Vědec po 18 letech výzkumu Antarktidy: Tak ohromné oteplování jsem nečekal

Úplně poprvé na antarktickém ostrově Jamese Rosse pracoval v rámci první české vědecké expedice v roce 2004. Od té doby se Daniel Nývlt zúčastnil dalších deseti výprav a nyní je i vedoucím Českého antarktického výzkumného programu využívajícího českou vědeckou stanici Johanna Gregora Mendela, ze které tento měsíc odcestovala zpět domů už 15. výprava.

Stanice leží na severozápadním cípu ostrova Jamese Rosse:

V rozhovoru pro Seznam Zprávy u příležitosti 15. výročí otevření Mendelovy polární stanice Nývlt popsal, jak spolu s kolegy monitorují oteplování, které ještě před pár desítkami let předvídali jenom ti největší pesimisté. Stále lepší poznání spolu se zrychlujícím se tempem samotné klimatické změny ale přinesly novou realitu.

Antarktida se podle Nývlta může stát regionem, který vůbec nejvíc přispívá ke zvyšování hladiny oceánů. Dříve měly největší podíl horské ledovce, pak grónský ledovcový štít. Z ledového kontinentu by se tak mohl stát „obrovský problém pro velkou část lidstva“, a to už v horizontu několika desetiletí.

Jedním z hlavních úkolů vašeho týmu je v Antarktidě monitorovat klima. Co jste za tu dobu vypozorovali?

My máme z ostrova Jamese Rosse docela dlouhou řadu dat od roku 2004 až po současnost. Dá se říct, že v období zhruba mezi lety 2009 až 2014 bylo v okrajové části Antarktidy relativně chladnější počasí.

Potom ale přišel rok 2015, který byl v této oblasti opravdu extrémně teplý. Na několika stanicích jsme naměřili teploty přes 17 °C a ve stejné době byl na jiné stanici na nejsevernějším výběžku Antarktického poloostrova naměřen i tehdejší rekord 17,8 °C. Velmi podobné to bylo o rok později, kdy bylo opravdu teplo nejen v Antarktidě, byl to tehdy historicky nejteplejší rok i globálně. Poté ho překonal až rok 2020.

Tehdy se na Antarktidě naměřilo přes 18 °C, což je dosavadní rekord…

Ano, ale na jedné stanici, která leží na vedlejším ostrově Seymour a je ve správě Brazilců, naměřili dokonce 20,8 °C. Rekord ale nebyl uznán, protože stanice nebyla standardizovaná pro Světovou meteorologickou organizaci (WMO) a senzor na měření teploty neměl správné stínítko. Na stanici Esperanza, která od té naší leží asi 70 kilometrů vzdušnou čarou, ale naměřili ten dosavadní rekord 18,3 °C a i my jsme na našich stanicích měli nějakých 17,5 až 17,9 °C. V běžných letech se roční maxima pohybují kolem osmi až dvanácti stupňů.

Co letošní sezona?

I ta byla extrémně teplá. Tentokrát se nedá mluvit o těch absolutních rekordech, co se týče jednotlivých čísel, ale třeba únor byl letos nesmírně teplý a roztála i sněhová pole, která tam předtím třeba deset let trvale zůstávala. Za tu dobu, co na Antarktidu jezdíme, teprve potřetí také rozmrzla některá jezera, jinak byla zamrzlá i během léta.

Absolutní rekordy nicméně padaly v jiných částech kontinentu, 18. března byla na italsko-francouzské vědecké stanici Concordia na Antarktickém plató ve východní Antarktidě naměřena nejvyšší teplota vzduchu a to -11,5 °C. Extrémně vysoké teploty byly zaznamenány na ploše téměř celé východní Antarktidy, například na nejchladnějším místě na Zemi, na ruské stanici Vostok, byla naměřena nejvyšší teplota -17,7 °C, čímž byl o téměř 15 °C překonán březnový rekord za 65 let měření. Oproti průměru byly tyto březnové teploty dokonce o 30 až 50 °C vyšší.

