O czym milczą lodowce - Klimat ziemski a kosmos

POLITYKA - 17 grudnia 2013

Klimat ziemski a kosmos

Adam Zubek

O czym milczą lodowce

Czy klimat na Ziemi może się nagle i radykalnie zmienić? Mnożą się dowody, że kilkanaście tysięcy lat temu za sprawą kosmosu tak się właśnie stało.

Mijający 2013 r. obfitował w spotkania z obiektami pozaziemskimi. Najpierw w lutym nad Czelabińskiem rozbłysnął duży meteoryt i wyjątkowo blisko Ziemi przeleciała planetoida 2012 DA14, we wrześniu pojawiła się w naszej części Układu Słonecznego kolosalna (ponad 200 km średnicy) planetoida Bamberga, a w grudniu, przelatując w pobliżu Słońca, rozsypała się na drobniejsze części kometa ISON, która miała być spektakularnym widowiskiem na niebie. Te zjawiska w niczym nam nie zagrażają, ale w przeszłości nie zawsze tak bywało.

Gdyby pod koniec ostatniej epoki lodowcowej natura postanowiła sprawdzić w swojej szkółce listę obecności, w klasie fauny musiałaby złapać się za głowę. Brakowało kilkudziesięciu najważniejszych i największych jej przedstawicieli. Co się z nimi stało? Najpierw podejrzenie padło na klimat. Potem na nowego przedstawiciela fauny przypominającego wyprostowaną, rozpychającą się łokciami małpę (który potem sam siebie nazwał Homo sapiens). Dzisiaj przybywa dowodów, że przyczyna była pozaziemska.

Dwa okresy: 12 900 oraz 11 500 lat temu, od dość dawna pojawiają się w publikacjach klimatologów, geologów, glacjologów, geofizyków, ale wciąż nie bardzo wiadomo, jakich zdarzeń dotyczą. Wiemy, że były to wydarzenia nagłe, i potrafimy opisać ich następstwa, które oznaczały wielki przełom w życiu Ziemi. Wciąż jednak nie wiemy, co się naprawdę stało.

### Koniec i początek

A działo się bardzo dużo. Stopniały lodowce i poziom mórz podniósł się o blisko 100 m. Wymarło nagle kilkadziesiąt gatunków wielkich ssaków. Zaistniała i rozpłynęła się gdzieś najstarsza kultura Ameryki - Clovis. Przez lądy przetoczyła się fala pożarów lasów. Przebudziły się wulkany europejskie. W górach doszło do potężnych osuwisk i obrywów skalnych, zapadły się stropy wielu jaskiń. Przez niziny europejskie przetoczyła się kolosalna fala powodziowa, rzeźbiąca potężne pradoliny. Wiatry o niespotykanej sile usypały w całej środkowej Europie rozległe pola wydmowe.

A potem, ok. 10-11 tys. lat temu, zapanował wielki spokój. Wyglądało to tak, jakby natura specjalnie stworzyła wówczas cieplarniane warunki dla ekspansji Homo sapiens. Wkrótce bowiem została zainicjowana rewolucja neolityczna i narodziło się rolnictwo, powstały pierwsze miasta, najstarsze świątynie. Dla geologów, na ich skali dziejów Ziemi, to milisekunda, okamgnienie.

Homo sapiens, dobrze już wówczas zadomowiony na wszystkich kontynentach, był świadkiem tych bez wątpienia dramatycznych wydarzeń. A jednak w jego pamięci zachowało się bardzo niewiele. Czyżby jakimś śladem były opowieści o potopie, o zagładzie Atlantydy, wielkich pożarach, długotrwałym mroku, roztrzaskanym rydwanie Heliosa? O siedmiogłowym smoku, który nadleciał z nieba, o wielkiej górze płonącej ogniem, wrzuconej w morze?

Olbrzymie kości znajdowano w Europie i w Azji od wieków. Starożytni Grecy uważali je za szczątki wymarłych smoków, olbrzymów, cyklopów lub centaurów. W średniowieczu legendy o nich sprawiły, że wystawiano je w zamkach i kościołach. W Polsce kości smoka wawelskiego (naprawdę zaś - plejstoceńskiego mamuta, nosorożca i wieloryba) możemy podziwiać u wejścia do katedry wawelskiej. Ówcześni ludzie mieli uspokajające wyjaśnienie - to szczątki zwierząt lądowych, które padły pastwą biblijnego potopu.

