„Bylo to děsivé... jako být uvězněn v hořícím městě během nočního útoku.“ Dr. Arwyn Edwards však nepopisuje válku, ale nedávný dusný a mlhavý den na ledovci na Špicberkách, kde rekordní letní vedra proměnila jeho výzkumné místo v proud tající vody a padajících kamenů.
Edwards se specializuje na ekologii ledovců – studuje život, který existuje na, uvnitř a kolem ledovců a ledových příkrovů. Po dvaceti letech polárního výzkumu se na ledu vždy cítil „klidný a uvolněný“. Rychlé změny klimatu však tento pocit bezpečí narušují.
Zatímco globální teploty ještě nepřekročily limit 1,5 °C stanovený Pařížskou dohodou, Arktida tuto hranici překonala již dávno. Špicberky se oteplují sedmkrát rychleji než globální průměr.
Čas na pochopení těchto křehkých ekosystémů – a bilionových nákladů souvisejících s klimatem, které by mohly vyvolat – se rychle krátí.
Edwards označuje mikroby přizpůsobené chladu, které studuje, jako „strážce a původce úpadku Arktidy“. Nedávný výzkum ukazuje, že mikroby žijící ve sněhu a ledu mohou vytvářet zpětnovazební smyčky, které urychlují tání. Vzhledem k tomu, že více než 70 % světových zásob sladké vody je vázáno v ledu a sněhu – a miliardy lidí jsou závislé na řekách napájených ledovci – má toto celosvětové důsledky.
Ne všechny polární mikroby však globální oteplování zhoršují. Některé mohou dokonce zpomalovat emise metanu – alespoň prozatím.
### Zmrzlé deštné pralesy
Až donedávna vědci věřili, že arktický led a sníh jsou převážně bez života. Na ledovci Longyearbreen poblíž nejsevernějšího města na světě Edwards prohrabává loňský zimní sníh, aby vysvětlil, proč byl tento předpoklad mylný.
Každá nová sněhová vločka nese mikroby a pozoruhodné je, že mikroby mohou dokonce spustit vznik sněhových vloček. Každý krychlový centimetr ledovcového sněhu obsahuje stovky až tisíce živých buněk – a typicky čtyřikrát tolik virů – což jej činí stejně složitým jako úrodná půda. „Organismy, které zde přežívají, jsou neuvěřitelně vyspělé,“ říká Edwards.
V létě se na povrchu sněhu daří řasám s červeným pigmentem, které se pohybují nahoru a dolů, aby zachytily sluneční světlo pro fotosyntézu, zatímco se vyhýbají poškození UV zářením. Silný výskyt těchto řas vytváří „melounový sníh“ nebo „krvavý sníh“, jev, který jako první popsal již Aristoteles.
Pod sněhem Edwardsova lopata naráží na pevný ledovcový led – další prosperující prostředí, kde mikroby přežívají extrémní chlad, nedostatek živin a nekonečné střídání arktické zimní tmy a letního nepřetržitého denního světla. „Když se dívám na ledovec, nevidím jen led. Vidím... trojrozměrný bioreaktor,“ říká.
V ledu jsou uloženy tmavé, půdě podobné úlomky. Ačkoli vypadají nenápadně, tyto „kryokonitové granule“ jsou často označovány jako „zmrzlé deštné pralesy“ ledovců. Každá granule je miniaturní, soběstačný ekosystém, který je plný bakterií, hub, virů, prvoků a dokonce i drobných živočichů, jako jsou želvušky a červi.
Tyto mikrobiální komunity mohou ovlivňovat globální procesy, ale Edwards je frustrován, že mnoho glaciologů je považuje za pouhé „nečistoty“. „Oceánografové by nebrali ryby v moři jako nečistoty,“ upozorňuje.
Mikroby v povrchovém ledu a sněhu produkují tmavé pigmenty, aby absorbovaly sluneční světlo a chránily se před UV zářením. Také zachycují prach a úlomky, což led a sníh ztmavuje – a tím urychluje tání, protože absorbují více tepla.
Mikroby na ledu absorbují více tepla, což způsobuje rychlejší tání – jev nazývaný „biologické tmavnutí“. Tyto mikroby také reagují na globální změny, jako je zvýšené množství živin ze znečištění ovzduší, kouře z lesních požárů nebo prachu z ubývajících ledovců a rozšiřujících se suchých oblastí. „Chemie sněhové pokrývky je dnes jiná než v předindustriálních dobách,“ říká Edwards. Rostoucí teploty a delší období tání, způsobené globálním oteplováním, dále urychlují růst těchto mikrobů, které led tmaví.
