Permafrost

Permafrost (též věčně nebo dlouhodobě zmrzlá půda, pergelisol) je hornina, zvětralina nebo půda, jejíž teplota je po dobu dvou či více let nižší než 0 °C.[1] Voda v takové půdě je zmrzlá a tvoří spolu s částečkami písku, hlíny a kamení tvrdou krustu. Permafrost je součástí zemské kryosféry a zabírá přibližně 11 % zemského povrchu a 25 % povrchu severní polokoule.[2] Termín permafrost vznikl sloučením anglických slov „permanent” a „frost(y)” (trvalý a zmrzlý).

Tání permafrostu na Herschelově ostrově (2013)
Degradace permafrostu na pobřeží Aljašky (2017)
Jedna z prvních map permafrostu na Sibiři z roku 1840 od Karla Ernst von Baera

Mocnost permafrostu dosahuje až několika stovek metrů, promrzá tedy nejenom půda, ale i skalní podloží. Nejhlubší známý permafrost je na Sibiři a sahá do hloubky cca 1500 m.[3] V některých případech se permafrost nachází pod nezamrzlou půdou a v to v různé hloubce.

Permafrost obsahuje velké množství rozložené biomasy. S postupným odtáváním permafrostu se do atmosféry Země uvolňují plyny jako metan a oxid uhličitý, což významně umocňuje skleníkový efekt v atmosféře naší planety a tedy i globální oteplování.[2][4]

V oblastech tundry a tajgy svrchní část permafrostu přes léto pravidelně taje. Tato část permafrostu se nazývá aktivní vrstva a mohou na ní růst rostliny. V situaci, kdy je podloží stále zmrzlé, ale aktivní vrstva taje, mohou vznikat zvláštní povrchové geomorfologické jevy jako např. opilý les, polygonální půdy, thufur, pingo, kryoplanační terasa, apod.

Permafrost se také může vyskytovat pod mořskou hladinou. Po poslední době ledové byl takový permafrost zatopen zvyšující se hladinou oceánu, ale zároveň teplota takového oceánu dodnes není natolik vysoká, aby způsobila roztátí daného permafrostu. Jedná se o část Severního ledového oceánu.[5] S postupným ohřevem oceánů však i tento permafrost začal tát a vypouštět zásoby skleníkových plynů.[6][7]

Permafrost se také nachází na jiných planetách a vesmírných objektech. Lze ho identifikovat třeba na Marsu[8] či na Měsíci[9].

Charakteristika
Průřez permafrostem v cm

Teplota

Permafrost se může utvářet v jakémkoli klimatu, kde je průměrná roční teplota vzduchu nižší než bod mrazu vody, tedy 0 °C.[10] Nachází se hlavně v polárních oblastech planety. Teplotní výkyvy permafrostu pod aktivní vrstvou se s hloubkou zmenšují. Ve větší hloubce pak geotermální energie udržuje teplotu nad bodem mrazu. Nad touto spodní hranicí může být permafrost se stálou roční teplotou – „izotermický permafrost“.[11]

Na hloubku permafrostu má také vliv tepelná vodivost podloží nebo třeba blízkost zlomů tektonických desek.[12] V členitém reliéfu pak orientace svahů (více se tvoří v extrémně zastíněných oblastech severních nebo východních svahů) nebo kamenná moře (snižují teplotu okolí o 4–7 °C).[10][13]

Oblasti bez permafrostu najdeme ve vlhkých boreálních lesích, např. v severní Skandinávii a severovýchodní části evropského Ruska západně od Uralu, kde sníh působí jako izolační přikrývka. Výjimkou mohou být také zaledněné oblasti. Ledovce jsou zespodu ohřívány geotermální energií, a proto se mezi nimi a povrchem nachází kapalná voda.

Stáří a významné lokality

Výpočty ukazují, že doba potřebná k vytvoření hlubokého permafrostu pod zátokou Prudhoe Bay na Aljašce činila více než půl milionu let.[14][15] Rozšiřování tohoto permafrostu v době glaciálních a interglaciálních cyklů pleistocénu naznačuje, že současné klima v zátoce Prudhoe Bay je podstatně teplejší, než tomu bylo v průměru za posledních 15 000 let. Prvních sto metrů hloubky permafrostu se tvoří relativně rychle, ale hlubší vrstvy promrzají podstatně déle.

Doba nutná pro vznik permafrostu v různých hloubkách
Roky Hloubka
1 4,44 m
350 79,9 m
3,500 219,3 m
35,000 461,4 m
100,000 567,8 m
225,000 626,5 m
775,000 687, 7 m

Zatímco povrch severní polokoule je z 25 % pokryt permafrostem, jeho přítomnost na jižní polokouli a zejména na Antarktidě je předmětem usilovného výzkumu. V oblasti Dry Valleys v Zemi královny Viktorie (Antarktida) se nachází permafrost, jehož stáří se odhaduje na 8 milionů let.[16]

Kromě oblastí, které jsou pokryty ledovci, se permafrost nachází především v Rusku, dále v Kanadě a Číně. V některých oblastech světa jde o poměrně mladý, současně se formující permafrost, zatímco v jiných částech jako je Sibiř nebo Aljaška, jde o zamrzlou půdu, jejíž existence staří je několik set tisíc let.[17] Doposud největší naměřená hloubka permafrostu dosahuje 1 493 metrů a to v povodí řek Lena a Jana na Sibiři.[3]

Aktivní vrstva

Permafrost může být překryt tzv. aktivní vrstvou, což je vrstva půdy vystavená sezónním cyklům mrznutí a tání. Někdy se označuje jako činná, tavná či regelační vrstva.[18][19]

Na aktivní vrstvu se váže několik procesů a jevů, z nichž výrazný je například mechanický rozpad hornin. Důsledkem opakovaného rozmrzání a zamrzání sedimentů dochází k mrazovému třídění materiálu.[20] Tloušťka aktivní vrstvy je ovlivňována ročním obdobím, místními klimatickými podmínkami nebo třeba globálním oteplováním. Nejčastěji je 0,3 m až 4 m hluboká (mělká je podél arktického pobřeží; hluboká je v jižní Sibiři a na Qinghai-tibetské plošině).

V aktivní vrstvě může růst vegetace. Přítomnost věčně zmrzlé půdy má významné důsledky pro ekosystémy. Mocnost aktivní vrstvy přímo ovlivňuje hloubku zakořeňování vegetace a možnosti budování úkrytů a nor různých živočichů. Příkladem je dominance smrku černého v oblastech pokrytých permafrostem v Severní Americe, protože tento druh snese i velmi mělké zakořenění.[21]

Klasifikace
Rozšíření permafrostu na severní polokouli podle poměru zabrané plochy

Podle poměru zabrané plochy

Celosvětově se rozlišují čtyři základní kategorie permafrostu podle podílu rozlohy, kterou zabírají v dané oblasti. Souvislý permafrost zabírá 90–100 % plochy, nesouvislý 50–90 % plochy, sporadický 10–50 % plochy a izolovaný méně než 10 % vybrané plochy. Nejčastějším typem permafrostu je souvislý permafrost (z 50 %), zbytek tvoří nesouvislý permafrost (okolo 20 %) a sporadický či izolovaný permafrost (okolo 30 %).[22]

  • Souvislý – průměrná roční teplota povrchu půdy pod −5 °C nemůže nikdy stačit k rozmrznutí permafrostu. Hranice souvislého permafrostu se po celém světě mění ve směru sever – jih v důsledku mikroklimatické dynamiky. Na jižní polokouli spadá ekvivalentní linie do oblasti Jižního oceánu. Obnažený povrch Antarktidy je z podstatné části pokryt permafrostem, který na pobřeží odtává.[23][24][25][26]
  • Nesouvislý – zabírá 50–90 % vybrané plochy. Obvykle se nachází v místech, kde je průměrná roční povrchová teplota půdy mezi -5 a 0 °C. Proto se vytváří spíše na místech, která jsou nějakým způsobem chráněna před teplem – obvykle na severním svahu (na jižním svahu pro jižní polokouli).[22][27]
  • Sporadický – pokrývá méně než 50 % krajiny a typicky se vyskytuje při průměrných ročních teplotách mezi 0 a -2 °C.[22]

Podle obsahu vody (rozdíl mezi ledem a permafrostem)

Zatímco ledovec se skládá především z ledu, permafrost je nejčastěji směsí půdy a ledu. Existují i permafrosty, v nichž není voda přítomna, jde o tzv. suchý permafrost.[28] Led tvoří až 90 % celkové hmoty permafrostu. Objem veškerého podzemního ledu v permafrostu na Zemi se odhaduje na 0,2 až 0,5 x 106 km3.[20] Pokud ovšem obsah ledu v permafrostu překročí 250 % (hmotnostní poměr ledu k suché půdě), pak už jde o masivní led, dále klasifikovaný na škále ledové bahno – čistý led.[29][30]

