Polskie badania wieloletniej zmarzliny, ich historia, stan

XIV Sympozjum Polarne, Lublin 1987
Instytut Geograficzny
Uniwersytet Wrocławski
ALFRED JAHN
Polskie badania wieloletniej zmarzliny, ich historia, stan obecny i perspektywy
Polish permafrost studies - history, present state, perspectiv.e
Pisząc o historii polskich badań zmarzlinoznawczych musimy sięgnąć — tak jak w wielu innych problemach badań strefy zimnej — do dzieła polskich zesłańców na Syberii. Na
pierwsze miejsce wysuwa się nazwisko Leonarda Jaczewskiego (1858-1916), inżyniera pracującego przy wytyczaniu transsyberyjskiego szlaku kolejowego. Jego referat, wygłoszony 28 kwietnia 1889 r. na posiedzeniu Rosyjskiego Towarzystwa Geograficznego (i wkrótce zaraz opublikowany w „Izwiestiach" tego Towarzystwa), referat zatytułowany: „O
wieczno mierzłoj poczwie Sibirii", stał się momentem przełomowym w badaniach zmarzlinoznawczych. Jaczewski określił geograficzną naturę zmarzliny, chociaż nie używał
jeszcze nazwy dla niej właściwej (mierzłota), wytyczył jej południową granicę na Syberii, przede wszystkim zaś poznał jej związek z geologią podłoża i klimatem środowiska
(grubość pokrywy śnie żnej, ekspozycje stoków itd.).
Drugą historycznie bardzo ważną pozycją w dziedzinie polskich badań zjawisk klimatów zimnych jest osoba i działalność Walerego Łozińskiego (1880-1943). Jest rzeczą jasną, że twórca nazwy i pojęcia „klimat i facja peryglacjalna", światowej sławy badacz śladów plejstoceńskiej strefy peryglacjalnej Europy, musi być zaliczony w poczet ludzi zasłużonych dla rozwoju nauki o zmarzlinie, chociaż — na co warto zwrócić uwagę — nazwa a nawet pojęcie wiecznie zmarzłych gruntów nie było mu w zasadzie znane.
Dzieje polskiego zmarzliznoznawstwa przed drugą wojną światową zamyka polska wyprawa na Grenlandię w 1937 r., w której programie — po raz pierwszy w historii polskich
wypraw — znalazł się punkt dotyczący procesów strefy tundrowej. Program ten realizował niżej podpisany, badając mikrorelief tundry, a przede wszystkim zaś grunty strukturalne. W wydanej tuż po drugiej wojnie światowej przez PAU w Krakowie obszernej, monograficznej pracy wprowadzono jako naukowy termin nazwę „zmarzlina", omówiono
szeroko światową literaturę tematu i scharakteryzowano procesy tundrowe. Autor po raz
pierwszy sformułował prawo letniego odmarzania zmarzliny, a więc przyrostu warstwy
odmarzniętej według malejącego postępu geometrycznego.
Od czasu pierwszej powojennej wyprawy na Spitsbergen w 1957 r. rozpoczął się do
dzisiaj trwający okres silnego zaangażowania polskiej nauki w zagadnienia peryglacjalne
Udział w tych zagadnieniach nie jest równoznaczny z badaniami zmarzliny, a więc permafrostu, bo ta nazwa po wojnie weszła w obieg powszechny. Skupiliśmy się więc głównie na badaniach poziomu aktywnego, jego temperatury, właściwości fizycznych i przede
wszystkim struktur i mikroreliefu. Grupa wrocławska, pod moim kierunkiem, badała obszar na północ od fiordu Hornsund, grupa uniwersytetu łódzkiego pod kierownictwem
11
prof. J. Dylika obszary na południu od Hornsundu. Największym osiągnięciem tych badań było szerokie zastosowanie eksperymentu i popiiarów dla ilościowego określenia dynamiki procesów peryglacjalnych. Po raz pierwszy w świecie wykorzystano glebowe ruchomierze (ruchomierz systemu Baca), dla poznania przebiegu zmian objętościowych zamarzających gruntów. Dwaj uczestnicy wyprawy, zimując w polskiej stacji w Hornsundzie
zbadali całoroczny cykl ruchów (Z. Częppe) i temperatury (S. Baranowski) gleby.
