Innowacyjne technologie w monitorowaniu ekosystemów arktycznych

Innowacyjne technologie w monitorowaniu ekosystemów arktycznych

Naukowcy przyznają, że Arktyka jest jednym z ostatnich dzikich miejsc na Ziemi. To wyjątkowy i niezwykle wrażliwy ekosystem, którego rozregulowanie wywoła katastrofalne skutki. Niestety, ekosystemy arktyczne są coraz bardziej narażone na dramatyczne zmiany klimatu oraz efekty coraz intensywniejszej działalności ludzkiej w tych rejonach. Rosnący napływ ciepłych wód atlantyckich do mórz arktycznych oddziałuje na lokalny klimat, co potwierdza monitoring Arktyki przy pomocy nowoczesnych technologii.

Arktyka nagrzewa się dużo szybciej niż reszta świata, co prowadzi do intensywniejszego topnienia lodu morskiego. Liczne zanieczyszczenia są transportowane do Arktyki przez masy powietrza nawet z bardzo odległych rejonów geograficznych. Najnowsze szacunki przewidują nasilanie się tych zjawisk w przyszłości.

Ekosystemy arktyczne

Surowe warunki życia doprowadziły do powstania unikalnych ekosystemów na dalekiej Północy. Niektóre z najbardziej kultowych gatunków na świecie są endemiczne dla Arktyki. Żyją tam też tysiące mniej znanych gatunków, które przystosowały się do przetrwania w ekstremalnie zimnych i bardzo zmiennych warunkach klimatycznych. Arktyka zawiera różnorodność siedlisk morskich, słodkowodnych i lądowych, takich jak rozległe obszary tundry nizinnej, mokradła, góry, szelfy oceaniczne i lodowe, pak lodowy i ogromne klify przybrzeżne ptaków morskich.

Region charakteryzuje się surowym klimatem. Średnia temperatura w zimie może sięgać -30 st. C, a latem 0-10 st. C. Ok. 10 proc. mieszkańców Arktyki to rdzenne społeczności, takie jak Inuici, Saamowie, Nieńcy czy Czukcze. Zdecydowana większość Oceanu Arktycznego pokrywa wieloletni lód morski zwany pakiem lodowym. Tereny nieprzykryte lodem porosła tundra z 600 gatunkami mchów i 2 tys. gatunków porostów. To więcej niż gdziekolwiek indziej na planecie.

Głównymi roślinami Arktyki są trawy, turzyce, krzewinki, porosty i mchy porastające wieloletnią zmarzlinę, gdzie żyją duże ssaki lądowe, w tym wół piżmowy, renifer karibu czy niedźwiedź polarny. W wodach arktycznych żyje wiele gatunków fok, liczne są ptaki, które latem gniazdują na lądzie, ale żerują w pasie wód przybrzeżnych.

W literaturze przedmiotu można znaleźć informację, że łącznie Arktyka jest domem dla ponad 21 tys. znanych gatunków ssaków, ptaków, ryb, bezkręgowców, roślin i grzybów oraz mikrobów, które są wysoce przystosowane do zimna. Ekstremalne zimno, sezonowość i ograniczona dostępność sprawiły, że wpływ człowieka był niski, co pozwoliło procesom ekologicznym funkcjonować prawie bez zakłóceń. Jednak zmiany klimatu i rosnące zapotrzebowanie na zasoby naturalne fatalnie odbijają się na bioróżnorodności Arktyki.

Ochrona środowiska

W Arktyce działa szereg organizacji krajowych i międzynarodowych. Najważniejszą z nich jest Rada Arktyczna. To wiodące forum międzyrządowe promujące współpracę, koordynację i relacje między państwami arktycznymi, rdzennymi mieszkańcami Arktyki i innymi mieszkańcami Arktyki w zakresie wspólnych problemów regionu, jakimi są w szczególności zrównoważony rozwój i ochrona środowiska.

Kluczowymi elementami rady są grupy robocze. Głównym celem Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP) jest monitorowanie i ocena zanieczyszczenia środowiska i zmiany klimatu w Arktyce. Natomiast Protection of the Arctic Marine Environment (PAME) odpowiada za monitorowanie i projekty badawcze dotyczące ochrony i zrównoważonego użytkowania Oceanu Arktycznego.

Inną grupą roboczą Arctic Council jest Sustainable Development Working Group (SDWG), której celem jest m.in. promowanie zrównoważonego rozwoju regionu. Projekty dążą do poprawy warunków społecznych, ekonomicznych i środowiskowych, w których żyją mieszkańcy Arktyki. Grupa zajmuje się takimi tematami, jak kultura, ekonomia, zdrowie, edukacja, infrastruktura, rozwój miast i nierówności społeczne.

Badania naukowe

Zdaniem wielu naukowców, ocieplenie klimatu doprowadzi do zmian w wegetacji roślin. Rosnące temperatury umożliwiają ekspansję lasów w arktyczną tundrę. Przewiduje się, że zmiany roślinności w połączeniu z podnoszeniem się poziomu mórz drastycznie zmniejszą obszar tundry, co ograniczy obszary bytowania wielu ptaków i zwierząt lądowych. Niektóre zagrożone gatunki prawdopodobnie wyginą, a inne zmienią siedziby. Wraz ze wzrostem temperatur spadnie liczebność ptaków morskich, mchów i porostów.

Monitorowanie zmian klimatycznych w Arktyce umożliwiają czujniki, satelity i drony działające w oparciu o najnowsze technologie, do których należą sztuczna inteligencja oraz analiza danych big data. Kluczowym narzędziem do śledzenia topniejącego lodu Arktyki jest satelita naukowo-badawczy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) CryoSat-2, który dzięki długiemu pobytowi w kosmosie pozyskał jeden z najdłuższych nieprzerwanych zapisów grubości lodu polarnego.

Dzięki uruchomieniu CryoSat-2 naukowcy uzyskali pierwsze satelitarne szacunki potencjalnych dat początku zakwitu glonów związanych z lodem morskim i badają, w jaki sposób zmieniająca się pokrywa śnieżna mogła przesunąć czas początku zakwitu w ciągu ostatnich czterech dekad. Naukowcy wykorzystali również dane z satelitów Copernicus Sentinel-3 i NASA ICESat-2. Dane z lat 2011-2022 wykazały, że bardziej wysunięte na południe regiony Arktyki doświadczą wcześniejszych zakwitów glonów.

Naukowcy zauważyli, że od lat 80. XX wieku głębokość pokrywy śnieżnej stopniowo zmniejsza się na większości obszaru Arktyki. Dane NASA potwierdzają, że zasięg arktycznego lodu morskiego latem zmniejsza się w tempie ponad 12 proc. na dekadę.

Face 2
Marta Byk

Jestem pasjonatką ochrony klimatu, zafascynowaną Arktyką i jej unikalnym ekosystemem. Wierzę, że działania na rzecz ochrony tego regionu są kluczowe dla przyszłości naszej planety. Z uratujarktyke.pl chcę podzielić się wiedzą, jak ważne jest przeciwdziałanie zmianom klimatycznym poprzez ochronę Arktyki.