Společně tyto faktory vytvářejí nebezpečný cyklus: mikroby ztmavují led, zvyšují teploty a urychlují tání, což odhaluje více úlomků bohatých na živiny. Tyto úlomky podporují ještě větší růst mikrobů, což povrch dále tmaví.
Každé léto se na jihozápadním ledovém příkrovu Grónska vytvoří biologicky ztmavená oblast – viditelná z vesmíru a pokrývající nejméně 100 000 čtverečních kilometrů. Studie z roku 2020 zjistila, že mikroby zde přispívají k 4,4 až 6,0 gigatunám odtoku tající vody, což představuje až 13 % celkové ztráty ledu. Grónský led obsahuje dostatek vody, aby zvýšil hladinu světového oceánu o více než 7 metrů. Zatímco zprávy IPCC tyto účinky uznávají, ještě nejsou zahrnuty do klimatických modelů.
Voda z tajících ledovců je klíčová pro pitnou vodu, zemědělství a vodní elektrárny pro více než 2 miliardy lidí v Evropských Alpách, Himálaji a Střední Asii. I kdyby se globální oteplování podařilo omezit na cíle Pařížské dohody, do konce století zmizí polovina těchto ledovců.
### Metan: Skrytá hrozba
Kromě tmavnutí ledu číhá další nebezpečí: metan. V Arktidě ledovce a permafrost zadržují obrovské podzemní zásoby tohoto silného skleníkového plynu. Nedávné studie však ukazují, že mikroby prosperující pod ledovci mohou také produkovat velká množství metanu. Jak permafrost taje a ledovce ustupují, neočekávané úniky metanu z hlubin země představují stále větší riziko.
Naproti Longyearbyenu přes fjord studuje profesor Andy Hodson „pingy“ – pahorky vzniklé, když podzemní voda pod tlakem prorazí zmrzlou zem. Voda vytékající z těchto útvarů je nasycena metanem. Hodson přirovnává tento efekt k ledovcům, které „rozrušují krajinu a vytlačují plyn ven. Metan uniká ze země všude tam, kde pod permafrostem unikají tekutiny.“
Jako na povel náhle praskne bublina metanu na hladině pingového jezírka. „Neříkám, že tu čeká metanová bomba o hmotnosti 50 petagramů, která každou chvíli vybuchne,“ říká Hodson. Ale s arktickými zpětnými vazbami, které by mohly přidat 25–70 bilionů dolarů k nákladům na změnu klimatu, jsou sázky obrovské.
Jedním z důvodů, proč Hodson není tímto místem příliš znepokojen, je jeho objev mikrobů požírajících metan – metanotrofů – žijících v pingu. „Tito mikrobi zachraňují situaci,“ říká. I když nezastaví emise všude, bez nich by uniklo mnohem více metanu.
### „Terminálně nemocný ledovec“
Stojíce na povrchu ledovce Fox...
(poznámka: původní text končí uprostřed věty, takže jsem tuto strukturu zachoval.)
Na ledovci Fonna ve střední části Špicberk Edwards poznamenává, že povrch ledu od loňského léta poklesl o 4 metry a od jeho první návštěvy v roce 2011 se výrazně zmenšil. „Tento ledovec je terminálně nemocný,“ říká. „Je v paliativní péči, a přesto se zdá, že to nikoho nezajímá.“
Stejně jako všechny živé organismy má každý ledovec svůj vlastní unikátní mikrobiom, který někdy obsahuje druhy, které se nikde jinde nevyskytují. Když Edwards marně hledá mikrobiální stanoviště, které studoval loni – pravděpodobně ztracené kvůli tání a erozi – přirovnává svou zkušenost k biologům korálových útesů, kteří sledují, jak jejich výzkumná místa blednou a umírají. Tyto ohrožené mikroby žijící ve sněhu a ledu nejsou jen vědecky cenné; mohou také skrývat obrovský ekonomický potenciál. Jejich genetické adaptace na extrémní chlad, tmu a nedostatek živin nabízejí pokladnici biotechnologických řešení pro medicínu, průmysl a nakládání s odpady. Ale jak globální teploty rostou, rychle ztrácíme příležitost studovat, využívat a chránit tuto jedinečnou biologickou rozmanitost.
