W 2010 roku na Syberii w pobliżu wybrzeża Morza Łaptiewów odkryto zwłoki mamuta włochatego . Od dawna wymarła bestia, nazywana „ Yuka ” , zmarła około 28 000 lat temu. Jednak jej ciało było zadziwiająco dobrze zachowane, wraz z plamami zaczerwienionej sierści, mózg w większości nietknięty i struktury komórkowe przypominające jądro.
Jak jej zwłoki wytrzymywały tak długo bez gnicia? Krótka odpowiedź brzmi: Yuka była zamarznięta - ale nie wewnątrz jakiegoś lodowca lub góry lodowej. Po śmierci Yuka została zamknięta w warstwie znanej jako wieczna zmarzlina.
Co i gdzie jest wieczna zmarzlina?
Jak wiemy, woda zamarza w temperaturze 32 stopni Fahrenheita (0 stopni Celsjusza). Wieczna zmarzlina to każdy materiał gruntowy - taki jak gleba, osady i skały - który pozostaje w temperaturze poniżej zera przez co najmniej dwa kolejne lata. Wiadomo, że około 25 procent całego obszaru lądowego na półkuli północnej zawiera wieczną zmarzlinę.
To amerykański paleontolog Siemon W. Muller pierwotnie ukuł termin „wieczna zmarzlina”, będący odpowiednikiem słów „trwały” i „mróz”. Pomimo tej nazwy wieczna zmarzlina nie trwa wiecznie. Dzięki zmianom klimatycznym topnieje w dużych ilościach. Ma to poważne konsekwencje zarówno dla środowiska, jak i dla gospodarki.
Ogólnie rzecz biorąc, wieczna zmarzlina występuje zwykle w miejscach, w których średnia temperatura powietrza wynosi 0 ° Celsjusza (32 ° Fahrenheita) lub mniej każdego roku. Według National Snow and Ice Data Center , większość wiecznej zmarzliny na półkuli północnej znajduje się między 60 a 68 stopniem szerokości geograficznej północnej. Syberia, Kanada, Alaska i część Skandynawii są pełne tej lodowatej trawy.
Dalej na południe wieczna zmarzlina występuje zwykle na obszarach położonych na dużych wysokościach - takich jak Płaskowyż Tybetański, pasmo górskie Hindukusz i Alpy Szwajcarskie . Wieczna zmarzlina nie jest tak rozpowszechniona poniżej równika , ale leży u podstaw części Nowej Zelandii, Andów i Antarktydy.
Podobnie jak różne są jego lokalizacje, tak samo zmienia się jego skład; to nie jest jednolite. Niektóre odcinki są wolne od lodu , podczas gdy inne składają się w ponad 30 procentach z lodu. Podobnie głębokość, wiek i zasięg wiecznej zmarzliny mogą się znacznie różnić.
Często wieczna zmarzlina znajduje się pod „ aktywną warstwą ” ziemi, która sezonowo rozmraża się i ponownie zamraża. Sama wieczna zmarzlina może mieć grubość od mniej niż 3,2 stopy (1 metra) do ponad 4921 stóp (1500 metrów) grubości.
I może stać się niejednolity. Północna Alaska zajmuje „ strefę ciągłej wiecznej zmarzliny ”. Oznacza to, że wieczna zmarzlina leży u podstaw ponad 90 procent lokalnego terenu. Ale na niższych szerokościach geograficznych to inna historia. Prawie wszystko na południe od pasma górskiego Brooks znajduje się w „nieciągłej strefie wiecznej zmarzliny”. Tutaj wieczna zmarzlina znajduje się pod mniejszym procentem powierzchni ziemi.
Śnieg, drzewa i woda
Choć brzmi to sprzecznie z intuicją, śnieg jest naprawdę dobrym izolatorem . Kiedy więc grube koce trzymają się wokół przez cały rok, mogą utrzymywać ziemię zbyt ciepłą na wieczną zmarzlinę. Podobnie w miejscach, gdzie już istnieje wieczna zmarzlina, izolacyjne warstwy śniegu na powierzchni mogą go podgrzać .
Ale podczas gdy śnieg jest przeszkodą, torf jest dobrodziejstwem. Torf, rozpowszechniony w południowej Arktyce i wokół niej, jest rodzajem podłoża, które składa się z częściowo rozkładającej się materii organicznej (np. Mchów i roślin bagiennych). Zasadniczo grunt pod nim jest chłodny, chroniony przed ciepłem słonecznym. W ten sposób torf chroni wieczną zmarzlinę.
