Wodny przegląd publikacji (31)

Zmiany klimatyczne coraz wyraźniej wpływają na wszystkie ekosystemy na Ziemi, od wiecznej zmarzliny, przez Arktykę, po ekosystemy morskie, tropikalne i społeczności ludzkie. Najnowsze badania naukowe pokazują, że procesy ocieplenia oraz ich skutki przyspieszają, wywołując nieprzewidziane efekty, takie jak wzrost ryzyka zgonów wśród młodych ludzi, degradacja wiecznej zmarzliny, Arktyka pozbawiona lodu czy zmiany w sieciach pokarmowych oceanów.

1. The first ice-free day in the Arctic Ocean could occur before 2030

Li Y., Zhang H., Kumar P. et al. (2024). The first ice-free day in the Arctic Ocean could occur before 2030. Nat Commun 15, 10101.

Od dekad naukowcy ostrzegają przed wpływem zmiany klimatu na Arktykę, a wizja Oceanu Arktycznego pozbawionego lodu latem staje się coraz bardziej realna. Nowe badania, oparte na modelach klimatycznych CMIP6, przedstawiają dość precyzyjne prognozy. Badanie wskazuje, że pierwszy dzień bez pokrywy lodowej na Antarktydzie może wystąpić już w ciągu najbliższych kilku lat, z niezerowym prawdopodobieństwem wystąpienia przed 2030 r.

Badania zostały przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców, którzy wykorzystali codzienne dane z modeli klimatycznych CMIP6, obejmujące różne scenariusze emisji gazów cieplarnianych (SSP). Symulacje opierały się na założeniach dotyczących stanu lodu morskiego w 2023 r., kiedy minimalna dzienna powierzchnia wynosiła 3,39 mln km². Zespół przeanalizował łącznie 366 symulacji z 11 modeli, uwzględniając zarówno wewnętrzną zmienność klimatyczną, jak i różne ścieżki rozwoju społeczno-ekonomicznego.

Badacze ustalili, że pierwszy dzień, w którym Ocean Arktyczny będzie całkowicie pozbawiony lodu, może nastąpić już w ciągu najbliższych trzech lat, licząc od warunków z 2023 r., co oznacza, że zjawisko to może wystąpić jeszcze przed 2030 r. To plan bardzo pesymistyczny. W pozostałych scenariuszach, uwzględniających różne dane wyjściowe, termin pojawienia się dnia bez lodu na Morzu Antarktycznym zawiera się w przedziale 7–20 lat.

Największym zagrożeniem dla obecności lodu na wodach Morza Arktycznego są ekstremalne warunki atmosferyczne, takie jak napływ ciepłego powietrza zimą, wiosenne blokady i letnie burze. Analizy pokazały, że takie zdarzenia występują coraz częściej w ocieplającej się Arktyce.

2. Enhanced warming of European mountain permafrost in the early 21st century

Jones P., Müller R., Santiago P. et al. (2024). Enhanced warming of European mountain permafrost in the early 21st century. Nat Commun 15, 10508.

Ocieplenie górskiej wiecznej zmarzliny w Europie, będącej kluczowym elementem kriosfery, znacząco przyspieszyło w XXI w. Wyniki najnowszego badania, opartego na dekadowych danych z 64 odwiertów w Alpach, Skandynawii, Islandii, Sierra Nevada i na Svalbardzie, potwierdzają, że w latach 2013–2022 tempo wzrostu temperatury na głębokości 10 m przekraczało 1°C na dekadę. Jest to znacznie więcej niż zakładały wcześniejsze szacunki.

Temperatura rosła najszybciej w zimnych, ubogich w lód gruntach na dużych wysokościach i szerokościach geograficznych, takich jak Svalbard czy Alpy Zachodnie. Grunty bogate w lód, znajdujące się blisko temperatury topnienia, wykazywały wolniejsze tempo zmian ze względu na efekt ciepła utajonego. Maskuje ono wahania temperatury do czasu całkowitego roztopienia lodu. Co istotne, w ciągu ostatniej dekady w 17 proc. badanych lokalizacji na głębokości 10 m wieczna zmarzlina zanikła całkowicie.

Analiza wykazała, że proces ocieplania górskiej wiecznej zmarzliny w Europie przebiega z różną intensywnością w zależności od pory roku. W ostatnich latach największy wpływ na to miały wyższe temperatury w okresie letnim i jesiennym. W dłuższej perspektywie czasowej kluczowe są jednak cieplejsze zimy.

Naukowcy podkreślają pilną potrzebę długoterminowego monitoringu, szczególnie w regionach niedostatecznie zbadanych, takich jak Pireneje, Karpaty czy najwyższe partie Alp. Kontynuacja tych badań jest kluczowa dla oceny wpływu zmiany klimatu oraz opracowania strategii adaptacyjnych.

3. High heat is preferentially killing the young, not the old, new research finds

Shrader J., Bressler R. D., Wilson A. et al. (2024). High heat is preferentially killing the young, not the old, new research finds. Science Advances.

Dotychczasowe analizy wskazywały, że na śmierć z powodu ekstremalnie wysokich temperatur w kontekście ocieplenia klimatu najbardziej narażone są osoby starsze. Jednak nowe badanie, przeprowadzone w Meksyku, wywraca ten pogląd do góry nogami, ukazując, że aż 75 proc. zgonów związanych z upałami dotyczy osób poniżej 35 roku życia, a największy odsetek stanowią osoby w wieku od 18 do 35 lat. Wyniki te są tym bardziej zaskakujące, że młodzi ludzie uznawani są za najbardziej odporną grupę w populacji.

