Na arktických ostrovech Špicberky zahájili Češi dlouhodobý ekologický výzkum již v roce 2007, stálou základnu tam pak mají od roku 2014. Česká stopa v této oblasti je však o dost starší. „Na Špicberkách prováděla výzkum celá řada československých a českých akademických pracovišť již od druhé poloviny osmdesátých let minulého století, v průběhu politického uvolňování. Já jsem měl možnost pracovat na Špicberkách již v roce 1988 jako člen vědecké expedice Československé akademie věd“ vzpomíná Josef Elster, zakladatel Centra polární ekologie a České arktické vědecké infrastruktury na Špicberkách nazvané Stanice Josefa Svobody, kterou spravuje Přírodovědecká fakulta Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích.
Laboratoř pod širým nebem
Důvodů pro volbu Špicberků je podle Elstera celá řada. „Ve dvacátých letech minulého století se začalo rozdělovat teritorium Arktidy. Sovětský svaz měl mocenské ambice toto souostroví zahrnout do svojí říše.
Tehdejší mocnosti se rozhodly o souostroví jednat. Nakonec vznikla mezinárodní smlouva Svalbard Treaty (správný název pro celé souostroví je Svalbard, název Špicberky nese největší ostrov souostroví - pozn. aut.), která vstoupila v platnost v roce 1924 a stanovila, že celé souostroví je mezinárodním územím států, které se ke smlouvě připojily.
Současně za správu souostroví zodpovídá Norsko a na celém území platí norské zákony. Československo k této smlouvě přistoupilo v roce 1931. Sovětský svaz v roce 1933.
Špicberky jsou také jediným evropským územím ve vysoké Arktidě“ konstatuje Josef Elster.
Z globálního geografického hlediska je souostroví klíčovou laboratoří pod širým nebem pro výzkum změn klimatu. „Západní pobřeží Evropy od Velké Británie přes Skandinávii až po Svalbard je významně ovlivněno teplým Golfským proudem. Ten je součástí takzvaného celosvětového termohalinního výměníku, který stabilizuje globální teplotu a do Arktidy a především do oblasti Svalbardu přináší velké množství teplejší vody. Především západní část souostroví je touto teplejší mořskou vodou velmi ovlivněna, je zde teplejší a vlhčí klima,“ popisuje Elster.
Zatímco v západní části souostroví zůstávají podle něj již jen údolní ledovce, na druhé straně ve východní části jsou stále velké ledovcové štíty dosahující tisíce kilometrů čtverečních. „Naše terénní základna Nostoc a území, které jsme dostali do vědecké správy, se nacházejí na rozhraní těchto dvou klimatických zón, kde se maximálně projevují změny spojené s globálním oteplováním. Právě Svalbard je v rámci celé arktické oblasti územím, které se nejrychleji otepluje. Globální teplota od začátku průmyslové revoluce a masivního spalování fosilních paliv stoupla o asi jeden stupeň Celsia. Arktida se za toto období oteplila asi o 3,5 stupně, Svalbard se za posledních asi 40 let oteplil o 4,5 stupně a v zimním období dokonce 0 7,5 stupně Celsia. Zima se zkrátila z původních devíti měsíců na 6,5 měsíce,“ vypočítává Elster.
Koronavirus omezil provoz
Česká základna je v provozu celoročně.
Univerzita zaměstnává dva logistiky, kteří zajištují provoz hlavní stanice Julius Payer v Longyearbyen a terénní stanice Nostoc v zátoce Petunia. A také výzkumné lodi Clione, která zajištuje dopravu mezi oběma stanicemi a spolu s nimi tvoří zmíněnou Českou arktickou vědeckou infrastrukturu Stanice Josefa Svobody.
V období let 2018 a 2019 se na stanici každoročně vystřídalo kolem 150 až 180 vědců a studentů z mnoha domácích 1 zahraničních institucí. „V letošní sezoně je kvůli pandemii provoz velmi omezený. Logistici provádějí technické opravy a údržbu stanice. Svalbard je pro letošní rok uzavřen pro vědecké projekty,“ zmiňuje Elster. Pandemie koronaviru není jediným omezením, které základnu potkalo. V minulých letech byl její provoz finančně podporován ministerstvem školství, v letošním roce ho hradí pouze Jihočeská univerzita.
Od roku 2007 provádějí čeští výzkumníci nepřetržité měření hlavních klimatických parametrů v centrální části souostroví. „Měříme klimatické parametry na osmi automatických meteorologických stanicích v různých nadmořských výškách, v různých typech geologického substrátu, na ledovcích a na lokalitách, které se liší vegetačním krytem,“popisuje Elster. Data jsou dlouhodobě využívána pro navazující ekologické a biologické studie a na posouzení dlouhodobých klimatických trendů. Jsou rovněž součástí mezinárodních databází sledujících oteplování Země.
Zelená Arktida
Další oblast výzkumu se zaměřuje na dynamiku regionálních a globálních změn v Arktidě. Včetně ústupu ledovců a postupného „zelenění“ Arktidy. „Po ústupu ledovců je odledněný substrát postupně osídlován mikroorganismy, rostlinami a živočichy. Studium tohoto ekologicky velmi zajímavého procesu umožní lepší pochopení reakce naší planety na globální změny klimatu,“ říká Elster.
Vědci také zkoumají glaciální mikrobiologii a ekologii ledovcových živočichů, ekologii mořského pobřeží, tok uhlíku arktickým prostředím nebo migraci arktických ptáků. Globální oteplování totiž významně mění podmínky v Arktidě a současně ovlivňuje migraci ptáků na velké vzdálenosti. Studium migračního chování vybraných druhů ptactva tak umožnuje posoudit jejich přizpůsobivost ke změnám klimatu. Třetí výzkumný okruh se zaměřuje na citlivost a odolnost obyvatel a arktického ekosystému na změny klimatu včetně zkoumání arktických parazitů.
I když se může zdát, že problémy vzdáleného regionu se Česka netýkají, může právě tamní výzkum i naší zemi pomoci zvládat nastupující dalekosáhlé změny. „Porovnáváme procesy, které probíhají ve vysoké Arktidě, s procesy ze střední Evropy, především Česka,“upozorňuje Elster.
Za poslední léta se podle něj česká věda díky realizovaným projektům významně vyprofilovala. Spektrum vědeckých směrů, kde má česká věda silné mezinárodní postavení, je velmi specifické. Především v klimatologii, glaciologii a geofyzice již existují dlouhodobá pozorování a čeští vědci mohou vést mezinárodní projekty. „Současně česká věda také intenzivně přispívá k aplikovaným vědeckým oborům, jako je využití lokálních arktických organismů v bioprospekci a ve vývoji nových biotechnologií souvisejících s udržitelným rozvojem Arktidy,“ podotýká Elster.
První stanice na ostrově
Již od roku 2007 mají čeští vědci k dispozici také základnu na opačném konci světa, v Antarktidě. Projekt jejího zřízení přitom vznikl už v roce 1999. „Zpočátku bylo těžké získat finance včetně dodatečného navýšení rozpočtu, protože stanice nemohla být postavena na původně plánovaném místě na Jižních Shetlandách. Tam je už velké množství vědeckých stanic a stavba další nebyla příliš logická“ vzpomíná Daniel Nývlt, šéf Českého antarktického výzkumného programu.
A tak dostali čeští vědci dvě možnosti.
Buďto využívat kapacity existující vědecké infrastruktury na Jižních Shetlandách a vzdát se snu o vlastní základně, nebo se poohlédnout po jiném vhodném místě pro výstavbu stanice. „Nakonec padla volba na ostrov Jamese Rosse při východním pobřeží Antarktického poloostrova, kde žádná vědecká stanice nestála a kde doposud probíhaly výzkumné aktivity pouze formou kempů dopravovaných lodí nebo vrtulníky.
To ale znamenalo vyšší náklady na transport materiálu i lidí a museli jsme žádat ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy o navýšení rozpočtu“ pokračuje Nývlt.
Ve spolupráci s argentinskými vědci bylo v roce 2003 vytipováno sedm možných lokalit. „A v roce 2004 jsme poprvé na ostrov Jamese Rosse letěli. Vybrali jsme lokalitu, která se po více než 15 letech pravidelného působení v této oblasti ukázala opravdu jako nejlepší volba“ pochvaluje si Nývlt.
Bez lodi a bez zásob
Budování základny se neobešlo bez problémů a průtahů. Uskutečnilo se ve dvou jižních letních sezonách 2005 a 2006.
„I samotná vykládka v sezoně 2005 byla velmi náročná, trvala bez přestávky 36 hodin. Chilští námořníci se střídali v osmihodinových směnách, ale Češi pracovali nepřetržitě celou dobu“popisuje Daniel Nývlt náročnou etapu vzniku základny.
Jedna věc je výstavba, druhá pak zprovoznění stanice. „V roce 2006 se již transportovalo menší množství materiálu, ale o to více práce pak bylo s oživováním jednotlivých systémů stanice J. G. Mendela, především s energetikou, vzduchotechnikou a vodním hospodářstvím“ podotýká Nývlt.
Také výzkum na jižní polokouli navazoval na dřívější působení českých vědců. Začátky polárního výzkumu na Masarykově univerzitě jsou spjaty s profesorem Pavlem Proškem. Ten již v osmdesátých letech minulého století začal studovat ve spolupráci s Poláky a Sověty klima vysokých zeměpisných šířek na opačné straně planety v Arktidě, jmenovitě na Svalbardu. „Od devadesátých let, kdy se významně změnily možnosti vědecky pracovat v zahraničí, ve spolupráci s Polskem, Ukrajinou a Peru pracoval na Jižních Shetlandách a argentinských ostrovech u západního pobřeží Antarktického poloostrova. V rámci těchto spoluprací pobýval i docent Kamil Láska, tehdy jako mladý student, 13 měsíců na polské stanici Henrika Arctowského. Na přelomu tisíciletí přišel Pavel Prošek s myšlenkou vybudování vlastní české vědecké stanice v Antarktidě, aby čeští vědci nemuseli stále pracovat,v cizích službách‘“ popisuje Nývlt zrod projektu.
Solární panely za polárním kruhem
Stanice na ostrově Jamese Rosse je sezonní. V současné době je ekonomicky a společensky neúnosné pobývat v Antarktidě celý rok a vědecky to příliš velký užitek navíc nepřináší. Data se sbírají automaticky a údržbu je možné dělat jednou ročně během jižních letních expedic. Pobyt na stanici bývá dva až tři měsíce dlouhý a celý tým přijíždí a odjíždí společně. Expedice v posledních letech obvykle čítaly 12 až 19 osob, přičemž 15 až 16 osob je pro stanici J. G. Mendela optimální počet“ vypočítává šéf Českého antarktického výzkumného programu.
Členy skupiny jsou vždy dva technici, kteří mají na starost celý systém stanice fungující nezávisle na vnější pomoci. Nejdůležitější je výroba energie a tepla. „Elektrická energie je z velké části vyráběna z obnovitelných zdrojů - dříve méně efektivně z větrné energie, nyní jde především 0 solární energii, která v posledních letech dodává více než polovinu vyrobené energie. Konzervativní náhradou jsou dieselové generátory, které se využívají pouze v případech nedostatečné výroby z obnovitelných zdrojů nebo při větších energetických požadavcích, například pro spalování odpadů,“ vysvětluje Nývlt.
Od roku 2007 se na základně vystřídala stovka vědců především z Česka, ale 1 z Argentiny, Brazílie, Ruska, Slovenska, Turecka nebo z Velké Británie. Mnozí z nich na stanici pobývali opakovaně, někteří již více než desetkrát.
Stovka nových druhů
Také český antarktický výzkumný program se zaměřuje na studium dopadů klimatické změny, především na jejich vliv na jednotlivé složky antarktických geosystémů a ekosystémů. „Severní část ostrova je největší odledněnou plochou v oblasti Antarktického poloostrova a přináší tak unikátní možnost studovat procesy a vztahy, které lze do budoucna díky probíhající klimatické změně očekávat na mnohem větší ploše Antarktidy. Z abiotických systémů studujeme, jak ubývají zdejší ledovce, jak se mění permafrost a aktivní vrstva, jaký to má dopad na fyzikální a chemické vlastnosti místních toků a jezer, jak se oživují tamější půdy a mění reliéf ostrova,“ shrnuje Nývlt.
Čeští vědci podle něj byli a jsou velmi úspěšní v popisech nových druhů antarktických organismů, především bakterií, cyanobakterií, řas a rozsivek. Celkem byla právě z ostrova Jamese Rosse popsána více než stovka nových druhů těchto organismů. Odborníci také studují, jak se drsným podmínkám Antarktidy přizpůsobují mikroorganismy nebo nižší rostliny, jako jsou mechy nebo lišejníky, a to nejen s ohledem na nízké teploty, ale též na nedostatek kapalné vody.
Součástí výzkumu je i geologická stavba ostrova, který je nesmírně bohatým paleontologickým nalezištěm zkamenělin z křídového období. Zkoumá se také, jak ostrov Jamese Rosse vznikal díky vzájemnému působení vulkanismu a zalednění, i to, kdy z této rozsáhlé odledněné plochy ledovec ustoupil a co bylo hnacím mechanismem těchto změn. Celkový výzkumný program zapadá do mezinárodních vědeckých aktivit v Antarktidě, které jsou koordinovány Vědeckým výborem pro výzkum Antarktidy. Data jsou stále častěji využívána pro regionální i kontinentální syntézy za celou Antarktidu, přičemž se čeští vědci stále častěji objevují jako hlavní autoři těchto výzkumných prací.
Testováno v Antarktidě
I když se působení v Antarktidě zaměřuje hlavně na základní výzkum, mohou mít jeho výsledky v blízké budoucnosti praktický užitek. „Z tohoto pohledu se jako velmi slibné zdají mikrobiologické výzkumy snažící se objevit možná nová antibiotika, na něž ještě není u bakterií vyvinutá rezistence,“ upozorňuje Nývlt.
Část výzkumu směřuje i do aplikační sféry. Především jde o testování materiálů.
„Například porovnání degradace polymerů používaných ve stavebnictví mezi Brnem a Antarktidou jasně ukázalo, že současné polymery umějí dobře odolávat nepříznivým klimatickým podmínkám Antarktidy, jako jsou vysoké dávky UV záření, pravidelné zamrzání a rozmrzání a silný vítr často unášející drobné částečky, ale mnohem větší hrozbou je pro ně chemické znečištění atmosféry velkých měst, které vede k jejich mnohem intenzivnější degradaci. V rámci ochranné známky Testováno v Antarktidě‘ udělované Centrem pro transfer technologií Masarykovy univerzity probíhá testování komerčních produktů a jasně se ukazuje, že ne všechny tuto známku získají,“ zdůrazňuje Nývlt.
Také na jižní polokouli letos zkomplikoval výzkumy koronavirus. „Letošní expedice byla nemocí covid-19 poměrně významně postižena. Její návrat do civilizace byl dosti komplikovaný a cesta domů se opozdila téměř o šest týdnů. Již nyní víme, že i pro následující expedici bude nutná čtrnáctidenní karanténa a povinné testování před vstupem do Antarktidy, aby se na tento kontinent koronavirus nerozšířil,“ konstatuje Nývlt.
Zajištění provozu antarktické stanice je podle něj náročné nejen finančně, ale především logisticky. „Nejvhodnější jsou cesty přes Chile nebo přes Argentinu. V obou zemích národním programům zajištují logistiku jejich armády. Díky tomu, že neprovozujeme žádné vlastní plavidlo nebo letadlo, jsou náklady snesitelné a řádově menší, než je tomu u jiných národních antarktických programů. Ve srovnání vědecké kvality a vynaložených prostředků patří Český antarktický výzkumný program k jedněm z nejefektivnějších, ono to v českém prostředí ve vědě ani jinak nejde,“ usmívá se Nývlt.
Vlastní základna podle něj umožňuje českým vědcům kontinuální systematický výzkum, a tím i realizaci dlouhodobých vědeckých projektů, které by odborníci nemohli realizovat bez vlastního zázemí. •
V rámci ochranné známky „Testováno v Antarktidě“ udělované Centrem pro transfer technologií Masarykovy univerzity probíhá testování komerčních produktů a jasně se ukazuje, že ne všechny tuto známku získají. Porovnáváme procesy, které probíhají ve vysoké Arktidě, s procesy ze střední Evropy, především Česka.
O autorovi| Dalibor Dostál, BusinessInfo.cz S přispěním webu BusinessInfo.cz
