A grönlandi jégtakaró belseje a 2000-es években 1,5 fokkal volt melegebb a 20. századi átlagnál, ami nem fordulhatott volna elő az ipari forradalmat megelőző 800 évben, az ember által okozott (antropogén) globális felmelegedés előtt – állítja egy, a Nature-ben szerdán közölt kutatás.

Maria Hörhold, a németországi Alfred-Wegener Kutatóintézet Helmholdtz Sarkvidéki és Tengerkutató Központjának gleccserkutatója kollégáival együtt új jégminták és meglévő adatok kombinálásával rekonstruálta, hogyan alakult Grönland középső és északi részének hőmérséklete 1000 és 2011 között. Eredményeik amellett, hogy a Föld egyik legeldugottabb régiójában mutatják ki a klímaváltozás hatását, arra is utalnak, hogy a grönlandi jégtakaró olvadása példátlan mértékű lehet az elmúlt ezer évben.

A Qubitnek a tanulmányt Csathó Beáta, a Buffalói Egyetem geológiai tanszékének gleccserkutató professzora kommentálta. A magyar szakértő szerint a „bemutatott eredmény jelentős előrelépésnek tekinthető, hiszen ez az első olyan rekonstrukció, amely a grönlandi jégtakaró központi és északi részének közelmúltbeli (1993-2012) hőmérsékletét becsüli meg, terepi mintavételezés, azaz fúrások alapján, míg korábban csak klímamodellek alapján lehetett megbecsülni a hőmérsékleti változásokat. A gyors felmelegedést a tanulmány az antropogén felmelegedés és az évtizedes ciklusú természetes változás együttes hatásának tulajdonítja.”

A grönlandi jégtakarónak központi szerep jut a Föld éghajlati rendszerében, írják a tanulmány szerzői. Ez a méretéből, az általa tárolt édesvíz mennyiségéből, és abból adódik, hogy a jégtakaró felszínéről visszaverődő napsugárzás hatással van az egész bolygó sugárzási egyenlegére. Hasonlóan a nyugat-antarktiszi jégtakaróhoz, a 7 méternyi tengerszintnek megfelelő jeget raktározó grönlandi jégtakaró is egy kulcsfontosságú éghajlati fordulópont, aminek olvadása visszafordíthatatlanná válhat, ha a globális felmelegedés tartósan 1,5 fok feletti értéket ér el. A Nemzetközi Energiaügynökség tavalyi jelentése szerint a globális átlaghőmérséklet 2,5 fokkal nőhet 2100-ig, de ha az országok teljesítik a net zero vállalásokat, a felmelegedés mértéke 2 fok alatt tartható, legalábbis ha a Föld a várt módon reagál az üvegházhatású gázok szintjének növekedésére.

Jégminták rögzítik az egykori hőmérsékletet

Azt időjárási állomások adataiból eddig is lehetett tudni, hogy Grönland partmenti régiói melegednek, de az, hogy pontosan mekkora a globális felmelegedés jégtakaró belsejére gyakorolt hatása, a kutatók szerint hosszú távú megfigyelések nélkül nem volt világos. A meglévő hőmérsékleti rekonstrukciókból hiányoztak az elmúlt évtizedek, és túl zajosak voltak ahhoz, hogy segítségükkel egyértelműen meg lehessen különböztetni az ember által okozott klímaváltozás nyomait a természetes éghajlati változásoktól.

De miként lehet évezredekre vagy esetenként több tízmillió évre visszamenőleg megmondani, hogyan alakult az éghajlat? A paleohőmérséklet változását az éghajlatkutatók földtörténeti időben, kormeghatározással precízen elhelyezett, éghajlati proxyként szolgáló geokémiai módszerek segítségével fejtik meg. Az ilyen vizsgálatok fontosak ahhoz, hogy megértsük, miként reagálnak a Föld rendszerei a növekvő légköri szén-dioxid-koncentrációra, és az ezáltal (klímaszenzitivitás) eredményezett új átlaghőmérsékletre. Emellett megmutatják, hogy milyen természetes alapról indul az emberi tevékenység által okozott globális felmelegedés.

Jégminták esetén a kutatók leggyakrabban a vízmolekulák oxigénatomjait hívják segítségül az egykori éghajlat meghatározására, pontosabban azt, hogy milyen arányban fordulnak elő az oxigén megszokott 16-os és 18-as izotópjai. A leggyakoribb, könnyebb 16-os izotóp nagyobb arányú jelenléte jégminták esetén hidegebb hőmérsékletre, míg a 18-as, nehezebb izotóp arányaiban nagyobb előfordulása magasabb hőmérsékletre utal.

A kutatók megoldása a korábbi rekonstrukciók problémáira az volt, hogy néhány helyen 2011-ben és 2012-ben új jégmintákat vettek, és ezekkel egészítették ki az 1995-ben véget érő, észak-grönlandi átkelés (North Greenland Traverse, NGT) nevű hőmérsékleti rekonstrukciót 2011-ig. Emellett különböző adatsorokat kombináltak, hogy rekonstrukciójuk jel-zaj arányát javítsák. A Hörholdék által létrehozott NGT-2012 jól passzol a grönlandi partvidéken található állomások elmúlt évtizedes méréseivel, valamint a hőmérsékletnek egy éghajlati modell által a mintavételi területre jelzett alakulásával.