Záběry z českého antarktického výzkumu:

Jak vypadá srovnání vašich měření z posledních let s daty z doby, kdy ještě v Antarktidě nestála Mendelova polární stanice ani jste tam nejezdili?

Okolní stanice už samozřejmě mají starší data. Třeba argentinská stanice Marambio od roku 1971 a Esperanza dokonce od roku 1953. Ta sedmdesátiletá řada jasně ukazuje, že 50., 60. a 70. léta minulého století byla výrazně chladnější než to, co vidíme nyní my v 21. století. Velmi teplá byla už 90. léta 20. století a přelom milénia, pak se maličko ochladilo právě především v letech 2009 až 2015 a od té doby trvá zase velmi rychle oteplující se období.

Námi pozorované nejteplejší roky 2015, 2016, 2020 a možná to bude i rok 2022, ale tam jsme teprve na začátku, patří k pěti nejteplejším rokům za celou sedmdesátiletou periodu měření. S těmi nejteplejšími roky byly srovnatelné jen dva v 90. letech, ale nebyly v těch extrémech až tak teplé.

V Antarktidě neměříte jen teplotu, ale studujete i ekosystémy, jaké změny spojené s oteplením v nich pozorujete?

Pozorujeme například to, že v některých místech se mohou při vhodných podmínkách, když je tam dostatek tavné vody z tajících ledovců nebo permafrostu a sněžných akumulací, rozšiřovat mechoviště. Na začátku sezony 2016 jsme ale například zjistili, že jaro nastoupilo velmi brzo a způsobilo silné tání. Kvůli tomu pak ve vrcholném létě, kdy byla vysoká teplota, už nebyl dostatek vody, protože už nemělo co tát. No a mechoviště na mnoha místech naopak odumřela.

Čím dál víc se ukazuje, že limitem pro život nemusí být pouze a jenom nízká teplota, ale i dostupnost vody v kapalném skupenství. Tamějším organismům nevadí, když vyschnou v zimě, ale když je plus deset stupňů a Slunce na ně posílá velké dávky UV záření, tak bez kapalné vody snadno uschnou a odumřou.

Je to dáno tím, že Antarktida je nesmírně suchý kontinent, až na absolutní výjimky je srážek velmi málo a v drtivé většině navíc v pevném skupenství, takže se oblast ostrova Jamese Rosse dá označit za polopoušť a většina Antarktidy za poušť.

Pozorujete během výprav i takové změny, kterých by si všiml i úplný laik, jenž by tedy řekněme přijel poprvé před 15 lety a pak se na stejné místo podíval letos?

Tohle se krásně ukazuje na čelech ledovců. Nejvíc je to vidět třeba na fotkách z Alp, arktické Kanady nebo Špicberků, kde můžete srovnat snímek z konce 19. století se současným a vidíte, že ledovce ustoupily o kilometry. U nás za těch 15 let neustoupily o kilometry, ale v některých místech třeba o 50 až 70 metrů a na výšku se snížily třeba o dva tři metry. My to srovnání nicméně neděláme přes fotky, ale skrze přesnější geodetická měření. Od pohledu si to člověk samozřejmě dost dobře nepamatuje, jak to místo vypadalo před tolika lety.

Jak se za tu dobu změnila Antarktida jako taková? Hodně se v posledních letech píše například o tání tzv. „Ledovce soudného dne“ (Doomsday glacier), ale asi toho bude víc…

O tomto rozpadu se teď mluví hodně, ale k výrazným rozpadům šelfových ledovců kolem Antarktického poloostrova docházelo v 90. letech a na začátku tisíciletí.

Právě v té naší oblasti mezi ostrovem Jamese Rosse a Antarktickým poloostrovem byl až do roku 1995 šelfový ledovec Prince Gustava a ten se rozlámal. Stejně tak Larsenovy šelfové ledovce A a B se rozpadaly v letech 1995, 1998 a 2002. To byly plošně rozsáhlé šelfové ledovce, které vytvářely velké tabulové ledové kry, které byly tlusté několik stovek metrů, a jen jedna devítina vykukovala nad hladinu. Po oceánu se dostaly třeba až k jižní Africe.

