Satelita pomaga rozpoznać obszary Arktyki zagrożone topnieniem wiecznej zmarzliny
Żadne inne miejsce na świecie nie odczuwa globalnego ocieplenia tak dotkliwie jak Arktyka. Wraz z ocieplaniem się regionu rośnie temperatura lądu, co wywołuje topnienie wiecznej zmarzliny – trwale zamarzniętej warstwy ziemi, piasku lub skały, którą spaja lód. Destabilizuje to grunt, uszkadzając budynki, drogi, tory kolejowe i inną infrastrukturę. Jak te zmiany wpływają na życie ponad trzech milionów ludzi zamieszkujących regiony wiecznej zmarzliny Arktyki? Częściowo wspierane przez finansowany przez UE projekt Nunataryuk badanie pozwoliło wskazać społeczności i infrastrukturę Arktyki, które w ciągu następnych trzydziestu lat odczują skutki topnienia wiecznej zmarzliny. Prace zrealizowano z wykorzystaniem danych zebranych przez satelity Sentinel-1 i Sentinel-2 programu Copernicus oraz uczenia maszynowego. Wyniki projektu opublikowano w czasopiśmie „Environmental Research Letters”.
Im większy wpływ działalności człowieka, tym większy obszar topnienia
Badacze ustalili, że wielkość obszaru naruszonego przez działalność człowieka wzrosła o co najmniej 180 km2 (15 %) od 2000 roku. Większość nowej infrastruktury powstała w Rosji, a w dalszej kolejności w Kanadzie i Stanach Zjednoczonych, co było głównie związane z rozwojem przemysłu naftowo-gazowego (31 %). „Nasze ustalenia wskazują na postępujący rozwój przemysłu, co potwierdzają także nocne obserwacje świateł”, piszą autorzy badania. Znacznie mniejszy procent zajętego lądu (5 %) przeznaczono na działalność wydobywczą. Ustalenia naukowców ukazują dramatyczny obraz możliwych skutków dalszego topnienia wiecznej zmarzliny w tempie obserwowanym od dwóch dekad. „Wykorzystaliśmy dane Climate Change Initiative dotyczące temperatury gruntu w wiecznej zmarzlinie sięgające 1997 roku i wykonaliśmy ich ekstrapolację na rok 2050, co pozwoliło nam zidentyfikować obszary, gdzie temperatura gruntu do głębokości dwóch metrów do 2050 roku wyniesie więcej niż 0 °C”, mówi główna autorka projektu dr Annett Bartsch, cytowana w komunikacie prasowym opublikowanym na stronie Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dr Bartsch jest założycielką i dyrektor zarządzającą austriackiej firmy b.geos GmbH, będącej partnerem projektu, oraz pełni rolę kierownika naukowego w projekcie Permafrost Climate Change Initiative realizowanym przez Europejską Agencję Kosmiczną. „Ustaliliśmy, że 55 % kluczowej infrastruktury znajdującej się na wiecznej zmarzlinie i w promieniu 100 km od wybrzeża Arktyki odczuje skutki zmiany klimatu”. Po wykonaniu ekstrapolacji zespół dr Bartsch przeszedł do kolejnego etapu badań: „Następnie wykorzystaliśmy wysokiej rozdzielczości dane z misji satelity Copernicus Sentinel-1, wyposażonego w zaawansowany radar, i dane z misji satelity Copernicus Sentinel-2, wyposażonego w urządzenie przypominające kamerę, oraz sztuczną inteligencję w celu wskazania społeczności i infrastruktury zagrożonych skutkami topnienia wiecznej zmarzliny”. Sentinel-1 dostarcza obrazów radarowych dotyczących usług lądowych i oceanicznych, które zbierane są w ciągu dnia i nocy, przy wszystkich warunkach pogodowych. Z kolei Sentinel-2 zapewnia wysokiej rozdzielczości obrazy optyczne roślinności, gleby, wody, śródlądowych dróg wodnych i obszarów przybrzeżnych. Wyniki badań podkreślają znaczenie wiedzy na temat tego, gdzie i w jakim zakresie topnienie wiecznej zmarzliny Arktyki może zagrażać społecznościom i infrastrukturze. Realizacja 6-letniego projektu Nunataryuk (Permafrost thaw and the changing arctic coast: science for socio-economic adaptation) zakończy się w październiku 2023 roku. Więcej informacji: strona projektu Nunataryuk
Słowa kluczowe
Nunataryuk, Arktyka, wieczna zmarzlina, Sentinel, infrastruktura, topienie, globalne ocieplenie, obszar przybrzeżny