Edwards navrhuje vytvoření mezinárodní úschovny pro ochranu polárních mikrobů – podobné Špicberskému globálnímu úložišti semen, které uchovává odrůdy plodin v nedalekých komorách v permafrostu. „Až odejdu do důchodu nebo zemřu, chci, aby tento mikrobiální archiv zůstal jako trvalý zdroj pro budoucí generace,“ říká a ukazuje na rozlehlou, mizející krajinu. „Protože oni už tento ledovec mít nebudou, ani tamten, ani ten další.“
Mnoho návštěvníků přijíždí na Špicberky, aby viděli jeho úchvatnou divokou přírodu, která – prozatím – zůstává hojná. Během výletu lodí přes centrální fjord spatříme přes 80 běluh. Ale i tento prosperující tvor závisí na neviditelných mikrobech: velryby se živí rybami, které se živí planktonem, který zase závisí na mořských mikrobech vyživovaných živinami z blízkých ledovců – stanovišť, která částečně formují právě ty mikroby, které Edwards studuje.
Ledovec Nordenskiöldbreen ve střední části Špicberk. Fotografie: Ben Martynoga
To slouží jako připomínka, že polární mikroby neovlivňují jen tání ledu a globální klima – udržují celé ekosystémy. Bez nich by toto bohatství zmizelo.
Edwards přirovnává své časté cesty do Arktidy k návštěvám svého otce, který trpěl vaskulární demencí v pečovatelském domě. Každá návštěva odhalila další úpadek. „Je to postupný proces,“ říká. „Denně byste si té ztráty nevšimli.“
### Často kladené otázky o arktických ledovcích blížících se nevratnému úpadku kvůli mikrobům
#### Základní otázky
1. Co se děje s arktickými ledovci?
Arktické ledovce tají stále rychleji, částečně kvůli mikrobům, kteří led ztmavují, což způsobuje, že absorbuje více tepla a taje rychleji.
2. Jak mikroby urychlují tání ledovců?
Mikroby, jako jsou řasy, rostou na ledu a ztmavují ho. Tmavší led absorbuje více slunečního světla, což zvyšuje teplotu a tání.
3. Proč je tento úpadek považován za „nevratný“?
Jakmile ledovce roztají za určitý bod, nemohou se přirozeně obnovit, což vede k trvalé ztrátě ledu a stoupající hladině moří.
4. Jaké jsou hlavní důsledky tání arktických ledovců?
Vyšší hladina moří, narušené ekosystémy a změny globálních povětrnostních vzorců.
5. Přispívají lidé k tomuto problému?
Ano, změna klimatu způsobená emisemi skleníkových plynů otepluje Arktidu, čímž jsou ledovce zranitelnější vůči růstu mikrobů a tání.
#### Pokročilé otázky
6. Kteří konkrétní mikrobi způsobují rychlejší tání ledu?
Především ledovcové řasy a bakterie, které ztmavují povrch ledovce.
7. Jak se růst mikrobů porovnává s dalšími faktory tání?
Mikroby zesilují tání způsobené globálním oteplováním – nenahrazují roli CO₂, ale zhoršují jeho účinky.
8. Můžeme zastavit nebo zvrátit mikrobiální tání ledu?
Ne přímo, ale snížení globálních emisí zpomalí oteplování, což omezí růst mikrobů a úbytek ledu.
9. Existují nějaké přirozené procesy, které působí proti mikrobiálnímu tání?
Zimní sněhová pokrývka může dočasně snížit aktivitu mikrobů, ale oteplovací trendy tento efekt převáží.
10. Jaký výzkum se provádí, aby se tento problém řešil?
Vědci studují dopady mikrobů, testují umělé bělení ledu a monitorují ústup ledovců, aby předpověděli budoucí změny.
#### Praktické obavy a příklady
11. Jak brzy by mohly arktické ledovce zmizet?
Některé mohou zmizet během desetiletí, ale úplná ztráta arktického ledu může trvat staletí – i když bod zlomu může přijít dříve.
12. Zachrání ledovce zastavení emisí?
Zpomalilo by to tání, ale některé škody jsou již nevratné. Okamžité akce jsou zásadní pro prevenci nejhorších scénářů.
