"Rémisztő érzés volt... mintha egy éjszakai támadás során égő városban ragadtam volna." Dr. Arwyn Edwards nem háborúról beszél, hanem egy sválbárdi gleccseren töltött fullasztóan forró, ködös napról, ahol a rekordszintű nyári meleg olvadékvíz és gördülő kövek áradatává változtatta a kutatási területét.
Edwards a gleccserek ökológiájára specializálódott – az olyan életformákat tanulmányozza, amelyek a gleccsereken, azok belsejében és környékén élnek. Húsz éves sarkkutatói pályafutása során mindig "nyugodtnak és biztonságban érezte magát" a jégen. De a gyors klímaváltozás aláássa ezt a biztonságérzetet.
Míg a globális hőmérséklet még nem lépette át az 1,5°C-os párizsi egyezményben meghatározott határt, az Északi-sarkon ezt a küszöböt már rég túllépték. Sválbárd hétszer gyorsabban melegszik fel, mint a globális átlag.
Kifutunk az időből, hogy megértsük ezeket a törékeny ökoszisztémákat – és a klímaváltozáshoz kapcsolódó több billió dolláros költségeket, amelyeket kiválthatnak.
Edwards a hideghez alkalmazkodott mikrobákat, amelyeket tanulmányoz, "az Arktisz hanyatlásának őrei és provokátorai" néven emlegeti. Friss kutatások szerint a hóban és jégben élő mikrobák visszacsatolási hurkokat hozhatnak létre, amelyek felgyorsítják az olvadást. Mivel a Föld édesvízkészletének több mint 70%-a jég és hó formájában található – és több milliárd ember számára gleccserekből táplálkozó folyók biztosítják az ivóvizet – ennek világméretű következményei vannak.
De nem minden sarki mikróba rontja a globális felmelegedést. Néhány valójában csökkentheti a metánkibocsátást – legalábbis egyelőre.
### Fagyott esőerdők
Nemrég még a tudósok úgy vélték, hogy az arktikus jég és hó többnyire élettelen. Longyearbreen gleccserén, a világ legészakabbra fekvő városa közelében, Edwards kibányásztatja a tavalyi téli havat, hogy elmagyarázza, miért tévedtek.
Minden friss hóesés mikrobákat hoz magával, és ami különösen figyelemre méltó, ezek a mikrobák még a hópelyhek kialakulását is kiválthatják. A gleccser hójának minden köbcentiméterében több száz vagy ezer élő sejt található – és jellemzően négyszer annyi vírus –, ami termékeny talajhoz hasonló komplexitást ad neki. "Az itt túlélő organizmusok hihetetlenül fejlettek," mondja Edwards.
Nyáron a vörös pigmentű algák virágoznak a hó felszínén, fel-le úszva, hogy napfényt fogjanak be a fotoszintézishez, miközben elkerülik az UV-sugárzás káros hatásait. A tömeges elszaporodás "görögdinnye hót" vagy "vérhavat" hoz létre, egy jelenséget, amelyet először Arisztotelész jegyezett fel.
A hó alatt Edwards ásója a tömör gleccserjégbe ütközik – egy másik virágzó élőhelybe, ahol a mikrobák túlélik a szélsőséges hideget, a szűkös tápanyagellátást és az arktikus téli sötétség és a nyári állandó nappal közötti végtelen váltakozást. "Amikor egy gleccserre nézek, nem csak jeget látok. Látok... egy háromdimenziós bioreaktort," mondja.
A jégbe ágyazva sötét, talajszerű törmelékek láthatók. Bár szerénynek tűnnek, ezeket a "kryokonit szemcséket" gyakran a gleccserek "fagyott esőerdeinek" nevezik. Minden szem egy önálló, önfenntartó ökoszisztéma, tele baktériumokkal, gombákkal, vírusokkal, protisztákkal, és még apró állatokkal is, mint a medveállatkák és a férgek.
Ezek a mikrobaközösségek globális folyamatokat alakíthatnak, mégis Edwards frusztrált, hogy sok glaciológus csupán "szennyeződésnek" tekinti őket. "Az oceanográfusok sem kezelik a tengeri halakat szennyeződésként," emeli ki.
