Czym jest wieczna zmarzlina i dlaczego jej topnienie zagraża Ziemi?

Zamrożony skarbiec węgla

Pod powierzchnią regionów arktycznych i subarktycznych kryje się ukryty gigant: wieczna zmarzlina, czyli grunt, który pozostaje zamarznięty przez co najmniej dwa kolejne lata, a w wielu miejscach przez setki tysięcy lat. Pokrywa ona z grubsza jedną czwartą powierzchni lądowej półkuli północnej, rozciągając się na rozległych obszarach Alaski, Kanady, Syberii i Wyżyny Tybetańskiej.

O wadze wiecznej zmarzliny decyduje nie sam lód, ale to, co zawiera. Przez tysiąclecia martwe rośliny, zwierzęta i inna materia organiczna gromadziły się w tych zamarzniętych glebach, nie ulegając całkowitemu rozkładowi. Według NOAA i National Snow and Ice Data Center, północny region wiecznej zmarzliny przechowuje szacunkowo od 1500 do 1700 gigaton organicznego węgla – to mniej więcej dwa razy więcej niż znajduje się obecnie w atmosferze. Jest to największy lądowy rezerwuar węgla na Ziemi.

Jak topnienie uwalnia węgiel

Wraz ze wzrostem globalnych temperatur, Arktyka ociepla się dwa do czterech razy szybciej niż reszta planety. To ciepło przenika w głąb ziemi, pogłębiając "warstwę czynną" – górną warstwę gleby, która odmarza każdego lata – i docierając do węgla, który był uwięziony przez tysiąclecia.

Po wystawieniu na wyższe temperatury, mikroby glebowe budzą się i zaczynają trawić starożytną materię organiczną. W warunkach bogatych w tlen wytwarzają dwutlenek węgla. W podmokłych, ubogich w tlen środowiskach – takich jak topniejące torfowiska – wytwarzają metan, gaz cieplarniany około 80 razy silniejszy niż CO₂ w okresie 20 lat.

To tworzy to, co naukowcy nazywają dodatnim sprzężeniem zwrotnym: topnienie wiecznej zmarzliny uwalnia gazy cieplarniane, które dodatkowo ocieplają atmosferę, co powoduje topnienie większej ilości wiecznej zmarzliny. W przeciwieństwie do emisji paliw kopalnych, tego procesu nie można wyłączyć po jego rozpoczęciu. Zgodnie z badaniem z 2026 roku opublikowanym w Nature Communications Earth & Environment, uwzględnienie emisji z wiecznej zmarzliny i pożarów w modelach klimatycznych zmniejsza pozostały budżet węglowy potrzebny do utrzymania się poniżej 1,5°C o około 25%.

Poza węglem: Przekształcanie krajobrazu

Konsekwencje wykraczają poza chemię atmosfery. Wraz z topnieniem wiecznej zmarzliny, grunt fizycznie zapada się w procesie zwanym termokrasem, tworząc zapadliska, osuwiska i podmokłe zagłębienia. Rzeki niosą coraz większe ładunki rozpuszczonego starożytnego węgla w kierunku oceanu, gdzie część przekształca się w CO₂.

Niedawne badanie analizujące dekady danych z północnej Alaski wykazało, że odpływ wzrasta, rzeki transportują więcej rozpuszczonego węgla, a sezon topnienia wydłuża się aż do jesieni – to oznaki, że cykl węglowy wiecznej zmarzliny przyspiesza.

Badania z University of Leeds wykazały również, że topnienie zwiększa przepuszczalność wiecznej zmarzliny o współczynnik od 25 do 100, umożliwiając uwięzionym gazom cieplarnianym ucieczkę znacznie szybciej, niż przewidywały wcześniejsze modele.

Infrastruktura zagrożona

Topnienie wiecznej zmarzliny zagraża również czterem milionom ludzi mieszkających w regionach arktycznych. Budynki pękają i przechylają się, gdy przesuwają się ich fundamenty. Drogi ulegają wypaczeniu. Rurociągi się odkształcają. Według badania opublikowanego w Nature Communications, jedna trzecia panarktycznej infrastruktury i 45% rosyjskich pól wydobycia węglowodorów znajduje się na obszarach, gdzie niestabilność gruntu związana z topnieniem może spowodować poważne szkody. Do 2050 roku ponad 36 000 budynków, 13 000 kilometrów dróg i 100 lotnisk będzie narażonych na wysokie ryzyko. Koszty napraw i konserwacji w całej Arktyce mogą osiągnąć 30 miliardów euro do 2060 roku.

Dlaczego to ma znaczenie

Topnienie wiecznej zmarzliny jest często nazywane "śpiącym gigantem" zmian klimatycznych, ponieważ działa w powolnej skali czasowej, ale z ogromnym skumulowanym wpływem. W przeciwieństwie do elektrowni lub samochodów, nie można go regulować ani wyłączyć. MIT Climate Portal zauważa, że wieczna zmarzlina Ziemi prawdopodobnie zmieni się z pochłaniacza węgla netto w źródło węgla netto przed 2100 rokiem, zasadniczo zmieniając globalny budżet węglowy.

Zrozumienie wiecznej zmarzliny jest niezbędne dla każdego, kto śledzi politykę klimatyczną. Obecne międzynarodowe cele redukcji emisji – w tym te w ramach Porozumienia Paryskiego – nie uwzględniają w pełni emisji z wiecznej zmarzliny, co oznacza, że światowe budżety węglowe mogą być znacznie bardziej ograniczone niż sugerują oficjalne prognozy.