Przez trzydzieści lat Spitsbergen stał się terenem niezwykle szczegółowych badań procesów peryglacjalnych, w oparciu o główną stację PAN w Hornsundzie oraz liczne stacje
uniwersyteckie, z których wymienić należy krakowską na Sórkappie, wrocławską pod
lodowcem Werenskiólda, toruńską na terasach nadmorskich Kaffióyra. Do tego doszła
stacja uniwersytetu lubelskiego założona w 1986 r. w Bellsundzie.
W tym samym trzydziestoleciu rozszerzono znacznie teren polskich badań peryglacjalnych poza Spitsbergen (patrz mapka, ryc. 1) przez uczestnictwo w polarnych wyprawach
międzynarodowych lub przez organizowanie odrębnych.polskich wypraw. Badaniami objęto takie tereny, jak: Alaska (głównie tundra około Point Barrow), północna Kanada
(delta rzeki Mackenzie), archipelag kanadyjski (Wyspa Banksa), Labrador (stacja w Schefferville w środkowej części półwyspu), Grenlandia Wschodnia, północna część Skandynawii (półwysep Varanger), półwysep Kola, obszary północno-wschodniej Syberii oraz
Mongolia. Ten ostatni obszar zasługuje na szczególną wzmiankę. Dostarczył on bowiem
materiałów do studiów permafrostu poza obszarem polarnym, w warunkach skrajnie kontynentalnego klimatu środkowej Mongolii, na granicy Gobi i Ałtaju. Prowadzono obserwacje stacjonarne w oparciu o stację Mongolsko-Polskich Fizycznogeograficznych Ekspedycji oraz o liczne wyprawy w góry Changaj (ponad 2 tys. m), w kotlinach i dolinach
rzek. Na czoło wysunęły się badania lodów gruntowych, szczelin zmarzlinowych, pagórków pingo, termokrasu i procesów eolicznych, co znacznie rozszerzyło program „klasycznych" badań polarno-peryglacjalnych.
W minionym trzydziestoleciu włączono Antarktydę i Antarktykę do programu polsi;
skich badań polarnych, organizując dwie stacje badawcze, a więc stację im. A. B. Dobrowolskiego w oazie Bungera na kontynencie Antarktydy i stację im. H. Arctowskiego na
Wyspie Króla Jerzego. Jest więc rzeczą znamienną, że w bogatym programie polskich wypraw antarktycznych permafrost i zjawiska peryglacjalne nie stały się nigdy obiektem
szczególnych badań, na co zresztą złożyło się wiele przyczyn. Przyczyną może najważniejszą jest sam fakt, że peryglacjał jest tu raczej ubogi, w porównaniu zwłaszcza z tym,
z czym Polacy mieli do czynienia na swoim terenie spitsbergeńskim.
Jest odpowiedni czas, aby podsumować owe badania, a wynik takiego pozytywnego
przeglądu przedstawić na konferencji w Trondheim w 1988 r. Nasuwa mi się myśl, aby
na zlecenie Komitetu Badań Polarnych sporządzić bibliografię polskich prac dotyczących
peryglacjału i permafrostu.
Od początku naszych powojennych badań permafrostu włączyliśmy się, chociaż z
wielkimi trudnościami, w krąg międzynarodowych kontaktów i organizacji badawczych
tego problemu. Jedynie trzy państwa miały odpowiednią organizację instytucjonalną dla
badań permafrostu, Rosjanie, Amerykanie i Kanadyjczycy, w mniejszym zaś stopniu Skandynawowie. Ten stan rzeczy sięga wstecz do drugiej połowy XIX stulecia i chociaż
w nim po części uczestniczyliśmy, lecz stwierdzić należy, że zasługi naszego Leonarda
12
Jaczewskiego zostały przypisane raczej nauce rosyjskiej niż polskiej. Może budzić zdziwienie fakt, że dopiero w 1963 r., a więc niemal sto lat od czasu rozpoczęcia badań zmarzlinowych doszło do powstania pierwszej międzynarodowej organizacji w tej dziedzinie nauki. W roku tym zorganizowano międzynarodową konferencję na temat permafrostu w Lafayette, Indiana, w Stanach Zjednoczonych Ameryki, w czasie której uzgodniono międzynarodowe kontakty na szerszej płaszczyźnie Przez udział niżej podpisanego Polska w
tej konferencji, uczestniczyła jednoosobowo.