A felszíni jégben és hóban élő mikrobák sötét pigmenteket termelnek, hogy elnyeljék a napfényt és megvédjék magukat az UV-sugaraktól. Emellett port és törmeléket is megkötnek, elsötétítve a jeget és havat – ami több hő elnyelésével felgyorsítja az olvadást.
A jégen élő mikrobák több hőt nyelnek el, gyorsabb olvadást okozva – ezt a jelenséget "biológiai elsötétítésnek" nevezik. Ezek a mikrobák a globális változásokra is reagálnak, például a légszennyezésből, erdőtüzek füstjéből vagy a zsugorodó gleccserekből és terjedő száraz területekről származó porból származó növekvő tápanyagmennyiségre. "A hó kémiai összetétele ma már más, mint az iparosodás előtti időkben," mondja Edwards. A globális felmelegedés által hajtott emelkedő hőmérséklet és hosszabb olvadási szezon tovább gyorsítja ezeknek a jeget elsötétítő mikrobáknak a növekedését.
Ezek a tényezők együtt veszélyes körforgást hoznak létre: a mikrobák elsötétítik a jeget, emelik a hőmérsékletet és felgyorsítják az olvadást, ami több tápanyagdús törmeléket tesz elérhetővé. Ez a törmelék még több mikrobás növekedést táplál, tovább elsötétítve a felszínt.
Minden nyáron egy biológiailag elsötétített terület – amely űrből is látható és legalább 100 000 négyzetkilométert fed – alakul ki Grönland délnyugati jégtakaróján. Egy 2020-as tanulmány szerint itt a mikrobák 4,4–6,0 gigatonna olvadékvíz képződéséhez járulnak hozzá, ami az összes jégveszteség akár 13%-át is kiteheti. Grönland jégtakarója annyi vizet tartalmaz, hogy a globális tengerszint több mint 7 méterrel emelkedne. Bár az IPCC-jelentések elismerik ezeket a hatásokat, még nem épültek be a klímamodellekbe.
A gleccserolvadék létfontosságú ivóvíz-, mezőgazdasági- és vízierőmű-ellátást biztosít több mint 2 milliárd ember számára az Európai-Alpokban, a Himalájában és Közép-Ázsiában. Még ha a globális felmelegedés a párizsi egyezmény célkitűzései szerint is korlátozódik, ezeknek a gleccsereknek a fele a század végére eltűnik.
### Metán: egy rejtett fenyegetés
A jeget elsötétítő mikrobákon túl egy másik veszély leselkedik: a metán. Az Arktiszon a gleccserek és a permafroszt hatalmas földalatti tartalékokat rejtenek ebből a erős üvegházhatású gázból. De új tanulmányok szerint a gleccserek alatt élő mikrobák is jelentős mennyiségű metánt termelhetnek. Ahogy a permafroszt olvad és a gleccserek visszahúzódnak, a váratlan metánfelszabadulások a mély földalatti rétegekből egyre nagyobb kockázattá válnak.
Longyearbyennel szemben, a fjord túloldalán, Andy Hodson professzor a "pingókat" tanulmányozza – dombokat, amelyek akkor keletkeznek, amikor a nyomás alatt álló talajvíz kitör a fagyott talajon. Ezekből a képződményekből kifolyó víz metánnal telített. Hodson a hatást úgy hasonlítja össze, mintha a gleccserek "megtörnék a tájat és kényszerítenék ki a gázt. A metán mindenhonnan szivárog, ahol a folyadékok a permafroszt alatt törnek fel."
Mintha időzítve lenne, egy hirtelen metánbuborék tör fel egy pingó tó felszínén. "Nem azt mondom, hogy egy 50 petagrammos metánbomba készül felrobbanni," mondja Hodson. De mivel az arktikus visszacsatolási hurkok akár 25–70 billió dollárral növelhetik a klímaváltozás költségeit, a tét óriási.
Az egyik ok, amiért Hodson nem túlzottan riad ki ettől a helytől, az a metánnal táplálkozó mikrobák – metanotrófok – felfedezése, amelyek a pingóban élnek. "Ezek a mikrobák mentik a helyzetet," mondja. Bár nem fogják mindenhol megállítani a kibocsátást, nélkülük sokkal több metán szabadulna fel.
