Tající arktický permafrost, který dosud uzamykal obrovské zásoby uhlíku, se může stát nečekaným urychlovačem klimatické změny

Permafrost, tedy dlouhodobě zmrzlá půda rozprostírající se na rozsáhlých územích Arktidy, fungoval po tisíce let jako jakási přírodní klimatická pojistka. V jeho vrstvách je uvězněno obrovské množství uhlíku – odhadem až 1 700 miliard tun, což je zhruba trojnásobek množství, které se dnes nachází v atmosféře. Dokud zůstává permafrost zmrzlý, tento uhlík zůstává bezpečně uložený mimo klimatický systém.

S rostoucí globální teplotou se ale tato stabilita začíná narušovat. Permafrost taje a s tím se otevírá cesta pro uvolňování skleníkových plynů, které mohou výrazně ovlivnit další vývoj klimatu.

Kritické teplotní rozmezí

Vědci z univerzity v Leedsu přišli s novými zjištěními, které ukazují, že problém může být ještě vážnější, než se dosud předpokládalo. Jejich experimenty odhalily, že při tání se permafrost stává 25 až 100krát propustnějším pro plyny.

To znamená, že jakmile se struktura zmrzlé půdy naruší, plyny jako oxid uhličitý nebo metan mohou unikat mnohem snadněji a rychleji. Dosavadní představy o tom, jak rychle se tyto plyny dostávají do atmosféry, tak mohou být podle vědců výrazně podhodnocené.

Výzkum probíhal v laboratorních podmínkách, kde vědci postupně zahřívali vzorky permafrostu od -18 °C až po +5 °C. Při každém stupni sledovali, kolik plynu se uvolňuje a jak snadno jím může procházet.

Ukázalo se, že největší změna nastává v relativně úzkém teplotním rozmezí mezi -5 °C a +1 °C. Právě v této fázi dochází k zásadní proměně struktury půdy – led začíná tát, vznikají nové póry a kanálky, kterými mohou plyny unikat. Jakmile se permafrost dostane blízko bodu tání, jeho schopnost „udržet“ plyny prudce klesá.

Multiplikační efekt

Uvolňování skleníkových plynů z tajícího permafrostu nepředstavuje jen jednorázový problém. Vytváří totiž zpětnou vazbu, která může celý proces dále urychlit. Více uvolněného uhlíku a metanu znamená silnější skleníkový efekt, což vede k dalšímu oteplování. To následně způsobí ještě rychlejší tání permafrostu – a tím i další uvolňování plynů. Tento cyklus se může postupně zesilovat.

Situaci zhoršuje i fakt, že Arktida se otepluje přibližně čtyřikrát rychleji než zbytek planety. Do roku 2050 se očekává ztráta až 42 % permafrostu v arktické oblasti.

Zajímavým aspektem výzkumu je i použitá metodika. Vědci využili postupy původně vyvinuté pro ropný a plynárenský průmysl, konkrétně z oblasti petrofyziky – tedy studia vlastností hornin a proudění tekutin v nich.

Díky těmto technologiím bylo možné přesně měřit, jak se mění propustnost permafrostu a jak se v něm pohybují plyny. Tento mezioborový přístup ukazuje, jak mohou nástroje z energetiky přispět k lepšímu pochopení klimatických procesů.

Nejen oxid uhličitý a metan

Vedle skleníkových plynů upozorňují vědci i na méně diskutované, ale potenciálně nebezpečné riziko. Tání permafrostu může uvolňovat také radon, radioaktivní plyn spojený se zvýšeným rizikem rakoviny. Pro komunity žijící v severních oblastech by tak mohl představovat další zdravotní hrozbu, která doposud nebyla dostatečně zohledňována.

„Výsledky našich experimentů podporují hypotézu, že tání permafrostu působí jako zpětná vazba na probíhající změnu klimatu,“ říká Paul Glover z univerzity v Leedsu. „Uvolnění obrovského množství uhlíku, který je doposud uložený ve zmrzlém permafrostu, proto představuje velmi reálnou hrozbu pro Arktidu i pro celý svět.“

Autoři studie zdůrazňují, že jde o první publikované výsledky, které je třeba dále ověřovat. Dosavadní měření však jejich závěry postupně potvrzují.
Celkový obraz je podle nich ale už nyní zřejmý: permafrost už není jen pasivní oběť oteplování. Může se stát aktivním hráčem, který klimatickou změnu dále urychlí. Pokud se tento mechanismus potvrdí v plném rozsahu, bude permafrost představovat jeden z klíčových faktorů budoucího vývoje klimatu na Zemi.