubah," jelas ahli geomorfologi Anne Morgenstern. Dia selalu mempunyai buku nota yang siap di tangan, dan beg galasnya penuh dengan sampel air yang diambil.
Pembeku besar
Pencairan permafrost di Siberia dan di kawasan lain di mana para saintis melakukan pengukuran adalah fakta yang disahkan. Terima kasih kepada sensor yang terdapat di beberapa sumur (beberapa digerudi hingga kedalaman 100 meter), pasukan pakar Rusia-Jerman berjaya mencatat kenaikan suhu 1.5-2 ºС sejak tahun 2006.
"Kami mengamati kecenderungan pemanasan tanah dan peningkatan suhu udara pada musim dingin," tegas Yulia Boike. - Perubahan komponen suhu dicerminkan dalam keseimbangan keseluruhan aliran tenaga, air dan gas rumah hijau. Kesimpulan yang mengganggu, memandangkan Kutub Utara terlibat dalam mengatur iklim bumi.
"Permafrost adalah penyejuk beku yang sangat besar," jelas Torsten Sachs dari Pusat Penyelidikan Geologi Jerman (GFZ), yang datang ke pulau itu untuk kali kelapan. "Sekiranya anda membiarkan pintu pembeku terbuka, pizza anda akan mencair, es krim anda akan mencair, dan mikroba akan mula membiak bahan organik ini." Permafrost melepaskan bahan organik, yang, di bawah pengaruh mikroorganisma, melepaskan CO2 di hadapan oksigen atau metana di persekitaran anaerobik, misalnya, di tanah gambut Samoilov.
Gas rumah hijau ini menyumbang kepada suhu yang lebih tinggi, yang seterusnya menyebabkan pencairan permafrost dan pelepasan gas. Pakar menyebutnya sebagai "proses retroaktif karbon dalam permafrost." Menurut mereka, ia mengandungi 1.500 gigaton karbon, yang dua kali lebih banyak di atmosfera.
Pemanasan tambahan
Tetapi apakah bahagian karbon dioksida dan metana yang dikeluarkan oleh tanah semasa pencairan? Yang terakhir, dengan cara, menghasilkan kesan rumah hijau 25 kali lebih kuat. "Ini adalah salah satu pertanyaan terbesar untuk masa depan," kata Gerhard Krinner dari Pusat Penyelidikan Ilmiah Nasional.
Keprihatinan itu semakin serius kerana model-model Panel Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim yang telah dibentuk sejauh ini belum mempertimbangkan kesan pencairan permafrost. "Pemanasan tambahan kerana pencairan permafrost adalah sekitar 10%," kata Gerhardt Krinner. Oleh itu, pelepasan gas rumah hijau dari permafrost dapat meningkatkan termometer sebanyak 0.3 ºС pada tahun 2100.
Di makmal stesen penyelidikan (ia disimpan pada suhu yang stabil dengan menggunakan tiga generator menderu yang memekakkan telinga), para saintis memeriksa grafik pelepasan gas rumah hijau ke atmosfera. Puncak metana berlaku pada musim panas, tetapi analisis data tetap mencabar pada garis lintang yang tinggi. Tempoh pengukuran pertama (2002-2012) dilakukan tanpa peralatan automatik, yang tersedia di pangkalan moden yang beroperasi pada tahun 2013.
Tiga tahun sebelumnya, semasa lawatan ke Pulau Samoilov, Presiden Vladimir Putin merasakan bahawa kerjasama Rusia-Jerman di permafrost memerlukan infrastruktur yang lebih baik. Sehingga saat itu, pekerja AWI (ekspedisi pertama mereka ke pulau itu berlangsung pada tahun 1998) harus puas dengan minimum: tidur di khemah, memanaskan diri dengan kayu bakar (dari hutan yang turun di sepanjang Lena) dan menggunakan pondok renjer sebagai markas mereka.
Langkah proses
Musim sejuk kemudian mustahil. "Kami tidak dapat mengumpulkan data pada musim sejuk," kata Torsten Sachs. "Perlu menambahkan bahan bakar ke penjana luaran setiap tiga hari pada suhu -40 ° C pada malam kutub." Kesukaran lain dengan penafsiran data kelihatan lebih biasa. Sepuluh tahun adalah tempoh yang terlalu pendek untuk mengesan perubahan aliran aliran gas dalam jangka masa panjang. Di samping itu, perlu dilakukan peningkatan jumlah pos pemerhatian, yang semestinya tidak mudah dicapai di Siberia, yang lebih besar daripada 20 kali lipat di kawasannya daripada Perancis.
Pada jarak yang cukup baik dari stesen yang dicat dengan warna bendera Rusia, pasukan AWI sedang menyelesaikan pembinaan igloo, yang akan menempatkan komputer dan peralatan elektronik menara cuaca baru pada tahun 2018. Kepompong kaca gentian harus mewujudkan keadaan yang diperlukan untuk pengukuran yang stabil, memberi perlindungan dari angin kencang dan ribut salji musim sejuk Siberia. Seperti bangunan lain di pulau ini, igloo berdiri di atas panggung agar tidak terpengaruh dengan pergerakan tanah. Jadi, di menara meteorologi pertama, bumi merosot 10 sentimeter dalam setahun.
"Tidak ada keraguan lagi tentang hubungan antara pemanasan iklim dan permafrost pencairan," kata jurutera Peter Schreiber, yang sedang memasang igloo. "Persoalannya sekarang adalah seberapa cepat permafrost akan terus mencair dan bagaimana alam semula jadi akan bertindak balas terhadap proses ini."
