Hodowcy lodowców, czyli skuteczne oraz osobliwe pomysły na uzyskiwanie i ratowanie zmrożonej wody w górach

Lodowce nie są tylko malowniczym elementem krajobrazu. Zamarznięta woda to wciąż woda, a górskie olbrzymy są jej naturalnymi magazynami. W chłodnych porach roku gromadzą śnieg, który z czasem zbija się w firn, a później w lód. Wiosną i latem, gdy temperatury rosną, on powoli się roztapia i uwalnia wodę właśnie wtedy, kiedy jest najbardziej potrzebna – w sezonie wegetacyjnym, kiedy pola potrzebują nawadniania, a rzeki nizinne, zasilane samymi deszczami, często wysychają. Dlatego rolnicy w Ladakhu, Kaszmirze, Peru czy Tadżykistanie od pokoleń planują swój rok według rytmu topniejących lodowców.

Ten mechanizm zaczyna zawodzić. Górski lód rozpuszcza się zbyt szybko i zbyt wcześnie. Woda schodzi już wczesną wiosną i często zalewa doliny, a w kluczowych miesiącach – czerwcu, lipcu i sierpniu – kiedy jęczmień, gryka i pszenica wchodzą w fazę wzrostu, w potokach robi się niepokojąco pusto. W dalszej perspektywie, gdy lodowce znikną zupełnie, znikną też te letnie wypływy. Zostaną tylko sezonowe deszcze i śnieg. A to za mało, żeby wyżywić okołogórskie społeczności.

Lód, który ma dwie płcie

W dolinach Hunzy i Chitralu, na pograniczu dzisiejszego Pakistanu, Afganistanu i Chin, na wysokościach, gdzie lato trwa zaledwie kilka tygodni, górale od wieków praktykują coś, co można nazwać szczepieniem lodowców. Metoda kojarzy się nieco z alchemią. Trzeba zdobyć dwa rodzaje lodu – „męski” (twardy, przezroczysty, gęsty) i „żeński” (porowaty, z bąbelkami powietrza, bliższy ubitemu śniegowi). Górale wierzą, że dopiero połączenie obu daje zaczyn żywotny, zdolny do wzrostu.

Kawałki obu typów przenosi się w cienisty wąwóz na dużej wysokości – najlepiej na północnym stoku (tam słońce dociera rzadko) i powyżej granicy trwałego mrozu (gdzie średnia temperatura przez większą część roku pozostaje ujemna). Układa się je naprzemiennie, okrywa grubą warstwą trocin, plew albo węgla drzewnego, a następnie zmienia bieg strumienia, by woda z niego zasilała „sadzonkę”.

Przez pierwsze lata sztuczny lodowiec przede wszystkim rośnie. Izolacja z materiałów organicznych działa jak koc – spowalnia przewodzenie ciepła, dzięki czemu przez krótkie lato lód traci tylko niewielką część swojej masy. Zimą, gdy jest bardzo mroźno, doprowadzana woda zamarza na istniejącym zaczynie warstwa po warstwie. Każdy sezon zostawia po sobie kilkanaście, czasem kilkadziesiąt centymetrów nowego lodu. Bilans jest dodatni – więcej przybywa, niż ubywa.

Dopiero gdy lodowiec osiągnie odpowiednią masę i grubość – zwykle po 5, 10, a nawet 15 latach – zaczyna działać tak jak jego naturalni krewniacy. Wtedy górale zdejmują izolację i pozwalają, by wiosenne i letnie słońce topiło jego powierzchnię. Woda spływa kanałami irygacyjnymi na tarasowe pola jęczmienia, pszenicy i moreli, dokładnie w tych miesiącach, gdy rośliny są najbardziej spragnione. Zimą lodowiec się odbudowuje – nowa warstwa zastępuje tę, która stopniała latem. Przy dobrym gospodarowaniu może działać przez kilka pokoleń.

Nikt nie wie dokładnie, jak stara jest ta praktyka – przekazy ustne sięgają wiele pokoleń wstecz, a zachodni badacze zaczęli ją dokumentować dopiero w drugiej połowie XX w. Być może mamy do czynienia z najstarszą formą świadomej geoinżynierii lodowej na świecie.

Inżynier, który wyprzedził czas

Przez stulecia wiedza o hodowli lodowców pozostawała zamknięta w niedostępnych dolinach Karakorum. Dopiero pod koniec XX w., kilkaset kilometrów dalej na wschód, w indyjskim Ladakhu, pewien emerytowany inżynier wpadł na podobny pomysł. Tyle że zrealizował go inaczej. Urodzony w 1935 r. Chewang Norphel całe życie pracował przy projektach wodnych. Na emeryturze obserwował, jak lodowce, od których zależało rolnictwo w regionie, kurczą się z roku na rok. Tradycyjne źródła wody wysychały, a wioski traciły plony.

Norphel zaczął budować coś, co nazwał sztucznymi lodowcami. Na północnych, zacienionych zboczach gór, na wysokościach 4–4,5 tys. m, wznosił niewielkie kamienne zapory i wały, tworząc system płytkich tarasów. Jesienią kierował do nich wodę z górskich potoków za pomocą prostych kanałów. W ladakhijskie zimy – gdy temperatury sięgały minus 30 st. C – woda zamarzała na tarasach piętro po piętrze, budując płaskie rozległe pokłady lodu.

