Lód może wydawać się bezpieczny do gry w hokeja na jeziorze, ale jak wykazały nowe badania przeprowadzone przez York University, pozory mogą mylić. Cieplejsze zimy wpływają nie tylko na grubość lodu i czas jego zamarzania i rozmarzania, ale także na jego jakość, co czyni go potencjalnie niestabilnym i niebezpiecznym.
Gdy jeziora i rzeki zamarzają, występują dwie dominujące warstwy lodu, tzw. biały lód i czarny lód. Biały lód jest zazwyczaj nieprzezroczysty, jak śnieg, i wypełniony większą ilością pęcherzyków powietrza i mniejszymi kryształkami lodu, co zmniejsza jego wytrzymałość i stabilność, podczas gdy czarny lód jest przejrzysty i gęsty, z niewielką liczbą kieszeni powietrznych i większymi kryształkami lodu, co czyni go znacznie mocniejszym.
„Jakość lodu jest ważna ze względu na jej bezpośrednie implikacje dla nośności i bezpieczeństwa ludzi, a także ze względu na ilość światła przepuszczanego przez lód, co umożliwia życie pod zamarzniętymi jeziorami” – mówi profesor Sapna Sharma z Yorku.
Problem, mówi główny autor i York Postdoctoral Fellow Joshua Culpepper, polega na tym, że nieprzewidywalna i cieplejsza zimowa pogoda tworzy cieńsze warstwy czarnego lodu, a czasami odpowiadającą im grubszą warstwę białego lodu, niestabilnego rodzaju. Połączenie tych dwóch czynników może stworzyć niebezpieczne warunki dla łyżwiarzy, hokeistów, użytkowników skuterów śnieżnych, wędkarzy i kierowców ciężarówek po lodzie.
„Wiemy, że ogólnie rzecz biorąc, lód jeziorny tworzy się później w sezonie i rozpada się wcześniej, co oznacza ogólnie krótszy czas trwania pokrywy lodowej, ale nasze badanie przyjrzało się temu, co robi lód. Jak się zmienia? Mogą być okresy, kiedy ludzie są na lodzie i myślą, że jest bezpieczny, ale tak naprawdę nie jest. Nie jest wystarczająco gruby, biorąc pod uwagę zmiany w jakości” — mówi Culpepper.
10 cm nie jest już złotą zasadą
Sama grubość nie jest już dobrym prognostykiem bezpiecznego lodu. Jeśli jest za dużo białego lodu i za mało czarnego, lód może nie być wystarczająco mocny, aby utrzymać ciężar człowieka. To jest to, co naukowcy nazywają niebezpieczną kombinacją.
„Aby człowiek mógł wyjść na lód, aby jeździć na łyżwach lub się bawić, potrzeba około 10 centymetrów czarnego lodu… ale to, co widzimy i przewidujemy, to fakt, że zmiany klimatyczne przyczyniają się do powstawania coraz większej ilości białego lodu” — mówi Sharma, który zaleca ludziom zmierzenie lodu i, jeśli jest tylko cienka warstwa czarnego lodu, podwojenie zwykle zalecanej grubości do co najmniej 20 cm.
„Czarny lód jest czysty i nie ma błota pośniegowego. Nie powinno się chodzić po błocie pośniegowym” – mówi Sharma, dodając, że zawsze najlepiej jest iść z kimś lub grupą.
Na cienkim lodzie
Brak dbałości o jakość lodu już prowadzi do utraty życia. W Kanadzie w grudniu ubiegłego roku sześć osób, w tym kilku nastolatków w Ontario, zginęło w ciągu tygodnia, wpadając w cienki lód. Dwie kolejne osoby zmarły w Ontario w lutym tego roku. W Finlandii cztery osoby zmarły w wyniku wpadnięcia w słaby lód w samym styczniu i lutym, gdzie średnio 18 osób rocznie. Na przykład w Szwecji 16 osób utonęło w wyniku wpadnięcia w lód w 2014 roku i co najmniej dziewięć w 2021 roku.