  • Zasypaný povrchový led – oblast permafrostu, tvořená pohřbeným masivním ledem, který pochází ze sněhu, zamrzlého jezera či z mořského ledu, nebo z aufeis (uvízlého říčního ledu), ale nejčastěji z ledovcového ledu.[31]
  • Intrasedimentální led – tvoří se místním zamrzáním podzemních vod. Převládá zde segregační, intruzívní a injektážní led.[29][30]

Podle vzniku

Z genetického hlediska rozlišujeme dva typy permafrostu a to epigenetický, který se tvoří až po vzniku zeminy/půdy a syngenetický, tvořící se současně s usazováním sedimentu. Rozdíly v obou typech spočívají především v rozmístění ledu. Epigenetický typ má heterogenní strukturu, která je podmíněna zmrznutím shora, a proto je také podzemní led zastoupen ve svrchním horizontu permafrostu. U syngenetického typu je podzemní led rozložen rovnoměrněji v celém profilu mrzloty, přičemž množství zemního ledu je celkově větší než u typu epigenetického.[20]

Terminologie: krajinné segmenty a doprovodné jevy
Ledový klín
Prostor po bývalém ledovém klínu v miocénním štěrkovém ložisku, který byl následně zaplněn spraší. Lorenziberg, Německo
Strukturální půda okolo pinga v blízkosti Tuktoyaktuku, Kanada

Pravidelné zamrzání a rozmrzání aktivní vrstvy permafrostu se projevuje ve zvláštních geomorfologických útvarech všech velikostí. V aktivní vrstvě dochází ke kryoturbacím, tedy pohybům půdy jak ve vertikálním tak i v horizontálním směru.[32] Půdy, jejichž hlavním půdotvorným činitelem je mráz, a které obsahují permafrost alespoň dva metry pod povrchem, se nazývají kryosoly.[33][34]

Ledový klín – útvar, který vznikne, když do puklin v permafrostu zateče voda a zmrzne. Přítomnost pozůstatků ledových klínů lze pozorovat i v ČR, např. mezi obcemi Kralupy nad Vltavou a Velvary nebo Horní a Dolní Kalná. Mrazový klín  –  podobný útvar, který vznikne, když do puklin zateče rozbředlá hmota z aktivní vrstvy.[35]

Strukturní půdy –  půdy, na jejichž povrchu se přirozenou cestou vytvářejí nápadné geometrické obrazce většinou ohraničené kamením. Jsou typické pro kamenité rovinaté podloží. Hlavním činitelem jejich vzniku je mrazové třídění nehomogenního materiálu.

  • Polygonální půdy – půdy, které na povrchu vytváří geometrické útvary, především mnohoúhelníky nebo kruhy či prstence, a to na rovinatém terénu se sklonem do 5°. Jde o útvary s mírně vyklenutým středem, na jejichž okraji je soustředěn hrubší materiál. Mohou mít průměr i několik metrů. Můžeme je pozorovat také v České republice na plochých hřebenech Krkonoš (Luční hora), Hrubého Jeseníku (Vysoká hole, Břidličná), dále také na Slovensku (Vysoké Tatry).
    • Brázděné půdy – jedná se de facto o polygonální půdy, ale tentokrát na ukloněném svahu. Z tohoto důvodu jsou geometrické tvary protažené ve směru sklonu svahu. Mají tedy oválný tvar. Vytvářejí se na svazích se sklonem 5° až 25°.
    • Dlážděné půdy – jsou méně častým případem polygonálních půd. Vznikají mrazovým vytříděním silně zvlhčeného hrubého materiálu, jenž se koncentruje při povrchu a vytváří efekt dlažby.
Největší pingo v Kanadě „Ibyuk"
Alas začleněný do krajiny, Megino-Kangalasský region, Jakutsko, Rusko
Satelitní snímek permafrostu. A - polygonální půda v místech bývalého jezera, B - pingo, C - jedoma.

Kryopedimenty - svažitý povrch (pediment) vzniklý působením kryogenních pochodů za přítomnosti permafrostu. Rozlišujeme okrajové kryopedimenty a údolní kryopedimenty. Vznikají působením nízkých teplot, dělí se podle tvaru a velikosti na makro, mezo a mikro.[28] Pro permafrost jsou významné následují kryogenní tvary:

  • Kryoplanační terasy – plošina či terasa ohraničená mrazovým srubem nebo mrazovým srázem. Viz např. kryoplanace a kryoplén, oblík, nivační deprese, mrazová poušť.[19]
  • Kryogenní kupy
    • Pingo (hydrolakolit, bulgunjach) – je izolovaná vyvýšenina pokrytá vrstvou půdy. Pojmenování pochází z domorodého jazyka Inuitů, kde se výraz pingo používá pro „malý kopec“.[36] Pingo je typické pro severoamerickou a sibiřskou tundru, výška pinga může dosáhnout až 70 m a šířka až 1000 m, má minerální nebo ledové jádro.[37] Vyvíjí se na rovných nebo mírně ukloněných plochách, často v depresích. Na vrcholu se nachází nejslabší vrstva sedimentů a často je vrcholek propadlý do sebe vlivem termokrasového zvětrávání, čímž vzniká na vrcholu deprese. Odhaduje se, že na Zemi je více než 11 000 ping.[38] Oblast poloostrova Tuktoyaktuk v Kanadě má největší koncentraci ping na světě s celkovým počtem 1350 ping.[39] V současnosti jsou pinga známá pouze z oblastí souvislého permafrostu a arktické tundry.[40]
    • Palsy – v podstatě menší pinga čočkovitého tvaru, v průměru mají 1 až 5 m.[41] V ruštině se používá označení „bugristyje bolota“ či bugor pučenija. Jedná se o zmrzlé rašeliniště. Původ je tedy biogenní. Mohou existovat i plovoucí palsy, což jsou menší kopečky plující v hluboké vodě podobně jako kusy ledovce. Nad hladinu vyčnívá pouze 1/9 útvaru. Pro vznik je důležitý především mech, který nasává velké množství vody. S promrzáním mechů vznikají kopečky..[42]
    • Lithalsy – podobné jako palsy, ale tentokrát vznikají na minerogenním podloží (opak biogenního).[42]
    • Thufury – kopečkovité mikroformy s minerálním jádrem. Jejich výška se pohybuje okolo 30 cm, ale mohou dosahovat až 1 m. Thufury vznikají mrazovým tříděním a působením vegetace. Nevyskytují se samostatně, ale ve skupinkách. Můžeme se s nimi setkat v subarktické zóně (Sibiř, Island, Aljaška), ale i v Alpách, Rumunských Karpatech a v ČR v Hrubém Jeseníku.[43] Dále např. pounikos – malé kopečky ať už minerogenní nebo rašelinné.[42]

Termokrasové jevy – při degradaci permafrostu vznikají převážně vkleslé tvary v georeliéfu, které souborně označujeme jako termokrasové tvary. K degradaci permafrostu dochází z boku nebo shora. Jednoduše řečeno, v letním období taje led v aktivní vrstvě a nadloží sesedává nebo se propadává. Vznikají termokrasové tvary, které mají podobu dutin, prohlubní, bezodtokých depresí, a v dalším vývoji mohou podnítit vznik strží a sesuvů.[19]

  • Alas – pokleslá forma georeliéfu s rovným plochým dnem a se strmými svahy. Vzniká pouze po vyschnutí jezera, které bylo naplněno vodou po tajícím permafrostu. S tím také souvisí bajdžarachy, které vznikají odvodněním rozpuštěných ledových klínů právě do alasů. Alas je typický pro nížinatý kryogenní reliéf (např. asijská část Ruska). Dosahuje plochy od desítek m2 po několik km2 a hloubku 15 – 30 m. Vzniká tzv. termokras.[44][45]
  • Bajdžarachy – formace pravidelných kopečků vždy obkroužených ledovým klínem. Průměr je do 20 m, běžná výška se pohybuje okolo 3 – 4 m. Ve středu bajdžarachu zůstává pahorek tvořený zamrzlými sypkými horninami (jíly, rašelinou).[46] Nejčastěji jsou k nalezení s alasy v blízkosti vodních ploch. Jsou uspořádány šachovnicově. Typické jsou pro severní části Ruska, zejména Jakutska. Drenážní kanálky po bývalých ledových klínech (místní název rassokh) postupně erodují bajdžarachy a ty tak rychle zanikají. Jejich maximální životnost se pohybuje v rádu desítek let. Jsou často pokryty kvetoucí vegetací.[47] Před svým zánikem mají tvar pyramidy.
  • Termokrasová jezera – vznikla v důsledku tání permafrostu s následným poklesem a mohou emitovat značné objemy metanu.[48]
  • Termoeroze říčního koryta – voda v proudící řece eroduje permafrost v břehu řeky. Koryta jsou pak neúměrně široká, břehy jsou strmé a dochází často k sesuvům.
  • Dále yedomy, glacisy a taryny.

