Polska Stacja Polarna Hornsund im. Stanisława Siedleckiego (PSPH) leży nad zatoką Isbjornhamna w fiordzie Hornsund, w południowej części wyspy Spitsbergen norweskiego archipelagu Svalbard. Jest najdalej na północ wysuniętą stałą polską placówką naukową, zarządzaną przez Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie.

Zimno, niebezpiecznie i daleko od domu. Tymczasem od 60 lat trwają tam badania, których nie sposób przecenić. Na dodatek ich wyniki mamy w Polsce z pierwszej ręki.

– Pomiary temperatury na obszarach polarnych są efektywniejsze dla oceny stanu geosystemu niż w jakimkolwiek innym miejscu Ziemi. Obszary podbiegunowe są bowiem wrażliwsze na zmiany globalne i jako pierwsze wysyłają do nas sygnały ostrzegawcze – mówi prof. Marek Lewandowski, kierownik naukowy PSPH. – W ciągu ostatnich 500 mln lat, z wyjątkiem dwóch krótkich epizodów w paleozoiku, Ziemia była planetą ciepłą. Różnica temperatur pomiędzy biegunami a równikiem wynosiła kilkanaście stopni. Ten stan trwał wiele milionów lat, ale po zachwianiu równowagi geosystemu – ok. 50 mln lat temu na południu, a 2,5 mln lat temu na północy – mamy zlodowacenie globalne, ta różnica wynosi ok. 60°C. Jednak, niezależnie od przyczyn, naturalnych lub antropogenicznych, Ziemia zacznie powoli wracać do naturalnego stanu. Temperatura będzie rosnąć, w niewielkim stopniu na równiku, najmocniej na biegunach. Dlatego warto prowadzić tam badania przyrodnicze.

Unikalny monitoring

Stacja Hornsund rozpoczęła swoją działalność w 1957 roku. Od początku prowadzono w niej badania geologiczne i geomagnetyczne, a także ciągłe obserwacje meteorologiczne. Następnie rozpoczęto monitoring hydrologiczny, hydrochemiczny, wiecznej zmarzliny, pokrywy śnieżnej, glacjologiczny, a niedawno oceanograficzny. W laboratorium chemicznym PSPH prowadzone są np. analizy składu chemicznego wód powierzchniowych oraz opadowych, co pozwala m.in. mierzyć stopień zanieczyszczeń powstałych w wyniku działalności człowieka. Obserwacje zjawisk w atmosferze obejmują między innymi zmiany pola elektrycznego Ziemi oraz promieniowania UV i aerozolu, dane przekazywane są do międzynarodowej sieci AERONET w NASA. Stacja współpracuje z kilkunastoma ośrodkami naukowymi w Polsce i za granicą.

– W PSPH obserwujemy w zasadzie całość abiotycznego systemu na południowym Svalbardzie, tj. atmosferę, hydrosferę i litosferę – wyjaśnia prof. Lewandowski.

Dane, zbierane przez lata w PSPH, są unikatowe z uwagi na ich długookresowość. Kiedyś, jak wspomina prof. Lewandowski, padały pytania: Po co to badać? Komu to ma służyć? Dziś dzięki badaniom w Arktyce dysponujemy niezwykle wartościowym, własnym materiałem pomiarowym i analitycznym. Dodajmy, co nie bez znaczenia, zdobytym w niezwykle trudnych warunkach.

– Kto nie podróżował tam zimą po lodowcach, nie wie, że to nie turystyczny survival, lecz pokonywanie własnych słabości i czasami ryzykowanie życiem dla badań naukowych. Ryzykujemy, bo Ziemia jest najważniejszym obiektem we Wszechświecie. Podobnie ryzykujemy podbijając Kosmos.

Zachować status quo

Jesteśmy dziećmi epoki lodu, wyjątkowej w historii fanerozoiku. Ziemia przed wielkim ochłodzeniem trzeciorzędowym nie była dla nas przyjazna – było za ciepło, zbyt wilgotno i panowało zbyt wysokie ciśnienie atmosferyczne. Taka planeta może być dla nas zabójcza, jeżeli ocieplenie będzie następować zbyt szybko. Czynimy zatem starania, by jak najdłużej zachować środowiskowe status quo. Czy zawsze właściwie?

