Zpráva o antarktické expedici doc. Elstera

12.02.2019

Zpráva o letošní 50. japonské antarktické expedici, na kterou byl přizván doc. Josef Elster


Vážení studenti, milé kolegyně a kolegové,

Dovoluji si informovat o mojí letošní antarktické expedici. Na pozvání japonského polárního institutu (NIPR – National Institute of Polar Research) jsem se stal členem 60 japonské antarktické expedice.

Začnu od začátku: o historii japonského polárního bádání. V 50. letech minulého století se Japonsko chtělo zařadit mezi rychle se rozvíjející země a chtělo současně přispívat do řešení naléhavých mezinárodních vědeckých témat. A Japonsku se to podařilo. Jistě si vzpomenete, že Japonsko společně s Velkou Británii přineslo důkazy o vzniku ozónové díry nad Antarktidou a objasnilo, jak k tomuto globálními ději rozpadu ozónové vrstvy nad chladnými částmi naší planety dochází. V současné době se Japonsko podílí na logisticky velmi náročných mezinárodních projektech, jako je získávání antarktických ledových vrtů s následnou izotopovou analýzou poměru kyslíku, která nám přináší důležité informaci o vývoji klimatu na naší planetě. Například letošní expedice zřídila stanici a začala vrtat do více jak 3 km tlustého ledu cca 1000 km od japonské základny. Tyto logisticky a vědecky velmi náročné akce jsou velmi unikátní a získané výsledky mají většinou velký globální dopad.

Ledoborec Shirase v přístavu v australském Perthu.

Japonská antarktická expedice trvá vždy dva roky, v našem případě začíná vyplutím ledoborce Shirase z tokijského přístavu v říjnu 2018 a končí v dubnu 2020, kdy se vrací posádka stanice, která v Antarktidě přezimovala společně s letní částí expedice následujícího roku. Ledoborec každý rok stráví na cestě do Antarktidy, letním pobytem v Antarktidě a následnou cestou zpět cca 6 až 8 měsíců. Ve zbývajícím čase se připravuje na další antarktickou plavbu. Logistiku provozu ledoborce zajištuje japonská armáda.

Na stanici Syowa přezimuje posádka 30 osob, která má za úkol udržet stanici v chodu přes zimní období. Letních částí japonských antarktických expedic se účastní cca 300 polárníků, 170 vědců a asi 130 logistiků. Ledoborec dopraví na stanici cca 200 lidí, další část výpravy cestuje do Antarktidy v rámci mezinárodního konsorcia letecky. Doprava zásob, které tvoří hlavní část nákladu ledoborce Shirase a které udržují celou stanici v chodu, je nezbytnou součástí logistiky antarktické stanice.

Japonská antarktická stanice Syowa Station se nachází na ostrově Ongul ve východní části kontinentální Antarktidy v oblasti zátoky Lützow-Holm. Tato část Antarktidy je logisticky náročná především proto, že je možné se do této oblasti dostat jedině přes velmi široké pásmo mořského ledu. Ledoborec Shirase se ledem probíjí několik týdnů a těsně u Antarktidy si musí razit cestu až 6 m mocným víceletým ledem. Při plném výkonu ledoborec spotřebuje až 4000 litrů paliva na hodinu!

 

Prvním důkazem plavby jižním směrem z Australie jsou antarktické plovoucí ledové kry a s postupným se přibližováním Antarktidě se mění struktura mořského zámrzu. Rozvolněný led v koláčích postupně vystřídají mohutné koláče ledu, které se nakonec spojí v ledovou plochu.

 

Po proražení cesty se při převrácení ledových ker objeví jejich spodní plocha, která je porostlá ledovými řasami – většinou rozsivkami, které tvoří základ potravního řetězce polárních moří.

 

Ledoborec za sebou nechává stopu, která však během několika hodin zamrzá. Hnědá vrstva na spodní straně ledu je nárost ledových řas

 

Stanice Syowa poskytuje zázemí jednotlivým vědeckým týmům, které pracují ve velice široké oblasti a na výzkumné lokality jsou dopravovány vrtulníky.

 

Ostrov Ongul s japonskou stanicí Syowa.
Doprava týmu a nákladu na terénní kempy. Malý vrtulník slouží na dopravu osob na jednotlivá výzkumná stanoviště. Přistávání vrtulníku na palubě ledoborce Shirase.

 

Náš tým zaměřený na výzkum jezer pracoval především v oblasti Langhovde, Skarvsnes, Skallen a na ostrově Ongul. Terénní týmy jsou ubytovány v kempech v kombinaci se stany.

 

Terénní kemp Skarvsnes. Terénní kemp Langhovde. Terénní kemp Skallen.

 

Všechny lokality, na kterých jsme pracovali, jsou takové odledněné jazyky vybíhající zpod antarktického ledového štítu. Jižně jsou ohraničené antarktickým ledovým štítem, ze severu zamrzlým oceánem. Zamrzlé moře protínají trhliny a otvory, kterými se na povrch ledu dostávají tuleni a současně tyto otvory v zamrzlé pustině využívají tučňáci. Na odledněném pobřeží jsou malé kolonie hnízdících tučňáků – Tučňák kroužkový (Pygoscelis adeliae). Při přeletech vrtulníkem vídáme na ledě černé tečky, jsou to většinou odpočívající tuleni (Tuleň Weddellův, Leptonychotes weddellii).

