Kas iš tikrųjų yra „amžinas“ ledas po mūsų kojomis? Pasakojimas apie įšalą, kuris tirpsta

Po šiaurinių regionų miškais, stepėmis ir kalnais slypi milžiniškas nematomas sluoksnis, vadinamas daugiametiu įšalu. Tai ne tik įšalusi žemė ar ledas, bet ir tarsi milžiniška laiko kapsulė, kuri saugo senovinius augalus, mikrobus ir net seniai išnykusių gyvūnų liekanas.

Nors ilgą laiką manyta, kad šis sluoksnis praktiškai nekintantis, mokslininkai pastaraisiais dešimtmečiais stebi vis spartesnį jo tirpimą. Kartu kyla klausimai ne tik apie klimato kaitą, bet ir apie tai, ką išlaisvins įšalo ledynuose įstrigusi praeitis.

Kas yra daugiametis įšalas?

Daugiametis įšalas vadinamas gruntas ar uolienos, kurios išlieka įšalusios bent dvejus metus iš eilės. Daugelyje regione jis neatsileidžia jau tūkstančius metų, todėl jo viduje galima rasti sluoksnių, susiformavusių dar ledynmečiu.

Šis įšalas gali būti vos keliasdešimt centimetrų storio arba siekti daugiau kaip 1 000 metrų gylį. Viršutinį kelių dešimčių centimetrų sluoksnį vasarą paprastai atitirpdo šiluma, bet gilesni sluoksniai išlieka įšalę ištisus metus ir veikia kaip stabilus pagrindas visai ekosistemai.

Slapta „saugykla“ po tundros paviršiumi

Daugiametis įšalas nėra vientisas ledo blokas. Tai užšalęs mišinys iš mineralų, organinių liekanų, vandens ir ledo luitų, kurie persipynę tarsi sluoksniuotas pyragas. Kuo daugiau jame organinių medžiagų, tuo labiau šis sluoksnis primena sustingusią senovinių miškų ir pelkių sandėlį.

Įšalo gelmėse išsaugota augalų šaknų, žiedadulkių, samanų ir kitų likučių, kurie, įprastomis sąlygomis, būtų seniai suirę. Ši medžiaga nepūva, nes ekstremalus šaltis sustabdo bakterijų veiklą, todėl organinis „kuras“ lieka nepaliestas tūkstančius metų.

Ką mokslininkai randa įšalo gelmėse?

Atšilus atskiriems plotams, daugiametis įšalas kartais atidengia stulbinančiai gerai išsilaikiusias gyvūnų liekanas. Būtent iš tokių sluoksnių iškelti vilnoniai mamutai, urviniai liūtai ir kiti ledynmečio gyvūnai, kurių audiniai ir net kailis kartais išlikę beveik nepakitę.

Įšale aptinkama ir senovinių mikroorganizmų, kurie buvo užrakinti be deguonies ir saulės šviesos. Kai kurie jų laboratorijose vėl suaktyvinami, todėl daug diskutuojama, kaip saugiai tirti tokias „prikeliamas“ ekosistemas ir neprisidaryti problemų.

Nematomos dujų bombos

Vienas svarbiausių daugiametės įšalo paslapčių aspektų yra tai, kiek anglies jis saugo. Skaičiuojama, kad šiauriniuose regionuose įšale įkalinta daugiau anglies, nei jos šiuo metu yra Žemės atmosferoje, daugiausia kaip užšalusios augalinės liekanos.

Kai įšalas ima tirpti, šios organinės medžiagos atšyla ir jas vėl pradeda skaidyti mikroorganizmai. Tuomet išsiskiria anglies dioksidas ir metanas, o tai dar labiau šildo klimatą ir skatina dar spartesnį įšalo tirpimą, susidaro tarsi uždaras ratas.

Kaip tirpstantis įšalas keičia kraštovaizdį?

Ten, kur daugiametis įšalas buvo lyg pamatas, jo tirpimas gali sukelti įspūdingus teritorijų pokyčius. Žemė ima smegti, susidaro gilūs grioviai, sutrūkinėję paviršiai ir net kelių hektarų dydžio įgriuvos, primenančios kraterius.

Tokiose vietose dažnai susiformuoja nauji ežerai, vadinami termokarstiniais. Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo kaip natūralūs ir net gražūs vandens telkiniai, tačiau jie liudija, kad po paviršiumi nyksta senas stabilus įšalo sluoksnis, o į atmosferą galimai patenka vis daugiau šiltnamio dujų.

Staiga yrančios konstrukcijos ir miestai

Daugelyje šiaurinių regionų miestai, keliai ir vamzdynai buvo statyti remiantis prielaida, kad įšalas yra tvirtas ir beveik nekintantis pagrindas. Kai jis ima tirpti ir minkštėti, pastato pamatai gali išsiklaipyti, keliai deformuotis, o inžineriniai tinklai skilinėti.

Vietinės valdžios ir inžinieriai ieško sprendimų: nuo pastatų atskyrimo nuo grunto specialiais poliais iki technologijų, kurios turėtų išlaikyti gruntą kuo šaltesnį. Tačiau tai brangus ir sudėtingas procesas, o situacija kai kuriose vietovėse keičiasi greičiau, nei projektuotojai spėjo numatyti.

Ar įšalas „įsimena“ klimatą?

Daugiametis įšalas mokslininkams tarnauja ir kaip vertinga archyvo saugykla. Iš įvairių gylio sluoksnių paimti mėginiai leidžia atsekti, kaip keitėsi temperatūra, kritulių režimas ir augalija per tūkstančius metų.

Analizuodami žiedadulkes, dujų burbuliukus ledo sluoksniuose ir organinės medžiagos sudėtį, tyrėjai bando suprasti, kaip Žemės sistema reagavo į ankstesnius atšilimo ir atšalimo laikotarpius. Tai padeda geriau prognozuoti, ko tikėtis ir šiuolaikinio klimato kaitos laikotarpiu.

Mitai apie „amžiną“ ledą

Vienas iš plačiai paplitusių vaizdinių yra idėja, kad daugiametis įšalas yra stabilus ir beveik nekintantis sluoksnis, egzistuojantis tarsi nesibaigiantis šaldiklis. Iš tiesų šis gruntas yra jautri sistema, kuri reaguoja į net nedidelius temperatūros pokyčius ir kritulių kiekio kitimą.

Kartais klaidingai manoma, kad įšalą galima tiesiog „saugoti“ uždengiant žemės paviršių ar įrengiant atskiras aušinimo sistemas. Tokie sprendimai gali padėti konkrečioms infrastruktūros vietoms, tačiau jie nepakeičia didesnio masto procesų, kuriuos lemia bendras klimato atšilimas.

Kas laukia šios ledo laiko kapsulės?

Klausimas, kiek daugiametis įšalas dar gali išlikti toks, koks buvo tūkstančius metų, tampa vis aktualesnis. Bendras šiaurinių regionų atšilimas reiškia, kad atitirps vis daugiau senų sluoksnių, todėl keisis ne tik kraštovaizdis, bet ir regionų ekonomika bei ekosistemos.

Kartu tai suteikia unikalią galimybę mokslui: tyrinėjant atsiveriančius senovinius sluoksnius, galima geriau suprasti Žemės istoriją ir jos klimato svyravimus. Tačiau tuo pačiu tai priminimas, kad net ir „amžinas“ ledas galiausiai pasiduoda pokyčiams.