Pomocną ręką są też wiecznie zielone lasy . Sosny swoimi gęsto igłowanymi gałęziami ograniczają ilość światła słonecznego i śniegu, które padają na powierzchnię ziemi. W tym procesie wiecznie zielone rośliny pomagają zapobiegać rozmarzaniu wiecznej zmarzliny. Nic więc dziwnego, że wieczna zmarzlina jest powszechna poniżej skupionych sosen na obszarach położonych na dużych wysokościach i na dużych wysokościach.
Układ jest korzystny dla obu stron. Ponieważ woda w stanie ciekłym nie może przenikać przez twardą wieczną zmarzlinę, działa jak bariera drenażowa. Niezamarznięta woda wchłonięta przez warstwę aktywną zostaje tam uwięziona. Woda ta nie może podróżować głębiej w głąb ziemi, ale podtrzymuje niektóre rośliny żyjące na powierzchni.
Głęboka przeszłość i niepewna przyszłość
Czasami wieczna zmarzlina tworzy się w zgodzie z samą ziemią. Kiedy tak się dzieje, temperatura nowo osadzonych gleb, osadów i skał bardzo szybko osiąga 32 stopnie Fahrenheita (0 stopni Celsjusza). Z drugiej strony wieczna zmarzlina może się również rozwinąć, gdy istniejąca próbka niezamarzniętej ziemi zostanie schłodzona od poziomu powierzchni w dół.
Uważa się , że wieczna zmarzlina w Prudhoe Bay na Alasce ma przynajmniej 500 000 lat. A niektóre z wiecznej zmarzliny pod Kanady Jukon może być więcej niż 700.000 lat stary .
Wewnątrz tego ostatniego naukowcy znaleźli starożytną nogę konia - wraz z próbkami DNA . Wieczna zmarzlina może przechowywać wszystkie rodzaje materii organicznej przez długi czas. W 2012 roku rosyjscy naukowcy zregenerowali żywe rośliny tundry z owoców epoki lodowcowej, które były zamknięte w wiecznej zmarzlinie przez około 30 000 lat.
Niestety, podczas topnienia wiecznej zmarzliny uwięziony materiał organiczny rozkłada się, uwalniając węgiel i metan do atmosfery . Gazy te zaostrzają zmiany klimatyczne. A zła wiadomość jest taka, że według badania z 2019 roku opublikowanego w Nature Communications , różne osady wiecznej zmarzliny na całym świecie rozgrzały się o około 39,7 do 32,8 stopni Fahrenheita (0,39 do 0,1 stopnia Celsjusza) w latach 2007-2016.
Obecnie około 1,7 miliarda ton (1,6 miliarda ton metrycznych) węgla jest uwięzione w wiecznej zmarzlinie. Naukowcy nie wiedzą, ile z tego zostanie uwolnione do atmosfery, jeśli obecne tendencje do rozmrażania będą się utrzymywać - ani jak szybko ucieknie. Ale niektóre prognozy nie są zachęcające .
Co gorsza, topnienie wiecznej zmarzliny może destabilizować krajobraz. W samym mieście Norylsk, w samej Rosji, ponad 100 budynków mieszkalnych zostało uszkodzonych, ponieważ niegdyś stała wieczna zmarzlina mięknie. Ocieplenie wiecznej zmarzliny spowodowało również osunięcia ziemi , osuszone jeziora i rozdarte drogi .
TERAZ TO niesamowite
Pamiętasz włochatego mamuta Yukę znalezionego w wiecznej zmarzlinie Syberii w 2010 roku? Była tak dobrze zachowana, że na początku 2019 roku naukowcy byli w stanie wydobyć z jej komórek 88 struktur podobnych do jąder komórkowych i spróbować „nakłonić” je do powrotu do życia. Zespół wstrzyknął jądra komórkom jajnika myszy i chociaż komórki nigdy nie zostały w pełni podzielone, ukończyli proces zwany „montażem wrzeciona”, który jest krokiem potwierdzającym przyczepienie chromosomów do struktur wrzecionowatych, zanim komórka rodzicielska rozpadnie się na dwie komórki potomne. Całkiem fajne rzeczy!