V posledních 20 letech takového odlamování bylo hodně a jde samozřejmě o ty nejnápadnější změny na okraji Antarktidy. Šelfové ledovce totiž do určité míry fungují jako taková brzda pohybu ledu, a jakmile se rozlámou, tak můžou výše položené části ledovce rychleji stékat dolů. Tím pádem se led z vyšších oblastí dostává do příbřežních oblastí, kde je tepleji a tání se zrychluje. Tohle je určitě jedna z nejvýraznějších změn za posledních 20 let.

Letecké záběry Thwaitesova ledovce:

A jaké jsou ty další?

Je tu ještě atmosférická cirkulace. Do okrajových částí Antarktidy se čím dál častěji dostává teplý vzduch z nižších zeměpisných šířek. Týká se to zejména Antarktického poloostrova, kam se vpády teplého vzduchu dřív dostávaly jen na západní stranu, teď se ale pořád víc dostávají přes bariéru poloostrova dál, kde způsobují vysušování a oteplování. Je to něco, co známe třeba i z Alp a říká se tomu fénové proudění. Tyto atmosférické proudy mohou mít i třeba o deset stupňů vyšší teplotu na závětrné straně, než je na západě poloostrova.

Třetí změnou, která je hodně znát, ale u nás v Česku si to asi moc lidí neumí představit, protože nejsme mořský národ, je změna teploty mořské vody. Je potřeba si uvědomit, že když globální oteplování způsobilo změnu teploty o 1,2 °C oproti preindustriální éře, tak v případě Antarktidy, kde jsou průměrné roční teploty hluboko pod nulou, to nemá až tak zásadní vliv jako ohřátí mořské vody.

Ta měla totiž průměrnou teplotu třeba minus půl stupně, a když se ohřeje o jeden stupeň, tak jste najednou v plusu, což velmi efektivně odspodu rozpouští šelfové ledovce. Mořská voda totiž díky rozpuštěným solím zamrzá při teplotě téměř -2 °C, a tak moře kolem Antarktidy mohou být na sklonku léta ještě leduprostá, i když na pevnině již holá půda zamrzá. Nárůst teploty oceánu je na okraji Antarktidy dnes mnohem větší příčinou tání než narůstající teplota vzduchu, která se hodně řeší tady u nás ve středu Evropy.

Není tohle přesně ten důvod, proč taje „Ledovec soudného dne”?

Je to přesně tak. Jsou to právě teplou mořskou vodou vyhlodané tunely pod Thwaitesovým ledovcem, které mohou teplejší mořskou vodu distribuovat mnohem dál směrem proti pohybu ledovce, takže ho podhlodávají dál a dál. V těchto oblastech právě vidíme propady šelfových ledovců, za 40 let se některé snížily i o více než sto metrů. Tyto změny jsou velmi dobře vidět na satelitních snímcích.

Jeden z problémů, který se asi nejvíc dotkne lidí, je zvedání hladiny oceánů. Když se velký ledovec na kraji rozpadne úplně, nahrnou se po něm do vody i ledovce z pevniny a hladinu zvednou výrazně a rychle. Právě proto se ledovci Thwaites říká Ledovec soudného dne, vnímáte tento princip soudného dne spíš jako blábol médií, nebo to dává smysl i z vědeckého pohledu?

Je na tom určitě něco smysluplného. Kdybyste se ještě před deseti lety podíval na to, jak glaciologové hodnotili potenciál jednotlivých složek kryosféry planety Země z hlediska jejich tání a nárůstu hladiny oceánů, tak se říkalo, že jsou to horské ledovce v mírných a subtropických pásech, které významně tají a tu hladinu zvyšují nejrychleji. Pak se to ale začalo měnit, protože se zjistilo, že dramaticky odtává grónský ledovcový štít. Před asi pěti až šesti lety kvantifikace změn už ukázaly, že právě grónský ledovcový štít už přispívá ke zvyšování hladiny oceánů víc než horské ledovce.

