Wygląda na to, że Darwin i tym razem miał rację. Ciepłe bajorka w pobliżu źródeł hydrotermalnych są lepszym środowiskiem do powstania życia niż okolice dna oceanów w pobliżu tzw. ventów
Pierwsze mchy pojawiły się na lądzie w ordowiku. Uruchomiona przez nie reakcja hydrolizy krzemianów doprowadziła do zlodowacenia i wielkiego wymierania.
Ocean pełen jest dźwięków. Trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów i odgłosy zwierząt. Coraz częściej jednak słychać hałas ludzkich urządzeń. Hałas, który zabija wieloryby.
Małże żyją długo. Analizy łuków przyrostowych skorupki małży z gatunku Arctica islandica wskazują, że należą one do najdłużej obecnie żyjących zwierząt na Ziemi. Osobnik, którego wiek obliczano, rozpoczął swój żywot w czasach "gdy wymarła polska szlachta" czyli za króla Olbrachta. Niestety, małż już nie pobije swojego rekordu, bo podczas badań uczeni rozerwali skorupki i uśmiercili biedaka. Ale i tak rekord pozostał - 507 lat.
Historia liczenia daty "urodzin" Arctica islandica rozpoczęła się dobrych parę lat temu, gdy u wybrzeży Islandii wyłowiono małże o dużej liczbie łuków przyrostowych na skorupce. Dokładna analiza wykazała, że łuki te reprezentują roczne przyrosty skorupki małża, podobnie jak roczne przyrosty słojów drzew. Zabrano się więc do liczenia ileż to łuków, czyli lat, mają małże islandzkie. W 2006 roku wyliczono, że 405. Znaczyło to, że żyją od 1601 roku.
Ostatnio jednak wrócono do obliczeń i okazało się, że łuków jest jeszcze więcej, bo 507 (Munro & Blier, 2012). Zatem uśmiercony małż żył od 1499 roku, czyli od czasów króla Jana Olbrachta. A. islandica doczekała się więc miana Matuzalema wśród zwierząt (Schoene et al., 2005). Takie małże to gratka dla paleoklimatologów, gdyż w łukach przyrostowych zachowały się proporcje składu izotopów stałych tlenu i węgla w wodzie, w której żył małż, odpowiednio do czasu ich powstania. A stąd już łatwa droga do analiz paleośrodowiskowych.
Przekrój przez skorupę małża. Widać linie przyrostu z zaznaczoną datą 1816. Zapis kończy się w 1868 r. Można sprawdzić (wg Schoene et al., 2005).
Zapis izotopowy odczytany z muszli A. islandica (wg Schoene et al., 2005).
Badania nad długowiecznością małży dostarczyły też informacji o starzeniu się organizmów tkankowych, do których należysz także Ty Drogi Czytelniku. Być może znaleziono eliksir młodości i niebawem będziemy żyli po kilkaset lat, jak małże (dobra okazja do podniesienia wieku emerytalnego). Okazuje się bowiem, że źródłem długowieczności małży jest ich odporność na biologiczny proces utleniania lipidów. Mówiąc wprost, małże mają niski wskaźnik peroksydacji lipidów (PI). Im mniejsze PI tym dłużej żyją.
Przy okazji przedłużającej się zimy i dyskusji na temat zmian klimatu warto uzmysłowić sobie, że wpływ na te zmiany ma bardzo wiele czynników i tak naprawdę, to nie wiemy jak będzie w Polsce za 50 czy 100 lat. Jedyne co możemy zrobić to przyglądać się zmianom z przeszłości i wyciągać wnioski na przyszłość. To takie okrągłe zdanie, z którego nic nie wynika, m.in. dlatego, że wachlarz przyczyn i skutków jest ogromny. Przykładem niedawnych zmian klimatycznych, których do końca jeszcze nie rozszyfrowaliśmy jest tzw. wilgotny okres afrykański, który związany był z holoceńskim optimum klimatycznym.
Być może niektórzy pamiętają film "Angielski pacjent", który rozpoczyna się sceną malowania sylwetek pływaków, znanych z jaskini, w której umiera później główna bohaterka. Jaskinia Pływaków (Cave of Swimmers) położona jest w pd.-zach. Egipcie, na płaskowyżu Gilf Kebir, w pobliżu granicy z Libią. Oprócz wspomnianych pływaków, wśród rysunków naskalnych pełno jest zwierząt, w tym słoni, żyraf, antylop, bydła i kóz. No i łowców. Jaskinię odkrył w 1933 r. podróżnik węgierski László Almásy, który napisał później, że rysunki obrazują bujne życie, które kiedyś kwitło na tym pustynnym płaskowyżu. Jednak przed wojną brakowało ludziom wyobraźni i wiedzy na temat zmian klimatu, więc sugestie Almásy'ego traktowano jako jego fantazje. Wydawało się przecież niemożliwe, żeby największa pustynia świata była nie tak dawno rajskim ogrodem.
