"Globalna chemia lodowców" "Kompleksowy model denudacji chemicznej w zlewni lodowca politermalnego na Spitsbergenie" Marta Kondracka1, Łukasz Stachnik2 1 Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katedra Geologii Stosowanej, Zakład Geofizyki Stosowanej, ul. Będzińska, 60 41-200 Sosnowiec e-mail: martakondracka@o2.pl 2 Uniwersytet Jagielloński, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej, Zakład Geomorfologii, ul. Gronostajowa 7, 30-387 Kraków e-mail: lukasz.stachnik@gmail.com Obserwatorzy Ciepło zimno Dach nad głową

Opis popularnonaukowy projektu

Używając metafory można powiedzieć, że lodowiec oddycha. Przenośnia ta nie wyraża jednak faktu, że wielkie lodowe masy naprzemiennie przesuwają się do przodu i wycofują, co mogłoby przywodzić na myśl ruchy ogromnej, lodowej klatki piersiowej. W dodatku, gdyby nawet tak było, to w związku z przeważającymi procesami topnienia lodowców, musiałyby dominować wdechy. Nie należy też sądzić, że może chodzić o wszelkie formy życia związane z okołolodowcowymi siedliskami. Metafora jest bardziej dosłowna, skrywa bowiem przepływy tlenu i dwutlenku węgla, które nierozerwalnie związane są z dynamiką zjawisk zachodzących w podbiegunowych masach lodu. W powszechnej świadomości ugruntowało się już naukowe przekonanie, że to dwutlenek węgla, ludzką ręką wpuszczony do atmosfery w nadmiernych ilościach, zatrzymał ciepło wokół skorupy ziemskiej. Podwyższona temperatura dosięgła także i podbiegunową krainę lodu i śniegu, gdzie powoduje zamianę lodu w wodę. W wodzie tej, zgodnie ze swymi właściwościami chemicznymi, dwutlenek węgla rozpuszcza się, czyli. znika z atmosfery. Wygląda na to, że aby rozwiązać problem dwutlenku węgla wystarczy pozostawić go lodowcom, a one "wyłapią" złośliwe cząsteczki do chwili aż ustabilizuje się równowaga pomiędzy kwasem węglowym powstałym z rozpuszczenia CO2, a dwutlenkiem węgla pozostałym w atmosferze. Jednak lekko zakwaszone wody, jak kwaśne deszcze, potrącają kostkę domina, kierującą kaskadę zdarzeń także ku minerałom. Te bowiem w zakwaszonym środowisku również się rozpuszczają, włączając i wyłączając z obiegu pierwiastki i związki chemiczne. Niektóre z nich na miliony lat osiadają na morskim dnie, a wraz z nimi - także i dwutlenek węgla oraz tlen. Równowaga wdechów i wydechów lodowca dawno została już naruszona. Skutki zaburzeń wykraczają jednak poza "zwykłe" fizyczne topnienie lodu, w dużym stopniu rozpoznane i dość przewidywalne. Znacznie mniej wiadomo o reakcjach chemicznych, które, podobnie, jak topnienie, zapewne biegną znacznie szybciej, odkąd gazy cieplarniane zasnuły górne warstwy atmosfery. Chemia lodowców może w przyszłości okazać się równie ważna, jak regularne analizy globalnych temperatur nie tylko wokół bieguna.

Streszczenie naukowe

Znaczenie systemu lodowcowego w obiegu pierwiastków w przyrodzie wciąż nie jest w pełni poznane. Szczególnie ważnym elementem tego cyklu jest ilość pochłanianego atmosferycznego CO2 (gaz głównie odpowiedzialny za współczesne ocieplanie klimatu) przez obszary zlodowacone, a także określenie wpływu atmosferycznego O2 na intensyfikację procesów chemicznych. Wydzielenie źródła pochodzenia głównych produktów procesów chemicznych zachodzących w lodowcach i wskazanie jest istotne w aspekcie długofalowych zmian klimatycznych. Procesy rozpuszczania glinokrzemianów/krzemianów wiążą się z długoterminowym (do około 100 milionów lat) wiązaniem atmosferycznego CO2 w osadach morskich, natomiast rozpuszczanie węglanów wiąże CO2 na czas co najwyżej kilku lat. Należy podkreślić, że badania w obszarach zlodowaconych są ważne w ujęciu globalnym, gdyż obszary pokryte lodem stanowią 10% powierzchni Ziemi. Celem projektu było określenie jakościowego i ilościowego zróżnicowania dominujących procesów chemicznych i ich zależność wobec zmian klimatycznych na przykładzie lodowca Werenskiolda (Wysoka Arktyka). Celami szczegółowymi była analiza porównawcza procesów chemicznych oksydacji, karbonatyzacji i hydrolizy w okresie topnienia lodowca oraz oszacowanie wielkości rozpuszczania minerałów tj. krzemianów/glinokrzemianów i węglanów. Prace terenowe obejmowały pobór prób wody w okresie ablacyjnym oraz w sezonie zimowym na terenie lodowca Werenskiold'a a także pomiar wskaźników fizyko-chemicznych jakości wód (tj. temperatura, przewodność elektrolityczna i in.). Natomiast prace laboratoryjne obejmowały analizy składu chemicznego. Na podstawie otrzymanych danych wykonywane było modelowanie geochemiczne z zastosowaniem programu PHREEQC. Efektem końcowym projektu było stworzenie kompleksowego modelu procesów chemicznych zachodzących w lodowcu z uwzględnieniem czynników, które je intensyfikują. Uzyskany model posłuży do porównania ilości pochłanianego atmosferycznego CO2 oraz udziału O2 w procesach chemicznych w lodowcu. Ponadto istotnym efektem jest oszacowanie źródła pochodzenia produktów procesów chemicznych..

Komitet Organizacyjny

Sponsorzy

Patronat medialny