W sierpniu 2022 roku, na północno-zachodnim Spitsbergenie (Svalbard, Arktyka), w małej zatoce zwanej Rekvedbukta, coś niezwykłego zostało zarejestrowane przez satelitę i po raz pierwszy opisane przez naukowców. Laguna przybrzeżna Rekvedtjørna, obecna tam od dziesięcioleci, w ciągu kilku godzin przestała istnieć. Nie z powodu sztormu ani podniesienia poziomu morza, lecz z powodu pęknięcia moreny spiętrzającej górskie jeziora polodowcowe położone powyżej laguny.

Badacze z Centrum Badań Regionów Zimnych im. Alfreda Jahna Uniwersytetu Wrocławskiego, Aleksandra Wołoszyn, Zofia Owczarek (ekspertka Fundacji FPA), Iwo Wieczorek, Marek Kasprzak i Mateusz C. Strzelecki, opublikowali w 2022 roku w Remote Sensing artykuł dokumentujący to zdarzenie jako pierwsze na świecie satelitarne potwierdzenie całkowitego osuszenia arktycznej laguny przez powódź glacjalną (GLOF, Glacial Lake Outburst Flood).

Lodowiec się wytapia, jezioro rośnie, morena pęka

Aby zrozumieć, co wydarzyło się w sierpniu 2022 roku, trzeba cofnąć się do lat 30. XX w. Dwa lodowce, Nepebreen i Knivseggbreen, zajmowały wówczas górną część małej, ośmiokilometrowej zlewni Rekvedbukta. Od tamtej pory nieprzerwanie się wytapiają: czoło lodowca Nepebreen cofa się o łącznie 391 metrów (średnio 4,55 m/rok), a lodowca Knivseggbreen o 267 metrów (3,1 m/rok). W odsłoniętej przez lód przestrzeni zaczęły zbierać się jeziora polodowcowe, spiętrzone przez stare moreny czołowe, glacjologiczne pozostałości po dawnych krawędziach lodowca.

Problem z takimi jeziorami polega na ich niestabilności. Moreny są materiałem luźnym, podatnym na erozję, osuwanie i osiadanie. Gdy poziom wody w jeziorze rośnie, w wyniku topnienia lodowca, opadów lub bezpośredniego kontaktu z czołem lodu, morena może nie wytrzymać ciśnienia. I pęka. W 1999 roku doszło do pierwszej takiej powodzi pod Knivseggbreen. Kolejne wystąpiły corocznie w latach 2017–2022, sześć zdarzeń w ciągu sześciu lat. Arktyka przyspiesza.

Sierpień 2022: kilka godzin, które zmieniły wszystko

Wydarzenie z sierpnia 2022 roku było najdramatyczniejszym z dotychczasowych. Analizując zobrazowania satelitarne Sentinel-2 i Planet, niekiedy wykonywane co kilka godzin, badacze z UWr zdołali zrekonstruować przebieg powodzi z precyzją niedostępną wcześniej w badaniach arktycznych.

1 sierpnia jezioro glacjalne przy Knivseggbreen miało powierzchnię około 0,05 km², a laguna 0,17 km². 11 sierpnia, między godziną 12:17 a 18:37 UTC, nastąpiło przełomowe zdarzenie. W ciągu zaledwie kilku godzin: jezioro straciło 33% powierzchni, laguna skurczyła się o 69%, a do zatoki wypłynął ładunek osadów zajmujący 4,8 km² powierzchni. Wzrost o ponad 1800% w jednym zdjęciu satelitarnym. Po 21 sierpnia: ani jeziora, ani laguny, obie struktury wodne zniknęły. Osady wypełniły lagunę całkowicie.

To pierwsze w historii nauki satelitarne udokumentowanie tak kompletnego i tak szybkiego zaniku arktycznej laguny w wyniku powodzi glacjalnej.

Powolna zmiana i nagła katastrofa: dwa oblicza tej samej Arktyki

Artykuł pokazuje, że dramatyczny epizod z sierpnia 2022 roku rozegrał się na tle procesów znacznie wolniejszych, lecz równie nieodwracalnych.

Przez ostatnie 45 lat tundra w zlewni przy Rekvedbukcie stopniowo się zazieleniała. Wskaźnik NDVI wykorzystywany do oceny kondycji roślinności wzrósł ze średniej wartości −0,17 (lata 70. XX w.) do 0,12 (2020 r.), co potwierdza globalne zjawisko arktycznego zielenienia (ang. Arctic greening), będące jednym ze skutków ocieplenia. Tam, gdzie był lód, rośnie teraz roślinność.

Jednocześnie linia brzegowa Rekvedbukty nieprzerwanie ustępuje. W latach 1936–2022 cofnęła się średnio o 45 metrów. W ostatnich pięciu latach (2017–2022) tempo erozji wyniosło średnio −2,2 m/rok, ponad siedem razy więcej niż średnia z całego stulecia. Brak naturalnej bariery skalnej na północnej części wybrzeża sprawia, że jest ono szczególnie narażone na działanie fal.

Powódź glacjalna z 2022 roku nie tylko zmieniła lagunę. Wpłynęła też na sieć odwodnienia doliny, pokrycie roślinne i morfologię wybrzeża. Cały krajobraz został przebudowany w ciągu dwóch tygodni.

Co to oznacza dla Arktyki i reszty świata?

Liczba jezior glacjalnych na świecie rośnie gwałtownie od lat 90. XX w., Svalbard podąża za tym globalnym trendem. Wraz z dalszym wytapianiem się lodowców powodzie glacjalne będą zdarzać się częściej, a ich zasięg będzie trudniejszy do przewidzenia.

Rekvedbukta to studium przypadku o znaczeniu globalnym: pokazuje, jak w małej arktycznej zlewni zderzają się wszystkie procesy napędzane ociepleniem: wytapianie lodowców, tworzenie jezior, destabilizacja wybrzeży, zmiana roślinności. I jak te procesy mogą dawać o sobie znać gwałtownie, w ciągu kilku godzin, a nie stopniowo przez dekady.

Arktyka zmienia się szybko. Czasem za szybko, by zdążyć zareagować. Dlatego jej obserwacja z wykorzystaniem danych satelitarnych, godzina po godzinie, jest dziś ważniejsza niż kiedykolwiek.

Zofia Owczarek jest ekspertką Fundacji FPA w dziedzinie nauk o Ziemi i badaczką arktycznych środowisk przybrzeżnych.

Źródło: Wołoszyn, A., Owczarek, Z., Wieczorek, I., Kasprzak, M., & Strzelecki, M. C. (2022). Glacial outburst floods responsible for major environmental shift in Arctic coastal catchment, Rekvedbukta, Albert I Land, Svalbard. Remote Sensing, 14(24), 6325. https://doi.org/10.3390/rs14246325