Ale takich scen jak na płaskowyżu Gilf Kebir jest na Saharze więcej. W połowie XIX w. niemiecki badacz Afryki, Heinrich Barth, podróżując z Trypolisu do Timbuktu natknął się jako pierwszy Europejczyk na saharyjskie petroglify. Wspominał później, że przedstawione na nich bogactwo życia ogromnie kontrastowało z bezludnym krajobrazem pustyni. Podobnie jak niemal sto lat później, Barthowi również trudno było wyobrazić sobie, że Sahara wyglądała kiedyś zupełnie inaczej.
Dzisiaj wiemy, że petroglifów na Saharze przedstawiających bogaty świat zwierzęcy jest bardzo dużo. Właściwie to należy uznać, że Sahara jest największym na świecie skupiskiem rysunków naskalnych. Wszystkie pochodzą sprzed ok. 9-6 tys. lat temu i wszystkie pokazują Saharę jako bujną sawannę lub zakrzewiony step. Dziś wiemy także, że petroglify pokazują prawdę. Sahara była kwitnącą krainą 7 tysięcy lat temu. Archeolodzy nazywają ten okres neolitem subpluwialnym, albo mokrą czy też zieloną Saharą. Geolodzy lub geografowie umieszczają te wydarzenia w holocenie.
Świat petroglifów Gilf Kebir i obecnej Sahary.
Holocen rozpoczął się wraz z końcem ostatniego glacjału. Było to ok. 10-11 tys. lat temu i holocen, jak na razie, trwa do dziś. Holocen oczywiście nie był klimatycznie jednorodny i mamy w nim kilka okresów cieplejszych i zimniejszych. Pomijając obecne zmiany, które nawet w skali holocenu są bardzo krótkie, najcieplejszy okres nazywany atlantyckim przypada na czas od 8 000 do 5 000 lat temu, czyli na wspomniane wydarzenia wilgotnego okresu afrykańskiego.
Z badań osadów jeziornych rozmieszczonych na Saharze wiemy, że poziom wód w okresie atlantyckim był znacznie wyższy, a samych jezior było też więcej. Dla przykładu, wysychające dziś jezioro Czad było wtedy większe od Morza Kaspijskiego (miało ponad 400 tys. km2). Takich megajezior było na Saharze kilka: megajezioro Fezzan w Libii, megajeziora Chotts w Algierii czy megajezioro Turkana.
Wilgotna Sahara przypominała leżący na południe od niej Sahel, pokryty sawanną. Zamieszkiwały ją liczne zwierzęta, łącznie z wymarłym żyrafowatym siwaterium czy pelorowisem, reprezentującym dzikie bydło. Wierzyć się nie chce, ale suchy dzisiaj jak pieprz masyw Tibesti pokrywały lasy dębowe i orzechowe. Rosły także lipy, olchy i wiązy, a u podnóża tego wulkanicznego masywu drzewa oliwne i jałowce. Doliny wypełniały rzeki pełne ryb. Krajobrazu dopełniali zaś łowcy-zbieracze, którzy w wolnych chwilach, popasając rysowali na skalnych ścianach saharyjską sielankę.
Badania przybrzeżnych osadów Atlantyku wykazały też, że wilgotna Sahara dostarczała znacznie mniej pyłu, co dowodzi istnienia zwartej pokrywy roślinnej znacznie zmniejszającej erozję eoliczną. Z zapisu w rdzeniach z dna oceanicznego wiemy też, że Sahara wyschła nagle. W przeciągu 100-200 lat zaczęła dostarczać tyle pyłu pustynnego co dzisiaj. Środowisko wilgotnej sawanny zastąpione zostało wybitnie suchą pustynią. Podobnie było też na Półwyspie Arabskim.
Wykresy zmian w ciągu ostatnich 20 tys. lat:
A) ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi;
B) poziom wód w jeziorach afrykańskich;
C) ilość wody wypływającej z Nilu;
D) ilość pyłu w osadzie z rdzenia oceanicznego pobranego u wybrzeży Mauretanii;
E) zmiany w składzie izotopu wodoru wosku roślinnego z jeziora Tanganika (deMenocal & Tierney, 2012).
Jak do tego wszystkiego doszło? Zazielenienie Sahary związane jest z przesunięciem się strefy monsunów bardziej na północ od równika, w ten sposób, że swoim zasięgiem objęły Saharę. Pokrywa się to z okresem maksimum nasłonecznienia wyliczonym dla 20oN na podstawie zmian parametrów orbity Ziemi. Orbita Ziemi ulega cyklicznym zmianom przebiegającym w trzech podstawowych cyklach, tzw. cyklach Milankovicia: cyklu ekscentryczności (ok. 400 lub 100 tys. lat), cyklu nachylenia ekliptyki (ok. 40 tys. lat) oraz cyklu precesji (ok. 26 tys. lat). W przypadku wilgotnego okresu afrykańskiego, mamy zaznaczony silny wpływ precesji Ziemi na ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi.
