Jeśli chodzi o wpływie zmian klimatycznych na Wielkie Jeziora, dotychczasowe badania dotknęły tylko ich powierzchni, nie odzwierciedlając pełnego zakresu tych zmian.
„Na całym świecie prowadzono badania dotyczące temperatur powierzchniowych (jezior) i - przynajmniej latem - obserwujemy trend ocieplenia” - powiedział Craig Stow, naukowiec z National Oceanic and Atmospheric Administration’s Great Lakes Environmental Research Laboratory.
Ale w przypadku dużych jezior, głębokich na setki stóp, to, co dzieje się na powierzchni, nie ma tak dużego znaczenia, jak w przypadku płytszych zbiorników wodnych, powiedział Stow.
„Jeśli ociepla się tylko powierzchnia, to niekoniecznie ma to bardzo znaczący wpływ na duże jeziora” - powiedział.
Aby móc zinterpretować wpływ klimatu na największe jeziora planety potrzebne są informacje o temperaturach podpowierzchniowych, których do tej pory brakowało. Teraz może się to zmienić. Szereg zaawansowanych technologicznie termometrów umieszczonych w południowej części jeziora Michigan, czwartego co do wielkości jeziora na świecie – od 30 lat monitoruje pomiary temperatury na głębokościach do 150 metrów, czyli znacznie poniżej 10-20 metrów uważanych za powierzchnię jeziora.
Stow należał do zespołu naukowców NOAA-GLERL, którzy we współpracy z badaczami z University of Michigan oraz University of Toledo, przeanalizowali te dane, a wyniki ich badań zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature Communications. Naukowcy odkryli, że temperatura głębokich wód jeziora Michigan również rośnie.
„Fakt, że możemy zaobserwować teraz te zmiany, sięgające prawie aż do dna jeziora Michigan, na głębokości ponad 300 stóp, wskazuje na poważną zmianę. To znaczący efekt, nie tylko powierzchowny” – powiedział Stow.
Jezioro Michigan to tak zwane jezioro dimiktyczne. Oznacza to, że jego słup wody miesza się od powierzchni do dna dwa razy w roku - raz jesienią i ponownie wiosną.
Proces ten jest powszechnie nazywany „przewracaniem się jeziora”, powiedział Stow, ale myślenie o tym jako o „przewracaniu się” jest błędem, a mieszanie odbywa się stopniowo w ciągu kilku tygodni.
W pewnym momencie mieszanie ustaje, a jezioro osiada na warstwy ciepła i zimna, rozwarstwiając się aż do następnej sezonowej zmiany. Jesienią mieszanie jest uruchamiane przez chłodniejsze powietrze, a wiosną odwrotnie.
„Wydaje się, że proces mieszania zachodzący w zimie, rozpoczynający się jesienią, nadchodzi później i prawdopodobnie jest teraz bardziej wydłużony. Dlatego możemy nigdy nie uzyskać tej zimowej stratyfikacji, ponownego ułożenia warstw od powierzchni do dna” - powiedział Stow. „Nadal będziemy obserwować mieszanie pod koniec lata. Możemy jednak stracić proces mieszania, do którego dochodzi na wiosnę”.
Ponieważ proces mieszania powoduje recykling rozpuszczonego tlenu i składników odżywczych w całym jeziorze, przejście na pojedynczy obrót radykalnie zmieniłoby ekologię jeziora Michigan.
„Ryby, fitoplankton, sieć pokarmowa, która tam istnieje, rozwinęły się na przestrzeni tysięcy lat w oparciu o jezioro takie, jakie było do teraz. A jeśli to się zmieni, zakłóci to wszystko w sposób trudny do przewidzenia” - powiedział Stow.
Wśród potencjalnych scenariuszy jest wymieranie ryb z powodu niedoborów tlenu i zmian w gatunkach dominujących.
„Inną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że nie jest to jedyna zmiana, jakiej doświadcza jezioro. Nadal odczuwa skutki inwazyjnych małży i wielu innych gatunków inwazyjnych” - powiedział Stow. „Wszystkie te rzeczy dzieją się w tym samym czasie. Musimy potraktować to jako naprawdę źle zaprojektowany eksperyment”.
Chociaż należałoby założyć, że inne duże jeziora przechodzą podobne zmiany, tak naprawdę nie można tego stwierdzić, ponieważ informacje zebrane na temat jeziora Michigan nie są dostępne w przypadku innych zbiorników wodnych.
„Umieszczenie czujników w jeziorze Michigan 30 lat temu było niewiarygodne” - powiedział Stow, dodając, iż był to czas, kiedy obawy związane ze zmianami klimatycznymi dopiero zaczęły rosnąć. Po dziesięcioleciach inwestycja w projekt opłaciła się, dając naukowcom jasny obraz zmian zachodzących w tym czasie.
„Długoterminowe dane w tej branży to najcenniejsza rzecz, jaką możemy mieć. Problem w tym, że kiedy budżety są napięte, jest to jedna z pierwszych rzeczy do wyeliminowania. Były chwile, kiedy trzeba było walczyć o kontynuację tego projektu” - powiedział Stow. „Przydałaby się nam sieć tych czujników w obrębie Wielkich Jezior. Ale to wiąże się z dużymi kosztami”.
Chociaż badanie NOAA-GLERL wypełniło lukę w narracji o zmianach klimatu, nikt nie wie, jak co będzie dalej.
Stow uważa, że trend ocieplenia w podpowierzchniowym jeziorze Michigan jest „prawdopodobnie odwracalny”, ale nawet przy poważnych ograniczeniach mających na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, odwrócenie zajmie trochę czasu i nie można cofnąć niektórych zmian.
„Jeśli zmieni się kierunek… nie oznacza to powrotu do stanu sprzed rozpoczęcia tego procesu” – powiedział. „Dzisiejsze jezioro jest związane z tym, czym było wczoraj i przedwczoraj. Jeśli pójdziesz wystarczająco daleko, nie możesz się już cofnąć do tego, co było kiedyś”.