Nemrznoucí části permafrostu

  • Talik – je nezmrzlá vrstva zeminy uzavřená v permafrostu. Jejím dalším promrzáním může vzniknout hydrolakolit zvaný pingo. Vyskytuje se v permafrostu v důsledku anomálie v tepelných, hydrologických nebo hydrochemických podmínkách. Tyto nezmrzlé sedimenty mohou být hluboké několik desítek metrů. Talik může být uzavřené těleso pod povrchem, pod termokrasovým jezerem nebo otevřené těleso s vazbou na regionální podzemní vodu.[49]
  • Kryopegy - jde o nemrznoucí podzemní zásoby vody, ve kterých je bod tuhnutí snížen díky zvýšenému obsahu rozpuštěných minerálů.[50] V podstatě se jedná o podzemní slaná jezírka. Mohou dočasně fungovat jako refugium pro mikroby. Jedná se o nově objevený fenomén, který je zajímavý svým neobvyklým biotopem.[51]

Soliflukce – jev, při němž stéká aktivní vrstva permafrostu po svahu, zejména pokud má podloží vyšší podíl jílovité frakce v zemině. Výsledkem jsou rozsáhlé soliflukční pláště na úpatí kopců. Viz půdotok.[52][53][54][55]

  • Opilý les – stromy v porostu mají vychýlené kmeny do různých směrů. Vychýlení kmenů vzniká propadáním nebo ujížděním půdy vlivem gravitačního působení. Viz opilý les.[56]

Metanové krátery – dutiny vznikající v talicích nahromaděním metanu z tajícího permafrostu. Nahromaděný metan může pod velkým tlakem explodovat za vzniku otevřeného kráteru v zemi.[57][58][59]

Dále v souvislosti s permafrostem vznikají termokary, ďujodi, suchá údolí, nesouměrná údolí, úpady, kamenná moře, kamenné proudy, tory, deprese na vrcholu pinga a další jevy jako např. bludné balvany (souvky).[60]

  • Geomorfologické tvary a jevy vzniklé táním a znovuzamrzáním permafrostu
  • Dvě pinga na pobřeží Severního ledového oceánu, Mackenzie Delta
  • Palsy
  • Ledové klíny z povrchu a mezi nimi vyvýšené bajdžarachy
  • Thufurové pole v západním Dartmooru, Anglie
  • Kráter po úniku metanu z permafrostu (2012)
  • Termokrasová jezýrka v Hudson Bay nedaleko Grónska, Kanada
  • Ledové klíny z povrchu, Špicberky, Norsko
  • Polygonální půda, Aljaška, USA
  • Polygonální půda
  • Polygonální půda
  • Kamenné záhonky, Špicberky, Norsko
  • Opilý les, Sibiř, Rusko

Permafrost jako úložiště uhlíku

Půdy obecně jsou největší zásobárnou uhlíku v suchozemských ekosystémech. Obzvláště důležité pro ukládání uhlíku jsou permafrostové půdy, které uhlík nejen obsahují, ale i vstřebávají prostřednictvím kryoturbace a kryogenních procesů.[34][61][62][63][64]

Studie odhadují, že obsah uhlíku v půdě severního cirkumpolárního permafrostu je přibližně 1700 Pg neboli 1700 miliard tun uhlíku (1 Pg = 1 Gt = 1015g).[61] Tyto zásoby představují téměř polovinu veškerého organického materiálu obsaženého ve všech půdách na Zemi. Permafrost obsahuje podle tohoto odhadu dvakrát více uhlíku, než je obsaženo v současné atmosféře naší planety[65] a čtyřikrát více uhlíku, než bylo vypuštěného do atmosféry v důsledku lidské činnosti v moderní době.[2]

Ve svrchním horizontu permafrostu (hloubka 0–30 cm) se nachází přibližně 200 Pg organického uhlíku. Horizont 0–100 cm obsahuje odhadem 500 Pg uhlíku a horizont 0–300 cm 1024 Pg uhlíku. Tyto odhady více než zdvojnásobily dřívější odhady zásob uhlíku v permafrostu.[61][66] Velké množství metanu se nalézá v ložiscích zemního plynu, v podmořských talicích a v permafrostu. V permafrostu se metan vyskytuje v klatrátech, což jsou jednoduše řečeno bublinky plynu zamrzlé ve vodním ledu (hydráty plynu).[67][68] Další zásoby uhlíku existují v jedomech (400 Pg), sprašových ložiscích, která jsou bohatá na uhlík. Ta se nacházejí na Sibiři a v izolovaných oblastech Severní Ameriky a v celé Arktidě (240 Pg).[61]

Jedoma je permafrost s vysokým obsahem biomasy z období pleistocénu.[69] Takový permafrost je neobvykle bohatý na organický uhlík, který tvoří asi 2 % jeho celkové hmotnosti. Obsah ledu v tomto permafrostu je 50–90 %.[70] Množství uhlíku zachyceného v tomto typu permafrostu je mnohem větší, než se původně předpokládalo, a může dosahovat hodnot 210 až 450 Gt. Tající jedomy jsou významným zdrojem atmosférického metanu (asi 4 Tg CH4 ročně). Na konci poslední doby ledové, na přechodu z pleistocénu do holocénu, mohlo rozmrazování jedom v kombinaci se vznikem výsledných termokrasových jezer způsobit 33% až 87% nárůst koncentrace atmosférického metanu.[71]

Ubývání permafrostu v kontextu soudobých klimatických změn

Množství uhlíku, které by se mohlo v budoucnu z permafrostu uvolnit, vyvolává velké obavy klimatologů.[72] Až donedávna totiž nebylo množství uhlíku v permafrostu dostatečně propočítáno, a tak ani zohledňováno v klimatických modelech a v globálních uhlíkových rozpočtech.[65] Tání permafrostu může do atmosféry uvolnit velké množství uhlíku.[73] Očekává se, že teplejší podmínky na Zemi vlivem globálního oteplování promění jak cyklus uhlíku v permafrostu a v atmosféře planety, tak i ekosystémy, pro něž byl až doposud permafrost základním determinantem.[64] S postupujícím úbytkem permafrostu a s uvolňováním uhlíku, který byl ve zmrzlé půdě uložený, se urychlují klimatické změny. Po přeměně permafrostu se ale emise methanu mohu značně snížit aniž by se změnily emise oxidu uhličitého.[74]

Jak unikají skleníkové plyny z permafrostu?
Ubývání permafrostu je doprovázeno uvolňováním skleníkových plynů, což má vážné dopady na průběh globálního oteplování.

Uhlík, který je uložen v permafrostu, se uvolňuje do atmosféry buď při aerobních reakcích jako oxid uhličitý (CO2) nebo při anaerobních reakcích jako metan (CH4). Metanogenní mikrobiální organismy odbourávají odkrytou a zahřátou biomasu, která byla původně vázána v permafrostu.[73][75] Metanová ložiska byla uzavřena v klatrátech a permafrost zabraňoval vertikálnímu pohybu plynů. S narůstající teplotou se zvětšuje propustnost permafrostu a metan lépe uniká.[65][72][76][77] Dále, nově vzrostlé rostliny vstřebávají uhlík původně uložený a nyní unikající z permafrostu. Při požárech se ze zasažené biomasy tento uhlík uvolní opět do atmosféry.[64][78] Vyplavování půdního organického uhlíku ve formě humusu z permafrostových půd, zvyšuje jeho dostupnost pro půdní mikroorganismy, které uhlík v procesu respirace masivně uvolňují do atmosféry, což opět přispívá oteplování klimatu.[79] Voda z tajícího ledu stéká do řečišť a eroduje permafrost ze stran.[pozn. 1]

Pozitivní zpětná vazba

Uvolňování CO2 a CH4 z permafrostu vede k cyklu pozitivní zpětné vazby. To je situace, kdy skleníkové plyny v atmosféře zvyšují teplotu atmosféry, což způsobuje další tání permafrostu, které je ale doprovázeno uvolňováním dalších skleníkových plynů do atmosféry.[61] Vzniká dominový efekt. Globální oteplování urychluje uvolňování zásob metanu a zlepšuje podmínky pro metanogenezi.[80] Tání permafrostu jednoznačně přispívá ke globálním změnám klimatu.[81][82][83]

Tající permafrost jako nový životní prostor flóry a fauny

Tání permafrostu dává vznik novým plochám pro růst rostlin, které do svých těl zpětně pohlcují uhlík z atmosféry.[64] Nadzemní část vegetace v tundře obsahuje přibližně 0,4 kg uhlíku na m2. V tajze se jedná o přibližně 5 kg uhlíku na m2. S tajícím permafrostem se zvětšuje průměrná tloušťka aktivní vrstvy. Navíc, s postupným oteplováním se prodlužuje délka vegetačního období rostlin, což opět zvyšuje kapacitu rostlin pro vázání uhlíku.[64][78]

Nicméně odborníci upozorňují, že množství uhlíku, které mohou nové porosty navázat, je pouze zanedbatelné ve srovnání s množstvím uhlíku, které se vlivem tání uvolňuje z permafrostu. Navíc s vyššími teplotami také roste množství požárů v tajze, a tak se do atmosféry vrací velké množství uhlíku. Frekvence požárů tajgy v Severní Americe se za posledních 40 let zdvojnásobila.[64] Celkově tedy degradace permafrostu uvolní v příštích desetiletích více uhlíku, než bude nově vzrostlá vegetace na dané ploše schopna absorbovat. Z permafrostu se vlivem tání může uvolnit údajně až desetinásobné množství uhlíku, než je taková vegetace schopná pojmout ve shodném časovém úseku.[73]

Hypotéza propagovaná Sergejem Zimovem říká, že redukce stád velkých býložravců změnila energetickou bilanci v tundře takovým způsobem, který celkově vede k tání permafrostu.[84] Tuto hypotézu Zimov testuje v experimentu v Pleistocenním parku, přírodní rezervaci na severovýchodě Sibiře.[85]

Oteplování v Arktidě umožňuje bobrům rozšířit svá stanoviště dále na sever. Bobří hráze ztěžují proplouvání lodí, ovlivňují přístup ryb k potravě, ovlivňují kvalitu vody a ohrožují populace ryb po proudu toku.[86] Vodní plochy vytvořené bobřími přehradami akumulují teplo, čímž mění místní hydrologický režim a způsobují lokální tání permafrostu, které opět přispívá ke globálnímu oteplování.[86] Tající permafrost má i jistý ekonomický potenciál.

Odhadované oteplení Arktidy a emise uhlíku z permafrostu do konce 21. století
Rychle tající permafrost u Beaufortova moře. Severní ledový oceán u Point Lonely, Aljaška (2013)

Koncentrace CH4 v atmosféře vzrostla za posledních 250 let o 148 %.[87] Podle páté hodnotící zprávy IPCC existuje vysoká jistota, že teploty permafrostu se ve většině regionů od počátku 80. let zvýšily. Pozorované oteplení bylo až 3 °C v částech severní Aljašky (od 80. let do roku 2005) a až 2 °C na ruském a evropském severu (1971–2010).[88] Odhaduje se, že v Jakutsku se zóna souvislého permafrostu mohla od roku 1899 posunout až o 100 kilometrů směrem k severnímu pólu, ale přesné záznamy sahají pouze 30 let do minulosti.[72][89][90][91]

Předpokládá se, že teploty v polárních oblastech porostou zhruba dvojnásobným tempem než ty ve zbylých částech světa.[92] Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC) ve své páté zprávě stanovil scénáře budoucího vývoje. Očekává se, že teplota v Arktidě stoupne do roku 2040 o 1,5 až 2,5 °C a do roku 2100 o 2 až 7,5 °C. Stále ovšem není přesně vypočítáno, kolik tun skleníkových plynů by se mohlo uvolnit z tajícího permafrostu.[4][93] Rovněž není jisté, jak bude účinná mitigace klimatických změn.

Podle odhadů z roku 2008 by se do roku 2100 mohlo z rozmrzajícího permafrostu uvolnit až 100 Pg (petagramů) uhlíku (1 Pg = 1 Gt = 1015g).[94] Množství uhlíku, které se nakonec uvolní, však bude záviset na průběhu klimatických změn. Tarnocai (2006) odhadl, že v tomto století by se z kanadského permafrostu mohlo uvolnit 48 Pg C, pokud by se průměrná roční teplota vzduchu zvýšila o 4 °C. Tyto modelové předpovědi zahrnují změny ve vegetaci a další jevy. Výsledky pro Aljašku a pro cirkumpolární oblast předpovídají uvolnění 50 až 100 Pg uhlíku do atmosféry do konce století.[73] Předběžné počítačové analýzy naznačují, že ubývající permafrost by mohl emitovat uhlík, který se rovná přibližně 15 % dnešních emisí antropogenního původu.[95]

Jiné odhady naznačují, že bude z ubývajícího permafrostu uvolněno 110–231 miliard tun ekvivalentu CO2 do roku 2040 a 850–1400 miliard tun do roku 2100.[96] To odpovídá průměrné míře emisí 4–8 miliard tun ekvivalentu CO2 ročně v období 2011–2040 a 10–16 miliard tun ekvivalentu CO2 ročně v období 2011–2100. Pro srovnání, antropogenní emise všech skleníkových plynů byly v roce 2010 přibližně 48 miliard tun ekvivalentu CO2.[97]

Další rizika spojená s ubývajícím permafrostem
Domy jsou stavěny na pilotech a vyvýšeny nad povrch permafrostu, který by jinak vlivem vytápění domu začal tát. Budova nemocnice v Longyearbyen, Špicberky.
Tepelné trubky, stabilizující permafrost

Rizika pro infrastrukturu

V oblastech, kde existuje vysoké riziko úbytku permafrostu, může být bezprostředně ohrožena zástavba a další infrastruktura.[53][98][99] Už jen samotná aktivní vrstva komplikuje zakládání staveb a těžbu surovin, jelikož v letním období dochází k jejímu rozmrzání. Následná soliflukce je pro stavebnictví velmi náročnou výzvou, protože činí podloží staveb extrémně nestabilním.[100][101]

Tři běžná řešení zahrnují: použití základů na dřevěných pilotech, což je technika, kterou propagoval sovětský inženýr Michail Kim v Norilsku[102]; stavba na silném štěrkovém polštáři (obvykle 1–2 metry tlustý)[103]; konstrukce z trubek s čpavkem. Melnikov Permafrost Institute v Jakutsku zjistil, že použitím pilotových základů dlouhých 15 metrů a více, může efektivně zabránit potopení domu. V této hloubce je stabilní teplota okolo −5 °C.[104]

Je také nutné dům kvalitně odizolovat od povrchu půdy, jinak se může vlivem vytápění roztavit voda v permafrostu pod domem. Následně může dojít k jejímu průniku do budovy a k zatopení, které může vést až ke zhroucení stavby. Obyvatelům domu pak hrozí utopení a podchlazení. Dalším nebezpečím je kumulace metanu a jeho následné vybuchnutí.[59]

Transaljašský ropovod využívá tepelné trubice zabudované do vertikálních podpěr, které zajišťují, aby se potrubí nepotopilo do aktivní vrstvy. Známý je také příklad železnice Qingzang, která propujuje Tibet s dalšími oblastmi Číny. Trať vedoucí po tibetské plošině využívá různé metody k udržení permafrostu v trvale pevném skupenství.[105]

Tání permafrostu představuje hrozbu pro průmyslovou infrastrukturu. V květnu 2020 tání permafrostu způsobilo v tepelné elektrárně č. 3 společnosti Norilsk-Taimyr Energy zřícení nádrže na skladování ropy a únik 21 000 m3 (17 500 tun) nafty, která kontaminovala místní řeky. Ropná havárie v Norilsku v roce 2020 byla popsána jako druhá největší ropná havárie v moderní ruské historii.[106]

Tající hory a sesuvy půdy

Tající permafrost může způsobovat částečný rozpad vysokých horských masivů. Během minulého století byl zaznamenán rostoucí počet případů rozpadu skalních svahů v horských pásmech po celém světě. Předpokládá se, že vysoký počet strukturálních poruch je způsoben táním permafrostu. Tání permafrostu pravděpodobně přispělo k sesuvu půdy ve Val Pola v roce 1987, který v italských Alpách zabil 22 lidí. V horských pásmech lze velkou část strukturální nestability připsat existenci ledovců a permafrostu. Jak se klima otepluje, permafrost taje a hory jsou více destabilizovány.[107][108][109][110][111][112]

Erodující permafrost

Hibernace virů, bakterií a jiných organismů: zdravotní riziko pro lidstvo?

Permafrost je unikátním biotopem. Je považován za úložiště starých druhů mikroorganismů, které v něm mohou setrvat životaschopné stovky a tisíce let.[113] Obecně platí, že rozdíly ve struktuře půdy a ledu mohou být příčinou vysoké diverzity mikroorganismů. Počet bakterií v permafrostové půdě se velmi liší, typicky od 1 milionu do 1 miliardy na gram půdy.[114] Vědci předpokládají, že z tajícího ledu se ročně uvolní až 1021 mikrobů, včetně plísní a bakterií. Často se tyto mikroby uvolňují přímo do oceánu. Vzhledem k migrační povaze mnoha druhů ryb a ptáků je možné, že tyto mikroby mají vysokou rychlost přenosu.[115]

Alpský permafrost ve východním Švýcarsku byl analyzován vědci v roce 2016. Byla prozkoumána variabilní mikrobiální komunita bakterií a eukaryotických organismů. Prominentní skupiny bakterií zahrnovaly kmeny Acidobacteria, Actinobacteria, AD3, Bacteroidetes, Chloroflexi, Gemmatimonadetes, OD1, Nitrospirae, Planctomycetes, Proteobacteria a Verrucomicrobia. Prominentní eukaryotické houby zahrnovaly Ascomycota, Basidiomycota a Zygomycota. U současných druhů vědci pozorovali různé adaptace pro podmínky pod nulou, včetně snížených a anaerobních metabolických procesů.[116][117]

Předpokládá se, že rozšíření infekčního onemocnění antraxu na poloostrově Yamal v roce 2016 bylo způsobeno táním permafrostu.[118] V sibiřském permafrostu jsou také přítomny dva druhy virů: Pithovirus sibericum[119] a Mollivirus sibericum[120]. Oba jsou přibližně 30 000 let staré a jsou považovány za obří viry, protože jsou větší než většina bakterií a mají větší genom než jiné viry. Bylo prokázáno, že oba viry jsou stále infekční.[120] Zamražení prokazatelně zachovává infekčnost virů. Kaliciviry, chřipka A a enteroviry (např. polioviry, echoviry, viry Coxsackie) byly uchovány v ledu a/nebo v permafrostu ve vědeckých experimentech. Přímý přenos infekce z permafrostu nebo z ledu na člověka nebyl prokázán; takové viry se typicky šíří prostřednictvím jiných organismů.[115]

V roce 2012 ruští vědci dokázali, že permafrost může sloužit jako úložiště starých forem života. Vědci oživili rostlinu Silene stenophylla z 30 000 let staré tkáně, kterou nalezli v noře veverky z poslední doby ledové. Jedná se o nejstarší rostlinu, která kdy byla oživena. Rostlina vykvetla bílými květy a vyprodukovala životaschopná semena.[121]

Vědecký výzkum permafrostu

Při posledním ledovcovém maximu pokrýval souvislý permafrost mnohem větší plochu než dnes. V Evropě dosahoval na jih až k Segedínu (jihovýchodní Maďarsko) a Azovskému moři.[122] V Severní Americe existoval pouze extrémně úzký pás permafrostu jižně od ledového příkrovu přibližně od New Jersey přes jižní Iowu a severní Missouri. Na jižní polokouli existují určité důkazy o nesouvislém permafrostu ve středním Otagu a argentinské Patagonii.

Z těchto důvodů lze studovat pozůstatky permafrostu i v České republice.[35]

Mimozemský permafrost

Permafrost se prokazatelně nachází i na jiných planetách a vesmírných objektech Sluneční soustavy. Lze ho identifikovat třeba na Marsu[8] či na Měsíci[9].

  • Polygony permafrostu na Marsu, pořízeno sondou Phoenix lander.
  • Obrázek povrchu Marsu s polygonálním vzorem v nepravých barvách. Pořízeno sondou Mars Reconnaissance Orbiter.
  • Pro porovnání: strukturální půdy na Zemi.

Odkazy

Poznámky
  1. Viz výše – bajdžarachy a termoeroze říčního koryta.