Ennedi - pozostała namiastka zielonej Sahary
(Photo Credit: _desertsky via Compfightcc)
Obliczono, że ok. 10 tys. lat temu, wraz z początkiem holocenu, na 20oN dostarczane było ok. 480 W/m2 energii słonecznej. Obecnie jest to ok. 450 W/m2.Większenie nasłonecznie i wydłużone lato powodowało zwiększenie się różnicy temperatur pomiędzy lądem a oceanem. Latem Sahara nagrzewała się szybciej i mocniej od oceanu co wytwarzało szeroki pas niskiego ciśnienia nad lądem, zasysający wilgotne powietrze znad tropikalnego Atlantyku. W efekcie, letnie monsuny zasilały w wodę olbrzymie połacie północnej Afryki. Oczywiście, zimą występował odwrotny efekt, gdyż lądy szybciej wychładzają się od oceanu (bezwładność cieplna). Proste modele uwzględniające tylko oddziaływanie atmosfery pokazują, że zwiększenie letniego nasłonecznienia o 7% (czyli tyle ile podczas okresu atlantyckiego) spowodowało zwiększenie opadów monsunowych w Afryce o co najmniej 17%.
Przedstawione powyżej wykresy wyraźnie pokazują, że zmiany na Saharze miały gwałtowny charakter. Przejście od trwającego ponad 5 tys. lat okresu wilgotnego do suchego trwało zaledwie nieco ponad 100 lat (3-4 pokolenia ludzkie). Z zielonej krainy nie zostało nic, oprócz petroglifów. Ludność, która zamieszkiwała Saharę musiała przemieścić się w inne, bardziej przyjazne miejsca. Część z nich znalazała się w dolinie Nilu i dała początek cywilizacji starożytnego Egiptu. I to jest największa nauka na przyszłość - nic nie jest wieczne i do niczego nie należy się przyzwyczajać.
Zakwity toksycznych sinic w Bałtyku to niestety norma. Ich częstotliwość rośnie z roku na rok. Ostatnio jednak pojawiła się nadzieja na zmianę tej sytuacji. Szwedzi mają pewien pomysł, który może uratować Bałtyk i uwolnić go nie tylko od sinic, ale także od ogólnej dewastacji ekologicznej. Pomysł, dość prosty w swej istocie, jest jednak kontrowersyjny i nie do końca wiadomo, jaki będzie efekt. Wydaje się jednak, że nie ma co zwlekać z ratowaniem Morza Bałtyckiego. To przecież jedno z najbardziej zanieczyszczonych mórz świata, a jego dno przypomina stale powiększającą się pustynię ekologiczną. Brak wymiany wód dennych z powierzchniowymi sprzyja stopniowej eutrofizacji naszego morza i okresowym zakwitom sinic. Z czego to się bierze?
Niezależnie od naszego umiłowania Bałtyku i jego plaż, trzeba podkreślić, że Bałtyk posiada największą na świecie strefę pozbawioną życia - spowodowaną działalnością człowieka. Jest to przydenna strefa zubożona w tlen, za to przepełniona składnikami odżywczymi, które opadły na dno i nie mogą się stamtąd wydostać. Mówiąc dosadnie - takie podmorskie szambo. Uwięzione na beztlenowym dnie składniki odżywcze to głównie azot i fosfor pochodzące ze ścieków oraz nawozów sztucznych dostających się do morza rzekami. Polska niestety jest jednym z głównych trucicieli Bałtyku. W liczbach wygląda to tak - w ciągu ostatnich 50 lat do Bałtyku wpuszczono łącznie 20 milionów ton azotu oraz 2 miliony ton fosforu.
Każdy kto uprawiał jakąś roślinkę, wie, że drobinka "azofoski" wystarczy, żeby roślinka wybujała. Tak też dzieje się z sinicami w Bałtyku, które ochoczo korzystają z nadmiaru azotu i fosforu. Sinice nazywane też cyjanobakteriami, należą, podobnie jak rośliny, do organizmów samożywnych. Są to jedne z najstarszych organizmów na Ziemi zaliczanych obecnie do królestwa bakterii. Oprócz światła słonecznego, do życia potrzebują też składników odżywczych, przede wszystkim fosforu. Ponieważ nie są osamotnione w wyścigu do światła i pożywienia, zakwitają głównie wtedy gdy następują warunki im sprzyjące - ciepła, stagnująca woda przypowierzchniowa. Tak zdarza się najczęściej latem. Na domiar złego - bałtyckie sinice potrafią być toksyczne, także dla ludzi.
Zdjęcie satelitarne Bałtyku z zakwitem sinic
(fot. trojmiasto.pl)
Co roku, zielony dywan sinic pokrywa bałtyckie plaże. Kiedy zakwit sinic się kończy, obumarłe organizmy opadają na dno i rozkładając się zużywają resztki pozostałego tam tlenu. W pozbawionych tlenu wodach dennych nie może przeżyć żaden tlenowy organizm, np. ryby czy mięczaki. Rybacy określają to wdzięcznym terminem - przyducha. Dno staje się pozbawione życia, a strefa beztlenowa rozprzestrzenia się. Wiele gatunków fauny Bałtyku, np. dorsz, ma coraz mniej miejsca do życia. W ciągu ostatniego dziesięciolecia, co roku w Bałtyku występuje ok. 60 tys. km2 dna pozbawionego tlenu. To powierzchnia kilku polskich województw całkowicie pozbawionych życia.