– Składowanie CO2 nie ma wielkiego sensu, bowiem jego poziom w atmosferze jest i tak najniższy w historii Ziemi. Można przesadzić i wkrótce mieć kilkaset metrów lodu nad Warszawą, jak kilkanaście tysięcy lat temu. Na początku paleozoiku stężenie CO2 było przynajmniej 10-krotnie większe. Rozkwitająca biosfera nie „ugotowała” się jednak, bowiem Słońce było mniejsze. Dziś Słońce dostarcza więcej energii, ale średnia temperatura na Ziemi pozostała na podobnym poziomie, bo stężenie CO2 bardzo spadło. Jeżeli obecnie Ziemia nie zamarzła na kość, to już nigdy nie zamarznie. Słońce będzie coraz większe, a ocean światowy coraz cieplejszy. Nie będzie już tak efektywnym rezerwuarem CO2 jak dziś. Nasza cywilizacja może jeszcze dodać procent czy dwa do naturalnej emisji CO2, dodatkowo przyśpieszając globalne ocieplenie już w historycznej, a nie geologicznej skali czasu. Sądzę więc, że jest to ostatnie globalne zlodowacenie w historii naszej planety.

Powinniśmy zatem zmniejszać emisję CO2, inwestować w przetrwanie i w programy adaptacyjne do czekających nas nowych i nieprzyjaznych warunków. Dane z polskich badań polarnych stanowią podstawę do szacowania, kiedy i w jakim tempie zmiany klimatu będą następować.

List do przyszłości

Wróćmy do stacji. Warunki, jakie w niej panują dzięki rozbudowywanej przez lata infrastrukturze, są „takie jak w domu”. Elektrownia, kuchnia, laboratoria, ba, nawet własna oczyszczalnia ścieków, pierwsza jaka powstała na Spitsbergenie. Co roku gości tu – w drodze rotacji – ok. 100 badaczy. Jednorazowo i przez chwilę, nie licząc stałej obsługi technicznej, może mieszkać ok. 40 osób, choć wtedy tłok jest trudny do zniesienia. Realizowane są rozmaite programy naukowe z różnych krajów.

– Jesteśmy drugim krajem po Norwegii, który ma tak dużo publikacji z rejonu Svalbardu – mówi prof. Lewandowski. – Znaczenie naukowe stacji na wielu rozmaitych polach jest ogromne. Kiedy rok temu zostałem jej kierownikiem naukowym (wcześniej prof. Lewandowski był dyrektorem Instytutu Nauk Geologicznych PAN), postanowiłem, że nie będę nic zmieniać, lecz zrobię wszystko, by stan obecny utrzymać.

Postanowił także w sposób nietypowy uczcić 60. rocznicę powstania stacji. Na jesieni tego roku na Spitsbergenie trafi do ziemi na głębokość 3 metrów kapsuła z informacjami o nas, naszym środowisku i stopniu rozwoju cywilizacyjnego. Cylindryczny pojemnik ze stali nierdzewnej, z bitumiczną osłoną przed wodą i tlenem, będzie zawierał cztery oddzielne listy.

– W pierwszym będzie współczesna skała skorupy oceanicznej z Islandii. Jej zegar izotopowy właśnie zaczął tykać i pozwoli znalazcy określić czas wysłania kapsuły. Będzie też skała granitowa reprezentująca skorupę kontynentalną – wyjaśnia prof. Lewandowski. – Na nich będą skały osadowe, w tym piasek z wtórnego złoża diamentów z Namibii, którego ziarna, obok mikroskopijnych diamentów, reprezentują skały Afryki Południowej. Ot, taki szkic naszej wiedzy geologicznej.

W drugiej kapsule będzie rdzeń z lodowca Hansa, zawierający informacje o lokalnej hydrosferze i atmosferze. Trzeci list – biologiczny – będzie zawierał zatopione w żywicy nośniki DNA człowieka, zwierząt hodowlanych oraz zbóż. Będą w nim także zasuszone niesporczaki. Mogą one wejść w stan kryptobiozy – spoczynku wywołanego wystąpieniem niekorzystnych warunków – który jest przerywany natychmiast po ich ustaniu w każdym cyklu życia. To mikroskopijne zwierzęta – długość ich ciała waha się w przedziale 0,01-1,2 mm – jest ich ponad tysiąc gatunków, żyją na Ziemi od milionów lat. Czy znalazcy będą się zastanawiać, czy to nie one były twórcami naszej cywilizacji? Czwarty list to świadectwa naszej cywilizacji. Znajdą się w nim zapałki, scyzoryk, zegarek, ale też i niewystępujące w przyrodzie sztuczne kryształy, na których budujemy obecne technologie.

Kto i kiedy przeczyta ten list? – Zlodowacenie arktyczne potrwa już niedługo – mówi prof. Lewandowski. – Szacuję, że erozja doprowadzi do odsłonięcia kapsuły za ok. milion lat. Cóż, wówczas na Spitsbergenie będą „Hawaje”. Ktoś kiedyś, idąc plażą pod palmami...