Sztuczna inteligencja ujawnia niepokojący wzór w Arktyce

Arktyka jest jednym z regionów Ziemi, który w największym stopniu jest zagrożony w obliczu zmieniającego się klimatu. Nie tylko rośliny i zwierzęta przystosowane do życia w surowych warunkach muszą mierzyć się ze zmianami w środowisku, sytuacja zagraża również człowiekowi, bowiem topniejące szybko lodowce sprzyjają podnoszeniu się wód wszechoceanu, a tym samym podtapianiu miast na wybrzeżu. Już teraz problematyczne staje się cofanie granicy zasolonych wód gruntowych w głąb lądu, co utrudnia pozyskanie wód pitnych.

Niedawno informowaliśmy o poważnych zmianach w Arktyce związanych z topnieniem wiecznej zmarzliny. Teraz naukowcy poinformowali o kolejnych zmianach, które udało się zauważyć dzięki analizie milionów zdjęć satelitarnych z użyciem sztucznej inteligencji.

Od 1979 r. Arktyka ociepla się cztery razy szybciej niż pozostała część Ziemi. Jednym z obszarów położonych w jej granicach (tj. powyżej koła podbiegunowego północnego) jest Svalbard, archipelag położony niedaleko północno-wschodniego wybrzeża Grenlandii. Naukowcy informują, że znajduje się on w pierwszej linii zmian klimatycznych, ocieplając się nawet siedmiokrotnie szybciej.

Svalbard terytorialnie należy do Norwegii, jednak na podstawie Traktatu Spitsbergeńskiego (zwanego także Paryskim) państwa sygnatariusze mają równe prawo do korzystania z zasobów naturalnych archipelagu i prowadzenia na jego terenie badań naukowych. Obecnie z pierwszego korzystają Norwegia i Rosja, wydobywając tam węgiel kamienny. Pozostałe państwa, w tym Polska, prowadzą badania naukowe.

Ponad połowa Svalbardu pokryta jest lodowcami, których całkowita utrata spowodowałaby podniesienie wód morskich na świecie o około 1,7 cm. Nie, nie stanie się to jutro czy za miesiąc, niemniej jednak lodowce te są niezwykle wrażliwe na wszelkie zmiany temperatury.

Specjaliści nauk o Ziemi postanowili przyjrzeć się lodowcom, które odprowadzają wodę bezpośrednio do oceanu. Są one swego rodzaju pompami ekologicznymi w fiordach, przenosząc tam bogatą w składniki odżywcze wodę morską. Mogą nawet zmieniać wzorce cyrkulacji oceanicznej.

W miejscach, gdzie lodowce spotykają się z wodami morskimi, tracą swoją masę poprzez odrywanie dużych brył lodu, co nazywamy cieleniem się lodowca. Dokładne zrozumienie tego procesu jest niezwykle istotne dla przewidywania przyszłej utraty masy lodowca. Wciąż jednak pozostaje wyzwaniem dla glacjologów, ponieważ jest trudny do zaobserwowania, nie mówiąc już o dokładnym wymodelowaniu.

Badacze dotychczas wykorzystywali zdjęcia satelitarne. Jednak ich interpretacja jest nieefektywna, gdyż nawet eksperci mogą nieco inaczej interpretować to, co widzą. Ale nawet jeśli wnioski będą zgodne, to ilość zdjęć jest po prostu zbyt duża. Nie ma takich zasobów ludzkich, aby zmapować każdy region każdego roku od lat 80. XX w. do czasów obecnych.

Ogromną pomocą okazało się zautomatyzowanie badań dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji. W nowym badaniu, którego wyniki zostały opublikowane w Nature Communications wykorzystano AI do analizy milionów zdjęć satelitarnych 149 lodowców. Obrazy te zostały wykonane w latach 1985-2023. To oznacza, że można było zbadać cofanie się lodowców na niespotykaną dotąd skalę.

Przeprowadzone badania pokazały, że 91 proc. lodowców, które spływają do morza na Svalbardzie, kurczy się w istotnym stopniu. Odkryli utratę ponad 800 km kw. lodowców, co jest powierzchnią większą niż Warszawa (517 km kw.) czy Gdańsk (łącznie z obszarem pod morskimi wodami wewnętrznymi Zatoki Gdańskiej, zajmuje powierzchnię 683 km kw). To utrata 24 km kw rocznie, co jest z kolei powierzchnią porównywalną do Kołobrzegu.

Największy wzrost odnotowano w 2016 r., kiedy wskaźniki cielenia uległy podwojeniu. W 2024 r. na Svalbardzie zanotowano także najbardziej mokre lato i jesień od 1955 r. W październiku w ciągu jednego dnia spadło rekordowe 42 mm, czemu towarzyszyło wyjątkowo ciepłe i pozbawione lodu morze.

Zauważono, że 62 proc. lodowców w rejonie archipelagu doświadcza sezonowych zmian lato-zima. Zjawisko to jest dobrze udokumentowane na Grenlandii. Uprzednio te cykle zaobserwowano jedynie przez ręczne opracowanie zdjęć. Badacze porównali je z wahaniami temperatury powietrza i oceanu. Okazało się, że wraz z ocieplaniem się oceanu wiosną lodowiec cofał się niemal natychmiast. Był to dowód tego, co podejrzewano już wcześniej, tj. sezonowe zmiany lodowców są spowodowane zmianami temperatury oceanu.

Norweski archipelag doświadcza tak dużych zmian m.in. ze względu na specyficzne położenie w Arktyce, w tym blisko ciepłych wód Atlantyku. Znajdujące się tam lodowce to tzw. lodowce spitsbergeńskie (lodowcesieciowe). Ich cechą charakterystyczną jest to, że nie ograniczają się wyłącznie do dolin, ale poprzez przełęcze lód i pola firnowe łączą się w rozległą pokrywę lodową, z której wystają pojedyncze szczyty. Poza Spitsbergenem występują także na Grenlandii, Alasce i Antarktydzie. To, co dzieje się z lodowcami na Svalbardzie, prawdopodobnie powtórzy się w innym regionie.

Źródło: The Conversation
Publikacja: Li, T., Hofer, S., Moholdt, G. et al., Pervasive glacier retreats across Svalbard from 1985 to 2023, Nat Communications 16 , 705 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-55948-1

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!