Badanie zostało przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców, w tym badaczy z Columbia Climate School i Uniwersytetu Stanforda. Zespół wykorzystał szczegółowe dane dotyczące śmiertelności i dziennych temperatur z Meksyku, obejmujące okres 1998–2019. Analiza polegała na skorelowaniu wysokiej śmiertelności – liczby zgonów powyżej średniej – z temperaturami mierzonymi w skali mokrego termometru, która uwzględnia wpływ ciepła i wilgotności.

W Meksyku odnotowano średnio około 3,3 tys. związanych z upałami zgonów rocznie. Prawie jedna trzecia z nich dotyczyła osób w wieku 18–35 lat, co jest nieproporcjonalnie wysoką liczbą w stosunku do udziału tej grupy w populacji. Niemowlęta i dzieci poniżej 5 roku życia również znalazły się w grupie wysokiego ryzyka. Natomiast osoby w wieku 50–70 lat rzadko umierały w wyniku wysokich temperatur.

Badacze zauważają, że młodzi ludzie są szczególnie narażeni na skutki upałów ze względu na rodzaj wykonywanej pracy, głównie fizycznej, często w trudnych warunkach, bez dostępu do klimatyzacji. Dotyczy to rolnictwa, budownictwa oraz pracy w zamkniętych, słabo wentylowanych pomieszczeniach. Dodatkowo to oni częściej angażują się w wyczerpujące aktywności fizyczne na świeżym powietrzu, np. uprawianie sportu, co zwiększa ryzyko odwodnienia i udaru cieplnego.

Wyniki badania wskazują, że młodzi ludzie są bardziej narażeni na skutki upałów niż wcześniej zakładano, co ma istotne implikacje globalne. W krajach o średnich i niskich dochodach, w których wykonują pracę fizyczną w trudnych warunkach, śmiertelność związana z upałami może być jeszcze wyższa.

Badacze zauważyli również, że w Meksyku osoby starsze częściej umierały z powodu umiarkowanego zimna, a nie upałów, co wiąże się z ich podatnością na infekcje w zamkniętych pomieszczeniach. Mimo to globalne ocieplenie powoduje wzrost odsetka zgonów związanych z upałami od początku XXI w., a trend ten będzie się nasilał.

4. How do marine food webs respond to increasing alkalinity?

Johansson L., Pacheco F., Smith J. et al. (2024). How do marine food webs respond to increasing alkalinity? Science Advances.

Zwiększenie zasadowości oceanów może odegrać kluczową rolę w walce ze zmianą klimatu, umożliwiając większe pochłanianie dwutlenku węgla i przeciwdziałając zakwaszaniu wód. Metoda OAE (Ocean Alkalinity Enhancement), polegająca na dodawaniu rozpuszczalnych minerałów, takich jak węglan sodu czy wodorowęglan, do wód morskich, zwiększa zdolność oceanu do wiązania CO₂. Proces ten może jednak prowadzić do podwyższenia odczynu wód, co rodzi pytania o jego potencjalny wpływ na organizmy wodne i stabilność sieci pokarmowych.

Chociaż pierwsze badania wskazują, że umiarkowane zmiany zasadowości mają minimalny wpływ na zooplankton i nie zaburzają funkcjonowania łańcuchów pokarmowych, naukowcy podkreślają konieczność dalszych analiz. W szczególności ważne jest zbadanie, jak metoda ta wpłynie na różnorodne ekosystemy morskie i czy długoterminowe zmiany chemiczne nie zaszkodzą wrażliwym gatunkom.

Zooplankton wykazał wysoką tolerancję na chemiczne zmiany wody, a jakość odżywcza cząstek organicznych nie miała znaczącego wpływu na konsumentów. Eksperyment przeprowadzono w oligotroficznych wodach subtropikalnych, co mogło ograniczyć ewentualne reakcje zooplanktonu na zmiany chemiczne.

W badaniu wykorzystano mezokosmy KOSMOS (Kiel Off-Shore Mesocosms for Ocean Simulations), czyli duże probówki, izolujące kolumnę wody o objętości 8 m³, zanurzane w wodzie morskiej. Eksperyment przeprowadzono u wybrzeży Gran Canarii. Do probówek dodawano różne stężenia węglanu sodu i wodorowęglanu, aby uzyskać zróżnicowane wartości OAE. Monitorowano reakcje zooplanktonu na zmiany chemiczne, analizując m.in. biomasę, różnorodność oraz zawartość kwasów tłuszczowych przez 33 dni. OAE może stać się ważnym narzędziem w walce z globalnym ociepleniem, wzmacniając zdolność oceanu do pochłaniania CO₂ i ograniczając jego zakwaszanie.

Badanie wskazuje, że przy umiarkowanych zmianach zasadowości, wpływ na zooplankton jest minimalny, co czyni tę metodę obiecującą opcją w działaniach na rzecz ochrony klimatu. Choć wyniki eksperymentu są optymistyczne, badacze podkreślają konieczność dalszych analiz, szczególnie w innych środowiskach morskich i przy zastosowaniu różnych technik OAE.