Antarktida

Nové: odkaz do nového okna Polární výzkum na MU

Antarktický poloostrov je částí kontinentu, která se zásadně liší od ostatní Antarktidy. Zatímco východní a západní Antarktida jsou geologicky velmi staré a tvořené jedinou, resp. několika pevninskými platformami, poloostrov je územím relativně mladým.

Jeho páteří je horský systém s alpínskou morfologií, který je vlastně pokračováním jihoamerických And do antarktického prostoru a je s nimi propojen podmořským horským hřbetem - tzv. Skotským obloukem. Mladé pohoří poloostrova podmiňuje současně i charakter jeho pobřeží, které je velmi členité. Aplinským reliéfem je podmíněn i specifický charakter zalednění. Na rozdíl od ostatní Antarktidy se zde nevyskytují velkoplošné pokryvné kontinentální ledovcové štíty, nýbrž převládají údolní ledovce horského typu a ledovce visuté vrcholové. Oba typy zalednění pak vyživují ledovce úpatní, z nichž se odlamují ledové hory menších rozměrů.

Klimaticky vzato reprezentuje Antarktický poloostrov tzv. maritimní Antarktidu – tedy oblast, která je pod převládajícím vlivem Jižního oceánu. Prakticky to znamená, že se zde střetávají maritimní a kontinentální vzduchové hmoty a na jejich kontaktu se formují rychle se pohybující cyklóny a výrazné frontální systémy. Ve svém důsledku to znamená že je zde v porovnání s kontinentální Antarktidou celkově vyšší úroveň teploty (v zimě poklesy na hodnoty blízké -40^oC, v létě teploty až přes 10^oC, poměrně velké roční úhrny srážek (kolem 500 mm), vyskytují se poměrně velké rychlosti větru a pro vývoj počasí v čase je typická velká proměnlivost. Expozice vůči západo-východnímu proudění vzduchu převládajícímu v oblasti Subantarktidy činí z poloostrova území poměrně silně exponované vůči globální atmosférické cirkulaci planety Země a tedy i vůči globálním klimatickým změnám. Antarktický poloostrov je tak částí Antarktidy, kde se nejvýrazněji projevuje proces globálního oteplování (na úrovni průměrných ročních teplot o 2,5 až 3^oC za posledních zhruba 50 let). Pro variabilitu klimatu jsou v tomto území typické krátkodobé (několikaleté) frekvence kolísání, jež jsou v kontrastu s relativní stabilitou podnebí kontinentální Antarktidy.

Naznačený charakter abiotických složek prostředí reflektují citlivě složky biotické. V létě je zde k dispozici voda v kapalném skupenství a okrajová moře jsou svým obsahem živin podmínkou existence bohatého planktonu, jež tvoří potravinovou bázi pro řadu dalších mořských i suchozemských živočichů. Řada z nich (hlavně mořští savci a ptáci) fungují jako transportér živin na pevninu a spolu s dostatkem vláhy a dostatečně vysokými letními teplotami tak vytváří podmínky pro rozvoj suchozemské vegetace.

Z hlediska rozvoje biotických složek představuje tedy Antarktický poloostrov částí kontinentu s největší koncentrací života v rámci celé Antarktidy. Tato skutečnost vedla (kromě relativně dobré dostupnosti a poměrně příznivých klimatických podmínek) k zakládání vědeckých stanic v tomto prostoru. Většina z nich se logicky nachází na západním a severním pobřeží, nebo v oblasti Jižních Shetland. Východní pobřeží orientované k Weddellově moři bylo totiž až donedávna obtížně dostupné z důvodu rozsahu šelfových ledovců nebo trvalého mořského zámrzu, jež prakticky vylučovaly vyloďovací operace. Díky tomu, že se během posledních let východní část Antarktického poloostrova (Trinity Peninsula) ze strany moře otevřela, mohli jsme zde zahájit průzkumné činnosti, jež vyústily po schválení Committee for Environmental Protection in Antarctica (CEP) k vybudování české antarktické stanice v prostoru, v němž realizace tohoto projektu nezahustí nadměrně síť stávajících základen a který je z vědeckého hlediska dostatečně atraktivní.

Pro stavbu stanice byla zvolena severní část ostrova James Ross. Tento ostrov (plocha zhruba 2 500 km²) se asi z 80% nachází pod pokryvným ledovcem a deglaciovaná je právě jen jeho severní část (Ulu Peninsula). Proces deglaciace je zde geologicky poměrně mladý – trvá zhruba 6 000 let. Postupně odledňované území (deglaciovaná oáza) je vědecky dostatečně atraktivní a bude předmětem komplexně koncipovaného vědeckého programu české stanice (viz dále).