W XIX w. idea potopu została wyparta przez teorię lodowcową Louisa Agassiza, a przyrodnicy nauczyli się prawidłowo klasyfikować znaleziska. Okazało się, że były to rzeczywiście kości olbrzymów - kilkadziesiąt milionów lat po erze gigantycznych gadów natura znowu zafundowała sobie giganty zwierzęce, tym razem wśród ssaków. Wielkie ssaki okresu trzeciorzędowego i epoki lodowcowej nie zyskały tak medialnej oprawy jak dinozaury, a byłoby co podziwiać.

Największe były oczywiście mamuty, które osiągały wielkość piętrowego domu, a ciosy niektórych gatunków dochodziły do 5 m. Większy od współczesnego słonia był leniwiec megaterium. Żaden ze współczesnych niedźwiedzi nie mógłby się równać z niedźwiedziem jaskiniowym. Bóbr olbrzymi miał 1 m wysokości i 2,5 m długości. Same rogi ówczesnych nosorożców osiągały 2 m długości. Największy z kotowatych, tygrys szablastozębny, miał 1,2 m wysokości w kłębie i ważył ok. 400 kg, a jego kły miały 17 cm. Pięknym okazem musiał być też jeleń olbrzymi, którego poroże osiągało 3 m rozpiętości.

Badacze, którzy interesowali się kośćmi tych olbrzymów, ze zdumieniem odnotowywali, że musiały one żyć całkiem niedawno. Dane geologiczne wskazywały, że pochodzą one z tego samego okresu - ok. 12-13 tys. lat temu. W każdym razie żadne szczątki wymarłych ssaków nie zostały znalezione na jakichkolwiek stanowiskach archeologicznych, których wiek określono by na 10 tys. lat lub mniej.

### Zabójczy klimat czy zabójczy zapał

Spośród zwierząt ważących ponad 10 kg Eurazja straciła 28, a Ameryka Północna 48 gatunków. Potem wymieranie nagle się zatrzymało. Przez następne 10 tys. lat ani jeden gatunek ssaka nie zniknął z ziem Ameryki Północnej i Południowej. W Europie wymarł tylko wół piżmowy.

Związek ze zmianą klimatu wydawał się oczywisty - uznaje się bowiem, że ok. 10 tys. lat temu zakończyła się epoka lodowcowa. Zmiany klimatyczne uderzały w podstawę łańcucha pokarmowego, zabijając rośliny. Pozbawione pożywienia i głównego źródła tlenu wymierały najpierw zwierzęta roślinożerne, a następnie żywiące się nimi drapieżniki. Ale takie wymieranie powinno być procesem stosunkowo powolnym, rozciągniętym na tysiące i dziesiątki tysięcy lat. A poza tym powinno było wydarzyć się w plejstocenie co najmniej 24 razy - tylekroć, według najnowszych danych, zmieniały się warunki termiczne z cieplarnianych na lodowe i odwrotnie. Tymczasem wydarzyło się tylko raz, właśnie u schyłku ostatniego okresu lodowcowego.

Trzeba było szukać innego wyjaśnienia, zaproponował je Paul Martin, ekolog z University of Arizona, twierdząc, że północnoamerykańskie zwierzęta, które wyginęły pod koniec wielkiej epoki lodowcowej, należały dokładnie do tych gatunków, których wyginięcia należałoby się spodziewać, gdyby na nie polowano. Tak narodziła się hipoteza overkill - wielkiego zabijania. Jego sprawcami mieliby być paleolityczni myśliwi.