Wyniki badania z 2020 r. przeprowadzonego pod przewodnictwem Sharmy wykazały, że utonięcia są powszechne na całej półkuli północnej, ale co zaskakujące, to w północnej Kanadzie, na terytoriach, odnotowano najwięcej utonięć na mieszkańca, mimo że było tam najzimniej.
„Dzieje się tak z powodu drastycznych zmian w Arktyce, która ociepla się cztery razy szybciej niż reszta globu, więc nie tylko południowe regiony doświadczają tych zmian w warunkach lodowych, ale także daleką północ. To, co można by uznać za ekstremalnie zimne obszary lodowe” – mówi Sharma.
„W przypadku ciężarówki transportowej wymagane jest 100 cm lub około 42 cali czarnego lodu. Tak więc te punkty odniesienia w transporcie nie są już wykonalne, ponieważ jest więcej białego lodu, który jest mniej więcej o połowę słabszy od czarnego lodu. Przewidujemy, że bez znaczących dostosowań w zakresie bezpieczeństwa na lodzie nastąpi 95–99-procentowa strata w infrastrukturze transportu drogowego na lodzie zimowym”.
Może to oznaczać, że społecznościom oddalonym grozi niebezpieczeństwo odcięcia od świata i braku dostępu do żywności, zaopatrzenia, leków itp. w okresie zimowym.
Nietypowa zimowa pogoda
Na potrzeby tego badania Culpepper i niektórzy współautorzy musieli przerwać pomiary lodu w połowie lutego na jeziorze Simcoe oraz na początku marca na jeziorze Paint w regionie Muskoka, ponieważ pokrywa lodowa była niebezpiecznie cienka.
Zmiany opadów spowodowane nietypowo ciepłą pogodą powodują wiele niebezpiecznych warunków lodowych i nieprzewidywalności. Cieplejsze temperatury, deszcz, a nawet śnieg mogą zmienić wytrzymałość i grubość lodu na jeziorze.
Sharma i Culpepper zalecają sprawdzenie prognozy pogody z ostatniego miesiąca.
„Lód jeziora ma pamięć” — mówi Sharma. „Wszystkie wahania pogody są przechowywane w lodzie. Jeśli temperatura przez pewien czas przekraczała 0°C, jeśli padał deszcz lub panowały ekstremalnie słoneczne warunki, wszystko to może wpłynąć na bezpieczeństwo lodu do użytku przez ludzi. Gdy występują zjawiska zamarzania i rozmarzania lub temperatury przekraczają 0°C, lód staje się słabszy i staje się mniej stabilny strukturalnie”.
Pod lodem
Pogarszająca się jakość lodu wpływa również na życie pod powierzchnią, ilość składników odżywczych dostępnych dla ryb i innych organizmów wodnych, takich jak bezkręgowce, a także fitoplankton, który potrzebuje światła do fotosyntezy. Jednak większa ilość białego lodu blokuje część tego światła, co zagraża zdrowiu ekosystemu.
Ale jak mówi Culpepper, ich badanie jest jednym z niewielu, które bada jakość lodu jeziornego, a mimo to lód ten zmienia się dramatycznie. „Najpierw rzuciło mi się w oczy zaskakujące niedobory danych, jakie mamy na temat jakości lodu w ogóle” — mówi. „Zagłębialiśmy się w dostępne dane, ale próba znalezienia tego, z czym moglibyśmy pracować w odniesieniu do danych dostępnych na półkuli północnej, była dość trudna”.
Jego zdaniem konieczne są regularne pomiary jakości lodu, w tym grubości lodu czarnego i białego, na całej półkuli północnej.
Artykuł zatytułowany Jakość lodu jeziornego w ocieplającym się świecie został opublikowany dzisiaj w czasopiśmie Nature Reviews Earth and Environment.