Alam adalah pengurus utama dalam keadaan perubahan yang berlaku di Siberia, kata Fyodor Selliakhov. Ketua stesen penyelidikan mengakui perubahan yang telah terjadi: “Contohnya, 20 tahun yang lalu tidak ada satu pohon pun di sini, tetapi hanya tumbuh-tumbuhan khas tundra. Dalam perjalanan ke delta tahun lalu, saya melihat pokok setinggi 2 meter."
Bagaimanapun, penduduk Yakutia yang berasal dari pantai Vilyui ini tidak mempercayai penyebab antropologi perubahan iklim. “Ini adalah kitaran alam. Di sini panas sekali 100 tahun yang lalu, lalu menjadi sejuk, dan sekarang satu lagi tempoh pemanasan bermula,”katanya di pejabatnya, yang dihiasi dengan fosil yang terdapat di sekitarnya.
Gading rama-rama
Adapun permafrost, "mungkin mencair, tetapi perlahan." “Ketika kami mengambil gading raksasa dari tanah, kami menyedari bahawa ujung yang lain masih di tanah, masih beku. Ini adalah petanda bahawa lapisan es tetap sejuk,”lanjutnya. Akibat yang tidak disangka-sangka dari pencairan tanah di utara adalah pengembangan perburuan tinggalan kuno.
Günter Stoof, dijuluki "Molo", memahami sikap rakan-rakannya dari Rusia. "Alam memutuskan, bukan manusia," kata juruteknik AWI ini yang telah menghabiskan waktu paling lama di pulau itu. Kini berusia 65 tahun, dia bersumpah bahawa musim ini akan menjadi yang terakhir dalam kariernya (48 ekspedisi ke Kutub Utara dan Antartika). Orang asli Jerman Timur adalah anggota termuda dalam ekspedisi Soviet hampir dua tahun (1975-1977) yang bertugas membina pangkalan di Antartika. Dia berkesempatan mengunjungi kawasan kutub lebih dari sekali, baik sendirian dan berkumpulan.
Jalan hidupnya mencerminkan sejarah yang berbeza, kerjasama antara GDR dan USSR semasa Perang Dingin. Selepas kejatuhan Tembok Berlin, sebuah jawatankuasa ilmiah dibentuk, yang diberi kepercayaan untuk menentukan program penyelidikan ilmiah untuk Jerman yang bersatu. Dia mengesyorkan menjaga arah kutub dan membangunnya di sekitar kumpulan penyelidikan AWI di Potsdam. "Ini termasuk pakar seperti Molo dan Christine Siegert, yang berpengalaman selama 20 tahun dalam mempelajari permafrost berkat kerja sama mereka dengan Uni Soviet," jelas Anna Morgenstern.
Kajian tanah beku menjadi meluas di Rusia pada awal abad ke-20 sesuai dengan keputusan strategik Moscow. Dasar pengembangan wilayah timur dan utara yang kaya dengan hidrokarbon dan sumber semula jadi yang lain tidak dapat dilaksanakan tanpa pembinaan Kereta Api Trans-Siberia. Bagaimanapun, untuk pelaksanaan projek ini, pada awalnya diperlukan untuk membentuk sains kejuruteraan mengenai permafrost yang terdapat di sini.
Pada akhir tahun 1930-an, Institut Permafrost telah ditubuhkan di Moscow. Pada tahun 1960 dia dipindahkan ke Yakutsk. Bandar Siberia Timur yang besar ini juga berdiri di tanah beku. Dua galeri bawah tanah (pada kedalaman 4 dan 12 meter) di pangkalan institusi menyediakan akses "langsung" ke permafrost. Lapisan berpasir menceritakan tentang sejarah geologi kota, yang dibina di atas tebing aluvena Lena.
Anthrax dan hollows
Pintu berat mengekalkan suhu di bawah beku. "Pencairan permafrost adalah ancaman bagi planet ini, tetapi pada skala Yakutia, semuanya masih cukup stabil," jelas pengarah institusi Mikhail Grigoriev. "Pada saat yang sama, akibat pencairan lebih terasa di wilayah lain, terutama di Yamal."
Selepas musim panas 2016 yang tidak normal, wabak anthrax bermula di semenanjung (kes pertama sejak 1941, menurut Institut Epidemiologi Moscow) kerana pencairan permafrost di mana patogen berada. Di samping itu, surat khabar sekali lagi mula membincangkan mengenai Yamalo-Nenets Autonomous Okrug setelah penemuan kemurungan yang besar. Mereka juga menjadi hasil pencairan permafrost. “Wilayah ini kaya dengan gas. Apabila tanah mencair, ia mengeluarkan gelembung gas, yang menjelaskan letupan ini,”kata Mikhail Grigoriev.
Pada masa yang sama, belum ada satu pun kes seperti ini yang dilaporkan di Pulau Samoilov, Alaska atau Kanada utara. Rangkaian pemantauan permafrost global mengumpulkan data dari lebih 250 laman web. Tujuannya adalah untuk "mengumpulkan pengetahuan dan juga mengesahkan model iklim baru," kata pekerja AWI, Hugues Lantuit.
Di samping itu, penyelidikan mengenai alafine permafrost semakin mendapat tempat. Persidangan Eropah pada Permafrost pada Jun 2018 dijadualkan untuk melaporkan karya ini, yang secara aktif dikembangkan di Switzerland tetapi masih dalam peringkat awal di Perancis.
Hakisan pantai dan akibat sosio-ekonominya menjadi sumber kebimbangan lain: satu pertiga dari garis pantai dunia berada di zon permafrost. Di Laut Laptev dan Laut Beaufort (Amerika Utara), hakisan pantai dapat mencapai lapan meter per tahun, yang membuat kampung-kampung berdekatan memikirkan rumah berpindah. Di Pulau Samoilov, pondok kayu pesisir masih ada. Tetapi berapa lama ia akan bertahan?
Simon Roger
