Globální oteplení zapsané do kamene

22. 8. 2014 | Klimatické změny jsou dnes často skloňovaným pojmem. Nehledě k diskutovaným dopadům současného globálního oteplování a vlivu člověka na něj, klimatické změny byly po celou dobu historie Země nejenom důsledkem, ale i hybatelem rozličných pochodů, včetně vývoje a rozšiřování živých organismů, tedy i nás lidí.

Profil v Černé rokli u Kosoře na okraji Prahy odkrývá dopady klimatické změny, ke které došlo před asi 410 miliony lety. Nápadné rozhraní přibližně v polovině skalní stěny vyznačuje ukládání odlišného typu vápenců jako důsledku globálního oteplování ve spodním devonu. Profil v Černé rokli u Kosoře na okraji Prahy odkrývá dopady klimatické změny, ke které došlo před asi 410 miliony lety. Nápadné rozhraní přibližně v polovině skalní stěny vyznačuje ukládání odlišného typu vápenců jako důsledku globálního oteplování ve spodním devonu (foto: František Vacek, Národní muzeum)

V  minulosti se střídala období, kdy po dobu až několika desítek milionů let velkou plochu tehdejších pevnin pokrývaly mocné ledovce (například v období prekambria nebo karbonu) s obdobími velmi teplého klimatu, kdy i v polárních oblastech panovalo mírné klima bez ledovců a hladina oceánů tak byla i o více než 200 metrů výše než je tomu dnes (po značnou část druhohor).

Jedním ze způsobů, jak zkoumat změny klimatu v geologické minulosti je studium záznamů uchovaných v usazených horninách. Ty mohou být citlivým indikátorem klimatických změn. O změnách prostředí mohou vypovídat jak změny složení sedimentů, tak změna charakteru fauny i flóry, které dávná prostředí obývaly. Dále se mohou projevovat změnou izotopového „podpisu“ usazených hornin (v klimatických rekonstrukcích, především v mladších obdobích geologické historie, se využívá změn ve složení stabilních izotopů kyslíku) a dalších chemických a fyzikálních parametrů.

V Praze za tropickým mořem

Na dopady jedné z takových menších klimatických změn, ke které došlo před více než 410 miliony let, se můžete zajít podívat i v Praze, například  do Radotínského údolí nebo Chuchelského háje. V období spodního devonu se oblast dnešních středních Čech (geologové ji podle francouzského geologa a paleontologa Joachima Barranda nazývají jako Barrandien), nacházela v blízkosti rovníku na jižní polokouli. V té době ležela pod hladinou tropického šelfového moře, ve kterém se usadily několik set metrů mocné sledy vápenců. To jsou horniny, které se skládají především z uhličitanu vápenatého (minerálu kalcitu), avšak obsahují i příměsi nekarbonátových minerálů. Ty se zpravidla vyskytují jen v malých množstvích, nicméně i tak mohou poskytnout velmi důležité informace. Důležitou součástí těchto příměsí jsou jílové minerály, které jsou do mělkomořského prostředí splavovány řekami nebo v podobě větrem navátých částic. Tyto minerály v sobě obsahují radioaktivní izotopy draslíku, uranu a thoria, jejichž množství můžeme sledovat pomocí detektorů gama záření.

Hledání důkazů

Ve studiu klimatických změn v minulosti se také využívá sledování fyzikálních vlastností hornin. Měření přirozené radioaktivity hornin bývá někdy trochu krkolomné. (foto: František Vacek, Národní muzeum)Draslík a uran jsou mnohem rozpustnější než thorium a proto se většinou vyskytují ve větším množství než thorium. Rozpustnost thoria se zvyšuje v teplém a vlhkém klimatu a tudíž zvýšené obsahy tohoto prvku mohou indikovat období oteplování podnebí. Takový náhlý zvrat můžeme pozorovat právě ve spodnodevonských uloženinách při hranici dvou geologických stupňů – lochkovu a pragu (tyto české místní názvy pronikly do mezinárodní statigrafické terminologie a používají se celosvětově). Sama o sobě však tato skutečnost jako důkaz o klimatických změnách nestačí. Pro potvrzení naší teorie je nutné hledat doklady i z jiných geologických disciplín. Změny ve fyzikálním podpisu hornin ovšem dobře korespondují se změnou charakteru ukládaných hornin. V důsledku zvyšující se teploty totiž docházelo také ke zvýšené produkci karbonátu a ukládání jiného typu vápenců než tomu bylo v období před touto změnou. Zároveň můžeme pozorovat i objevování nových druhů fauny, jejichž příbuzní jsou známí z oblastí dnešní severní Afriky nebo Austrálie. Změna klimatu mohla být jednou z příčin změn proudění v oceánech a imigrace nových forem organismů ze vzdálených oblastí (v období devonu však tyto oblasti byly sobě blíže, než je tomu dnes). I když se všechny tyto změny mohou v geologickém záznamu jevit jako náhlé, ve skutečnosti se odehrávaly řádově v období až několika desítek tisíc let.

Doklady o této a mnoha dalších klimatických změnách v geologické minulosti nám ukazují, že vnímání současného globálního oteplování z omezeného pohledu trvání lidského života může být značně zavádějící. Klima se měnilo a bude měnit neustále, ať už u toho lidstvo bylo nebo ne.


Autorem článku je František Vacek z Mineralogicko-petrologického oddělení Národního muzea.

 

KAM DÁL?

 

Joachim Barrande: Dvorní vychovatel na železné cestě

Joachim Barrande: To jest to, do čeho jsem balil

Expedice Hamada 2014 - za zkamenělinami do pouště

Pouštní sklo uchvacuje už po tisíciletí svou krásou

 

(dan)