Hipoteza ta ma jednak kilka słabych punktów. Przede wszystkim stanowiska archeologiczne, gdzie szczątkom zwierząt towarzyszą artefakty - kamienne lub kościane ostrza, noże, groty, harpuny - są stosunkowo nieliczne. Po drugie, jest możliwa do udowodnienia praktycznie jedynie na terenie Ameryki. Niedowierzanie budzi też teza o morderczych instynktach myśliwych sprzed kilkunastu tysięcy lat. Ich potomkowie, plemiona indiańskie, dostarczają wielu dowodów, że było inaczej, że cechowała je niezwykła umiejętność harmonijnej koegzystencji z przyrodą, ze światem zwierząt. Czyżby więc jednak klimat?

### Ostatnia wieczerza mamutów

W kwietniu 1901 r. nadszedł do siedziby Cesarskiej Akademii Nauk telegram z Jakucka o odkryciu całego, doskonale zachowanego mamuta. Dziś, jako tzw. mamut z Bieriezowki, jest on ozdobą Muzeum Zoologicznego w Petersburgu. Okaz ten stał się źródłem dwóch sensacji. Pierwszą było to, że odkopując cielsko mamuta, badacze natknęli się na zgnieciony penis w stanie erekcji, mierzący blisko 90 cm długości i 20 cm w obwodzie - coś, za co dziś poszukiwacze mamuciego DNA zapłaciliby każdą cenę.

Drugiej sensacji początkowo nie doceniono. Mamut z Bieriezowki miał doskonale zachowany żołądek z całą zawartością, a w jamie gębowej między zębami tkwiły nieuszkodzone liście, źdźbła traw i kwiatów. Takie same rośliny znaleziono niestrawione w żołądku. Znalezisko wskazywało na nagłą śmierć zwierzęcia, praktycznie w czasie obiadu lub kolacji. No cóż, można było podejrzewać, że doszło do jakiejś niemiłej przygody - zwierzę wpadło w rozpadlinę i zamarzło. Gdy jednak podobne znaleziska zaczęły się mnożyć (ocenia się, że na Syberii odkryto do tej pory szczątki ok. 50 tys. mamutów!), nasunął się przerażający wniosek: drzwi syberyjskiej lodówki musiały zatrzasnąć się w sposób nagły. Wiadomo, że było to mniej więcej 10-12 tys. lat temu.

Jeszcze bardziej bulwersujące pytania rodzi fakt, że nierzadko w żołądkach mamutów znajdowano niestrawione resztki roślin (m.in. szyszki i igły jodeł i modrzewi), których próżno szukalibyśmy dziś w północnej Azji, w tundrze. Tak więc i sama Syberia musiała wyglądać inaczej. Czy zmiany klimatu mogły być aż tak gwałtowne? Wręcz z godziny na godzinę? Jest to niewyobrażalne. Ale może gdzieś zachował się dokładny zapis?

Duńskie Centrum Badań nad Lodem i Klimatem w Instytucie Nielsa Bohra w Kopenhadze dysponuje chyba jedną z największych zamrażarek na świecie. Przechowywane są tam rdzenie lodowe ze słynnych 3-kilometrowych odwiertów w lądolodzie grenlandzkim. Odczytany zapis zaprzeczył dotychczasowym wyobrażeniom, że epoka zlodowaceń składa się ze stabilnych, długich okresów lodowcowych (glacjałów) oraz równie długich i stabilnych okresów międzylodowcowych (interglacjałów). Podczas ostatniego glacjału wystąpiły aż 24 tzw. interstadiały - okresy trwające od kilkuset do kilku tysięcy lat, podczas których Grenlandia ogrzewała się bardzo gwałtownie, a następnie oziębiała, najpierw powoli, potem coraz szybciej.

Tym, co najbardziej zaintrygowało badaczy, była nagłość tych zmian. Z perspektywy ludzkiej historii niczego takiego nie znamy. Tymczasem, jak pisał Michael L. Bender z Princeton University, w owych interstadiałach w ciągu zaledwie kilkudziesięciu, a czasami nawet kilku lat temperatura wzrastała o 5-10 stopni i więcej, gromadzenie śniegu dwukrotnie, pyłów zaś dziesięciokrotnie.