Kolejną konferencję zorganizowano w 1973 r. w Jakucku ńa Syberii. Począwszy od
tej konferencji postanowiono, że międzynarodowe gazdy poświęcone tej tematyce będą
odbywały się co 5 lat. Tak więc trzecią konferencję zorganizowała Kanada w Calgary w
1978 r., czwartą zaś Stany Zjednoczone w Fairbanks na Alasce w 1983 r.
Kolejna konferencja, do której pilnie przygotowujemy się i w której większa aniżeli
dotychczas delegacja polska winna^vziąć udział, odbędzie się w sierpniu 1988 r. w Trondheim, w Norwegii. Zarówno nam, jak też Norwegom zależy na tym, aby w tej konferencji
dominowały problemy spitsbergeńskie.
W czasie ostatniej konferencji w Fairbanks powołano Międzynarodową Asocjację Permafrostu (International Permafrost Association, w skrócie IPA), na czele której stanął
Zarząd trzyosobowy, Rosjanin (prof. Mielników), jako prezydent, Amerykanin (prof.
Pèwè), jako wiceprezydent i Kanadyjczyk (prof. Ross Mackay), jako sekretarz.
Posiadamy udział w Zarządzie tej organizacji przez osobę niżej podpisanego, reprezentującego Komitet Badań Polarnych PAN. Powołano również narodowe zespoły asocjacji,
pod nazwą .Adhering National Bodies". Polski zespół narodowy ma się ukonstytuować
teraz w Lublinie, potwierdzając tym samym nasz aktywny udział w międzynarodowej
organizacji badań nad permafrostem.
Musimy się więc krótko zastanowić, jaką mamy pełnić rolę w międzynarodowym
programie permafrostu. Nie możemy się, niestety, na razie włączyć do wielkich programów badań geofizycznych, wymagających odpowiedniej aparatury i techniki badawczej,
zwłaszcza zaś kosztownych wierceń. Podjęta przez nas pierwsza próba sięgnięcia w głębsze warstwy permafrostu na Spitsbergenie w 1985 r. (wiercenie przy stacji w Hornsundzie)
skończyła się raczej niepowodzeniem.
Wobec tego musimy polegać na dotychczasowych metodach badań, ograniczających
się do wierzchnich warstw zmarzliny, głównie do jej poziomu aktywnego. W tej dziedzinie znanej u nas powszechnie pod nazwą morfologii, struktur i procesów mrozowych lub
inaczej „zjawisk peryglacjalnych", należymy — co można bez przesady powiedzieć — do
najbogatszych w świecie znawców zagadnienia. Można oczekiwać rozwoju tej problematyki na drodze:
1. lepszej koordynacji badań, co już po części istnieje, przez stworzenie międzyośrodkowych planów wieloletnich obserwacji, głównie w oparciu o trzy stacje spitsbergeńskie,
2. uściślenia badań, przez wprowadzenie i szersze stosowanie metod geofizycznych w
poznawaniu dynamiki procesów peryglacjalnych, w poznaniu wymiany energii i masy
między atmosferą a hydro- i litosferą permafrostu.
Wreszcie stać nas na bardzo szerokie stosowanie metody porównawczej w badaniach
permafrostu. zarówno w przestrzeni i w czasie. W pierwszym zagadnieniu należałoby dążyć do powiązania obserwacji w strefie okołobiegunowej naszych badań, we wszystkich
13
obszarach Arktyki, oraz uczynienia próby porównania natężenia i typów procesów mrozowych pomiędzy dwoma podstawowymi naszymi stacjami polarnymi: Hornsund i King
George Island. Tą drogą możnaby uzyskać pewien materiał porównawczy Arktyka — Antarktyka. W drugim zagadnieniu należałoby rozwijać dalej nasz tradycyjny kierunek porównywania aktualnych zjawisk peryglacjalnych Arktyki i plejstoceńskich struktur peryglacjalnych Środkowej Europy.
Ryc. 1. Rozmieszczenie wielo letniej zmarzliny na półkuli północnej. Kółkami zaznaczono miejsca
badań Polaków
4