Po co badamy śnieg? Glacjolog z IGF PAN odpowiada
Jak to się dzieje, że każdy płatek śniegu jest unikatowy? I czy to prawda, że wszystkie lodowce na Spitsbergenie za chwilę znikną? Serdecznie zapraszamy do wysłuchania kolejnego odcinka podkastu popularnonaukowego GEOGADKA, w którym gościem Dagmary Bożek z Działu Komunikacji Naukowej i Edukacji jest dr Bartłomiej Luks, glacjolog i adiunkt w Zakładzie Badań Polarnych i Morskich IGF PAN.
Dagmara Bożek: Na początek pytanie językowe – lodowce się rozpuszczają, topnieją czy topią?
Dr Bartłomiej Luks: Lodowce topnieją.
D.B.: Zapytałam nie bez powodu, bo różne warianty spotyka się np. w relacjach medialnych. Oprócz pracy naukowej zajmujesz się również popularyzacją nauki. Jak znajdujesz na to czas?
B.L.: To jest świetne pytanie. Myślę, że większość z nas stara się dzielić czas między edukację a pracę naukową. Jest to ze sobą powiązane.
D.B.: W jednym z poprzednich odcinków naszego podkastu, w którym brał udział dr hab. Grzegorz Lizurek, padło stwierdzenie, że trudno jest być dobrym naukowcem i popularyzatorem nauki jednocześnie.
B.L.: Na pewno trudno jest być dobrym popularyzatorem. Mówienie o nauce w sposób przystępny dla dużej części naukowców nie jest łatwe, również dla mnie. Często używamy specjalistycznego języka, wydaje nam się, że pewne sprawy są oczywiste, a dla naszych odbiorców wcale takie nie są.
D.B.: O co jesteś najczęściej pytany podczas wizyt w mediach czy wykładów dla młodzieży?
B.L.: Czy klimat naprawdę się zmienia? Jak możemy temu zaradzić? Czy te lodowce naprawdę się topią? Nie „topią” tylko „topnieją”…
D.B.: Dlatego zapytałam o to na początku. (śmiech)
B.L.: Tak, słowo „topią” często się pojawia. (śmiech) Po co badamy śnieg? Sporo pytań tego typu otrzymuję.
D.B.: Ja właśnie przygotowałam jedno z tych „prostych”, jakie wymieniłeś, dotyczące śniegu. W ramach jednego z naszych projektów prowadziłeś bardzo ciekawe webinarium Czy płatki śniegu są unikatowe?. Ponadto tytuł Twojej pracy doktorskiej brzmiał Dynamika zmian pokrywy śnieżnej w rejonie południowo-zachodniego Spitsbergenu, więc na śniegu znasz się jak mało kto. Dlaczego badamy śnieg i co nam to mówi o świecie?
B.L.: Biorąc pod uwagę to, że prawie dwie trzecie mieszkańców Ziemi nigdy nie widziało śniegu, to pytanie często się pojawia. Jeśli chodzi o Arktykę, śnieg jest bardzo ważnym komponentem kontrolującym klimat. Mnie jako naukowca interesuje hydrologia śniegu, ale również śnieg jako medium, które zbiera zanieczyszczenia i następnie uwalnia je do środowiska. Od kilku lat współpracuję z chemikami i mikrobiologami – to takie nowe otwarcie dla badań interdyscyplinarnych.
D.B.: Co daje podejście interdyscyplinarne? Wcześniej działka badań nad śniegiem była zarezerwowana głównie dla glacjologów.
B.L.: Przez wiele lat faktycznie tak było, że chemicy, mikrobiolodzy robili swoje, a badacze śniegu, czyli specjaliści od badań niwalnych, glacjolodzy, zajmowali się śniegiem per se. Okazuje się, że połączenie wiedzy chemików, mikrobiologów oraz badaczy śniegu daje nam dużo więcej informacji. My dostarczamy dane dotyczące procesów zachodzących w pokrywie śnieżnej, jak ona się zmienia, jak dochodzi do przeobrażenia kryształów śniegu.
D.B.: A jak jest z tą unikatowością płatków śniegu?
B.L.: Nie ma dwóch takich samych śnieżynek. Każda jest inna, mimo że jest ich nieskończona ilość. Proces tworzenia się śnieżynek w atmosferze jest nieprzewidywalny. Zaczyna się od jądra kondensacji, to może być drobina pyłu czy bakteria, które zaczyna spadać z chmury na ziemię. Po drodze powoli tworzy się wokół niego kryształ lodu. Za każdym razem ta śnieżynka trochę inaczej rośnie.