### Niespodziewany powrót dębika ośmiopłatkowego

Co więc dziś wiemy o schyłkowym plejstocenie? Ostatnia wizyta lądolodu skandynawskiego w północnej Europie, nieco przydługa, bo zaczęła się ok. 115 tys. lat temu, zmierzała ku końcowi. Ok. 20-18 tys. lat temu lodowiec pożegnał się z dzisiejszymi ziemiami polskimi. Paleolityczny człowiek, polując na plejstoceńskie zwierzęta, obejmował we władanie coraz to nowe tereny. I nagle wszystko się odmieniło. Wróciły warunki lodowcowe. Naukowcy najpierw odkryli tę zmianę, badając rdzenie z wierceń głębokomorskich. Potwierdziły ją też badania florystyczne - na tereny północne powrócił dębik ośmiopłatkowy, krzewinka, od której łacińskiej nazwy - dryas octopetala - pochodzi nazwa tego okresu - młodszy dryas.

Pierwotnie oceniano, że zmiana następowała powoli, przez setki lat. Ale im bardziej naukowcy zgłębiali ten fenomen i im precyzyjniej określali moment zmiany - w tym większe popadali zdumienie. Najpierw mówiono, że zmiana nastąpiła w ciągu kilkudziesięciu lat, potem, że w ciągu kilkunastu, a nawet kilku lat. Stwierdzenia te wydawały się bulwersujące dla klimatologów - nie znamy bowiem z naszych obserwacji tak gwałtownych zmian klimatycznych, tak szybkich spadków średniej temperatury o kilkanaście stopni.

Tymczasem przed kilku laty kanadyjski badacz prof. William Patterson z University of Saskatchewan znalazł dowody, że epoka ta, o której na podstawie rdzeni grenlandzkich wiadomo było, że zaczęła się ok. 12 800 lat temu, zapoczątkowana została tak gwałtownym spadkiem temperatury, iż rośliny i zwierzęta w badanym przez niego jeziorze w Irlandii (Lough Morenach) wyginęły w ciągu zaledwie kilku miesięcy. Nastąpiła trwająca 1300 lat epoka lodowcowa młodszego dryasu.

Autorką jeszcze większej sensacji w badaniach nad tym zagadkowym okresem stała się prof. Dorthe Dahl-Jensen z Instytutu Nielsa Bohra, kierująca ostatnio Grenlandzkim Projektem Rdzeni Lodowych. Jej publikacja w amerykańskim "Science" zdumiała środowisko klimatologów i nie tylko. Określiła z dokładnością do jednego roku, kiedy skończyła się epoka lodowcowa i zaczął się holocen. Nastąpiło to 11 711 lat temu. Również w tym przypadku mamy do czynienia ze zmianą gwałtowną, jakby ktoś wcisnął przełącznik.

### Lekcja dinozaurów

Do niedawna nauka nie dysponowała wiedzą na temat katastrof naturalnych, które mogłyby być tak nagłe i jednocześnie wywołać skutki praktycznie globalne. A jednak na taki scenariusz wskazywał los dinozaurów, które 65 mln lat temu zniknęły nagle z powierzchni Ziemi wskutek uderzenia w Ziemię masywnego ciała kosmicznego - planetoidy lub komety. Od niedawna taki scenariusz jest brany pod uwagę również w przypadku megafauny plejstoceńskiej. Co więcej, takie zdarzenie tłumaczyłoby nie tylko nagłe wyginięcie wielu gatunków zwierząt, ale także dokonanie się nagłej zmiany klimatycznej. Czy są na to dowody?

Już przed kilku laty pojawiły się dwa poważne doniesienia z amerykańskich ośrodków badawczych o odkryciu śladów uderzenia komety ok. 13 tys. lat temu. Zespół dr. R.B. Firestone'a z Lawrence Berkeley National Laboratory stwierdził w cienkiej, czarnej, wzbogaconej w węgiel warstwie osadów wiązanych dotychczas z działalnością kultury Clovis (pierwszych mieszkańców Ameryki), obecność irydu, mikrosferuli (drobnych kulistych cząstek zawierających elementy obiektu, który uderzył w Ziemię), węgla drzewnego, sadzy, mikrodiamentów, fullerenów z zawartością helu o pochodzeniu pozaziemskim - zestawu mineralnego świadczącego o upadku ciała kosmicznego i gwałtownych pożarach ok. 12,9 tys. lat temu.

