Antarktyka to Antarktyda, czyli stały ląd oraz otaczający ją Ocean Południowy i położone na nim wyspy. Na jednej z nich, Wyspie Króla Jerzego, największej w archipelagu Szetlandów Południowych, znajduje się Polska Stacja Antarktyczna im. Henryka Arctowskiego.

Polacy mają swoją kartę w historii odkrywania tego obszaru. Henryk Arctowski i Antoni Dobrowolski uczestniczyli w ekspedycji naukowo-badawczej na statku „Belgica” w latach 1897–1899, pierwszej, która zimowała w lodach Antarktyki. Prowadzili badania z zakresu meteorologii, glacjologii, geologii i oceanografii.

– Antoni Dobrowolski jest twórcą dziedziny naukowej zwanej kriologią. Duża szkoda, że jego praca pt. Historia naturalna lodu została zapomniana, ponieważ dzisiaj wiele zagadnień w niej poruszanych jest odkrywanych na nowo – mówi dr hab. Robert Bialik, kierownik Zakładu Biologii Antarktyki Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN.

Polityczna stacja

Fakt, że mamy w tym obszarze stacje, jest nie tylko efektem pracy polskich badaczy, lecz także… polityki. Antarktyda, piąty pod względem wielkości kontynent, to wielki tort do podziału. Swoje roszczenia zgłasza wiele państw. Badania prowadził tam Związek Radziecki i szukając sojuszników ze swojego bloku przekazał nam w latach 50. ubiegłego wieku stację – dziś nieużywaną – która została nazwana imieniem A. Dobrowolskiego. Obecna stacja im. H. Arctowskiego została wybudowana w 1977 roku. Głównym impulsem do badań były wtedy nasze plany rozbudowy dalekomorskiej floty rybackiej do połowu kryla. Floty nie ma, stacja pozostała i cieszy się wyjątkową renomą. Świetna kuchnia i sympatyczna atmosfera oraz to, że jest zarządzana przez placówkę naukową i prowadzi się w niej tylko badania naukowe, powoduje, że gości ona naukowców i z krajów, które swoje stacje w Antarktyce także posiadają.

Polityka i dziś ma wpływ na Antarktykę. Tym razem jednak decydujące, na razie, znaczenie ma ekologiczne podejście do tych regionów. Podpisany 25 lat temu protokół madrycki zamroził eksploatację ogromnych złóż surowców do roku 2048. Antarktyka stała się ścisłym rezerwatem, jedyną enklawą na Ziemi, która ma pozostać w stanie niezmienionym. Polska jest jednym z 29 państw członków konsultatywnych układu antarktycznego, mających prawo głosu w sprawach tej części naszej planety.

Wyspa laboratorium

Odległa od Polski o 16 tys. kilometrów stacja badawcza przyciąga uczonych, ale…

– Warunkiem prowadzenia badań jest finansowanie. Trzeba uzyskać grant, by móc je tam prowadzić – mówi Agnieszka Kruszewska, zastępca dyrektora ds. administracyjnych Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. – „Arctowski” ściąga naukowców nie tylko z różnych uczelni w Polsce, także ze świata, z uwagi na to, że ma wysoką rangę na arenie międzynarodowej. Ponadto istotny jest fakt, że można tam prowadzić efektywne badania z bardzo wielu dziedzin. Wyspa Króla Jerzego i okolice stacji to specyficzna enklawa, nie tylko z uwagi na dostępność i położenie geograficzne nad brzegiem morza, lecz także na spektrum możliwości badawczych.

Wróćmy do kryla. Komisja do spraw Zachowania Żywych Zasobów Morskich Antarktyki (CCAMLR), w której Polska uczestniczy, i której przewodniczyła w latach 2013-2014, zleciła badania ekologiczne dotyczące tego właśnie zagadnienia.

– Komisja wydaje zezwolenia dotyczące odłowu zarówno kryla, jak i bardzo rzadkiej, a występującej tylko w tym rejonie ryby, antara polarnego – mówi dr Bialik. – Nasza stacja prowadzi monitoring populacji organizmów, które żywią się krylem, na dwóch chronionych obszarach. Dzięki temu można wyznaczać granice połowów.

Służy temu m.in. projekt MONICA, w którym wykorzystywano bezzałogowe statki powietrzne, potocznie zwane dronami, m.in. do liczenia populacji pingwinów. Można dzięki nim docierać do miejsc odległych i niedostępnych. Celem tego projektu jest także stworzenie warsztatu naukowego do pozyskiwania i przetwarzania danych geoprzestrzennych, które wykorzystywane są do monitoringu skutków zmian klimatycznych w rejonie Półwyspu Antarktycznego. Dodajmy – najszybciej się ocieplającego obszaru ziemi. Projekt realizowany jest przez Instytut Biochemii i Biofizyki PAN, Northen Reaserch Institute w Tromsø, Politechnikę Warszawską oraz Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej.

