1980 óta a Jeges-tenger jegének vastagsága 53%-kal csökkent - mondja  Ron Kwok, a NASA kutatója.

Ezen a nyáron tudósok és diákok egy csoportja – továbbá egy kanadai szenátor, egy író, és egy filmkészítő – kihajóztak a kanadai Resolute Bay-ből a Louis S. St-Laurent jégtörő fedélzetén. Az Északnyugati-átjáró felé tartottak, de ahelyett, hogy hajózható utat törtek volna a jégben, azért gyűltek össze, hogy új gondolatoknak törjenek utat a sarkvidék tudományáról.

A fedélzeti megbeszélés résztvevői között volt Ron Kwok, a NASA kaliforniai, pasadenai Sugárhajtású Laboratóriumából. Kwok régóta foglalkozik az északi-sarki jég egészségével – a fagyott tengervízzel, ami a Jeges-tenger medencéjében úszik. Azt is tudja, hogy bizonyos kulcsfontosságú dolgokat a jég változásáról nem lehet meglátni egy hajóról.

A feljegyzések kiterjesztése

Míg a műholdak pontos és széleskörű adatokat biztosítanak a Jeges-tenger jegéről, a feljegyzések viszonylag újak. A műholdak csak 1973 óta figyelik a tengeri jég kiterjedését. A NASA „Ice, Cloud, and land Elevation Satellite” (ICESat) műholdja 2003 óta van szolgálatban, lehetővé téve a kutatók számára, hogy a jég vastagságát is megbecsüljék.

Hogy kiterjesszék ezt a feljegyzést, Kwok és Drew Rothrock Washington állam egyeteméről Seattle-ből nemrég egyesítette a nagy területet lefedő műholdas adatokat a hidegháborús tengeralattjárók időben hosszabb feljegyzéseivel, hogy összerakja a jégvastagság történetének közel 50 éves darabját. Az új feljegyzések azt mutatják, hogy egy 1980-as csúcs óta a tengeri jég vastagsága 53%-kal csökkent. „Ez egy döbbenetes szám”, mondja Kwok.

A Geophysical Research Letters-ben augusztus 6-án online publikált tanulmány szerint a sarki jég mai vékonyodása valójában már jó ideje zajlik.

„Fantasztikus változás zajlik a Földön – ez tényleg a Föld környezeti viszonyainak egyik legnagyobb változása a jégkorszak vége óta”, mondja Tom Wagner, a krioszféra program igazgatója a NASA központjában. „Nem könnyű megfigyelni, nem is beszélve annak megjóslásáról, hogy mi történhet ezután.”

A tengeri jég hatással van a sarkvidék helyi időjárására, éghajlatára, és ökoszisztémáira. Hatással van a globális éghajlatra is. Ahogy a tengeri jég olvad, kevesebb a fehér felület, hogy visszaverje a napfényt a világűrbe. A napfényt ehelyett elnyeli az óceán és a szárazföld, ami emeli a hőmérsékletet és további olvadást idéz elő. A jégveszteség lejjebb kapcsolja a sarkvidék légkondicionálóját, ami tönkreteszi a globális légköri és tengeri áramlásokat.

Hogy jobban megértsük, mit jelentenek ezek a változások a jövőre nézve, a tudósoknak hosszabb távon meg kell nézniük a jég viselkedését a múltban. A sarki jég évente átmegy változásokon az évszakok hatására, olvad a nyári melegben, és újrafagy a hideg, sötét télben. Egyetlen rendkívüli olvadással vagy fagyással járó évszak akármilyen időszakos tényező hatására kialakulhat, a viharosságtól az Arktikus oszcillációig.

De az éghajlat nem ugyanaz, mint az időjárás. Az éghajlat finoman hullámzik évtizedek és századok alatt, míg az időjárás napról napra változik, és nagyobb kilengésekkel. Kwok szerint „A hosszú távú folyamatokat kell megértenünk a rövid távú folyamatok helyett, amiket könnyen eltéríthetnek a rövid távú változások. A hosszú távú folyamatok megbízhatóbb jelzői annak, hogyan változik a tengeri jég a globális és helyi éghajlattal.” Ezért volt szükség hosszú időtartamú adatsorra. „Még évtizedes változások is lehetnek ciklikusak, de ez a több mint 3 évtizede zajló csökkenés nem tűnik ciklikusnak”, mondja Rothrock.