 

Odledněná území v zamrzlém moři. Hrana kontinentálního ledovce. Tučňák kroužkový (Pygoscelis adeliae).

 

Na všech odledněných územích, kde pracujeme, se nacházejí desítky a možná stovky jezer (jezera01, jezera02, jezera04). Jsou různých velikostí a hloubek, od malých, mělkých až po ohromná, hluboká, většinou stále zamrzlá. Některá jezera jsou čistě sladkovodní, jiná brakická či přímo slaná. Jezera jsou centrem biologické diverzity v porovnání s okolní polární pouští.

 

Studovaná jezera.

 

Pro většinu jezer této části Antarktidy je charakteristická velká vznášející se biomasa sinic na hladině , někdy koláče biomasy promrzají ledovým příkrovem. Některá jezera jsou v určitých částech zamrzlá až na dno a mezi víceletým ledem, který je přimrzlý ke dnu, a přechodným ledem na povrchu, se často nachází vrstva tekuté vody. Viditelné skvrny s biomasou jsou zamrzlé ve starém i novém ledu. Na některých jezerech plovoucí biomasa sinic vytváří prapodivné útvary kulatého či hruškovitého tvaru dosahující velikosti od tenisového míčku až po fotbalový míč. Na březích jezer se nachází vyplavená biomasa ve velkých množstvích, ta starší je pak rozlámaná na drobné lupínky. Často se biomasa sinic nachází i v širokém okolí jednotlivých jezer, roznášena vodou při jarním tání nebo větrem. Většina jezer je zamrzlá zcela, nebo u některých je kolem břehů volná hladina.

 

Na břehu jezera vyplavená biomasa sinic. V jezeru plavající míč sinic.

 

Před nějakým časem, když jsem měl možnost pracovat v Schirmacherově oáze (odledněné území cca 1000 km na západ) jako člen belgické antarktické expedice, tak jsem tam nacházel podobnou biomasu plavající na povrchu jezer. V Schirmacherově oáze jsou dvě stanice, ruská Novolarazevskaja a indická stanice Maitri. Na ruské – tehdy sovětské – stanici v letech 1957 – 1959 a 1961 – 1963 pracoval český astronom doc. Antonín Mrkos, pozdější vedoucí hvězdárny na Kleti a objevitel 273 planetek a 13 komet. Ten tuto biomasu přivezl a prof. Jiří Komárek popsal dominantní druh sinice této biomasy jako nový druh Leptolyngbya antarctica. Uvidíme, čím naše nová analýza přispěje k poznání tohoto výjimečného fenoménu.

Dno některých jezer pokrývají koberce mechorostů. Přemýšlel jsem o tom, že pravděpodobně během malé doby ledové se tato část Antarktidy tak ochladila a zalednila tak, že některé mechorosty našly možnost přežít tuto chladnou periodu na dně jezer. Nevím, zda je tato teorie oprávněná, přemýšlím o tom i v souvislosti s typem jezer, kde se mechorosty na dně nacházejí. Jsou to většinou hlubší jezera ve vyšších nadmořských výškách, která jsou značnou část léta pokrytá ledem. V těchto jezerech je asi voda přítomná i v zimním období, mechorosty jsou v nejhlubších částech jezer (jinak by byly mechanicky narušovány pohybem ledu). Ještě je zapotřebí říci, že mechorosty jsou silně prorostlé sinicemi, v některých případech můžeme spíše mluvit o společenstvu sinic s mechorosty .

Odběr vzorků ze dna jezer.

Odebrat reprezentativní množství vzorku ze dna jezer není žádná legrace. Na okolní kopce je potřeba dopravit dva gumové čluny a všechen materiál na odběr mechorostů (jezera07). I když materiál donesete k jezeru, v odběru vám bráni jednak led, který stále pokrývá střed jezer, a jednak musíte vidět na dno, abyste viděli, kam spustit drapák a odebrat vzorek. Když trochu pofukuje, není na dno vidět, a i obsluha člunu je komplikovaná. Strávili jsme hodiny na člunech, abychom byli schopní vzorky odebrat.

Ještě k odebraným vzorkům. Jak jsem psal, na povrchu mechových kopečků je jeden až dva centimetry silná vrstva sinic. Ty jsou hnědé až do červena. Vrstvou sinic občas prorůstají stonky mechů, nebo jsou stonky mechů obalené sinicemi. Pod horní vrstvou sinic je další vrstva jasně zelená, pravděpodobně zase sinic, nebo v některých případech byla tato vrstva jasně červená. Pod těmito vrstvami je černá hmota, která tvoří i desítky centimetrů. Vždy když jsme tahali vzorky z vody, tak jsme cítili silný zápach, pravděpodobně z rozkládající se biomasy.

 

Vzorky ze dna jezer.

 

Bádání v polárních oblastech je velkým dobrodružstvím. Těším se na spolupráci na podobných projektech na naší České arktické výzkumné infrastruktuře Stanici Josefa Svobody na Svalbardu.

23. ledna 2019 z paluby ledoborce Shirase zdraví

Josef Elster