Jérémie Bonneau w 2018 roku próbuje uwolnić sondę zwaną cumą z lodu na jeziorze szelfowym Milne Fiord. Jezioro było pokryte lodem przez cały rok i było ostatnim tego typu w Kanadzie, aż do 2020 roku, kiedy to spłynęło do oceanu.
Przez około cztery tysiące lat na dalekiej północy Kanady istniało niezwykłe jezioro, w którym warstwa słodkiej wody unosiła się bezpośrednio nad słoną wodą Oceanu Arktycznego. Było ostatnim tego rodzaju zbiornikiem w kraju i miejscem występowania wyjątkowego ekosystemu. Teraz naukowcy potwierdzili, iż jezioro Milne Fiord na Wyspie Ellesmere’a w Nunavut bezpowrotnie zniknęło.
Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie „Scientific Reports” szczegółowo pokazują, w jaki sposób doszło do zagłady tzw. jeziora episzelfowego. Naukowcy określają wydarzenie jako koniec trwającej około 4000 lat epoki i kolejny przykład zmian zachodzących w kanadyjskiej Arktyce wraz ze wzrostem temperatur.
Jeziora episzelfowe powstają w wyjątkowych warunkach. Lodowce spływające w kierunku morza uwalniają słodką wodę, która normalnie trafia do oceanu i gwałtownie miesza się z wodą słoną.
W Milne Fiord proces wyglądał inaczej. Ujście fiordu przez tysiące lat blokował ogromny Lodowiec Szelfowy Milne – gruba, płaska masa lodu połączona z północnym wybrzeżem Wyspy Ellesmere’a. Działała jak naturalna tama, uniemożliwiając swobodny odpływ słodkiej wody.
Ponieważ słodka woda ma mniejszą gęstość niż słona, gromadziła się na powierzchni oceanu. Dodatkowo cały zbiornik przykrywała przez cały rok warstwa lodu o grubości od 50 centymetrów do metra. Chroniła ona jezioro przed wiatrem i falami, które mogłyby wymieszać obie warstwy.
Z powierzchni adekwatnie nie było widać, iż pod lodem znajduje się jezioro.
Kiedy naukowcy po raz pierwszy dokładnie zmierzyli je w 1983 roku, warstwa słodkiej wody miała aż 18 metrów głębokości – mniej więcej tyle, ile wynosi wysokość sześciopiętrowego budynku.
Dwa światy w jednym miejscu
Jeszcze bardziej niezwykłe okazało się życie ukryte pod lodem.
Badania bakterii, wirusów i fitoplanktonu wykazały, iż w warstwie słodkiej i słonej funkcjonowały niemal całkowicie odmienne społeczności mikroorganizmów. Dzieliło je zaledwie kilkadziesiąt centymetrów.
Dla człowieka czy ryby przekroczenie niewidocznej granicy między słodką i słoną wodą nie stanowiłoby problemu. Dla wielu organizmów jednokomórkowych była ona jednak barierą praktycznie nie do pokonania.
Naukowcy odkryli tam bakterie, bardziej złożone mikroorganizmy oraz wirusy. Niektórych znalezionych w jeziorze mikroorganizmów nigdy wcześniej nie odnotowano w Arktyce. W wodzie występowały choćby gatunki, które zwykle żyją w osadach na dnie zbiorników.
– To naprawdę były dwa wyjątkowe ekosystemy w jednej kolumnie wody. Czegoś takiego adekwatnie nigdzie indziej się nie spotyka – tłumaczy Jérémie Bonneau z Université Laval, główny autor najnowszego badania.
Okazało się również, iż jezioro wpływało na życie daleko poza własnymi granicami.
Pod lodowcem szelfowym istniał kanał, którym część słodkiej wody wydostawała się w kierunku oceanu. Po drodze mieszała się z wodą słoną i transportowała składniki odżywcze na większą głębokość.
Naukowcy wysłali do tego kanału zdalnie sterowany pojazd podwodny. To, co zobaczyli, było dla nich zaskoczeniem.
Pod dziesięciometrową warstwą lodu, w całkowitej ciemności, znajdował się bogaty ekosystem. Żyły tam ukwiały, przegrzebki i rozgwiazdy korzystające ze składników odżywczych dostarczanych przez wodę wypływającą z jeziora.
Badacz Andrew Hamilton z University of Alberta przyznał, iż naukowcy byli zdumieni odkryciem rozwiniętego ekosystemu w miejscu, które wydawało się wyjątkowo niegościnne dla życia.
Tama przestała istnieć
Los jeziora został przypieczętowany w 2020 roku.
Lodowiec Szelfowy Milne, który przez tysiące lat pełnił funkcję naturalnej zapory, rozpadł się na fragmenty. Jego grubość zmniejszała się już od około stulecia, ale po rozpadzie nic nie zatrzymywało słodkiej wody zgromadzonej we fiordzie.
Naukowcy mieli w wodzie urządzenia mierzące zasolenie na różnych głębokościach. Dzięki nim mogli dokładnie prześledzić proces zanikania jeziora.
Okazało się, iż przebiegł niezwykle szybko.
W ciągu zaledwie dwóch miesięcy od rozpadu lodowca szelfowego cała warstwa słodkiej wody odpłynęła. Jezioro istniejące przez około cztery tysiące lat przestało istnieć.
Dla zamieszkujących je organizmów zmiana była katastrofalna. Mikroorganizmy przystosowane wyłącznie do słodkiej wody po zetknięciu z wodą morską prawdopodobnie ginęły niemal natychmiast.
Zmieniło się również całe środowisko fiordu. Dawne jezioro pozostawało przykryte lodem przez cały rok. w tej chwili słona woda przez część lata jest wolna od lodu, nagrzewa się i pod wpływem wiatru oraz fal ulega ciągłemu mieszaniu. Powstało więc typowe środowisko morskie, zamieszkiwane przez zupełnie inne organizmy.
Koniec czterech tysięcy lat
Milne Fiord było ostatnim znanym jeziorem episzelfowym w Kanadzie. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu podobne zbiorniki występowały w kanadyjskiej Arktyce częściej, ale wraz z rozpadem kolejnych lodowców szelfowych stopniowo znikały.
Obecnie nieliczne jeziora tego typu zachowały się jeszcze na Grenlandii i Antarktydzie.
Naukowcy obawiają się jednak, iż również ich przyszłość jest niepewna.
Naukowcy Joseph Shoapik (po lewej) i Jérémie Bonneau w 2022 roku mierzą temperaturę i zasolenie wody w szczelinach w Lodowcu Milne’a. Szelf lodowy rozpadł się, tworząc szczeliny w roku 2020.
Dla badaczy utrata Milne Fiord ma znaczenie znacznie większe niż zniknięcie pojedynczego zbiornika wodnego. Przez tysiące lat funkcjonował tam niezwykle delikatny układ zależny od stabilności lodowca szelfowego. Jego rozpad wystarczył, aby w ciągu kilku tygodni zniszczyć środowisko, które kształtowało się przez tysiąclecia.
– Nagle jezioro odpłynęło i wszystko, co w nim żyło, zniknęło – powiedział Bonneau.
Według autorów badań jest to nieodwracalna zmiana całego ekosystemu i przykład tego, jak gwałtownie ocieplenie Arktyki może doprowadzić do zaniku środowisk istniejących od tysięcy lat.