Od lat 80. XX w. do początku XXI w. Norphel zbudował ponad 15 takich konstrukcji. Każda mogła zmagazynować miliony litrów wody. Metoda miała jednak poważne ograniczenia. Lodowce leżały wysoko i daleko od wiosek, dostęp do nich był trudny, a cienkie warstwy lodu na otwartych tarasach topniały zbyt szybko – często zanim rolnicy zdążyli zasadzić pierwsze uprawy. Przez lata Norphel działał niemal w pojedynkę, z minimalnymi środkami, nierzadko ignorowany przez władze i media. Znacznie później zyskał przydomek, który oddaje mu sprawiedliwość – Lodowcowy Człowiek Indii. Prawdziwy przełom miał jednak przyjść dopiero z następnym pokoleniem.

Stożek, który jest symbolem

Sonam Wangchuk – inżynier, reformator edukacji i, jak się okaże, następca Norphela – podszedł do problemu z jeszcze innej strony. Zamiast budować lodowce wysoko w górach, postanowił sprowadzić lód do ludzi. Dosłownie pod wioskę. Istota pomysłu, który zaczął realizować w latach 2013–14, jest w zasadzie trywialna. Woda z górskiego strumienia płynie rurą w dół zbocza, a już w dolinie wytryskuje pod ciśnieniem jak fontanna. W ladakhijskim suchym i chłodnym powietrzu rozpylone krople zamarzają, zanim dotrą do ziemi lub od razu po zetknięciu z podłożem. Lód narasta wokół rusztowania, tworząc stożkowaty kopiec – lodową stupę.

Geniusz tego rozwiązania tkwi w geometrii. W przypadku stożkowatego kształtu tylko niewielka część powierzchni jest wystawiona na działanie słońca. Budowle topnieją więc powoli, uwalniając wodę przez kilka krytycznych miesięcy – od kwietnia do czerwca – kiedy naturalne lodowce jeszcze nie zaczynają oddawać roztopów. Największe kopce osiągają 30, a nawet 50 m wysokości i magazynują wystarczająco dużo zapasów, by nawodnić okoliczne uprawy.

Nie bez znaczenia jest też forma. W buddyjskim Ladakhu stupa to obiekt sakralny, symbol oświecenia. Nadanie lodowej konstrukcji tego kształtu było gestem kulturowym – połączeniem pragmatyzmu z duchowością, inżynierii z tradycją. Wangchuk rozumiał, że aby technologia przyjęła się wśród miejscowych rolników, musi do nich pasować nie tylko funkcjonalnie, lecz i symbolicznie. Inżynier zyskał międzynarodowy rozgłos i wiele nagród, w tym prestiżową Rolex Award for Enterprise, a lodowe stupy dla całego świata stały się symbolem oddolnej adaptacji do zmian klimatu.

Płachta, która jest absurdem

W Alpach problem próbowano rozwiązać, ratując te lodowce, które jeszcze istnieją. W przypadku Preseny we Włoszech i lodowca Rodanu w Szwajcarii fragmenty górskiego lodu okrywa się na lato białymi płachtami z geotekstyliów. Odbijają światło słoneczne i izolują od ciepłego powietrza. Skuteczność jest zaskakująca – pod płachtą topnienie zmniejsza się nawet o 50–70 proc. Wystarczy jednak stanąć u podnóża lodowca i spojrzeć na jego kilometrowe połacie, by uświadomić sobie absurd tej idei – nie da się okryć kocem całych Alp.

Ambitniejsze przedsięwzięcie zrodziło się na Morteratsch w szwajcarskiej Engadynie. Naukowcy z Université de Fribourg/Universität Freiburg zaprojektowali system rur i dysz, które rozpylają wodę w postaci drobnej mgiełki nad powierzchnią topniejącego olbrzyma. W chłodnym powietrzu mgiełka zamarza, tworząc warstwy śniegu i firnu. Celem jest zmiana bilansu masowego, by z każdym rokiem przybywało materii więcej, niż jej ubywa przez topnienie. Szacunki mówią o 2–3 m dodatkowego śniegu rocznie. Czy to wystarczy, by odwrócić trend? Prawdopodobnie nie. Być może jednak proces topnienia spowolni.

Pomysł, który podróżuje

Od 2018 r. technologia lodowych stup zaczęła przekraczać granice Ladakhu. Pilotażowe projekty uruchomiono w szwajcarskiej Engadynie, w Kirgistanie, w Chile i Peru. W Andach, gdzie tropikalny lód znika w zastraszającym tempie, peruwiańscy i chilijscy inżynierowie adaptują pomysł Wangchuka do tamtejszych warunków.

Równolegle pojawiły się koncepcje mające większy rozmach. Na przykład odbudowy lodu morskiego w Arktyce – pompowanie wody oceanicznej na jej powierzchnię zimą, by przyspieszać zamarzanie – o czym sporo mówiono na konferencjach naukowych. Większość tego typu pomysłów pozostaje na etapie szkiców i symulacji komputerowych. Sam fakt, że poważni badacze dyskutują o „produkcji” lodu arktycznego, mówi jednak coś o skali problemu, z którym się mierzymy.

Tu pojawia się też pytanie o granicę. Gdzie kończy się rozsądna, oddolna adaptacja – lodowa stupa nawadniająca dolinę – a zaczyna się geoinżynieryjna pycha, przekonanie, że człowiek potrafi zarządzać kriosferą planety? Odpowiedź nie jest oczywista. Prawdopodobnie szykuje się jedna z najważniejszych debat środowiskowych najbliższych dekad.