A grönlandi NGT-2012 és egy korábbi, az északi-sarkvidéki régiót lefedő Arctic 2k hőmérsékleti rekonstrukció az ipari forradalmat megelőzően, 1000–1800 között különböző mértékű lehűlési trendet mutat, amit 1800 után hirtelen felmelegedés követ. Az egykori lehűlési trend évszázadonként 0,06 Celsius-fokos hőmérséklet-csökkenést eredményezett, aminél az 1800 utáni melegedés 11-szer gyorsabb, és évszázadonként eléri a 0,7 fokot a kutatók szerint. Csathó úgy látja, hogy „az ipari forradalmat megelőző északi-sarkvidéki lehűlés az úgynevezett neoglaciális lehűlés része, ami körülbelül 8000 évvel ezelőtt kezdődött. A kutatók nagy része a lehűlést a Föld pályának változásának tulajdonítja, ami a nyári napsugárzás csökkenését okozta”.

A grönlandi jégtakaró belső területein a hőmérséklet alakulása jelentős természetes változékonyságot mutat, egy évtizedestől két évtizedesig terjedő időskálán. Az ugyanakkor, hogy a 2001–2010 közötti időszak 1,5 fokkal melegebb volt a 20. századi átlagnál, és 1,7 fokkal a 1961–1990-es időszakhoz képest, még a természetes változékonysággal együtt is példátlan az elmúlt ezer évben. Emiatt a kutatók szerint szinte semmi esélye, hogy ez az ipari forradalom előtti évszázadokban, a jelenlegi globális felmelegedés nélkül előfordulhatott volna.

Az is kiderült, hogy az Északi-sarkvidéken és Grönland belső részein az elmúlt ezer évben egész hasonlóan alakult a hőmérséklet, de ez a 20. századra már nem volt igaz, amikor a kutatók szerint a legjobb az adatok minősége. A két hőmérsékleti rekonstrukció a tengerszint feletti magasságkülönbségek, valamint a légköri áramlások eltérő természetes módosulása miatt részben elkülönülő régiók hőmérsékletváltozását mutatja, és így jól kiegészítik egymást.

Emellett úgy tűnik, Grönland középső és északi részén nagyobb a természetes változékonyság mértéke, mint a sarkvidék más részein, aminek a kutatók szerint egy, csak a szigetet érintő éghajlati jelhez lehet köze. Ez az Észak-Atlanti Oszcillációhoz (NAO) kötődő légköri jelenség, az úgynevezett grönlandi blokkolás lehet, ami hosszabb időtávon tart magasabb nyomású rendszereket Grönland fölött, amitől a melegebb levegő északabbra juthat. A kutatók találtak is összefüggést a jégtakaró olvadása és a jelenség között, aminek előfordulási gyakorisága az elmúlt évtizedekben megnőtt, különösen nyáron.

Egyre gyakoribb a nyári olvadás a jégtakaró belsejében is

Az elmúlt évtizedben a grönlandi jégtakaró a tengerszint-emelkedés egyik meghatározó forrása volt, a nyári olvadás hatásai miatt. Az alacsonyabban fekvő területekről egyre több olvadékvíz távozik az óceánba, miközben az olvadás már nem csak ezeket érinti.

Ha az éves tömegegyensúlyt vizsgáljuk, Csathó szerint még nem érte el az olvadás a jégtakaró belső területeit. De a nyári olvadás szerinte itt is egyre inkább előfordul, és egyre jellemzőbb, hogy a grönlandi jégtakaró legmagasabb pontján, a Summiton, 3216 méteres magasságban is esőt, valamint olvadást észlelnek. A kutató szerint összességében „sajnos a nagy magasságban előforduló olvadás egyre gyakoribb”.

Amint Csathó összefoglalta, a kutatás szerzői „a jégtakaró belső körzetében kimutatott felmelegedés mértéke és a jégtakaró perifériális, alacsonyabban fekvő területének olvadása közötti korreláció alapján következtetnek arra, hogy a további felmelegedés a jégtakaró olvadását is elő fogja segíteni”. A magyar kutató szerint az „új eredmények azt is valószínűsítik, hogy a felmelegedés nem fogja növelni a csapadékmennyiséget, ami ellensúlyozhatná a megnövekedett olvadást”.

Csathó szerint fontos hangsúlyozni, hogy bár az új eredmények azt jelzik, hogy az elmúlt évtizedekben, 1993 és 2012 között a jégtakaró hőmérséklete nagy mértékben haladta meg az elmúlt évezredek tendenciáját, és a további felmelegedés a jégolvadás mértékének további növekedését valószínűsíti, a jövőbeli változások pontosabb előrejelzése csak úgynevezett csatolt jégtakaró-, atmoszféra-, óceán-, és földkéregmodell-tanulmányok alapján lehetséges.

Hörholdék úgy látják, a felmelegedés előrehaladásával egyre többször fogja a jégtakaró szélesebb területeit érinteni a nyári olvadás, ami néha eléri majd Grönland középső és északi részét is. Ez az alacsonyabban fekvő területekhez hasonlóan itt is átformálhatja a csonthó (firn) szerkezét, ami megváltoztathatja azt, mennyire képes megtartani a felszíni olvadékvizet. Ennek pedig végső soron a jégtakaró egyensúlyára és a várható tengerszint-emelkedésre lehet jelentős hatása.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: