ZMĚNY KLIMATU

ZMĚNY KLIMATUzáznamy o podnebí v horninách

R. Mikuláš

Ačkoliv dosud přesně nevíme, do jaké míry ovlivňuje lidstvo svou činností zemské klima, měli bychom být připraveni na velké změny podnebí. Změny klimatu, ke kterým již došlo, je možné vysledovat z meteorologických měření a z jiných písemných záznamů (zpravidla nanejvýš několik set let starých), ale také z geologického záznamu uchovaného v horninách, který může být starý i několik miliard let. Protože tento geologický „zápis“ umíme část stále podrobněji, je také možné se stále větší pravděpodobností říci, jakým změnám budeme muset čelit v budoucnu.

Zemské klima závisí na třech hlavních faktorech: 1. na množství sluneční energie dopadající na zemský povrch, 2. na množství sluneční energie, která se na Zemi zachytí – to je ovlivněno odrazivostí povrchu (například sníh způsobí „odzrcadlení“ velké části záření zpět do kosmu) a skleníkovým efektem atmosféry, který je závislý na jejím momentálním složení), 3. na rozvodu (distribuci) tepla oceánským prouděním. Jak se mění tyto faktory, mění se i podnebí, a to někdy nesmírně rychle; někdy celosvětově, jindy velmi odlišně podle jednotlivých regionů.

Informace o dávném klimatu získáváme z tzv. přírodních archivů. Jsou to obvykle vrstevnaté usazeniny nebo jiná pomalu vznikající tělesa – pevninské ledovce, mohutné stromy s letokruhy, krápníky. Analýzou každé vrstvičky – například její mocnosti, chemického složení, poměru radioizotopů apod. – získáme údaje, z nichž je možno odvodit sled teplot v daném časovém úseku. Některé vrstvičky – například přírůstkové letokruhy mořských korálů – vznikly během jediného dne, takže v tom případě můžeme rekonstruovat počasí den po dni!

Znalost o těch úplně nejstarších zaznamenaných klimatických změnách naší planety nám sice neřekne mnoho o vývoji podnebí v následujících desetiletích a staletích, ale může napomoci například při vyhledávání nerostných surovin. Některá geologická období prastaré zemské minulosti byla klimaticky tak charakteristická, že během nich téměř celosvětově vznikaly akumulace surovin – například sedimentárních železných rud či uhlí.

Ve vrstevnatých usazeninách moří, jezer i řek nacházíme na mnoha místech četné zkameněliny. Prudké změny ve složení rostlinných a živočišných společenstev (zpravidla několik milionů let trvající období velmi snížené druhové rozmanitosti i četnosti) odpovídají pojmu hromadných vymírání. Je téměř jisté, že některá z nich měla klimatické příčiny.

Pro posledních 2,5 milionu let je charakteristické střídání ledových a meziledových dob. Toto střídání závisí do značné míry na vzájemné poloze Země a Slunce. I když zmíněné rozdíly v oslunění jsou malé a v teplejších dobách minulosti země neměly větší vliv, v době, o které mluvíme, se změny v oslunění násobí se změnami odrazivosti povrchu Země (rozšíření ledovců způsobuje zrcadlení tepla zpět do kosmu a tím se Země dále ochlazuje).

V nejmladším - poledovém - období zemské minulosti, spjatém z vývojem lidské civilizace (zvaném holocén) zaznamenaly přírodní archivy spíše mírnější klimatické výkyvy. Charakteristické ale je, že naprostá většina těchto výkyvů spočívala ve střednědobém ochlazení a suchu. Změny byly způsobeny například výkyvy sluneční aktivity nebo popelem ze sopečných erupcí. Analýzou přírodních archivů v kombinaci s archeologickými metodami a studiem historických pramenů zjišťujeme, že většina pádů starověkých civilizací či středověkých válek a migrací obyvatel byla způsobena či spolupůsobena klimatickými změnami a následným nedostatkem potravy či nutností měnit způsob hospodářství nebo se stěhovat na nová území.

V posledních několika desítkách let přestávají mít na podnebí rozhodující vliv změny sluneční aktivity; klima se mění více v závislosti na obsahu skleníkových plynů v atmosféře, což indikuje, že významným faktorem změn podnebí je člověk. Výkyvy směrem k suchu a chladu jsou náhle nahrazeny ohromným výkyvem směrem k oteplení. Každý rok výzkumů Země přináší nová data umožňující zpřesňovat modely a předpovědi.

1. Jedním z cenných přírodních archivů pro studium změn podnebí v posledních 12 000 letech jsou přírůstkové linie v kmenech stromů. Vyobrazená ukázka částečně prouhelněného dubového kmene nalezeného v usazeninách Labe poblíž Nymburka. Strom rostl v přibližně v letech 2250 až 2000 před naší letopočtem.Foto J. Brožek

Skvělým přírodním archivem je i led pevninských ledovců. Na snímku z okraje Antarktidy vidíme, že led je vrstevnatý. Každá vrstva (v tomto případě zhruba 0,5 m silná) vznikla během jednoho roku. Foto: zaslal Pavel Hošek, Vesmír

Jedním z nejstarších záznamů klimatické změny jsou páskované železné rudy. Vznikaly zhruba před 2 miliardami let, když rozvíjející se společenstva bakterií začala okysličovat dosud volné železo. Teprve pak se začal kyslík hromadit i v atmosféře. Foto R. Mikuláš

Ačkoliv žijeme v meziledové době, zalednění velké části severní polokoule není nijak vzdálenou minulostí. Přesvědčí nás o tom i pohled na kanadský Baffinův ostrov, kde se dodnes zachovaly zbytky kdysi souvislého ledového štítu. Foto R. Mikuláš

Konec Starého království v Egyptě je dáván do souvislosti s velkým suchým obdobím, které v letech 2200-2100 před naším letopočtem postihlo celý Střední Východ. Foto V. Cílek