Problem przydennych wód beztlenowych (anoksycznych) pojawia się ostatnio coraz częściej w naukowych opracowaniach i mediach, głównie za sprawą rosnących temperatur mórz i oceanów. Ciepłe wody przyspieszają rozkład gnijących sinic ograniczając jednocześnie natlenianie wód przypowierzchniowych. W wodach anoksycznych dochodzi do szybszego uwalniania fosforu, a niski poziom tlenu zatrzymuje denitryfikujące bakterie w osadzie powodując wzrost zawartości azotu. Koniec końców, prowadzi to do kolejnego zakwitu, który powiększa zawartość fosforu i azotu na anoksycznym dnie i powstania samonapędzającej się spirali następnych zakwitów sinicowych.
Za sprawą szwedzkich geoinżynierów pojawił się ostatnio pomysł na ograniczenie strefy beztlenowej w Bałtyku. Szwedzi stwierdzili, że wystarczy po prostu pompować tlen na dno Bałtyku. Spowoduje to także mieszanie się wód i zahamuje proces denitryfikacji w osadzie. Czyli mechanizm podobny do tego stosowanego w agrotechnice, z tym, że teraz dotleniać będziemy dno bałtyckie, tzn. Szwedzi będą dotleniać. Chcą wykorzystać do tego ok. 100 pomp, które będą wtłaczać natlenioną wodę z ok. 50 m, wgłąb na głębokość ok. 125 m przez kilkanaście lat. Całość ma kosztować co najmniej 200 mln euro (patrz Stigebrandt & Gustafsson, 2007).
Obliczono, że potrzeba od 2 mln do 6 mln ton tlenu, żeby podnieść natlenienie dna Bałtyku powyżej poziomu dla wód uznawanych za zubożone w tlen, czyli powyżej 2 mg na litr. W 2009 roku Szwedzi wydali już prawie 4 mln dolarów na pilotażowy program. Okazało się, że rzeczywiście można w ten sposób natlenić dno Morza Bałtyckiego. Pojawiły się jednak pewne zagwozdki, sprawiające, że cały projekt coraz częściej określa się mianem kontrowersyjnego.
Przede wszystkim, takie pompowanie narusza naturalną cyrkulację termohalinową czyli opadanie cięższych, słonych wód na dno. Pompowane wody powierzchniowe są mniej zasolone. Są też cieplejsze, co może spowodować podniesienie temperatury wód dennych nawet do ok. 8oC. To z kolei też stymuluje rozwój sinic, a więc stać się może odwrotnie do zamierzonego efektu. Nie wspominając już o wtłoczonych przypadkowo, wbrew ich woli, organizmach wód przypowierzchniowych, które nagle znajdą się na dnie. Jak na razie, najlepsze rezultaty osiągnięto dotleniając dna niewielkich jezior, jednocześnie wiążąc chemicznie fosfor na ich dnie. W Polsce także prowadzono podobne eksperymenty na Jeziorze Kortowskim czy sztucznym zbiorniku w Turawie. Powodzenie areacji dna jezior zachęciło Szwedów do działania na szerszą skalę w Bałtyku.
To jednak nie koniec zastrzeżeń wobec projektu. Natlenienie dna Bałtyku w ciągu najbliższych kilkunastu lat w dość gwałtowny sposób pociągnąć może za sobą łańcuch niekontrolowanych zdarzeń, których nie jesteśmy w stanie w tej chwili przewidzieć. Trochę przypomina to sytuację z pogranicza proterozoiku i kambru związaną z zagospodarowaniem dna morskiego przez organizmy penetrujące w osadzie. Wtedy ten proces przebiegał przez miliony lat i ostatecznie doprowadził, jak się wydaje, do eksplozji życia kambryjskiego. W Bałtyku mamy jednak nieco inną sytuację. Organizmy penetrować będą w dnie, które zawiera mnóstwo zanieczyszczeń typu DDT czy polichlorowane bifenyle (PCB). Dla przypomnienia - DDT to popularny środek owadobójczy, zaś PCB stosuje się głównie do produkcji smarów. Największe obawy może budzić PCB, który jest rakotwórczy i najwięcej znajduje się go właśnie w rybach z Bałtyku. Natlenienie dna spowodować może uwolnienie tych substancji i chyba nie muszę rozwijać co to będzie oznaczać dla bałtyckiego rybołówstwa.
Plan redukcji strefy minimum tlenowego w Bałtyku (wg Conley, 2012)
Cóż zatem robić? Jeśli pozostawimy Bałtyk samemu sobie, to pod koniec wieku 1/4 jego powierzchni będzie pustynią ekologiczną. Wtedy pewnie w ogóle nie zanurzymy palca w wodzie, bo kożuch sinicowy może występować całe lato. Szwedzi zakładają, że przy pomocy pomp uda im się ograniczyć "strefę śmierci" do ok. 40 tys km2 w 2100 roku.
Przeciwnicy stosowania pomp uważają, że lepiej zacząć od redukcji zanieczyszczeń odprowadzanych do Bałtyku. Ostatnio udało się ograniczyć udział fosforu o ok. 30 tys ton rocznie i azotu o ok. 400 tys ton. Zakłada się obniżenie do 2016 roku poziomu fosforu do 42% obecnego poziomu oraz azotu do 18%, tak, by już w 2021 móc ogłosić zadowalający status ekologiczny Bałtyku.
Tytułem końcowej refleksji - przykład z pompami pokazuje, że część inżynierów nie wyszła z piaskownicy. Nie widzą skomplikowanej sieci powiązań i złożoności biotopów morskich. To nie jest maszyna skonstruowana wg określonego wzoru, tylko wynik wielu przypadkowych procesów i bardzo trudno jest odtworzyć stan sprzed jakiegoś okresu. To taka droga jednokierunkowa, gdzie nie można zawrócić. Można tylko zwolnić. Ja wierzę w redukcję zanieczyszczeń i naturalny powrót do czystego Bałtyku, który sam będzie ewoluował zgodnie ze zmianami zachodzącymi w środowisku przyrodniczym. Może lepiej już nie majstrować więcej.
Źródła: Daniel J. Conley (2012). Save the Baltic Sea Nature DOI: 10.1038/486463a Stigebrandt A, & Gustafsson BG (2007). Improvement of Baltic proper water quality using large-scale ecological engineering. Ambio, 36 (2-3), 280-6 PMID: 17520945
W ostatnią sobotę tegorocznej zimy, na wsi w okolicach Olkusza po raz pierwszy zobaczyłem latającego cytrynka. Nie było w tym nic dziwnego, bo temperatura przekraczała w tym dniu 20ºC a cytrynek to nasz najwcześniej budzący się po zimie motyl. Nieco zdziwiłem się, gdy następnego dnia zobaczyłem latającą nad łąką rzadką rusałkę wierzbowca, myślałem, że te motyle budzą się nieco później. Właściwie motyle nie budzą się, gdyż wcale nie śpią, tylko zapadają w diapauzę, czyli spowolnienie funkcji życiowych (np. Wikipedia), nie będę jednak dalej komplikował.
W JAKIM STADIUM
Nagłe obudzenie się cytrynków i rusałek było spowodowane gwałtownym ociepleniem, które na tym obszarze przekroczyło 20ºC w ciągu kilku dni. Cytrynek najwcześniej ożywa po zimowym letargu, gdyż zimuje zagrzebany w zeschniętych liściach, które szybko ogrzewają się w promieniach przedwiosennego słońca. Od takiego sposobu zimowania motyl jest nazywany po polsku latolistkiem cytrynkiem (Gonepteryx rhamni). Rusałki zimują w jaskiniach i innych zakamarkach skalnych, pawiki i pokrzywniki bardzo często w ludzkich domach, na strychach i w piwnicach. Taki sposób zimowania powoduje, że rusałki nieco później odbierają sygnały nadchodzącej wiosny, ale i tak są jednymi z najwcześniej budzących się motyli. Dzieje się tak dlatego, że cytrynki i rusałki spędzają zimę w postaci imago (owada dorosłego) i po przebudzeniu są od razu gotowe do lotu. Wiele innych motyli zimuje w innych stadiach rozwoju i są widoczne dopiero później.
Motyle odbywają tzw. przeobrażenie zupełne, tzn. po w wykluciu z jaja larwa żeruje a następnie zmienia się w poczwarkę, z której wylatuje postać imago, odbywająca tzw. lot i nieprzypominająca larwy. Oprócz imago, motyle najczęściej spędzają zimę w postaci poczwarki, tak zimuje m.in. pospolity paź królowej (Papilio machaon), bielinek kapustnik (Pieris brassicae) i podobne do kolibrów zawisaki. W przypadku zimującej poczwarki również istnieją różne strategie, zawisaki na przykład tkwią zagrzebane w ziemi a paź królowej po prostu przytwierdza się do stabilnej, pionowej powierzchni. Słynny, choć niezwykle rzadki niepylak apollo (Parnassius apollo), podobnie jak mieniaki zimuje w postaci larwy. Liczne gatunki przeplatek i dostojek zimują w postaci larw tworzących wspólne oprzędy chroniące je przed czynnikami atmosferycznymi. Nieliczne motyle zimują w postaci jaja. (Moucha i Vlastimil, 1972).
Stadia rozwojowe motyla na przykładzie rusałki pawika. A: larwa pokolenia zimującego żerująca na pokrzywie, fot. wykonana w sierpniu. B: poczwarka. C: Imago pokolenia zimującego, fot. wykonana we wrześniu.
Fot. B: Wikipedia, pozostałe fot. autora.