Projekt stanice byl od počátku koncipován jako ekologicky vstřícný – jak co do technických řešení konstrukce stavebních objektů a infrastruktury stanice, tak co do zabezpečení stanice energií. Finanční prostředky na jeho realizaci poskytlo Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, nositelem projektu se stala Masarykova univerzita a zhotovitelem celého komplexu se na základě výběrového řízení stala firma PSG International, a.s. Zlín. Konstrukční prvky stanice i části infrastruktury byly vyrobeny v letech 2001 - 2002 v ČR a připraveny k převozu do Antarktidy.

Vlastní přepravní akce byla zahájena až po obhájení projektu před CEP, jehož zasedání probíhají každoročně paralelně s tzv. Antarctic Treaty Consultative Meetings. Tato jednání probíhala v letech 2002 – 2004, takže koncem r. 2004 byl ihned zahájen transport stavebního materiálu a technických celků z Evropy do jižního Chile (Punta Arenas) a odtud v r. 2005 na ostrov James Ross. Antarktická etapa přepravy proběhla ve dvou fázích – hlavní se uskutečnila začátkem roku, zbytek materiálu byl převezen koncem roku 2005. První přepravní akci předcházel výsadek malé skupiny vědeckých a technických pracovníků, kteří měli mj. za úkol provést precizní zaměření staveniště a připravit terén pro uložení základů hlavní budovy stanice i technických kontejnerů. Na každou přepravní etapu navazovala etapa stavebně-technických činností. Vylodění materiálu proběhlo v obou případech velmi rychle pomocí pontonu přepravní lodi (chilský armádní ledoborec Almirante Viel), částečně pomocí dvou helikoptér. Stavební práce následovaly bezprostředně po ukončení vyloďovacích činností.

Stanice je koncipována jako komplex hlavní budovy (ubytování, stravování, laboratorní a jiné "komorní" činnosti, relaxace atd. – koncipováno pro 15 – 20 pracovníků) a série 9 technických kontejnerů. Její součástí je spouštěcí rampa pro zodiaky, potrubí od zdrojového potoka k hlavní budově pro zásobování vodou a odvod upravené splaškové vody do moře. Režimem své činnosti odpovídá stanici letní. Bez zásadnějších úprav je ji však možno použít i pro celoroční provoz. Při projektování stanice a všech jejích systémů byly plně respektovány všechny ekologické požadavky a předpisy obsažené v zásadní příloze Antarktické smlouvy - v Protocol of Environmental Protection in Antarctica.

Založení hlavní budovy i kontejnerů bylo provedeno přiměřeně ekologicky, tj. s vyloučením betonáže a náhradou betonu dřevěnými železničními pražci, které jsou rezistentnější vůči korozi solnými aerosoly v atmosféře než beton a dají se snadno demontovat. Vlastní budova je sestavena z panelů (vrstvení dřevoštěpková deska – tvrzený polystyren – dřevoštěpková deska) vyráběných v ČR v kanadské licenci a používaných pro stavbu budov v kanadské Arktidě. Jsou lehké a tedy snadno manipulovatelné, mají výborné tepelně-izolační vlastnosti a umožňují velmi rychlý postup stavby. Na vnější straně jsou opatřeny speciální krycí tvrzenou překližkou proti opískování povrchu při větru.

Většina kontejnerů byla do Antarktidy přivezena již s instalovaným technickým vybavením. Kontejnery slouží pro:

umístění dieselagregátů
garážování zodiaků a terénního kolopásového vozítka
umístění zpracování a spalovny odpadů
uložení částí větrných elektráren
skladování náhradních dílů
skladování tekutých paliv
skladování potravin
elektro ústřednu
vodní hospodářství stanice

Všechny jsou propojeny kabeláží a 8 z nich nese sklopné stožárky s větrnými elektrárnami. Jde o energetické jednotky s individuálním výkonem 1 400 W, jež jsou při rychlostech větru nad 5 m.s^-1 schopny plně krýt energetické potřeby stanice. Vyprodukovaná elektrická energie je akumulována v Ni-Cd akumulátorech, transformována na střídavý proud o standardním napětí a distribuována.

Dalším zdrojem energie jsou solární kolektory. Teplovzdušné o ploše 36 m² slouží pro vytápění hlavní budovy stanice, teplovodné (16 m²) složí pro zásobování stanice teplou vodou.

Při testování provozu stanice na konci druhé etapy výstavby byla funkce solárního i elektrického systém důkladně prověřena a lze reálně předpokládat, že jsou během čtyř měsíců jihopolárního léta schopny pokrýt zhruba 60% energetických potřeb stanice.

Jeden provozní a dva rezervní dieselagregáty slouží spolu s přenosnými agregátorovými jednotkami jako záložní energetický zdroj pro případy výskytu zatažené oblohy nebo bezvětří.