A dnes už začínáme zjišťovat, že pokud všechno bude pokračovat tou rychlostí, co nyní pozorujeme, tak za 10 až 20 let to bude Antarktida, především její západní část. Před deseti nebo dvaceti lety se ale myslelo, že k tomu dojde až někdy kolem roku 2050, takže o nějakých 15–20 let později. Je to jednak tím, že máme stále víc informací, ale i tím, že tání opravdu zrychluje.

Jak se vyvíjí odhady zvedání mořské hladiny?

Když se podíváte do reportu IPCC (Mezivládní panel pro změnu klimatu) z let 2013–2014, tak ten odhadoval zvýšení hladiny oceánů do roku 2100 o nějakých 30 až 60 centimetrů. Současný report z let 2021 až 2022 už odhaduje rozpětí mezi 60 a 100 centimetry. A je dost pravděpodobné, že pokud se nic nezmění, tak nám to další reporty za dalších pár let posunou zase dál, protože právě budoucí změny velkých ledovců v Grónsku a Antarktidě jsou současnou největší neznámou.

Některé scénáře už odhadují, že to na konci století budou dva až tři metry, a to je v horizontu 80 let obrovský problém pro velkou část lidstva. Musíme si uvědomit, že nejde jen o to, že hladina se takto zvedne, budou to hodně umocňovat stále častější bouře a bouřlivé příboje, viz třeba obrovská mořská povodeň v Nizozemsku v roce 1953, kvůli které potom Nizozemci museli postavit svůj protipovodňový projekt Delta.

Třeba Evropa má prostředky na to, aby se tomu bránila, ale co taková Indie, Pákistán nebo Bangladéš, kde v nadmořské výšce do deseti metrů žijí stovky milionů lidí. Nemluvě třeba o takových Maledivách, kde je nejvyšší místo pár metrů nad hladinou moře.

Překvapila vás rychlost změn v Antarktidě?

Určitě jsem to před tím, než jsem začal pracovat v Antarktidě nebo i v Arktidě na Špicberkách, nečekal. Je pravda, že ještě před 15 až 20 lety jsem si ani nedokázal představit, že by tyto procesy vůbec mohly být takhle rychlé. To člověku dojde, až když začne v těchto oblastech vědecky pracovat, začne to počítat a kvantifikovat z hlediska objemu a výšky a podívá se na převažující trend a vidí, jak se zrychluje.

Musím říct, že v posledních deseti letech ta paradigmata, která jsme se učili ve škole ještě v 80. a 90. letech minulého století, přestala platit. Je pravda, že někteří environmentalisté upozorňovali na změnu klimatu už od 70. let, ale dramaticky se to začalo projevovat až v 90. letech a 21. století je toho jasným příkladem. Když se podíváme na poslední dekádu, tak za tu dobu máme osm nejteplejších roků z posledních 250 let měření. To je prostě jasná koncentrace nárůstu teploty.

Je ale potřeba zopakovat, že globální oteplování samozřejmě neznamená, že každý další rok bude teplejší než ten předchozí a že tomu tak bude po celé planetě. Ve střední Evropě jsme třeba měli rok 2020 relativně chladnější, ale podívejte se do Středomoří, kde teploty dosahovaly 50 °C a umíraly tam kvůli tomu stovky lidí. My jako teplokrevní savci se takovým teplotám nedokážeme dost dobře přizpůsobit, jedině technicky.

Tohle je určitě jedna z věcí, která lidem mlží pohled na globální oteplování, možná ještě častější je ale ta představa, že jde o něco, co tady bylo vždycky, střídaly se doby ledové a teplejší éry, čímž se někteří lidé snaží zpochybnit vliv člověka. Jaké jsou proti tomu nejsilnější argumenty?