D.B.: Kształty śnieżynek mogą być inspiracją z kolei do łączenia nauki ze sztuką. A jak zaczęła się Twoja kariera zawodowa? Mam wrażenie, że zawód glacjologa wśród młodych ludzi jest postrzegany jako dość egzotyczny, a przez to pociągający.
B.L.: Jeśli chodzi o badania polarne, to moja droga była dość długa. Byłem na Międzywydziałowych Studiach Ochrony Środowiska na Uniwersytecie Warszawskim i na pierwszym roku studiów zapisałem się do studenckiego klubu górskiego na kurs przewodnicki. Na jedno ze spotkań w ramach kursu przyszedł Krzysztof Krajewski z Instytutu Nauk Geologicznych i powiedział, że szuka asystenta na wyprawę. Miałem to szczęście, że to byłem ja. Wziąłem udział w wyprawie geologicznej na Spitsbergen. Wracając z tej wyprawy, poznałem Piotra Głowackiego, który zaproponował mi pisanie pracy magisterskiej o zanieczyszczeniach w Polskiej Stacji Polarnej Hornsund. Po obronie pracy Piotr zaprosił mnie na studia doktoranckie w Instytucie Geofizyki PAN i oto jestem.
D.B.: Czyli ile to już lat?
B.L.: W tym roku będzie dwadzieścia jeden. Tyle lat minęło od mojego pierwszego wyjazdu na Spitsbergen.
D.B.: Próbowałeś policzyć, w ilu wyprawach uczestniczyłeś?
B.L.: Nie mam pojęcia. Trzydziestu?
D.B.: Czy po tak długim czasie praca w rejonach polarnych staje się rutyną? Czy nadal odnajdujesz w niej coś niezwykłego?
B.L.: To za każdym razem jest niezwykłe doświadczenie. Za każdym razem, gdy przyjeżdżam do Hornsundu, jest trochę inaczej – środowisko się zmienia, w stacji są inni ludzie. Z drugiej strony wiem, że przyjeżdżam tam jak do domu. Od wielu lat stacja w Hornsundzie to jest mój drugi dom.
D.B.: Wspominałeś o zmianach środowiska. Dwadzieścia jeden lat to na tyle długi okres, że można coś więcej o nich powiedzieć w kontekście zmian klimatu. Co się stało z krajobrazem wokół stacji przez ten czas?
B.L.: Zajmuję się głównie śniegiem i lodowcami i pod tym względem zmiany są dramatyczne. Widać to na podstawie zmian zasięgów czół lodowców i ich powierzchni. Czoło lodowca Hansa, na którym głównie pracujemy, bardzo się wycofało – o kilkaset metrów od 2002 roku, kiedy widziałem go po raz pierwszy. W ostatnich latach tempo zmian przyspieszyło. W tej chwili jeżdżę do Hornsundu dwa razy w roku wiosną i jesienią i zmiany, jakie widać na Hansie między tymi porami roku są bardzo widoczne. Powierzchnia lodowca w strefie czołowej obniża się o dwa-trzy metry w ciągu jednego lata. Mówimy o wytapianiu lodu na powierzchni. W górnej części lodowca to jest kilka centymetrów.
D.B.: Co to oznacza lokalnie? Dla Spitsbergenu, archipelagu Svalbard?
B.L.: Większość lodowców na Spitsbergenie ma negatywny bilans masy. To znaczy, że więcej tracą masy, niż są w stanie uzyskać w ciągu zimy, i na dużej części powierzchni dochodzi do topnienia. To jest bardzo duża dostawa słodkiej wody do systemów fiordów. Jest z tym również związana dostawa nutrientów, czyli substancji odżywczych, oraz metali ciężkich do fiordów. Teraz w Instytucie realizujemy dwa projekty, które zajmują się tymi dwoma zagadnieniami. To niewątpliwie ma wpływ na lokalne ekosystemy.
D.B.: A jaki to ma wpływ na pracę glacjologów i jej perspektywy na przyszłość?
B.L.: Jeśli chodzi o perspektywy, to lodowiec Hansa na pewno mnie przeżyje. To duży lodowiec, ma 15 kilometrów długości. Nie wiem, jak będzie z Arie, który jest małym lodowcem dolinnym i w tej chwili właściwie obserwujemy jego powolną śmierć. Bardzo intensywnie się wytapia, również w strefie akumulacyjnej, i traci tam około 30-40 centymetrów grubości. Zobaczymy, kto i kogo przeżyje. Mimo to jest to cały czas spory kawał lodu. Myślę, że kiedy pojadę po raz ostatni na Spitsbergen, to kawałek Arie jeszcze będzie.
