Geovědkyně Georgia Holeová použila letokruhy ke sledování cest naplaveného dřeva, kdysi zamrzlého v mořském ledu, když si razilo cestu Arktidou. „Některé z těchto pláží jsou opravdu plné naplaveného dříví – naplaveného dříví, kam až oko dohlédne. A když si vzpomenete, že tyto oblasti, které jsme studovali, neměly žádný les, byly zcela bez stromů, dává vám to pocit měřítka.“ -GH Kredit: Georgia Hole
Padlé stromy udržované nad vodou v mořském ledu odrážejí zrychlený úbytek ledu za posledních 30 let.
Nová studie rekonstruuje cestu zmrzlých stromů, jak si razily cestu Severním ledovým oceánem v průběhu 500 let, a poskytuje vědcům jedinečný pohled na změny v mořském ledu a proudech za poslední půl tisíciletí.
Datováním a sledováním kusů naplaveného dřeva na plážích na Svalbardu, norském souostroví za polárním kruhem, vědci zjistili, kde tyto padlé stromy plavaly. Sledování cesty naplaveného dříví umožnilo výzkumníkům poprvé rekonstruovat jak hladinu mořského ledu v průběhu času, tak proudy, které poháněly led plný naplaveného dřeva.
Spadlé stromy z rozsáhlých boreálních lesů na severu, unášené řekami do oceánu, mohou zamrznout v mořském ledu a plavat daleko, ale nový výzkum ukazuje, že méně stromů absolvuje dlouhou cestu, protože mořský led, který je unáší, se zmenšuje.
Nová studie zjistila výrazný pokles přílivu nového naplaveného dřeva za posledních 30 let, což odráží strmý pokles pokrytí mořským ledem v oteplující se Arktidě a poskytuje obraz s vyšším rozlišením minulých podmínek Severního ledového oceánu, než umožňují jiné metody. Studie je zveřejněna v Journal of Geophysical Research: Oceans, která publikuje výzkum, který posouvá naše chápání oceánu a jeho procesů.
Plátek naplaveného dřeva larix (modřín) sesbíraný z Phippsøya, The Seven Islands, odpovídající původu podél řeky Leny v Rusku v 1700. století. Plátek byl obroušen a odhalil zachovalé prsteny. Kredit: Georgia Hole
Mořský led je citlivý na změnu klimatu a je důležitou součástí arktických ekosystémů, takže pochopení toho, jak se led, teploty oceánů a proudy měnily v průběhu času, je nezbytné pro předpovídání nadcházejících změn v Arktidě. Ale dělat to může být nepolapitelné: led přece taje. Nejstarší mořský led je starý jen asi čtyři roky (a stále mladší), takže vědci se musí obrátit na jiné záznamy.
"Je to poprvé, kdy bylo naplavené dřevo použito k pozorování rozsáhlých změn v dynamice a cirkulačních vzorcích mořského ledu v Arktidě," řekla geovědkyně Georgia Holeová University of Oxford, který studii vedl.
„Posouvají analýzu ještě o krok dále, aby propojili změny v naplaveném dřevě se změnami v mořském ledu, a to je místo, kam chceme jít. Je to opravdu vzrušující,“ řekl Hans Linderholm, paleoklimatolog z univerzity v Göteborgu ve Švédsku, který se na výzkumu nepodílel.
Důležité kostky ledu
Severní ledový oceán shromažďuje stromy, které přirozeně spadají do řek s vysokou zeměpisnou šířkou v Severní Americe a Eurasii. Když bylo dost chladno, některé stromy zamrzly v mořském ledu. Led pak plaval přes oceán, unášel ho mořské proudy a větry, až se dostal na pobřeží Svalbardu. Seděli tam, někteří stovky let, dokud nepřišli výzkumníci jako Hole a Linderholm.