MOJE PRÓBY PRZEZIMOWANIA MOTYLI
Kiedyś, w minionym ustroju, pojechałem w sierpniu na kolonie na Morawy, do istniejącej wtedy Czechosłowacji. Jedną z niewielu rzeczy, jakie zainteresowały mnie w czasie tego wyjazdu była gąsienica pazia królowej przemieszczająca się nerwowo po werandzie domku w pierwszym dniu mojego pobytu. Dwa dni później obserwowałem liniejącą larwę a później poczwarkę przytwierdzoną jedwabną nicią do pionowej deski. Po 18 dniach zabrałem poczwarkę do domu i czekałem na wylot motyla wiosną. Jednak wysoka temperatura i niska wilgotność spowodowały, że motyl zaczął się wyłaniać w środku zimy i nie udało mu się rozprostować skrzydeł. Innym razem próbowałem przezimować zagrzebane w ziemi poczwarki tuczonych wcześniej zawisaków wilczomleczków, ale poczwarki wyschły. Również zimowanie imago pawika, który wybrał kiedyś na diapauzę mój pokój przy cmentarzu Rakowickim skończyło się jego przedwczesną śmiercią. Ten motyl żył stosunkowo długo, mimo że był aktywny w zimie i pił wodę z cukrem, ostatecznie jednak zabiło go suche powietrze. Warto tu wspomnieć, że długość życia owadów jest od początku zaprogramowana i odmierzana nie czasem, lecz np. ilością uderzeń serca lub mięśni skrzydeł, może więc mój nietypowy pupil zginął śmiercią naturalną.
Minionej zimy, w piwnicy domu na Kielecczyźnie zaobserwowałem spektakularne nagromadzenie kilkudziesięciu pawików na powierzchni mniejszej niż ekran laptopa. Motyle były zgromadzone w kącie, tuż przy powierzchni gruntu, widocznie warunki termiczne były tam wyjątkowo sprzyjające. Niestety nie planowałem wtedy tego tekstu i nie pomyślałem o zrobieniu fotografii.
OSZUKAĆ CZAS
Zimujące motyle spowalniając swoje funkcje życiowe znacznie wydłużają sobie krótkie zazwyczaj życie. W naszych warunkach klimatycznych, długi na większości obszaru okres wegetacji umożliwia wielu motylom rozwój dwóch pokoleń w ciągu roku. W takich przypadkach pokolenie zimujące rozmnaża się wiosną a latem pojawia się kolejne, które zdąży wydać potomstwo jeszcze przed zimą. Zatem motyle latające w środku lata żyją intensywniej, ale krócej niż ich bezpośredni przodkowie i potomkowie. Poszczególne pokolenia motyli można bardzo łatwo zaobserwować, zwłaszcza w przypadku wielu pospolitych rusałek, które w dużych ilościach latają wiosną a potem późnym latem. Niektóre motyle odbywają wędrówki podążając za korzystnymi warunkami atmosferycznymi. Ciekawym przykładem wędrującego motyla jest największy europejski zawisak - trupia główka (Acherontia atropos). Gatunek ten migruje okresami z Afryki i zachodniej Azji do Europy, gdzie w ciepłych latach może dać kolejne pokolenie (Wikipedia). Dorosłe larwy zagrzebują się w ziemi i przepoczwarzają, prawdopodobnie jednak nie udaje im się przetrwać naszej zimy. Różne źródła donoszą o zaobserwowanych zmianach tras wędrówek motyli i miejsc ich zimowego spoczynku spowodowanych zmianami klimatycznymi. Jest to całkowiecie naturalne zjawisko, jakie można obserwować np. u ptaków.
Fot. w nagłówku: Latolistek cytrynek, nasz najwcześniej wylatujący wiosną motyl; fot. motyla odbywającego lot wykonane latem.
Wczoraj i dzisiaj (6 i 7 lutego 2012) świat obiegła ekscytująca informacja, że Rosjanie w końcu dowiercili się do podlodowcowego jeziora Vostok na Antarktydzie. Media, oczywiście podchwyciły tego newsa i zrobiło się sensacyjnie. Gazeta Wyborcza wysmażyła artykuł "Wielki przełom w nauce. Po 30 latach wiercenie naukowcy dotarli do mitycznego jeziora". Dzień wcześniej natrafiłem na tę informację na nieco bardziej naukowym forum physorg.com (tutaj).
Dotarcie do jeziora Vostok, to rzeczywiście podniecająca wizja. Szacuje się, że pod pokrywą lodu o grubości ok. 3750 m znajduje się zbiornik wodny, który jest odizolowany od reszty świata zewnętrznego od co najmniej 400 tys. lat. Samo jezioro ma tektoniczne założenia i mogło być odcięte od otoczenia przez lód 15 mln lat temu, lecz woda w jeziorze jest znacznie młodsza gdyż ulega wymianie. Podejrzewa się, że możemy tam znaleźć zupełnie nieznane formy życia, które mogły przetrwać tyle lat w izolacji, oraz odkryć świat przypominający środowiska księżyców Saturna czy Jowisza. Niesamowita sprawa i dotarcie do takiego skarbu to na pewno wielkie wydarzenie. Ale....
Po pierwsze, nieznane jest dokładne źródło tej informacji. Physorg.com podaje, że wiadomość ogłosiła rosyjska agencja prasowa Novosti powołując się na nieznane źródła. Cudownie.. i zarazem: tylko tyle? Potem następują komentarze specjalistów, o tym jakie miałoby to kolosalne znaczenie dla nauki, ludzkości i w ogóle.
Tropem tego nieznanego źródła podążyli dociekliwi redaktorzy z Nature, którzy 7 lutego podali na swoich łamach "łagodne" dementi. Walery Łukin, szef rosyjskiego programu antarktycznego powiedział, indagowany przez żurnalistów, że jest jednak za wcześnie, żeby potwierdzić dotarcie do powierzchni jeziora (tutaj). Rosjanie podobno wciąż analizują dane pomiarowe, bo nie są pewni, czy już się dowiercili czy nie. Być może... Jeśli nie dotarli, to wiercenie będzie kontynuowane dopiero w grudniu, pod koniec tego roku. 8 lutego baza pustoszeje i dzielni wiertacze płyną do kraju. Jak widać, news GW mógł być zdecydowanie przedwczesny.
Patrzyłem jeszcze na głębokość otworu podaną przez Nature i physorg.com i ta też się różni (3750 vs. 3768 m). Samo wiercenie ruszyło w 1989 roku, a obecność podlodowcowego jeziora potwierdzono w 1996 r. Już teraz rdzenie lodowe z wiercenia są niezastąpionym źródłem informacji o zmianach klimatu w ciągu ostatnich kilkuset tysięcy lat.
Ideogram (takie słowo mi się przyplątało) wiercenia Vostok (źródło: Nature)
Dlaczego tak ważne jest precyzyjne określenie poziomu powierzchni tafli jeziora Vostok?
Otóż gdyby rozpędzone wiertło wpadło do wody, naniosłoby tam ze sobą zanieczyszczenia, bezpowrotnie niszcząc pierwotny charakter jeziora. A przecież nie po to tam wiercą.
Metody wiercenia Rosjan są kontrowersyjne, właśnie ze względu na możliwość zanieczyszczenia wody jeziora. Na Vostoku stosowane są oleje parafinowe zapobiegające zamarzaniu przewodu wiertniczego i gdyby dostały się do jeziora, cały trud wiercenia pójdzie na marne.
Ideogram wiercenia Lake Ellsworth
(rys. Olivia Solon, Wired UK)
Podlodowcowych jezior na Antarktydzie jest grubo ponad 100, jednak Vostok jest największe. W sam raz na rosyjski rozmach, 250 km długości i 50 km szerokości. Wiercenie Vostok, nie jest jedynym, jakie przebija czapę lodową Antarktydy, by dotrzeć do jeziora. W zachodniej Antarktydzie Brytyjczycy próbują dotrzeć do jeziora Ellsworth. Jezioro jest młodsze od Vostoka, ma nieco ponad 120 tys lat. Stosują tam jednak gorącą wodę zamiast parafin, a końcowym fragmencie, chcą wpuścić do jeziora sondę zawieszoną na podgrzewanym przewodzie. Wszystko to by nie dopuścić do zanieczyszczenia. Końcowy etap i dotarcie do tafli jeziora Ellswortha rusza w listopadzie 2012 i zakończy się za rok, w styczniu 2013 r. (np. tutaj).
Dziwna zbieżność celów, dat, narodów przypomina mi filmy z agentem 007 i być może pomysł z newsem został stamtąd wzięty, żeby osłabić zapał poddanych HM? Ale przynajmniej wiemy na czyich usługach jest GW ;) A skąd im się to 30 lat wzięło?
ps. Przeczytałem właśnie "kosmiczną" notkę w onet.pl o jakiejś bazie U-botów z czasów II wojny światowej! Nie napisałem w poście, że istotnym problemem może być ciśnienie pod jakim znajduje się woda w jeziorze. Istnieje obawa, że "odkorkowanie" jeziora może spowodować eksplozję zgromadzonych tam klatratów.
pps. New Scientist (tutaj) donosi, że za dwa pojawi się oficjalny komunikat (9 lutego).
[Edit] Dalsza część przygód rosyjskiej ekspedycji w poście tutaj
________________________________
fot. w nagłówku: NASA Public Domain
Przeglądając wczorajsze, z 1 lutego 2012 r. wydanie New Scientist natknąłem się na wywiad z Davidem Bowmanem z Uniwersytetu Tasmańskiego w Hobart (brzmi trochę jak z Harry'ego Potera). Wywiad, jak wywiad, dziennikarz pyta, naukowiec odpowiada, niby nic takiego, lecz "inny szczegół wzrok mój przykuł". Bowman uważa, że ludzie powinni wprowadzić do Australii słonie i puścić je żeby się pasły!
Zbaraniałem.. Przecież właśnie Australia to szkolny przykład, jak to ludzie wprowadzili do ekosystemu zwierzęta wcześniej tam nie występujące i skończyło się katastrofą. Fauna Australii zdecydowanie różniła się od reszty świata, prawie w ogóle nie było tam ssaków łożyskowych. Wyjątki stanowiły nietoperze i drobne gryzonie. Królowały torbacze i stekowce.
Wraz z ludźmi pojawiły się zdziczałe psy (dingo), a potem Europejczycy nawieźli jeszcze więcej zwierzyny takiej jak lisy, króliki, jelenie oraz myszy. Wszystko to są w Australii gatunki inwazyjne, zagrażające rodzimej faunie, a w ogólności całemu ekosystemowi australijskiemu. Aż tu nagle jeszcze ktoś wpadł na pomysł sprowadzenia największego współczesnego zwierzęcia lądowego na ten najmniejszy kontynent!