D.B.: Przypomina mi się tu opowieść dra Kuby Małeckiego, glacjologa z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, o spitsbergeńskim lodowcu Sven. Podczas swoich wielu lat pracy na tym lodowcu nawiązał z nim pewną więź, a teraz Sven znika na naszych oczach. Czy Ty również tak osobiście podchodzisz do badanych przez Ciebie lodowców? Historia lodowca Arie brzmi podobnie.
B.L.: Sven i Arie to małe lodowce, które bardzo mocno odpowiadają na ocieplenie klimatu, ale również na zmianę struktury opadów. Trochę mi przykro, że Arie znika. Może nie jest to tak osobiste, jak w przypadku historii Kuby i Svena, ale obserwacja tak szybkich zmian jest przykra.
D.B.: A czy w kontekście topnienia lodowców można mówić o jakichkolwiek szansach? Dowiemy się czegoś nowego, powstaną projekty naukowe, które poszerzą naszą wiedzę?
B.L.: Mówimy o szansach dla nauki czy lodowców?
D.B.: Dla jednych i drugich.
B.L.: Dla lodowców na Spitsbergenie niestety nie ma przyszłości. Przy obecnym tempie zmian klimatu one po prostu się wytopią. Jeśli chodzi o odkrycia, to lodowce cały czas mają bardzo wiele tajemnic. Dużym problemem, który cały czas do końca nie jest rozwiązany, to szacowanie ilości lodu, który trafia do fiordów w trakcie procesu cielenia, czyli odrywania się brył lodowych od czoła lodowców. Drugim bardzo ciekawym problemem naukowym, który też nie jest do końca zbadany, są szarże lodowców, czyli bardzo intensywny ruch lodowca. W tym zakresie są cały czas prowadzone badania, ale nie mam jednoznacznych odpowiedzi, jaka jest przyczyna tego zjawiska.
D.B.: W miejscach, gdzie żyją ludzie, szarże lodowcowe są katastrofalne w skutkach…
B.L.: W przypadku Svalbardu raczej nie ma takiego zagrożenia, bo jest mało osad ludzkich i żadna z nich nie jest zlokalizowana w pobliżu dużego lodowca uchodzącego do morza. Natomiast archipelag jest świetnym laboratorium do badania szarż lodowców, ponieważ często tam występują.
D.B.: Chciałam Cię jeszcze zapytać o dość medialny temat, jakim są „tajemnicze bakterie ukryte w lodzie lodowcowym”, które w wyniku procesów topnienia się uwalniają. I co wtedy?
B.L.: Mikroorganizmy, które są zakonserwowane – czy to w lodzie, czy wieloletniej zmarzlinie – mogą być uwolnione do środowiska w związku z szybkim wytapianiem lodowców czy rozmarzaniem zmarzliny. Kilka lat temu w Longyearbyen była o tym dyskusja w związku z cmentarzem, który zaczyna rozmarzać. W permafroście są pogrzebani ludzie, którzy umarli m.in. na hiszpankę. To był duży problem, pobierano próby, ale jeśli dobrze pamiętam, okazało się, że te patogeny po rozmrożeniu nie były aktywne. Nie było zagrożenia wybuchem kolejnej epidemii hiszpanki w Longyearbyen. Oczywiście, nie można też tego wykluczyć. Śnieg i lód są świetnym środowiskiem dla bakterii. Trzy lata temu prowadziliśmy w Karkonoszach z zespołem z Francji badania śniegu pod kątem zanieczyszczeń antropogenicznych bakteryjnych. Szukaliśmy bakterii, które są antybiotykoodporne i okazało się, że wzdłuż szlaków turystycznych jest bardzo dużo bakterii pochodzenia ludzkiego. Pamiętajmy, żeby nie jeść śniegu przy szlaku. (śmiech)
D.B.: Wspominałeś o permafroście – wyjaśnijmy naszym Czytelnikom, co to takiego.
B.L.: Permafrost to kalka z angielskiego, po polsku mówimy wieloletnia zmarzlina. Jest to zamarznięty grunt. To co nas jako naukowców interesuje, to nie tylko temperatura wieloletniej zmarzliny, ale również jej rozmarzanie, czyli warstwa gruntu, która rozmarza w okresie letnim. Nazywa się warstwą czynną. Na Spitsbergenie w okolicy Polskiej Stacji Polarnej Hornsund prowadzimy monitoring temperatury w wieloletniej zmarzlinie i rozmarzania warstwy czynnej. Od kilku lat widzimy jej pogłębianie się, jej miąższość wzrasta. Jest to związane z tym, że mamy mniej śniegu, który jest izolatorem w okresie zimy, i wyższą temperaturą w okresie letnim.