Minden jég számít

A sarki jégről készült feljegyzések egyre átfogóbbá válnak a XX. század második felétől kezdve. A legtöbb ilyen feljegyzés – amit az USA-ban az Országos Hó és Jég Adatközpontban (NSIDC) tárolnak, a Coloradói Egyetemen, Boulderben – a tengeri jég felszíni kiterjedését írja le. De a teljes képhez szükség van egy további, függőleges mérésre: a vastagságra.

Az olvadás nem csak a jég területére hat; hathat a vízszint feletti és alatti jégre is. A vastagság és felszín mérések egyesítésével a tudósok jobban megérthetik, hogyan változik a jégtakaró. Kwok és más kutatók az ICESat lézeres magasságmérő rendszerét használták, hogy megbecsüljék a tengeri jég magasságát az óceán felszíne felett. A magasság ismeretében meg tudják mondani, mennyi jég van a felszín alatt. A felhajtóerő miatt a tengeri jégegy része (kb. 10%-a) kiemelkedik a víz felszíne fölé. Ismerve a jég sűrűségét, és figyelembe véve a hóréteget, Archimédész törvénye segítségével ki lehet számítani a jég teljes vastagságát.

2008-ban Kwok és munkatársai az ICESat-et használták, hogy a Jeges-tenger egész medencéjére létrehozzanak egy jégvastagság térképet. Majd 2009 júliusában Kwok és munkatársai arról számoltak be, hogy a Jeges-tengeren a többéves „állandó” jég 2004 óta több mint 40%-kal vékonyodott. Első alkalommal vált domináns típussá a vékony időszakos jég a vastag, idősebb jéggel szemben.

Tengeralattjárók és műholdak

Hogy a jelenlegi csökkenést megértse, Kwok és Rothrock az ICESat jelenlegi 5 éves feljegyzését összevetette az USA haditengerészet tengeralattjárói által hosszabb időszak alatt megfigyelt jégvastagsággal.

A hidegháború alatt a tengeralattjárók navigációs és védelmi célokra felfelé néző ultrahang profilokat gyűjtöttek, és az információt átalakították jégvastagsági becslésekre. Tudósok is gyűjtöttek profilokat a haditengerészet és az alapkutatók ötéves együttműködése során, amit Tudományos Jégexpedícióknak hívtak – röviden SCICEX –, és amelynek Rothrock résztvevője volt. Összességében a titkosság alól feloldott tengeralattjáró adatok közel öt évtizeden átívelnek – 1958-tól 2000-ig -, és lefednek több mint 2,5 millió négyzetkilométert, vagyis a Jeges-tengernek közel 40%-át.

Kwok és Rothrock összehasonlította a tengeralattjáró adatokat az ugyanarról a vizsgált területről származó, újabb ICESat adatokkal, 2003 és 2007 között. Az egyesített feljegyzés azt mutatja, hogy 1980 telén az átlagos jégvastagság 3,64 méter volt. 2007 végére az átlagos vastagság 1,89 méter lett.

„A többéves jégborítás drámai csökkenése igen csak figyelemre méltó, és nagy mértékben választ ad az összes jég területének és térfogatának csökkenésére”, mondja Kwok. Rothrock, aki mélyrehatóan dolgozott a tengeralattjáró adatokon, egyetért. „Ez a cikk bemutatja a globális felmelegedés egyik legmeggyőzőbb jelét, az egyik legnagyobb és leggyorsabb helyi környezeti hatással.”

A jég emberi szemmel

Míg létfontosságú, hogy tovább figyeljük a sarkvidéket műholdakkal és repülővel, Kwok szerint az is hasznos, ha fizikailag ott vagyunk valahol, és saját szemünkkel látjuk a változást – különösen azok számára, akik nem tudósok, és nem figyelik közelről a jeget. … Mint mondja, „A tengeri jég több, mint puszta tudomány; geopolitikai és emberi kérdés is. Nagy személyes hatással van rád, amikor elszabadulsz az íróasztalodtól, és te magad látod.”

(ScienceDaily, 2009. szeptember 1.)