Globálna priemerná hladina mora (GMSL) neustále stúpa, pričom od roku 1901 do roku 2018 sa zvýšila približne o 20 cm. Tempo zmien sa pritom výrazne zrýchľuje, zo zhruba 1,4 mm za rok (1901–1990) na približne 3,7 mm za rok (2006–2018), a v roku 2023 dosiahlo 4,5 mm za rok. Hoci k nárastu hladiny mora prispieva viacero procesov, dominantným zdrojom je dnes topenie ľadovcov a ľadových štítov, ktoré v rokoch 2006–2018 pridalo k GMSL približne 1,6 mm za rok a prekonalo tak tepelnú rozťažnosť oceánov. Príspevok ľadových štítov k nárastu hladiny mora je v súčasnosti väčší ako príspevok menších horských ľadovcov a ľadových čiapok.

Hlavným zdrojom obáv je, že úbytok hmoty z ľadových štítov Grónska a Antarktídy od 90. rokov 20. storočia zoštvornásobil. Tieto masívne telesá ľadu na Zemi, konkrétne Grónsky ľadový štít (GrIS), Západoantarktický ľadový štít (WAIS) a Východoantarktický ľadový štít (EAIS), obsahujú ekvivalent približne 65 metrov GMSL. Aj malé zmeny ich objemu môžu mať katastrofálne následky pre pobrežné populácie na celom svete. Odhaduje sa, že miliarda ľudí žije v oblastiach menej ako 10 metrov nad morom a asi 230 miliónov v rámci 1 metra. Bez adaptácie by konzervatívne odhady naznačovali, že nárast hladiny mora o 20 cm do roku 2050 by viedol k priemerným globálnym stratám spôsobeným povodňami vo výške 1 bilióna USD ročne alebo viac pre 136 najväčších pobrežných miest.

Oteplenie o +1,5 °C je pre polárne ľadové štíty príliš vysoké. Súčasné klimatické podmienky, ktoré predstavujú oteplenie približne +1,2 °C nad predindustriálnu úroveň (1850–1900), už dnes spôsobujú značný úbytok hmoty ľadových štítov. Tento trend je v ostrom kontraste s rekonštrukciami z 70. a 80. rokov 20. storočia, keď boli ľadové štíty blízko rovnováhy. Dôkazy z paleoklimatických záznamov z minulých teplých období, keď boli globálne priemerné teploty podobné alebo mierne vyššie ako súčasné, jasne ukazujú, že takéto podmienky viedli k nárastu GMSL o niekoľko metrov. Napríklad počas posledného interglaciálu (približne 129–116 tisíc rokov pred súčasnosťou), keď globálne teploty boli o +0,5 až +1,5 °C vyššie ako predindustriálne, bola GMSL pravdepodobne o niekoľko metrov vyššia ako dnes.

Ľadové štíty vykazujú silne nelineárne reakcie na klimatické zmeny a sú citlivé na prahové teploty, ktoré, akonáhle sú prekročené, vedú k výrazne vyšším rýchlostiam nárastu hladiny mora. Tieto rýchle zmeny sú poháňané samo-posilňujúcimi spätnými väzbami. Medzi kľúčové patria:

1. Spätná väzba medzi povrchovou výškou a topením: Zníženie povrchu ľadového štítu ho vystavuje teplejšiemu vzduchu v nižších nadmorských výškach, čo zvyšuje rýchlosť topenia a vedie k ďalšiemu znižovaniu povrchu.
2. Morská nestabilita ľadových štítov (MISI): Nastáva, keď ľadový štít spočíva na podloží pod hladinou mora, ktoré sa smerom do vnútrozemia prehlbuje. Počiatočný ústup vedie k zväčšeniu hrúbky ľadu a k zvýšenému odtoku ľadu na línii uzemnenia. Zdá sa, že WAIS už môže byť v tejto fáze.
3. Morská nestabilita ľadových útesov (MICI): Hypotezovaný mechanizmus iniciovaný rýchlym odstránením oporných ľadových šelfov, ktoré odhalí mechanicky nestabilné ľadové útesy náchylné k zrúteniu.

Tieto spätné väzby znamenajú, že relatívne malé oteplenie môže iniciovať veľkú a rýchlu reakciu ľadového štítu, ktorá je v podstate nezvratná v časových horizontoch ľudskej civilizácie. Návrat ľadových štítov do pôvodného stavu by trval desiatky tisíc rokov, zatiaľ čo ústup len storočia až tisícročia. Existuje tiež pravdepodobné oneskorenie v reakcii, čo znamená, že oteplenie, ku ktorému už došlo, mohlo viesť k budúcim nestabilitám, a prahová hodnota môže byť prekročená skôr, než si to uvedomíme.

Numerické modelovanie naznačuje, že aj v rámci najoptimistickejších scenárov (ako SSP1-1.9, kde teploty stabilizujú okolo +1,4 °C do roku 2100) nedokážu zastaviť nárast hladiny mora z ľadových štítov. Scenár oteplenia o +1,5 °C vedie k zrýchleniu nárastu hladiny mora z Antarktídy na viac ako 1,5 mm za rok do roku 2100 a k celkovému príspevku až 1,03 m do roku 2300, bez známok spomalenia. Aj súčasné forcing (približne +1,2 °C) by mohlo stačiť na spustenie nestabilít generujúcich vysoké rýchlosti nárastu GMSL (napr. >10 mm za rok), ktoré by preverili hranice adaptácie.

Na základe dôkazov z paleoklimatických záznamov, súčasných pozorovaní a numerického modelovania autori článku usudzujú, že +1,5 °C je príliš vysoké a že na udržanie ľadových štítov v širšej rovnováhe je potrebná globálna priemerná teplota nižšia ako súčasná. Hypotézujú, že „bezpečný limit“ pre ľadové štíty leží pravdepodobne blízko alebo dokonca pod +1,0 °C nad predindustriálnou úrovňou. Táto úroveň oteplenia je podobná podmienkam z 80. rokov 20. storočia, kedy boli ľadové štíty vo všeobecnosti v rovnováhe.

Vzhľadom na katastrofálne dôsledky rýchleho kolapsu jedného alebo viacerých ľadových štítov vedúceho k viacmetrovému nárastu hladiny mora, je naliehavo potrebné prijať preventívny princíp. To si vyžaduje návrat ku chladnejším podmienkam, ako sú súčasné, aby sa spomalil nárast hladiny mora z ľadových štítov a zabránilo sa rýchlemu zrýchleniu. JaroR