Reference
  1. What Is Permafrost?. NASA Climate Kids [online]. [cit. 2022-01-23]. Dostupné online. (anglicky)
  2. SCHUUR, Edward A. G.; ABBOTT, Benjamin. High risk of permafrost thaw. Nature. 2011-12, roč. 480, čís. 7375, s. 32–33. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/480032a. (anglicky)
  3. DESONIE, Dana. Polar regions : human impacts. [s.l.]: New York : Chelsea House 226 s. Dostupné online. ISBN 978-0-8160-6218-8.
  4. GLIKSON, Andrew. The methane time bomb. Energy Procedia. 2018-07-01, roč. 146, čís. Carbon in natural and engineered processes: Selected contributions from the 2018 International Carbon Conference, s. 23–29. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. ISSN 1876-6102. DOI 10.1016/j.egypro.2018.07.004. (anglicky)
  5. OSTERKAMP, T. E. Encyclopedia of Ocean Sciences. [s.l.]: [s.n.], 2001. ISBN 9780122274305. DOI 10.1006/rwos.2001.0008. Kapitola Sub-Sea Permafrost, s. 2902–12. (anglicky)
  6. Climate Change 2007: Working Group I: The Physical Science Basis [online]. 2007 [cit. 2014-04-12]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne April 13, 2014.
  7. SAYEDI, Sayedeh Sara; ABBOTT, Benjamin W; THORNTON, Brett F; FREDERICK, Jennifer M; VONK, Jorien E; OVERDUIN, Paul; SCHÄDEL, Christina. Subsea permafrost carbon stocks and climate change sensitivity estimated by expert assessment. Environmental Research Letters. 2020-12-01, s. 124075. ISSN 1748-9326. DOI 10.1088/1748-9326/abcc29. Bibcode 2020AGUFMB027...08S. (anglicky)
  8. BIANCHI, R.; FLAMINI, E. Permafrost on Mars. Memorie della Societa Astronomica Italiana. 1977-12-01, roč. 48, s. 807–820. Citation Key: 1977MmSAI..48..807B ADS Bibcode: 1977MmSAI..48..807B. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. ISSN 0037-8720.
  9. The Planets. www.vdrsyd.com [online]. [cit. 2022-01-23]. Dostupné online.
  10. OSTERKAMP, T.E.; BURN, C.R. Encyclopedia of Atmospheric Sciences. Redakce North Gerald R.. [s.l.]: Elsevier, 2014-09-14. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-11-30. ISBN 978-0123822260. Kapitola Permafrost, s. 1717–1729. (anglicky)
  11. DELISLE, G. Near-surface permafrost degradation: How severe during the 21st century?. Geophysical Research Letters. 2007, s. 4. DOI 10.1029/2007GL029323. Bibcode 2007GeoRL..34.9503D. (anglicky)
  12. MAJOROWICZ, Jacek. Permafrost at the ice base of recent pleistocene glaciations – Inferences from borehole temperatures profiles. Bulletin of Geography. Physical Geography Series. 2012, s. 7–28. DOI 10.2478/v10250-012-0001-x. (anglicky)
  13. FRIDLEIFSSON, Ingvar B.; BERTANI, Ruggero; HUENGES, Ernst; LUND, John W.; RAGNARSSON, Arni; RYBACH, Ladislaus. The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change. Redakce O. Hohmeyer and T. Trittin. www.ipcc.ch. IPCC Scoping Meeting on Renewable Energy Sources, Luebeck, Germany: 2008-02-11, s. 59–80. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-03-12. (anglicky)
  14. LUNARDINI, Cecilia. Phenomenology of astrophysical neutrinos. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online.
  15. LUNARDINI, Virgil J. Permafrost Formation Time; CRREL Report 95-8 [PDF]. Hanover NH: US Army Corps of Engineers Cold Regions Research and Engineering Laboratory, April 1995 [cit. 2012-03-03]. S. 18. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-04-08. ADA295515.
  16. Permafrost v Antarktidě. vesmir.cz [online]. [cit. 2022-01-24]. Dostupné online.
  17. FRENCH, Hugh M. The periglacial environment. Fourth edition. vyd. Hoboken, NJ: [s.n.] 1 online resource s. Dostupné online. ISBN 978-1-119-13282-0, ISBN 1-119-13282-7. OCLC 1001287597
  18. STAFF. What is Permafrost? [online]. International Permafrost Association, 2014 [cit. 2014-02-28]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2014-11-08.
  19. BLAŽKOVÁ, Miroslava. Zákaldy geomorfologie. Ústí nad Labem: Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, Fakulta životního prostředí, 2010. ISBN 978-80-7414-313-7.
  20. HORNIK, Stanislav. Fyzická geografie II.. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1986.
  21. C. Michael Hogan, Black Spruce: Picea mariana, GlobalTwitcher.com, ed. Nicklas Stromberg, November, 2008 Archivováno 5. 10. 2011 na Wayback Machine
  22. BROWN, Roger J.E.; PÉWÉ, Troy L. Distribution of permafrost in North America and its relationship to the environment: A review, 1963–1973. Permafrost: North American Contribution – Second International Conference. 1973, s. 71–100. Dostupné online. ISBN 9780309021159. (anglicky)
  23. CAMPBELL, Iain B.; CLARIDGE, Graeme G. C. Permafrost Soils. Redakce Margesin Rosa. Berlin: Springer, 2009. (Soil Biology; sv. 16). ISBN 978-3-540-69370-3. DOI 10.1007/978-3-540-69371-0_2. Kapitola Antarctic Permafrost Soils, s. 17–31. (anglicky)
  24. HEINRICH, Holly. Permafrost Melting Faster Than Expected in Antarctica. National Public Radio. July 25, 2013. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-05-03. (anglicky)
  25. ZOLTIKOV, I.A. Heat regime of the central Antarctic glacier. Antarctica, Reports of the Commission, 1961. 1962, s. 27–40. (rusky)
  26. ANDERSLAND, Orlando B.; LADANYI, Branko. Frozen ground engineering. 2nd. vyd. [s.l.]: Wiley, 2004. Dostupné online. ISBN 978-0-471-61549-1. S. 5. (anglicky)
  27. ROBINSON, S.D. Permafrost. Redakce Phillips. [s.l.]: Swets & Zeitlinger, 2003. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2014-03-02. ISBN 90-5809-582-7. Kapitola Permafrost and peatland carbon sink capacity with increasing latitude, s. 965–970. (anglicky)
  28. HRUBAN, ROBERT. Geomorfologické tvary. Moravské Karpaty [online]. 2014 [cit. 2022-24-01]. Dostupné online.
  29. SHUMSKIY, P.A.; VTYURIN, B.I. Underground ice. Permafrost International Conference. 1963, s. 108–13. (anglicky)
  30. MACKAY, J.R.; DALLIMORE, S.R. Massive ice of Tuktoyaktuk area, Western Arctic coast, Canada. Canadian Journal of Earth Sciences. 1992, s. 1234–42. DOI 10.1139/e92-099. Bibcode 1992CaJES..29.1235M. (anglicky)
  31. Astakhov, 1986; Kaplanskaya and Tarnogradskiy, 1986; Astakhov and Isayeva, 1988; French, 1990; Lacelle et al., 2009
  32. kryoturbace - Geologická encyklopedie. www.geology.cz [online]. [cit. 2022-01-23]. Dostupné online.
  33. Kryosoly. leporelo.info [online]. [cit. 2022-01-27]. Dostupné online.
  34. Permafrost : proceedings of the 8th International Conference on Permafrost, 21-25 July 2003, Zurich, Switzerland. Rotterdam: A.A. Balkema 2 volumes (xxvii, 1322 pages) s. Dostupné online. ISBN 90-5809-582-7, ISBN 978-90-5809-582-4. OCLC 123316835
  35. Krkonoše a Jizerské hory: Zobrazení článku. krkonose.krnap.cz [online]. [cit. 2022-01-24]. Dostupné online.
  36. MACKAY, J. Ross. The Birth and Growth of Porsild Pingo, Tuktoyaktuk Peninsula, District of Mackenzie. ARCTIC. 1988-01-01, roč. 41, čís. 4, s. 267–274. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. ISSN 1923-1245. DOI 10.14430/arctic1731. (anglicky)
  37. 10(ag) Periglacial Processes and Landforms. www.physicalgeography.net [online]. [cit. 2022-01-23]. Dostupné online.
  38. GROSSE, G.; JONES, B. M. Spatial distribution of pingos in northern Asia. The Cryosphere. 2011-01-07, roč. 5, čís. 1, s. 13–33. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. ISSN 1994-0416. DOI 10.5194/tc-5-13-2011. (English)
  39. MACKAY, J. Pingo Growth and collapse, Tuktoyaktuk Peninsula Area, Western Arctic Coast, Canada: a long-term field study. Géographie physique et Quaternaire. 1998, roč. 52, čís. 3, s. 271–323. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. ISSN 0705-7199. DOI 10.7202/004847ar. (anglicky)
  40. PIDWIRNY, M. Periglacial Processes and Landforms; Fundamentals of Physical Geography [online]. Dostupné online.
  41. GRAB, Stefan. Aspects of the geomorphology, genesis and environmental significance of earth hummocks (thúfur, pounus): miniature cryogenic mounds. Progress in Physical Geography: Earth and Environment. 2005-06, roč. 29, čís. 2, s. 139–155. Dostupné online [cit. 2022-01-24]. ISSN 0309-1333. DOI 10.1191/0309133305pp440ra.
  42. KOCIÁNOVÁ, Milena; JANOVSKÁ, Vlasta. Palsy a lithalsy, proč ano, proč ne v minulosti v Krkonoších. Opera Corcontica. vyd. Vrchlabí: Správa Krkonošského národního parku, 2010. ISBN 978-80-86418-76-6.
  43. Thufury – klenoty z doby ledové. Témata [online]. 2010-07-19 [cit. 2022-01-23]. Dostupné online. (česky)
  44. alas. Encyclopaedia Beliana [online]. [cit. 2022-01-24]. Dostupné online. (slovensky)
  45. VEREMEEVA, Alexandra; NITZE, Ingmar; GÜNTHER, Frank. Geomorphological and Climatic Drivers of Thermokarst Lake Area Increase Trend (1999–2018) in the Kolyma Lowland Yedoma Region, North-Eastern Siberia. Remote Sensing. 2021-01, roč. 13, čís. 2, s. 178. Dostupné online [cit. 2022-01-26]. DOI 10.3390/rs13020178. (anglicky)
  46. bajdžarach. Encyclopaedia Beliana [online]. [cit. 2022-01-24]. Dostupné online. (slovensky)
  47. MIKHAILOV, I. S. Changes in the Soil-Plant Cover of the High Arctic of Eastern Siberia. Eurasian Soil Science. 2020-06-01, roč. 53, čís. 6, s. 715–723. Dostupné online [cit. 2022-01-26]. ISSN 1556-195X. DOI 10.1134/S1064229320060083. (anglicky)
