Nigdzie wpływ Słońca nie jest aż tak dramatyczny jak w rejonach najzimniejszych, czyli na biegunach oraz w krainach je otaczających.

Naturalnie Słońce kojarzy nam się z tropikami. Kolumb uważał nawet, że stamtąd jest po prostu do niego bliżej i wyobrażał sobie Ziemię jako wielką pierś kobiecą, której sutek jest gdzieś w równikowych okolicach Ameryki Południowej i to dlatego tam tak ciepło. Mówiąc oględnie, nie jestem fanem Kolumba. Owszem, spektakularnie zgubił się kiedyś na Atlantyku i rdzenni mieszkańcy Ameryki musieli mu pomóc. Pewnie w retrospekcji tego żałują, biorąc pod uwagę, jak krwawo im się odwdzięczył. W każdym razie myślał, że dotarł do Indii, bo kompletnie nie doszacował wielkości naszej planety, mimo że w jego czasach wszelkie dane na ten temat już istniały.

Dziś wiemy, że z pewnością nie był pierwszym Europejczykiem, który do Ameryki dotarł, bo prawie 500 lat wcześniej dopłynęli do niej Normanowie. Jednak oni też Ameryki nie odkryli, bo nie da się odkryć kontynentu od kilkunastu tysięcy lat zamieszkanego przez mnóstwo ludzi. Tak samo jak nie odkryli Francji, kiedy odwiedzali ją jako wikingowie. Warto tu przypomnieć, że wiking jest po prostu Normanem w pracy – to słowo nie określa jego narodowości, tylko zawód polegający na dość energicznej eksploracji. Wiking to taki bardzo aktywny turysta sprzed tysiąca lat, wykazujący ogromne zainteresowanie zabytkami kultury materialnej, zwłaszcza tymi mniejszymi, czyli trochę jak przedstawiciele Muzeum Brytyjskiego kilkaset lat później.

Ale wróćmy do Kolumba. Wizja naszej planety jako gruszkowatej piersi to właściwie jedyna pozytywna myśl, jaka mi się z nim kojarzy. Choć geografowie i geolożki są w zasadzie zgodni, że Matka Ziemia takiego sutka sterczącego ku Słońcu niestety nie ma, to faktycznie z okolic równika bywa czasem do niego minimalnie bliżej niż z biegunów. Jest to jednak mniej więcej taka różnica, jak kiedy wystawimy ku naszej gwieździe twarz. Faktycznie, ucho będzie od niej nieco dalej niż nos, lecz nie ma to wpływu na nic.

Informacja

Z ostatniej chwili! To druga z Twoich pięciu treści dostępnych bezpłatnie w tym miesiącu. Słuchaj i czytaj bez ograniczeń – zapraszamy do prenumeraty cyfrowej!

Subskrybuj

Kosmiczny kebab

Dużo istotniejsza jest krzywizna Ziemi. Gdyby nasza planeta kręciła się w osi prostopadłej do kierunku, z którego docierają do nas promienie słoneczne, okolice równika oświetlane byłyby pod kątem prostym, czyli najsilniej i przez najcieńszą warstwę atmosfery. Jednym słowem: promieni docierałoby tu najwięcej. Im bliżej biegunów, tym kąt padania światła robił­by się ostrzejszy, a grubsza warstwa atmosfery pochłaniałaby więcej energii, czyli mniej by jej do powierzchni Ziemi docierało, tzn. byłoby chłodniej. I w zasadzie tak jest, tylko nie obracamy się prostopadle do Słońca.

Kiedy nasza planeta była bardzo młoda i stawiała swoje pierwsze niepewne kroki po kosmicznych orbitach, uległa wypadkowi. Astrofizycy uważają, że dawno temu walnęła w nas inna młoda, nie całkiem jeszcze ogarnięta planeta – czy ­raczej protoplaneta – wielkości mniej więcej Marsa. Uderzenie było na tyle silne, że zbiło nas z tropu i sprawiło, że wychyliliśmy się od tego idealnie prostego kąta o dwadzieścia kilka stopni. Powolutku wracamy do pionu (choć oczywiście w kosmosie wszystko jest i pionem, i poziomem jednocześnie), a obecnie odchylenie osi naszego obrotu od prostopadłego ułożenia względem Słońca wynosi od około 22,2° do 25,5°, zależnie od tego, kiedy prowadzi się pomiar. Ziemia trochę się buja w tej rotacji i powyższe wartości zmieniają się co jakieś 41 tys. lat.