Tenký řez velmi zachovalým kusem naplaveného dřeva Picea (smrk). Anatomické detaily stromu umožnily Holeovi jej identifikovat a vysledovat. Kredit: Georgia Hole
Vědci již dříve používali naplavené dřevo pro studie klimatických změn, ale nová studie je první, která testuje, jak užitečné je arktické naplavené dřevo pro nahlédnutí do minulých proudů a ledové pokrývky. Pro kontrolu jejich práce studie přímo porovnávala pokrytí mořským ledem odvozené z naplaveného dřeva s pozorovacím záznamem mořského ledu.
"Je to fantastický zdroj, jak říci něco o oceánských proudech a podmínkách mořského ledu," řekl Linderholm. "Myslím, že mají důvod pro přizpůsobení změn původu [stromu] změnám podmínek mořského ledu, což je to, co hledáme: mít informace o mořském ledu před pozorováním."
Trasování stromů
V letních měsících 2016 a 2018 Hole a její spolupracovníci pročesali několik pláží na severu Svalbardu, aby našli naplavené dříví. Zpět v laboratoři analyzovali letokruhy, aby určili, o jaký druh stromu se jedná, a porovnali vzory letokruhů každého řezu naplaveného dřeva s databází naměřených letokruhů ze stromů napříč boreálními lesy. Hole pak mohl sledovat stromy do jednotlivých zemí, povodí a dokonce i řek a sledovat, jak se zdroje naplaveného dřeva v průběhu času měnily.
Holeová spojila svá data z naplaveného dřeva s ranými pozorováními mořského ledu v letech 1600 až 1850 díky záznamům od islandských rybářů, lovců tuleňů a projíždějících lodí. Novější údaje o mořském ledu pocházejí z letadel a satelitních snímků. Nakonec porovnala data ze sledování naplaveného dřeva s podmínkami mořského ledu a proudy, aby zjistila, jak dobře korelují.
Její data odhalila pomalou a stálou migraci mořského ledu v nejnižší šířce směrem na sever, což odráží oteplování spolu s výkyvy v příletech naplaveného dřeva mezi Severní Amerikou a Eurasií.
"Také jsme viděli nárůst variability v záznamu naplaveného dřeva od roku 1700 do roku 1850, což interpretujeme jako zvýšenou variabilitu mořského ledu," řekl Hole. Chladnější podmínky mají tendenci mít více mořského ledu, takže dřívější naplavené dřevo odráželo širší škálu zdrojů. Jak se Arktida oteplovala a mořský led roztával, mohlo se na dlouhou cestu vydat méně naplaveného dřeva.
Unikátní metoda poskytuje nuancované poznatky, které jiné techniky nemohou nabídnout, a tato studie je jen začátek – dokud Arktida úplně neztratí svůj mořský led.
"Je to tak křehký systém," řekl Hole. "Pokud se mořský led sníží, jak se předpovídalo, pak to bude tak trochu umírající pole."
Reference: „Záznam arktického mořského ledu na základě naplaveného dřeva během posledních 500 let ze severních Svalbardu odhaluje dynamiku mořského ledu v Severním ledovém oceánu a okrajových mořích Arktidy“ od Georgie M. Holeové, Thomase Rawsona, Wesleyho R. Farnswortha, Anderse Schomackera, Ólafur Ingólfsson a Marc Macias-Fauria, 15. září 2021, Journal of Geophysical Research: Oceans.
DOI: 10.1029/2021JC017563
Autoři:
- Georgia M. Hole (Odpovídající autor), Marc Macias-Fauria, Biogeosciences Research Group, School of Geography and the Environment, University of Oxford, Oxford, UK
- Thomas Rawson, Katedra zoologie, výzkumná skupina matematické ekologie, University of Oxford, Oxford, Spojené království
- Wesley R. Farnsworth, Severské vulkanologické centrum, Islandská univerzita, Reykjavík, Island; Katedra arktické geologie, Univerzitní centrum na Svalbardu (UNIS), Longyearbyen, Norsko
- Anders Schomacker, Katedra geověd, The Arctic University of Norway, Tromsø, Norsko
- Ölafur Ingólsson, Katedra arktické geologie, Univerzitní centrum na Svalbardu (UNIS), Longyearbyen, Norsko; Fakulta věd o Zemi, Islandská univerzita, Reykjavík, Island