Článok uverejnený pre nature.com

Glosár kľúčových pojmov

• AIS (Antarctic Ice Sheet): Antarktický ľadovec, rozsiahla masa ľadu pokrývajúca väčšinu antarktického kontinentu.
• ASE (Amundsen Sea Embayment): Záliv Amundsenovho mora, región v západnej Antarktíde známy významným úbytkom ľadovcov.
• Barystatic SLR (Sea Level Rise): Stúpanie hladiny mora spôsobené pridaním hmoty (vody) do oceánov, najmä topením ľadovcov a ľadových štítov.
• CDW (Circumpolar Deep Water): Cirkumpolárna hlboká voda, teplá a slaná oceánska voda, ktorá môže prispieť k topeniu na dne ľadovcových šelfov.
• Cryosphere: Kryosféra, časti zemského povrchu, kde je voda v tuhom skupenstve, vrátane ľadovcov, ľadových štítov, snehu, permafrostu a morského ľadu.
• Dynamic Topography: Dynamická topografia, vertikálne pohyby zemského povrchu spôsobené konvekciou v zemskom plášti, ktoré môžu ovplyvniť odhady minulej hladiny mora.
• EAIS (East Antarctic Ice Sheet): Východný antarktický ľadovec, väčšia časť antarktického ľadovca, zvyčajne považovaná za stabilnejšiu ako WAIS.
• GIA (Glacial-Isostatic Adjustment): Ľadovo-izoštatická úprava, zdvih alebo pokles zemskej kôry v reakcii na zaťaženie alebo odľahčenie hmotou ľadu.
• GMSL (Global Mean Sea Level): Globálna priemerná hladina mora, priemerná výška povrchu oceánov po celom svete.
• Grounding Line: Zemský okraj ľadovca, línia, kde sa ľadový štít stráca kontakt s podložím a začína plávať ako ľadový šelf.
• GrIS (Greenland Ice Sheet): Grónsky ľadovec, rozsiahla masa ľadu pokrývajúca väčšinu Grónska.
• Hysteresis: Hysterézia, jav, pri ktorom stav systému závisí od jeho minulosti; v kontexte ľadovcov znamená, že návrat do predchádzajúceho stavu vyžaduje väčší pokles teploty, než bol potrebný na spustenie zmeny.
• Hydrofracturing: Hydrofraktúra, proces, pri ktorom sa voda z topiaceho sa snehu a ľadu vlieva do trhlín v ľadovci a rozširuje ich, čo vedie k rozpadu ľadu.
• IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change): Medzivládny panel pre zmenu klímy, hlavný medzinárodný orgán pre hodnotenie zmeny klímy.
• ISMIP (Ice Sheet Model Intercomparison Project): Projekt porovnávania modelov ľadovcov, medzinárodná iniciatíva na porovnávanie a hodnotenie simulácií ľadovcov.
• Last Deglaciation: Posledné deglaciácia, obdobie po poslednom ľadovom maxime, keď ľadovce ustupovali a stúpanie hladiny mora bolo rýchle.
• LIG (Last Interglacial): Posledné medziľadobové obdobie, teplé obdobie medzi dvoma poslednými dobami ľadovými (~129–116 tis. rokov).
• Marine Ice Cliff Instability (MICI): Nestabilita morského ľadového útesu, hypotetický mechanizmus, pri ktorom rýchle odstránenie ľadových šelfov odhaľuje vysoké ľadové útesy na zemskom okraji, ktoré sa mechanicky zrúti.
• Marine Ice Sheet Instability (MISI): Nestabilita morského ľadovca, mechanizmus, pri ktorom ľadovec spočívajúci na podloží pod hladinou mora, ktoré sa smerom do vnútrozemia prehlbuje (retrográdny sklon), ustúpi a jeho zemský okraj sa pohybuje do hlbšej vody s hrubším ľadom, čo vedie k zrýchlenému ústupu a úbytku hmoty.
• Meltwater Pulse 1A: Impulz topenej vody 1A, obdobie rýchleho stúpania hladiny mora počas poslednej deglaciácie.
• MIS (Marine Isotope Stage): Morská izotopová fáza, rozdelenie geologického času založené na pomere izotopov kyslíka v morských sedimentoch, ktoré odráža zmeny objemu ľadu.
• MPWP (Mid-Pliocene Warm Period): Mid-Pliocénne teplé obdobie, geologické obdobie (~3,3–2,9 mil. rokov), keď boli atmosférické koncentrácie CO2 a globálne teploty podobné alebo mierne vyššie ako v súčasnosti.
• Palaeo-records: Paleozáznamy, záznamy o minulých klimatických a environmentálnych podmienkach, odvodené z geologických materiálov, ako sú ľadové jadrá, sedimenty a fosílie.
• Paris Climate Agreement: Parížska dohoda, medzinárodná zmluva zameraná na obmedzenie globálneho otepľovania.
• Pre-industrial: Predindustriálne, obdobie pred začiatkom rozsiahlej industrializácie, zvyčajne referenčné obdobie (1850–1900) pre porovnávanie globálnych teplôt.
• Retrograde Slope: Retrográdny sklon, sklon podložia ľadovca, ktorý sa smerom do vnútrozemia prehlbuje.
• SAM (Southern Annular Mode): Južný prstencovitý režim, vzor atmosférickej variability v južnej pologuli.
• SLE (Sea Level Equivalent): Ekvivalent hladiny mora, výška, o ktorú by stúpla globálna hladina mora, keby sa celý ľad v ľadovci alebo ľadovom šelfe roztopil.
• SLR (Sea Level Rise): Stúpanie hladiny mora.
• SSP (Shared Socio-economic Pathway): Spoločný socioekonomický scenár, scenáre možného budúceho vývoja spoločnosti a klímy, ktoré sa používajú v klimatickom modelovaní.
• Thermal Expansion: Tepelná expanzia, zvýšenie objemu oceánskej vody v dôsledku zvýšenia teploty.
• Tipping Point: Bod zlomu, kritická hranica, po prekročení ktorej môže dôjsť k nevratnej a často rýchlej zmene systému.
• WAIS (West Antarctic Ice Sheet): Západný antarktický ľadovec, menšia a dynamickejšia časť antarktického ľadovca, považovaná za obzvlášť zraniteľnú voči zmene klímy.