Na stacji prowadzi się także badania dotyczące szaty roślinnej. Niedaleko stacji leży jedyny w swoim rodzaju mszarnik – teren porośnięty mchem. To niejedyny mszarnik antarktyczny, lecz najstarszy morski na tym obszarze. Paleobiolodzy oceniają jego wiek na 5 do 10 tys. lat. Badania tego rejonu mówią więc także wiele o przeszłości naszej planety. Przeszłości uwięzionej w lodzie. Nie można zapominać, że Antarktyda była kiedyś zieloną wyspą. W pobliżu stacji są pozostałości skamieniałych drzew. Badania nad nimi także są prowadzone.

„Białe plamy” na białym tle

Lód, a ściślej lodowce, to ważny przedmiot badań. Tym bardziej że, jak się okazuje, niewiele o nich wiemy.

– Lodowce nie zachowują się w sposób jednolity. Bardzo różnie reagują na zmiany klimatyczne, które cały czas zachodzą, a my nie znamy w pełni tego mechanizmu. Takim zjawiskiem jest np. szarża lodowca, która jest dla niego rodzajem śmierci, ponieważ przechodzi on dużą częścią swej masy w strefę ablacyjną i zaczyna topnieć – mówi dr Dariusz Puczko, kierownik Działu Logistyki Antarktycznej IBB PAN. – Jest kilka hipotez, ale nie udało się jeszcze opisać tego mechanizmu na tyle, by dać jednoznaczną odpowiedź.

Nie do końca wiemy co się dzieje w lodowcu. – Kiedy patrzymy na rzekę, możemy sprawdzić i opisać, jak się rozkładają siły na powierzchni czy przy dnie, ale w przypadku lodowca grubości 400 metrów nie jesteśmy w stanie zmierzyć z jaką prędkością poruszają się warstwy wewnątrz, a z jaką ta przy dnie, a zatem określić, jak szybko następuje transfer masy lodu ze strefy akumulacyjnej do strefy ablacyjnej – dodaje dr Bialik.

W sensie poznawczym lodowce to nadal białe plamy na mapie naszej wiedzy. Pomocna może być nowoczesna technologia. W tym roku prowadzono badania czół lodowców za pomocą skaningu laserowego, by ocenić, z jaką szybkością zachodzą zmiany w strefie kontaktu lodowca z morzem.

– Monitoring lodowców jest istotny ze względów poznawczych dotyczących samych lodowców i tego, jakie zachodzą w nich zmiany, ale należy też na podstawie tych badań poszukiwać interakcji z klimatem oraz przyrodą ożywioną – mówi dyrektor Kruszewska.

W ubiegłym roku zespół naukowców z uniwersytetu wrocławskiego oraz Instytutu Geografii i Rozwoju Regionalnego prowadził badania ewolucji i geomorfologii skalistych nabrzeży na wyspie Króla Jerzego. Chciano ustalić, jak szybko ten proces przebiega. Jak się okazuje, wybrzeże w szybkim stopniu ustępuje morzu, do tego stopnia, że część sprzętu pozostawionego przy brzegu została bezpowrotnie stracona.

Kapsuła czasu

Na Wyspie realizowany jest także projekt dotyczący trawy, a ściślej gatunku Poa annua. Co w niej niezwykłego? Przypadkowo została ona introdukowana do środowiska przez polskich naukowców i w tej chwili analizuje się przebieg i skutki ekspansji, a ostatecznym celem ma być jej całkowite usunięcie. Antarktyka to obszar chroniony szczególnie i żadne introdukcje nie są możliwe.

– Prowadziliśmy również wspierające badania, dotyczące gatunku muchy, którą z kolei przypadkowo introdukowali naukowcy z jednej z sąsiednich stacji. Wspólnie działamy, aby ją wyeliminować – wyjaśnia dr Bialik.

Na wyspie prowadzone są także badania dotyczące bezkręgowców, ich celem jest określenie struktury zgrupowań bezkręgowców w wybranych mikrosiedliskach na wyspie. Niewielkich rozmiarów bezkręgowce, takie jak np. roztocza i skoczogonki, należą do pierwszych organizmów, które zasiedlają obszary polarne po ustąpieniu lodowców. Ich badaniem zajmują się naukowcy z Katedry Fitopatologii Leśnej Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.

Wartość dodana

– Efektem lat pracy polskich naukowców w tym rejonie jest unikatowy zbiór kilku tysięcy szczepów mikrobiologicznych – mówi dyrektor Kruszewska. – Nie występują one nigdzie indziej. Zostały zamrożone w lodzie, nie miały kontaktu z antybiotykami, mogą być wykorzystywane np. w przemyśle farmaceutycznym, ale także w celu obniżenia energochłonności niektórych procesów technologicznych, które mogą być prowadzone w niższych temperaturach.

Przez czterdzieści lat – rocznica będzie w przyszłym roku – stacja wykształciła wielu naukowców, którzy takiego jak tam doświadczenia badawczego nie mogliby osiągnąć w kraju. Stacja jest także miejscem współpracy i wymiany doświadczeń o charakterze nie tylko interdyscyplinarnym, lecz także międzynarodowym.

Jak mówi dyrektor Kruszewska: – Ten rejon świata i nasza stacja to pole naukowe dla bardzo wielu dyscyplin i tylko wyobraźnia ludzka wyznacza limity. 