D.B.: Ile wynosi w tej chwili miąższość warstwy czynnej w okolicach stacji?
B.L.: Od 2 do 5 metrów. Są takie miejsca pod stokami Fugleberget, gdzie warstwa czynna ma 17 metrów, ale to jest związane z występującym tam talikiem, czyli obszarem niezamarzniętym występującym w wieloletniej zmarzlinie.
D.B.: Warto przy okazji podkreślić, że nie używamy już określenia „wieczna” zmarzlina, tylko „wieloletnia”. Skąd taka zmiana?
B.L.: Okazuje się, że zmarzlina nie jest wieczna. Przez wiele lat uważano, że zmarzlina zawsze będzie, ale ostatnie 20-30 lat obserwacji pokazuje, że jest inaczej. Mój kolega z Uniwersytetu w Göteborgu prowadzi projekt, w którym bada zmarzlinę w Szwecji. Kiedy pojechał, żeby ją zbadać, okazało się, że… już jej nie ma.
D.B.: Czyli parafrazując: „spieszmy się kochać wieloletnią zmarzlinę, tak szybko odchodzi”.
B.L.: Tak samo jest ze śniegiem i lodowcami.
D.B.: Czy zatem glacjologię czeka świetlana przyszłość?
B.L.: Myślę, że jeszcze kilka pokoleń glacjologów wychowa się na lodowcach spitsbergeńskich.
D.B.: To świetna informacja, bo poprzez naszą działalność popularyzatorską chcemy pokazać młodym ludziom, że praca w nauce to ciekawa możliwość. Jak byś zachęcił innych do wybrania takiej drogi życiowej?
B.L.: Zawód naukowca daje niesamowitą wolność, przede wszystkim intelektualną. Nie daje zupełnie wolności finansowej, ale daje niesamowitą możliwość poznawania świata. Myślę, że mimo wszystko warto.
D.B.: Dołączam się do tej zachęty. Na koniec naszej rozmowy chciałam zapytać Cię o CRIOS, w który jesteś zaangażowany. To duży projekt polsko-norweski i bierze w nim udział aż 11 instytucji.
B.L.: CRIOS to przede wszystkim projekt infrastrukturalny. Chcemy zbudować i zunifikować infrastrukturę do obserwacji kriosfery. Interesuje nas pokrywa śnieżna, zmiany lodowców, temperatury w wieloletniej zmarzlinie, podstawowe parametry meteorologiczne na lodowcach – temperatura, kierunek wiatru, wilgotność. To konsorcjum naukowe zrzeszające 11 polskich instytucji, które prowadzą całoroczne, tak jak my w Instytucie, ale również sezonowe stacje badawcze. To ośrodki z Wrocławia, Lublina, Poznania i Torunia oraz partnerzy norwescy. Budujemy sieć pomiarową na Spitsbergenie.
D.B.: Na ile lat jest przewidziany ten projekt?
B.L.: Finansowanie mamy na najbliższe półtora roku, a następnie wszyscy się zobowiązaliśmy, że będziemy utrzymywać tę infrastrukturę przez kolejnych 5 lat. Jeśli teraz wystartujemy i wszystko będzie działać, liczę, że programy monitoringowe zbudowane w oparciu o projekt CRIOS będą działały dużo dłużej niż wspomniany okres.
D.B.: Im więcej podobnych projektów, tym lepsza integracja polskiego środowiska naukowego związanego z rejonami polarnymi.
B.L.: Tak naprawdę to jest pierwszy projekt badawczo-monitoringowy, który angażuje tak dużą liczbę partnerów z Polski.
D.B.: Zatem należy sobie życzyć, żeby takich projektów było jak najwięcej, biorąc pod uwagę, że prowadzimy badania w Arktyce i Antarktyce.
B.L.: W naszych stacjach badawczych jest niesamowity potencjał. Na szczęście w środowisku, w którym pracujemy – naukowców zainteresowanych śniegiem, lodowcami i zmarzliną – wszyscy się znamy i wcześniej pracowaliśmy razem przy mniejszych projektach. CRIOS łączy nas wszystkich i mam wrażenie, że jest dobrym startem do większych projektów w przyszłości.
D.B.: A skoro o przyszłości mowa – jakie są Twoje dalsze plany zawodowe?
B.L.: W tej chwili przygotowuję się do złożenia wniosku habilitacyjnego. To mój najbliższy cel.
D.B.: Życzę powodzenia i dziękuję za rozmowę!