  48. STRAUSS, Jens; SCHIRRMEISTER, Lutz; GROSSE, Guido. Deep Yedoma permafrost: A synthesis of depositional characteristics and carbon vulnerability. Earth-Science Reviews. 2017-09-01, roč. 172, s. 75–86. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0012-8252. DOI 10.1016/j.earscirev.2017.07.007. (anglicky)
  49. Talik - an overview | ScienceDirect Topics. www.sciencedirect.com [online]. [cit. 2022-01-23]. Dostupné online.
  50. GILICHINSKY, D.; RIVKINA, E.; SHCHERBAKOVA, V. Supercooled Water Brines Within Permafrost—An Unknown Ecological Niche for Microorganisms: A Model for Astrobiology. Astrobiology. 2003-06, roč. 3, čís. 2, s. 331–341. Dostupné online [cit. 2022-01-26]. ISSN 1531-1074. DOI 10.1089/153110703769016424. (anglicky)
  51. Voda pod aljašským permafrostem je překvapivě bohatá na mikroby | Nedd.cz. nedd.tiscali.cz [online]. [cit. 2022-01-26]. Dostupné online. (česky)
  52. MATSUOKA, Norikazu. Solifluction rates, processes and landforms: a global review. Earth-Science Reviews. 2001-10-01, roč. 55, čís. 1, s. 107–134. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. ISSN 0012-8252. DOI 10.1016/S0012-8252(01)00057-5. (anglicky)
  53. HASEMYER, David. Unleashed by Warming, Underground Debris Fields Threaten to 'Crush' Alaska’s Dalton Highway and the Alaska Pipeline; Inside Climate News [online]. 20 December 2021 [cit. 2022-01-07]. Dostupné online.
  54. DAANEN, Ronald; GROSSE, Guido; DARROW, Margaret; HAMILTON, T.; JONES, Benjamin. Rapid movement of frozen debris-lobes: Implications for permafrost degradation and slope instability in the south-central Brooks Range, Alaska. Natural Hazards Earth System Science. 21 May 2012, s. 1521–1537. DOI 10.5194/nhess-12-1521-2012. (anglicky)
  55. FDL: Frozen Debris Lobes; University of Alaska Fairbanks [online]. 7 January 2022 [cit. 2022-01-07]. Dostupné online.
  56. HUISSTEDEN, J. van. Thawing Permafrost: Permafrost Carbon in a Warming Arctic. [s.l.]: Springer Nature, 2020. Dostupné online. ISBN 978-3-030-31379-1. S. 296. (anglicky)
  57. CHUVILIN, Evgeny; SOKOLOVA, Natalia; DAVLETSHINA, Dinara. Conceptual Models of Gas Accumulation in the Shallow Permafrost of Northern West Siberia and Conditions for Explosive Gas Emissions. Geosciences. 2020-05, roč. 10, čís. 5, s. 195. Dostupné online [cit. 2022-01-23]. DOI 10.3390/geosciences10050195. (anglicky)
  58. Na Sibiři vybuchl metan nahromaděný pod permafrostem - Seznam Zprávy. www.seznamzpravy.cz [online]. [cit. 2022-01-23]. Dostupné online.
  59. CÁPOVÁ, Michaela. Vědci už vědí, co způsobuje tajemné sibiřské krátery - Echo24.cz. echo24.cz [online]. 2014-08-06 [cit. 2022-01-27]. Dostupné online. (česky)
  60. DEMEK, JAROMÍR; QUITT, EVŽEN; RAUŠER, JAROSLAV. Úvod do obecné fyzické geografie. Praha: Academia, 1976. 400 s.
  61. TARNOCAI, C.; CANADELL, J. G.; SCHUUR, E. A. G. Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region. Global Biogeochemical Cycles. 2009-06, roč. 23, čís. 2, s. n/a–n/a. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0886-6236. DOI 10.1029/2008gb003327.
  62. NATALI, Susan M.; WATTS, Jennifer D.; ROGERS, Brendan M.; POTTER, Stefano; LUDWIG, Sarah M.; SELBMANN, Anne-Katrin; SULLIVAN, Patrick F. Large loss of CO 2 in winter observed across the northern permafrost region. Nature Climate Change. 2019-10-21, s. 852–857. ISSN 1758-6798. DOI 10.1038/s41558-019-0592-8. S2CID 204812327. Bibcode 2019NatCC...9..852N. (anglicky)
  63. BLOOM, A. A.; PALMER, P. I.; FRASER, A.; REAY, D. S.; FRANKENBERG, C. Large-Scale Controls of Methanogenesis Inferred from Methane and Gravity Spaceborne Data. Science. 2010, s. 322–325. Dostupné online. DOI 10.1126/science.1175176. PMID 20075250. S2CID 28268515. Bibcode 2010Sci...327..322B. (anglicky)
  64. KANE, E. S.; VOGEL, J. G. Patterns of Total Ecosystem Carbon Storage with Changes in Soil Temperature in Boreal Black Spruce Forests. Ecosystems. 2009-02-01, roč. 12, čís. 2, s. 322–335. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 1435-0629. DOI 10.1007/s10021-008-9225-1. (anglicky)
  65. Zimov, Sa; Schuur, Ea; Chapin, Fs, 3Rd. Climate change. Permafrost and the global carbon budget.. Science. Jun 2006, s. 1612–3. ISSN 0036-8075. DOI 10.1126/science.1128908. PMID 16778046. S2CID 129667039. (anglicky)
  66. BOCKHEIM, J. G.; HINKEL, K. M. The Importance of “Deep” Organic Carbon in Permafrost-Affected Soils of Arctic Alaska. Soil Science Society of America Journal. 2007-11, roč. 71, čís. 6, s. 1889–1892. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0361-5995. DOI 10.2136/sssaj2007.0070n.
  67. WALTER, K. M.; CHANTON, J. P.; CHAPIN, F. S.; SCHUUR, E. A. G.; ZIMOV, S. A. Methane production and bubble emissions from arctic lakes: Isotopic implications for source pathways and ages. Journal of Geophysical Research. 2008, s. G00A08. DOI 10.1029/2007JG000569. Bibcode 2008JGRG..11300A08W. (anglicky)
  68. SHAKHOVA, Natalia; SEMILETOV, Igor. Methane release and coastal environment in the East Siberian Arctic shelf. Journal of Marine Systems. 2007, s. 227–243. DOI 10.1016/j.jmarsys.2006.06.006. Bibcode 2007JMS....66..227S. (anglicky)
  69. yedoma | National Snow and Ice Data Center. nsidc.org [online]. [cit. 2022-01-27]. Dostupné online.
  70. WALTER, K. M.; ZIMOV, S. A.; CHANTON, J. P. Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming. Nature. 2006-09, roč. 443, čís. 7107, s. 71–75. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/nature05040. (anglicky)
  71. WALTER, K. M.; EDWARDS, M. E.; GROSSE, G. Thermokarst Lakes as a Source of Atmospheric CH4 During the Last Deglaciation. Science. 2007-10-26. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. DOI 10.1126/science.1142924. (EN)
  72. REUTERS. Scientists shocked by Arctic permafrost thawing 70 years sooner than predicted. The Guardian. 2019-06-18. Dostupné online [cit. 2019-07-02]. ISSN 0261-3077. (anglicky)
  73. BOCKHEIM, a kol. Vulnerability of Permafrost Carbon to Climate Change: Implications for the Global Carbon Cycle. BioScience, Volume 58, Issue 8 [online]. 2008 [cit. 2022-01-27]. Dostupné online. DOI 10.1641/b580807.
  74. https://phys.org/news/2022-03-methane-emissions-permafrost.html - Lower methane emissions when permafrost disappears
  75. KIM, D; VARGAS, R; BOND-LAMBERTY, B; TURETSKY, M. Effects of soil rewetting and thawing on soil gas fluxes: a review of current literature and suggestions for future research. Biogeosciences. 2012, s. 2459–2483. DOI 10.5194/bg-9-2459-2012. (anglicky)
  76. MCGUIRE, A. David; ANDERSON, Leif G.; CHRISTENSEN, Torben R. Sensitivity of the carbon cycle in the Arctic to climate change. Ecological Monographs. 2009-11, roč. 79, čís. 4, s. 523–555. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0012-9615. DOI 10.1890/08-2025.1.
  77. Shakhova, Natalia. The distribution of methane on the Siberian Arctic shelves: Implications for the marine methane cycle. Geophysical Research Letters. 2005, s. L09601. DOI 10.1029/2005GL022751. Bibcode 2005GeoRL..32.9601S. (anglicky)
  78. MYERS-SMITH, Isla H.; MCGUIRE, A. David; HARDEN, Jennifer W. Influence of disturbance on carbon exchange in a permafrost collapse and adjacent burned forest. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2007-12, roč. 112, čís. G4, s. n/a–n/a. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0148-0227. DOI 10.1029/2007jg000423.
  79. GUO, Laodong; PING, Chien-Lu; MACDONALD, Robie W. Mobilization pathways of organic carbon from permafrost to arctic rivers in a changing climate. Geophysical Research Letters. 2007-07-07, roč. 34, čís. 13, s. n/a–n/a. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0094-8276. DOI 10.1029/2007gl030689.
  80. Walter KM, Zimov SA, Chanton JP, Verbyla D, Chapin FS. Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming. Nature. September 2006, s. 71–5. DOI 10.1038/nature05040. PMID 16957728. S2CID 4415304. Bibcode 2006Natur.443...71W. (anglicky)
  81. COMYN-PLATT, Edward. Carbon budgets for 1.5 and 2 °C targets lowered by natural wetland and permafrost feedbacks. Nature Geoscience. 2018, s. 568–573. Dostupné online. DOI 10.1038/s41561-018-0174-9. S2CID 134078252. Bibcode 2018NatGe..11..568C. (anglicky)
  82. TURETSKY, Merritt R.; ABBOTT, Benjamin W.; JONES, Miriam C.; ANTHONY, Katey Walter; OLEFELDT, David; SCHUUR, Edward A. G.; GROSSE, Guido. Carbon release through abrupt permafrost thaw. Nature Geoscience. 2020-02-03, s. 138–143. ISSN 1752-0908. DOI 10.1038/s41561-019-0526-0. S2CID 213348269. Bibcode 2020NatGe..13..138T. (anglicky)
  83. TURETSKY, Merritt R. Permafrost collapse is accelerating carbon release. Nature. 2019-04-30, s. 32–34. DOI 10.1038/d41586-019-01313-4. PMID 31040419. Bibcode 2019Natur.569...32T. (anglicky)
  84. ZIMOV, S.A.; ZIMOV, N.S.; TIKHONOV, A.N.; CHAPIN, F.S. Mammoth steppe: a high-productivity phenomenon. S. 26–45. Quaternary Science Reviews [online]. 2012-12. Roč. 57, s. 26–45. Dostupné online. DOI 10.1016/j.quascirev.2012.10.005. (anglicky)
  85. ZIMOV, Sergey A. Pleistocene Park: Return of the Mammoth's Ecosystem. S. 796–798. Science [online]. 2005-05-06. Roč. 308, čís. 5723, s. 796–798. Dostupné online. DOI 10.1126/science.1113442. (anglicky)
  86. MILMAN, Oliver. Dam it: beavers head north to the Arctic as tundra continues to heat up. The Guardian. January 4, 2022. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne January 4, 2022. (anglicky)