### "Egy végstádiumú gleccser"
A Fox...
(Note: Az eredeti szöveg félbeszakadt, így megtartottam ezt a szerkezetet.)
A Fonna gleccser közepén, Sválbárdon, Edwards megjegyzi, hogy a jégfelszín 4 métert süllyedt a tavalyi nyár óta, és jelentősen zsugorodott azóta, hogy először 2011-ben meglátogatta. "Ez a gleccser végstádiumban van," mondja. "Palliatív ellátásban van, és még senki sem törődik vele."
Mint minden élő organizmus, minden gleccser saját, egyedi mikrobiomot hordoz, amely néhol máshol nem található fajokat is tartalmaz. Ahogy Edwards sikertelenül keres egy tavaly tanulmányozott mikrobás élőhelyet – valószínűleg az olvadás és az erózió miatt elveszett –, a tapasztalatát a korallzátonyokat tanulmányozó biológusokéhoz hasonlítja, akik nézik, ahogy kutatási területeik kifehérednek és elpusztulnak. Ezek a veszélyeztetett hó- és jégben élő mikrobák nemcsak tudományos szempontból értékesek; hatalmas gazdasági potenciállal is bírnak. Szélsőséges hideg, sötétség és alacsony tápanyagellátás iránti genetikus alkalmazkodásuk biotechnológiai megoldások kincses tárháza lehet az orvostudomány, az ipar és a hulladékkezelés területén. De ahogy a globális hőmérséklet emelkedik, gyorsan elveszítjük a lehetőséget, hogy tanulmányozzuk, felhasználjuk és megőrizzük ezt az egyedülálló biológiai sokféleséget.
Edwards egy nemzetközi tároló létrehozását javasolja a sarki mikrobák védelmére – hasonlóan Sválbárd Globális Magbankjához, amely a közeli permafroszt kamrákban tárolja a növényfajtákat. "Amikor nyugdíjba megyek vagy meghalok, azt akarom, hogy ez a mikrobás archívum maradjon, mint tartalék a jövő generációi számára," mondja, a hatalmas, eltűnő tájra mutatva. "Mert nekik már nem lesz ez a gleccser, vagy az, vagy amaz."
Sok látogató érkezik Sválbárdra, hogy lássa a lenyűgöző vadon élő állatvilágot, amely – egyelőre – bőséges. Egy központi fjordon átvezető hajókirándulás során több mint 80 beluga bálnát figyelünk meg. Mégis, ez a virágzó csoport is láthatatlan mikrobáktól függ: a bálnak halakat esznek, amelyek planktonnal táplálkoznak, amelyek viszont a közeli gleccserekből származó tápanyagokkal táplált tengeri mikrobáktól függenek – olyan élőhelyektől, amelyeket részben Edwards által tanulmányozott mikrobák alakítanak ki.
A Nordenskiöldbreen gleccser központi Sválbárdon. Fotó: Ben Martynoga
Ez emlékeztet arra, hogy a sarki mikrobák nemcsak a jégolvadást és a globális klímát befolyásolják – hanem egész ökoszisztémákat tartanak fenn. Nélkülük ez a bőség eltűnne.
Edwards gyakori arktiszi utazásait apja látogatásához hasonlítja, aki érrendszeri demenciában szenvedett egy ápolóotthonban. Minden látogatás további hanyatlást mutatott. "Ez egy fokozatos folyamat," mondja. "Napról napra nem vetted volna észre a veszteséget."
GYIK
### **GYIK az arktikus gleccserekről, amelyek a mikrobák miatt közelednek az irreverzibilis hanyatláshoz**
#### **Kezdő szintű kérdések**
**1. Mi történik az arktikus gleccserekkel?**
Az arktikus gleccserek egyre gyorsabban olvadnak, részben a jeget elsötétítő mikrobák miatt, amelyek több hőt nyelnek el, és így gyorsabb olvadást okoznak.
**2. Hogyan gyorsítják fel a mikrobák a gleccserolvadást?**
Az algákhoz hasonló mikrobák a jég felszínén növekednek, és elsötétítik azt. A sötétebb jég több napfényt