V kvantifikaci míry vlivu člověka jsou vědci převážně velmi opatrní. Třeba ani reporty IPCC to dříve nechtěly kvantifikovat, ale v posledních dvou reportech už se o to vědci pokusili a dnes víme, že současná klimatická změna je minimálně ze tří čtvrtin způsobená vlivem člověka.

To, že se nám tady na dlouhých časových škálách klima měnilo, je samozřejmě nesporná pravda. Doby ledové trvaly asi 100 tisíc let a doby meziledové řádově 10 až 15 tisíc let. Tyto změny jsou způsobené vnějšími parametry oběžné dráhy Země kolem Slunce, která se mění z více kruhové na více eliptickou a tím pádem dostávají vysoké zeměpisné šířky severní polokoule rozdílné dávky záření, což ovlivňuje nárůst a tání ledovců.

Toto je samozřejmě známé, ale ani po konci poslední doby ledové (doba ledová kulminovala asi před 19 tisíci lety), kdy velké ledovcové štíty pokrývající polovinu Evropy a Severní Ameriky začaly tát, nebyl nárůst teplot nikdy tak dramatický, jaký pozorujeme my v posledních několika desítkách let.

Stejně tak vědci už jasně dokázali, že současné tání grónského ledovcového štítu je minimálně desetinásobně, možná i stonásobně rychlejší, než bylo právě v době přechodu z doby ledové do meziledové. To znamená, že změna způsobená člověkem je i o dva řády vyšší a rychlejší než změna, ke které by docházelo přirozeně.

Můžete prosím přiblížit, jak vědci získávají data o podobě klimatu z tak daleké minulosti a jak jsou přesná?

Existuje mnoho přírodních archívů, ze kterých můžeme rekonstruovat změny teploty a klimatu obecně na škálách tisíců let.

Nejdelší řady a zároveň globální pohled nám nabízí hlubokomořské sedimenty v tropických a subtropických oblastech, které se ukládaly miliony let. V nich můžeme sledovat izotopické složení vápnitých schránek jednobuněčných mořských prvoků – dírkonožců. Poměr mezi jednotlivými stabilními izotopy kyslíku v jejich schránkách odráží nejen teplotu vody, ve které tehdy žili, ale také celkové množství vody, která byla v té době ze světového hydrologického cyklu vyvázána a uložena ve formě ledovců. Můžeme tak studovat dvě klimaticky zásadní věci – teplotu mořské vody a množství ledu na celé planetě.

Další podobné archivy najdeme přímo v ledu v Grónsku nebo v Antarktidě, v jezerních sedimentech, rašeliništích nebo i letokruzích stromů. Ty poslední však už pokrývají pouze staletí nebo maximálně několik tisíciletí.

Jaký máte pocit ze všech akcí, které státy dělají nebo plánují dělat, aby změnu klimatu zmírnily, jste spíš optimista, nebo pesimista?

Jsem spíš realista a je mi jasné, že lidstvo se nebude chtít vzdát svých výdobytků a svého pohodlí, takže dokud to nebude opravdu alarmující, tak se v globálu nic dělat nebude. Evropa samozřejmě dělá víc než jakékoliv jiné kontinenty a státy, ale to nestačí, protože největší producenti skleníkových plynů dneska už nejsou v Evropě. Jsou v USA, Číně a dalších zemích s rozvíjející se ekonomikou. Pokud přístup nebude globální, tak je to do určité míry zbytečné.

Já se proto obávám, že mnohem podstatnější pro nás bude adaptace na nové podmínky než předcházení jejich vzniku.

Jak si myslíte, že to bude na Antarktidě vypadat za příštích 15 nebo 20 let?

My velmi dobře víme, že máme možnost studovat unikátní oblast v rámci celé Antarktidy, protože naše stanice leží na největší odledněné ploše na celém Antarktickém poloostrově. Díky tomu už nyní studujeme procesy, které za 20 nebo 50 let budou častější i ve zbytku Antarktidy. Čekáme tedy samozřejmě další úbytek ledovců a tání permafrostu, a jak už jsem zmiňoval, i stále častější problémy s nedostatkem vody pro místní biotu.