  87. MLYNÁŘ, Milan K. Globalni zmena : cesta ze svetoveho chaosu do budoucnosti. Vyd. 1. vyd. Praha: Aula 414 Seiten s. Dostupné online. ISBN 978-80-86751-05-4, ISBN 80-86751-05-8. OCLC 837603466
  88. Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013 - Summary for Policymakers - Template Lab [online]. 10 November 2015 [cit. 2017-01-16]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2017-01-18.
  89. Sample, Ian. Warming hits 'tipping point'. The Guardian. 11 August 2005. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-08-26. (anglicky) ]
  90. Schuur, E.A.G.; VOGEL1, J.G.; CRUMMER, K.G.; LEE, H.; SICKMAN J.O.; OSTERKAMP T.E. The effect of permafrost thaw on old carbon release and net carbon exchange from tundra. Nature. 28 May 2009, s. 556–9. DOI 10.1038/nature08031. PMID 19478781. S2CID 4396638. Bibcode 2009Natur.459..556S. (anglicky)
  91. Thaw point. The Economist. 30 July 2009. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2011-02-26. (anglicky)
  92. IPCC 2007. Summary for policy makers. In: Climate Change 2007: The physical basis. Working group I contribution to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (eds. Solomon et al.). Cambridge University Press, Cambridge, UK.
  93. Arctic permafrost is thawing fast. That affects us all. [online]. 2019-08-13 [cit. 2019-08-17]. Dostupné online.
  94. SCHUUR, Edward A. G.; BOCKHEIM, James; CANADELL, Josep G. Vulnerability of Permafrost Carbon to Climate Change: Implications for the Global Carbon Cycle. BioScience. 2008-09-01, roč. 58, čís. 8, s. 701–714. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0006-3568. DOI 10.1641/B580807.
  95. GILLIS, Justin. As Permafrost Thaws, Scientists Study the Risks. The New York Times. December 16, 2011. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2017-05-19. (anglicky)
  96. SCHUUR. High risk of permafrost thaw. Nature. 2011, s. 32–33. Dostupné online. DOI 10.1038/480032a. PMID 22129707. S2CID 4412175. Bibcode 2011Natur.480...32S. (anglicky)
  97. UNEP 2011. Bridging the Emissions Gap. A UNEP Synthesis Report. 56 p. UNEP, Nairobi, Kenya
  98. NELSON, F. E.; ANISIMOV, O. A.; SHIKLOMANOV, N. I. Climate Change and Hazard Zonation in the Circum-Arctic Permafrost Regions. Natural Hazards. 2002-07-01, roč. 26, čís. 3, s. 203–225. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 1573-0840. DOI 10.1023/A:1015612918401. (anglicky)
  99. NELSON, F. E.; ANISIMOV, O. A.; SHIKLOMANOV, N. I. Climate Change and Hazard Zonation in the Circum-Arctic Permafrost Regions. Natural Hazards. 2002-07-01, s. 203–225. ISSN 1573-0840. DOI 10.1023/A:1015612918401. S2CID 35672358. (anglicky)
  100. FANG, Hsai-Yang. Foundation Engineering Handbook. [s.l.]: Springer Science & Business Media, 1990-12-31. Dostupné online. ISBN 978-0-412-98891-2. S. 735. (anglicky)
  101. A lot of Arctic infrastructure is threatened by rising temperatures. The Economist. 2022-01-15. Dostupné online [cit. 2022-01-27]. ISSN 0013-0613.
  102. YAFFA, Joshua. The Great Siberian Thaw [online]. 2022-01-07 [cit. 2022-01-12]. Dostupné online. (anglicky)
  103. CLARKE, Edwin S. Permafrost Foundations—State of the Practice. [s.l.]: American Society of Civil Engineers, 2007. Dostupné online. ISBN 978-0-7844-0947-3. (anglicky)
  104. SANGER, Frederick J.; HYDE, Peter J. Permafrost: Second International Conference, July 13-28, 1973 : USSR Contribution. [s.l.]: National Academies, 1978-01-01. Dostupné online. ISBN 9780309027465. S. 786. (anglicky)
  105. WOODS, Kenneth B. Permafrost International Conference: Proceedings. [s.l.]: National Academies, 1966. Dostupné online. S. 418–57. (anglicky)
  106. Ivan Nechepurenko. Russia Declares Emergency After Arctic Oil Spill. New York Times. 5 June 2020. Dostupné online. (anglicky)
  107. TEMME, Arnaud J. A. M. Using Climber's Guidebooks to Assess Rock Fall Patterns Over Large Spatial and Decadal Temporal Scales: An Example from the Swiss Alps. Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography. 2015, s. 793–807. ISSN 1468-0459. DOI 10.1111/geoa.12116. S2CID 55361904. (anglicky)
  108. MCSAVENEY, M.J. Recent rockfalls and rock avalanches in Mount Cook national park, New Zealand. In Catastrophic landslides, effects, occurrence and mechanisms.. Boulder: Geological Society of America, Reviews in Engineering Geology, Volume XV, 2002. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2018-01-28. ISBN 9780813758152. S. 35–70. (anglicky)
  109. NATER, P.; ARENSON, L.U.; SPRINGMAN, S.M. Choosing geotechnical parameters for slope stability assessments in alpine permafrost soils. In 9th international conference on permafrost.. Fairbanks, USA: University of Alaska, 2008. ISBN 9780980017939. S. 1261–1266. (anglicky)
  110. ; SEGO, David Charles; MORGENSTERN, Norbert Rubin. FRP: Filter-less Rigid Piezometer for Measuring Pore-Water Pressure in Partially Frozen Soils [online]. Alpha Adroit Engineering Ltd [cit. 2018-01-27]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 28 January 2018.
  111. F., Dramis; M., Govi; M., Guglielmin; G., Mortara. Mountain permafrost and slope instability in the Italian Alps: The Val Pola Landslide. Permafrost and Periglacial Processes. 1995-01-01, s. 73–81. ISSN 1099-1530. DOI 10.1002/ppp.3430060108. (anglicky)
  112. HUGGEL, C.; ALLEN, S.; DELINE, P. Ice thawing, mountains falling; are alpine rock slope failures increasing?. Geology Today. June 2012, s. 98–104. DOI 10.1111/j.1365-2451.2012.00836.x. (anglicky)
  113. GILICHINSKY, David; VISHNIVETSKAYA, Tatiana; PETROVA, Mayya. Bacteria in Permafrost. Příprava vydání Rosa Margesin, Franz Schinner, Jean-Claude Marx, Charles Gerday. Berlin, Heidelberg: Springer Dostupné online. ISBN 978-3-540-74335-4. DOI 10.1007/978-3-540-74335-4_6. S. 83–102. (anglicky) DOI: 10.1007/978-3-540-74335-4_6.
  114. HANSEN. Viability, diversity and composition of the bacterial community in a high Arctic permafrost soil from Spitsbergen, Northern Norway. Environmental Microbiology. 2007, s. 2870–2884. DOI 10.1111/j.1462-2920.2007.01403.x. PMID 17922769. (anglicky) – and additional references in this paper. YERGEAU. The functional potential of high Arctic permafrost revealed by metagenomic sequencing, qPCR and microarray analyses. The ISME Journal. 2010, s. 1206–1214. DOI 10.1038/ismej.2010.41. PMID 20393573. (anglicky)
  115. SMITH, Alvin W.; SKILLING, Douglas E.; CASTELLO, John D.; ROGERS, Scott O. Ice as a reservoir for pathogenic human viruses: specifically, caliciviruses, influenza viruses, and enteroviruses. Medical Hypotheses. 2004-01-01, s. 560–566. Dostupné online. ISSN 0306-9877. DOI 10.1016/j.mehy.2004.05.011. PMID 15324997. (anglicky)
  116. FREY, Beat; RIME, Thomas; PHILLIPS, Marcia; STIERLI, Beat; HAJDAS, Irka; WIDMER, Franco; HARTMANN, Martin. Microbial diversity in European alpine permafrost and active layers. Redakce Margesin Rosa. FEMS Microbiology Ecology. March 2016, s. fiw018. ISSN 1574-6941. DOI 10.1093/femsec/fiw018. PMID 26832204. (anglicky)
  117. KUDRYASHOVA, E. B.; CHERNOUSOVA, E. Yu.; SUZINA, N. E.; ARISKINA, E. V.; GILICHINSKY, D. A. Microbial diversity of Late Pleistocene Siberian permafrost samples. Microbiology. 2013-05-01, s. 341–351. ISSN 1608-3237. DOI 10.1134/S0026261713020082. S2CID 2645648. (anglicky)
  118. Anthrax Outbreak In Russia Thought To Be Result Of Thawing Permafrost [online]. [cit. 2016-09-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-09-22.
  119. LEGENDRE, Matthieu; BARTOLI, Julia; SHMAKOVA, Lyubov; JEUDY, Sandra; LABADIE, Karine; ADRAIT, Annie; LESCOT, Magali. Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2014, s. 4274–4279. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.1320670111. PMID 24591590. JSTOR 23771019. Bibcode 2014PNAS..111.4274L. (anglicky)
  120. LEGENDRE, Matthieu; LARTIGUE, Audrey; BERTAUX, Lionel; JEUDY, Sandra; BARTOLI, Julia; LESCOT, Magali; ALEMPIC, Jean-Marie. In-depth study of Mollivirus sibericum, a new 30,000-y-old giant virus infecting Acanthamoeba. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2015, s. E5327–E5335. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.1510795112. PMID 26351664. JSTOR 26465169. Bibcode 2015PNAS..112E5327L. (anglicky)
  121. ISACHENKOV, Vladimir. Russians revive Ice Age flower from frozen burrow. Phys.Org. February 20, 2012. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-04-24. (anglicky)
  122. SIDORCHUK, Aleksey; BORISOVA, Olga; PANIN, Andrey. Fluvial response to the Late Valdai/Holocene environmental change on the East European Plain. S. 303–318. Global and Planetary Change [online]. 2001-02. Roč. 28, čís. 1–4, s. 303–318. Dostupné online. DOI 10.1016/S0921-8181(00)00081-3. (anglicky)

Literatura
  • MULLER, Siemon Wm. Frozen in Time: Permafrost and Engineering Problems. Reston, Virginia: American Society of Civil Engineers, 2008. 280 s. ISBN 978-0-7844-0989-3. (anglicky)
  • FRENCH, Hugh M. The Periglacial Environment. Chichester, Anglie: John Wiley and Sons, 2007. 458 s. ISBN 978-0-470-86588-0. (anglicky)
  • WOO, Ming-ko. Permafrost Hydrology. Heidelberg: Springer, 2012. 563 s. ISBN 978-3-642-23461-3. (anglicky)
  • MARGESIN, Rosa. Permafrost Soils. Berlín, Heidelberg: Springer, 2009. 348 s. ISBN 978-3-540-69370-3. (anglicky)

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.