Oś obrotu naszej planety możemy sobie wyobrazić jako pionowy rożen, na który nadziana jest soczysta masa ogromnego kebabu, któremu pełen obrót zajmuje 24 godziny. Nie namawiam nikogo na jedzenie mięsa, ale każde z nas wie, jak to wygląda. Gdyby ten rożen był rzeczywiście pionowy, opiekalibyśmy się zawsze w miarę równo, choć na równiku byłoby najcieplej. W każdym miejscu naszej kuli dzień i noc zawsze miałyby tę samą długość i nie byłoby pór roku, a różnice temperatur wiązałyby się tylko z szerokością geograficzną, czyli odległością od równika. Lecz w naszym przypadku rożen obraca się pod kątem, w dodatku cała konstrukcja kręci się w cyklu rocznym dookoła okrągłego grilla. Zatem niekiedy szczyt rożna, tzn. biegun północny, jest wychylony w stronę źródła ciepła, a czasem wręcz przeciwnie i to dół kuli jest oświetlony. Właśnie dlatego pory roku jednak istnieją i im dalej od równika, tym większa jest między nimi różnica.

Albedo i narkotyki

Jeśli jeszcze przez chwilę wysilimy wyobraźnię przestrzenną, łatwo zauważymy, że przy obu biegunach pojawią nam się okrągłe placki, do których przez jakiś czas światło w ogóle nie dociera. Kiedy oś obrotu Ziemi jest wychylona północnym końcem z dala od Słońca – czyli gdy na północnej półkuli niebawem będzie, właś­nie jest lub niedawno była zima – okolice bieguna północnego przez większość czasu tkwią w cieniu krzywizny planety. W tym samym czasie na „spodzie” prawie całą dobę jest jasno, bo południowy placek skierowany jest ku Słońcu. Sześć miesięcy później, gdy Ziemia znajdzie się na drugim końcu swojej wokółsłonecznej elipsy, będzie odwrotnie. Granicami tych placków są oba kręgi polarne: arktyczny na północy i antarktyczny na południu. W ich obrębie przynajmniej przez jedną dobę w ciągu roku Słońce w ogóle nie zachodzi i mamy polarny dzień, a pół roku później przez jedną dobę Słońce nie wzejdzie nad horyzont i wtedy będzie tam polarna noc.

Miałem szczęście wielokrotnie być za każdym z tych kręgów, choć niestety zawsze wtedy, gdy akurat było tam lato, więc nocy polarnej jeszcze nie widziałem. Jeśli chodzi o bieguny, byłem tylko kilka razy na północnym. Kiedy płynie się tam lodołamaczem, Słońce nigdy nie znika, lecz krąży nad nami po niewielkim okręgu. Muszę przyznać, że niebywale miesza to w głowie. Zdarzało mi się w czasie takiego rejsu zdrzemnąć po obiedzie, a gdy się budziłem i zegar w kajucie pokazywał drugą, nie miałem pojęcia, która to jest druga. Spałem godzinę czy może 13 godzin? Przynajmniej raz było tak, że aby ocenić sytuację, ostrożnie wyjrzałem na korytarz. No dobrze, są ludzie, nie wyglądają na bardzo pijanych i są w pełni ubrani, więc raczej to 14.00 niż 2.00 nad ranem. Ale pewności nie było. Przez to ciągłe słońce deficyty snu miałem tak duże, że za każdym razem, kiedy po dwóch 12-dniowych (tyle zajmuje dopłynięcie na biegun, doba obowiązkowych celebracji i powrót) wycieczkach wracałem do Polski, spałem po 17 godzin bez przerwy. Zresztą to nie jest jedyny surrealistyczny element takiej wyprawy.

Kiedy atomowy lodołamacz równym tempem przebija się przez lód, żyje się jak podczas nieustannego trzęsienia ziemi. Dookoła statku w każdą stronę rozciąga się lodobraz z białych kier, bardzo błękitnych kałuż wytopionej wody i biegnących w każdą stronę torosów, czyli długich wałów spiętrzonego lodu. Powstają one wtedy, gdy olbrzymie kry napierają na siebie, a lód na ich krawędziach wypychany jest na kilka metrów w górę i w dół, pod ich dno. To przez te naturalne przeszkody zdobywcy bieguna północnego mają tak ciężkie zadanie, bo co chwila natykają się na trudne do przebycia ściany lodowego rumoszu. W każdą stronę ten labirynt wytopionych kałuż i lodowych wałów sięga aż po horyzont, tak że nie widać nic poza lodem. Kiedy nam się wydaje, że coś jednak można dostrzec, jest to zwykle po prostu trochę więcej lodu. No i co jakiś czas chodzą po tym niedźwiedzie polarne – jednego widziałem nawet na samym biegunie. W efekcie podróże na biegun północny czasem mniej przypominają zwykłą wycieczkę geograficzną, a bardziej narkotykowy trip. Nie żebym wiedział, jak to jest – przecież to by było nielegalne – ale gdzieś słyszałem, że bywa dziwnie.