Wcześniej, na podstawie podobnych śladów, naukowcy z University of California w Santa Barbara wysunęli hipotezę, że w ziemskiej atmosferze eksplodowała kometa o średnicy co najmniej 4 km, a jej odłamki uderzyły w kontynent północnoamerykański. Pożary lasów spowodowały wymarcie dużych roślinożerców (mamutów), a w ślad za tym - wielkich drapieżników. Brak pożywienia mógł być przyczyną zniknięcia z Ameryki kultury Clovis. Impakt spowodował zapewne roztopienie znacznej części lądolodu pokrywającego Amerykę Północną, zapoczątkowując cały łańcuch kolejnych zdarzeń hydrologiczno-klimatycznych.

Potwierdzenie tej hipotezy znalazł także James Kennett z tego samego uniwersytetu, badający osady na dnie jeziora Cuitzeo w środkowym Meksyku. Ostatnio (we wrześniu) pojawiła się publikacja w "Proceedings of the National Academy of Sciences" prof. Mukula Sharmy, geochemika z Dartmouth College, który dowodzi na podstawie śladów w Pensylwanii i New Jersey, że do impaktu doszło w rejonie kanadyjskiego Quebecu.

Śladów gwałtownych wydarzeń w tym okresie jest więcej. Także w Polsce. Niewykluczone, że właśnie wtedy w Tatrach, w Dolinie Miętusiej, powstały Wantule - ogromne (oceniane na 45 mln ton) głazowisko będące skutkiem gigantycznego obrywu skalnego ze zboczy Chudej Turni. Być może wtedy zapadł się strop długiej jaskini w Dolinie Kościeliskiej, dając początek Wąwozowi Kraków. Wtedy zapewne, przed 10 tys. lat, zawaliło się wejście do sudeckiej Jaskini Niedźwiedziej, która przez cały plejstocen służyła za siedzibę niedźwiedzia jaskiniowego, lwa jaskiniowego i innych zwierząt epoki lodowej. W namuliskach wielu jaskiń na całym świecie obecna jest warstwa ostrokrawędzistych głazów, które musiały zapewne odpaść od stropu wskutek trzęsienia ziemi.

Jest też na terenie Europy strefa wygasłych wulkanów, o których wiadomo, że były bardzo aktywne właśnie ok. 10 tys. lat temu. To francuska Owernia i góry Eifel nad dolnym Renem. Tam też, 24 km od Koblencji i 37 km od Bonn, na zachodnim brzegu Renu znajduje się malownicze jezioro Laacher See. To dawny krater wulkaniczny, pozostałość po wielkiej eksplozji sprzed 12 900 lat. Niektórzy badacze są zdania, że wybuch tego superwulkanu sam w sobie mógł być sprawcą przedłużenia się epoki lodowcowej o ponad tysiąc lat.

### Na granicy science fiction

Hipoteza impaktu u schyłku epoki lodowcowej znakomicie współgra z koncepcją austriackich geologów, małżeństwa Alexandra i Edith Tollmannów, którzy spadkiem siedmiu fragmentów komety do ziemskich oceanów tłumaczą potop, ten biblijno-sumeryjski. Zdumiewającego świadectwa na temat tajemniczego zdarzenia sprzed 11 tys. lat dostarcza inna z prastarych legend ludzkości - opowieść o Atlantydzie, zawarta w pismach Platona. To w nich przytoczone są słowa ateńskiego mędrca Solona (640-559 p.n.e.), relacjonującego swoje rozmowy z kapłanami egipskimi z Sais. Nie wnikając w szczegóły zagłady Atlantydy, otrzymujemy w starożytnym, wiarygodnym przekazie datę, która po uwzględnieniu czasu, jaki minął od czasów Solona, daje nam ok. 11 500 lat temu.

Analiza tego, co zafundowała nam natura kilkanaście tysięcy lat temu, zapowiada nieuchronnie zdarzenia o charakterze nagłych kataklizmów. Nie rozszyfrowaliśmy jeszcze potencjalnych sprawców, ale nie ulega wątpliwości, że ucierpi na tym klimat Ziemi. Kto tym razem będzie ofiarą?