Jednotlivé staniční objekty jsou z bezpečnostních důvodů (požární bezpečnost, havárie) rozmístěny na ploše zhruba 120 x 40 m, vybrané kontejnery lze v případě požáru hlavní budovy použít jako nouzové ubytování.

Stanice je majetkem Masarykovy univerzity a dostala jméno zakladatele moderní genetiky a meteorologa Johanna Gregora Mendela. MU v současnosti připravuje založení českého centra antarktických výzkumů, jež bude pokrývat činnosti stanice jak po stránce vědecké, tak technické a logistické.

Předpokládaný vědecký program stanice vychází ze zkušeností z předchozích českých vědeckých činností v Antarktidě, realizovaných hlavně v oblasti Jižních Shetland (ostrov King George, polská základna H. Arctowského a peruánská základna Machu Pichu) a západního pobřeží poloostrova (ostrov Galindéz, ukrajinská stanice Vernadsky). Pro tyto činnosti je charakteristický růst komplexity výzkumu od původních klimatických a ekofyziologických témat k tématům geologickým, geomorfologickým, geochemickým a analyticky chemickým, taxonomii, biodiverzitě a stresové fyziologii rostlin. Všechna měla společného jmenovatele: studium antarktických oáz, resp. vegetačních oáz a jejich struktur. Během jejich řešení byly získány obsahové i metodické zkušenosti pro následné odborné činnosti, u nichž se předpokládá jednak zapojení širšího spektra vědních disciplin, jednak větší prostorový rozsah studovaného území. Těmito tématy byla motivována i volba lokality pro budoucí českou stanici a volba jejího umístění na severním pobřeží ostrova James Ross byla tedy na vědecký program jasně cílena.

Severní část ostrova James Ross (Ulu Peninsula) náleží svou plochou k největším odledněným územím Antarktidy. Jedná se o poměrně mladou oázu s procesem deglaciace trvajícím zhruba 6 000 let. V tomto území, typickém vyvýšeninami s morfologií tabulových hor, zbytkovými pokryvnými ledovci na jejich temenech, skalními ledovci na periglaciálně modelovaných svazích a poměrně rozsáhlými sníženinami, lze studovat:

1. geologickou stavbu, její morfostrukturní efekty a vlivy řady faktorů, jimž byl vystaven zemský povrch a jeho podloží při postupné deglaciaci (vlivy atmosféry z hlediska jejího teplotně-hygrického režimu na zvětrávání, vlivy proudící vody na erozi, transport a sedimentaci erodovaného materiálu, periglaciální modelaci terénu, procesy chemického zvětrávání a počátky pedogenetického procesu, jež jsou již důsledkem vlivů postupné kolonizace deglaciovaného území biotou), jejich vzájemnou podmíněnost a kombinované efekty;
2. průběh deglaciace v prostoru i čase a rekonstrukci paleoklimatu;
3. sukcesi živých organizmů do zvětralinového substrátu i na jeho povrch, jejich biodiverzitu, produkci biomasy a přizpůsobivost podmínkám prostředí;
4. závislost výskytu živých organizmů na vnějších podmínkách (radiační podmínky, teplota a vlhkost přízemní atmosféry i zvětralinového substrátu, přítomnost vody v kapalném skupenství, zdroje živin a jejich využitelnost);
5. vnitřní strukturu rostlinných i živočišných společenstev a jejich funkce pod vlivem vnějších faktorů;
6. fyziologická přizpůsobení se podmínkám prostředí závětrného a relativně aridního východního pobřeží Antarktického poloostrova;
7. vlivy procesů pevninských procesů na mořské bentické pobřežní ekosystémy (sedimentace vodními toky transportovaného zvětralinového materiálu v pobřežní části moře a jeho vliv na bentické ekosystémy) včetně studia vlivů eroze dna ledovými krami).

Na řešení stručně prezentovaných témat se bude podílet několik vědních disciplin: geologie, geomorfologie, glaciologie, hydrologie, klimatologie, analytická, organická chemie a geochemie. Z biologických věd pak taxonomie, půdní biologie, biodiverzita, ekofyziologie a stresová fyziologie aj.

Výsledky dílčích vědních disciplin pak ve vzájemné konfrontaci umožní komplexní pohled na vnitřní strukturu ekosystému deglaciované oázy a jeho funkci včetně vyvrcholení programu – modelování funkce tohoto ekosystému. Tento krok navíc umožní prognózu reakcí ekosystému na potenciální změny vnějších podmínek (např. na proces globálního oteplování klimatu), na které jsou jednoduché polární ekosystémy velmi citlivé.

nahoru