Ta masa morskiego lodu, poza mieszaniem nam w głowach i zapewnianiem niedźwiedziom platformy do wędrówek i polowań, ma kolosalne znaczenie dla klimatu Ziemi. Wynika to z tzw. efektu albedo. Albedo to miara odbijania promieniowania przez różne powierzchnie. Te ciemne wchłaniają znaczną część energii słonecznej i to dlatego, gdy świeci słońce, cieplej nam jest w czarnej koszulce niż w białej. Z kolei powierzchnie jasne większość promieni posyłają z powrotem w kosmos. Biały morski lód i śnieg odbijają około 90% promieniowania. Czyli pokryte lodem obszary polarne stanowią naturalną klimatyzację dla naszego globu. Niestety jako ludzkość robimy wszystko, żeby go podgrzać. Obecne w atmosferze i jeszcze wyżej gazy cieplarniane, które wciąż produkujemy w gigantycznych ilościach, odbijają energię słoneczną znowu w kierunku Ziemi. To właśnie dlatego tak je nazywamy – cała planeta nimi otoczona nagrzewa się niczym szklarnie specjalnie stworzone dla roślin.

Im jest cieplej, tym więcej lodu i śniegu się topi. Oznacza to, że odsłaniane są coraz większe połacie ciemnego oceanu i skał. Te wchłaniają zwiększoną porcję energii, w efekcie system się podgrzewa – topi się jeszcze więcej lodu oraz śniegu i odsłaniają się kolejne ciemne powierzchnie. Czyli im mniej lodu, tym coraz mniej go będzie. Takie pozytywne sprzężenie zwrotne istniało zawsze, ale ostatnio proces ten się rozpędza i większość naukowców jest zgodna, że osiągnęliśmy już punkt, z którego nie ma odwrotu. Nawet gdybyśmy z dnia na dzień przestali nasycać atmosferę gazami cieplarnianymi, proces ocieplania nadal będzie postępował.

„Zima nadchodzi!”

Pamiętam, że kiedy pierwszy raz usłyszałem te w zamiarze złowieszcze słowa w popularnym serialu fantasy, pomyślałem, że to bardzo obiecująca perspektywa. Za każdym razem, kiedy rejony polarne wkraczają w strefę cienia i nastaje zima, lód morski zaczyna się odbudowywać. Niestety, w ostatnich dekadach narasta go coraz mniej i coraz więcej topi się go w lecie. Jednak wciąż powstający podczas zimy lód powoduje, że biała powierzchnia Antarktydy na dalekim południu zwiększa się o dwie trzecie! Nigdzie indziej na świecie zmiany sezonowe nie są aż tak dramatyczne. Antarktyczna zima oznacza, że większość południowego kontynentu spowijają ciemności, a temperatura spada do kilkudziesięciu stopni poniżej zera. Na samym biegunie południowym noc będzie trwała pół roku, by w końcu ustąpić równie długiemu dniowi.

Polska Stacja Antarktyczna „Arctowski”, gdzie miałem przyjemność spędzić dwie zimy, jest – patrząc od północy – kawałek przed kręgiem polarnym. Oznacza to, że nawet w tym czasie mamy kilka godzin słonecznego światła, co sprawia, że zimowanie w „Arctowskim” jest jedną z najlepszych rzeczy, jakie mogą się człowiekowi przydarzyć. Z wielu rozmów z kolegami i koleżankami pamiętam, że pod względem niedoświetlenia zimy doskwierają tam mniej niż w Polsce. Tutaj rano jedziemy do pracy, gdy jeszcze jest ciemno, cały dzień spędzamy w budynku, a wychodzimy późnym popołudniem, kiedy znowu zapada zmrok. W „Arctowskim” śniadanie w zimie jest o 9.00, później, około 10.00, powoli zaczyna wschodzić słońce i rozchodzimy się po innych budynkach, gdzie część z nas ma laboratoria, a część warsztaty. Odległości nie są duże, droga zaś jest oświetlona latarniami. Mniej więcej o 13.00 wracamy do stacji na obiad, kiedy jeszcze trwa dzień, choć gdy po przerwie idziemy do pracy, ponownie zaczyna się ściemniać. Wieczorem rzeczywiście jest ciemno, ale 200 m wśród śniegu i w świetle latarni wcale mroczne nie jest. Notabene te późne wschody słońca w zimie są bardzo wygodne i cywilizowane.

Nigdy nie byłem fanem porannego wstawania, a pojawianie się słońca około 11.00 sprawia, że można spokojnie się ubrać, wziąć aparat i fotografować niebo zalane poranną malinową zorzą. O ile pamiętam, „Arctowski” jest jedynym miejscem na świecie, gdzie regularnie widywałem wschody słońca. W domu zdarzało mi się to raczej wtedy, gdy się za długo zasiedziałem, niż z powodu wiary, że dobrze wstać skoro świt.

Wszystkie wschody i zachody świata

Z kolei w lecie słońce, owszem, znika na godzinę czy dwie za horyzontem, ale szarówka trwa właściwie przez całą noc. Wschody i zachody słońca w rejonach polarnych są zupełnie inne niż w Polsce, a tym bardziej w tropikach. W okolicach równika dzieje się to tak szybko, jakby ktoś gasił i włączał światło – pstryk i już po zachodzie albo wschodzie. W Polsce barwne przedstawienie trwa nieco dłużej, ale bliżej biegunów ciągnie się dosłownie godzinami. Najwspanialszy zachód słońca przeżyłem w okolicach Ilulissat na Grenlandii. Kiedy wypłynęliśmy z portu, niebo zaczynało się złocić. Potem przez niemal cztery godziny świat powoli zmieniał odcienie od złota przez krwistą czerwień po głęboką purpurę. W dodatku otoczeni byliśmy górami lodowymi, których niebywały błękit kontrastował z tym pożarem nieba i morza w absolutnie niepowtarzalny sposób. Z pobytów w Antarktyce nigdy nie zapomnę mojej pierwszej nocy sylwestrowej. Rok 2003 witałem wewnątrz krateru uśpionego wulkanu na Wyspie Pingwinów, przy którym biwakowaliśmy wtedy przez dwa tygodnie. Gdy przed północą schodziliśmy we czwórkę w głąb po kalderze, czyli krawędzi krateru, szalało złote światło zachodu. Godzinę później, jak się wynurzaliśmy, przeciwleg­ła krawędź była już oświetlona pierwszymi promieniami wschodu, a lodowce w oddali świeciły się na pomarańczowo.

Ta letnia szarówka na „Arctowskim” ma jednak pewne wady. Pierwsze gwiazdy południowego nieba widać dopiero wtedy, gdy lato ma się ku końcowi, czyli w lutym. Lecz to ciągłe światło ma ogromne znaczenie dla tamtejszej przyrody. Wody Antarktyki są bardzo żyzne. W strefie konwergencji antarktycznej, stanowiącej biologiczną granicę całej tej krainy, zimne i gęste wody z okolic kontynentu spotykają się z cieplejszymi i lżejszymi z północy. Woda już tak ma, że najcięższa i najgęstsza jest w okolicach 4°C. Dlatego tonie pod tymi cieplejszymi, z którymi się za bardzo nie miesza… Kolejną ważną właś­ciwością fizyczną wody jest jej lepkość, która sprawia, że chłodne wody pociągają za sobą te cieplejsze. One jednak – po chwilowym szoku – w dalszym ciągu są lżejsze, więc wracają ku powierzchni, powodując nieustanny ruch wody, określany jako upwelling. On zaś wznosi ku powierzchni odżywcze minerały zalegające na morskim dnie. Czyli użyźnia wody powierzchniowe.

Przy niemal 24-godzinnym świetle i ciąg­łym dopływie nutrientów fitoplankton ma wymarzone warunki do rozwoju, zatem namnaża się w szaleńczym tempie. Odżywia to antarktycznego kryla, bez wątpienia najważniejszy z tamtejszych organizmów. Kryle również rozmnażają się błyskawicznie, a z kolei nimi żywi się w zasadzie cały antarktyczny ekosystem. Jeśli żyjesz w Antarktyce, to albo zjadasz kryla, albo zjadasz kogoś, kto się nim pożywia. Dlatego wraz z powrotem słońca w Antarktyce następuje prawdziwa eksplozja życia. Morski lód się topi, coraz więcej ­oceanu jest dostępnego dla fauny i ogół zwierząt gwałtownie zaczyna się mnożyć, żeby zdążyć przed powrotem zimy. Tak robią miliony pingwinów i uchatek antarktycznych, setki tysięcy fok i właściwie wszyscy lokalsi. W tym czasie przypływają także z północy wieloryby, aby najeść się i odkarmić młode urodzone w cieplejszych częściach świata.

W tej chwili Antarktyka wciąż zadziwia tą obfitością, tak silnie związaną z corocznymi cyklami światła i ciemności. Ziemia wprawdzie powoli się ze swojego wychylenia prostuje, ale trochę jeszcze jej to zajmie, więc o pory roku możemy być na razie spokojni. Gorzej, że przez podgrzewanie planety, zakwaszanie oceanów, zanieczyszczenia, nadmierne odłowy i mnóstwo innych niszczycielskich przejawów naszej działalności nawet ten ekosystem możemy kiedyś zniszczyć. Za 100 lat może się okazać, że w Antarktyce słońce też wschodzi, jak co roku, tylko już nie ma dla kogo.