Od pewnego czasu zbieram materiały o gatunkach inwazyjnych i wiem, że jeszcze 20-30 lat temu robiono takie eksperymenty, ale z mniejszymi zwierzętami i z nieodwracalnymi, często opłakanymi skutkami. Wspomnę tylko o rybach, babce byczej Neogobius melanostomus,która pojawiła się w Bałtyku, czy tołpydze białej Hypophthalmichthys molitrixsprowadzonej doUSA, żeby wyjadała glony. Postaram się w najbliższym czasie napisać coś o tych, i nie tylko, gatunkach inwazyjnych.
Przystąpiłem więc do lektury wywiadu chcąc wysłuchać argumentów Bowmana.
Oto co naukowiec z Tasmanii proponuje i dlaczego.
Punktem wyjścia dla pomysłu sprowadzenia słoni do Australii są pożary buszu australijskiego. Podobno przyczyną może być trawa, nomen omen, sprowadzona przez człowieka z Afryki, tzw. gamba Andropogon gayanus, z której spożyciem nie radzi sobie fauna australijska. Sawannowe trawsko rozrasta się w zastraszającym tempie, jak to często dzieje się w przypadku gatunków obcych, odpornych na choroby. Ponadto wyschnięta ulega samozapłonom i pożary buszu australijskiego dają się bardzo we znaki Australijczykom. Przypomniano w wywiadzie pożar z 2009 roku, w którym zginęły 173 osoby. I chodzi o to, żeby te słonie (pewnie afrykańskie) zjadły trawę gamba.
Wszystko to wygląda jak pomysł szalonego chemika, który rozpoczął reakcję i stracił nad nią kontrolę. A teraz chwyta się coraz to potężniejszych środków, żeby ją w końcu zdławić. No bo tak, sprowadzono trawę, żeby obsiać pustynię, potem króliki, żeby zasiedlić te pastwiska, potem lisy, żeby zmniejszyć pogłowie królików, potem okazało się, że trawa sama się zaczęła palić i niszczyć ten łańcuch zależności (i przy okazji co innego). No to co robić?! Sięgamy po największy kaliber - słonie.
Bowman, żeby nie wyjść na szaleńca proponuje, uwaga: sterylizować słonie i wyposażać je w nadajniki GPS, żebyśmy wiedzieli co porabiają :) Używać mamy też oswojonych słoni i w ogóle, proponuje Bowman, żebyśmy zmienili myślenie i używali zwierząt do zachowania obecnych ekosystemów. Powinno się jeszcze zatrudnić afrykańskich pastuszków, którzy chodziliby za słoniami i pilnowali, żeby te jadły co trzeba, albo ogrodzić trawę gamba elektrycznym pasterzem. Ale to już moje, głupie pomysły.
W dyskusji pod wywiadem, jeden z czytelników przypomniał, że już dawno miano sprowadzić do Australii nosorożce, więc słonie też są OK :)
ps. Tego samego dnia ukazał się też wywiad w Nature (Bowman, 2012).
Źródła: Bowman, D. (2012). Conservation: Bring elephants to Australia? Nature, 482 (7383), 30-30 DOI: 10.1038/482030a
Tlen spełnia obecnie jedną z najważniejszych funkcji w świecie żywych organizmów. A właściwie tej grupy organizmów, które korzystają z oddychania tlenowego. Jest jeszcze grupa organizmów beztlenowych i wirusów, ale zostawmy je na razie w spokoju. Znacznie ciekawsze z człowieczego punku widzenia jest oddychanie tlenowe (aerobowe). Ogólnie rzecz biorąc, sam proces jest prosty, polega głównie na utlenianiu węglowodanów (cukrów) oraz tłuszczów i białek w obrębie komórki. W wyniku utleniania uwalniana jest energia w postaci adenozynotrifosforanu (ATP), który komórka wykorzystuje do kolejnych reakcji chemicznych.
Taki typ oddychania jest wydajniejszy energetycznie od oddychania beztlenowego (anaerobowego), dlatego też jest obecnie tak rozpowszechniony wśród wszelkich żyjątek. Ale nie zawsze tak było. Można powiedzieć, że większość dziejów Ziemi związana była z oddychaniem beztlenowym lub z brakiem oddychania. Były to początki życia na Ziemi.
Stężenie tlenu wzrastało w dziejach Ziemi skokowo, podczas tzw. wydarzeń oksydacyjnych. Pierwsze, najstarsze wydarzenie oksydacyjne (ang. GOE - Great Oxydation Event) odbyło się ok. 2.5 mld lat temu (Holland, 2006). A z czym mogło być związane.. poczytajcie.
Żeby dobrać się do początków oddychania tlenowego trzeba było zajrzeć w głąb komórki, gdzie ten proces się odbywa. Szczególną rolę w komórkach wszystkich organizmów, zarówno tych z jądrem (eukariota) jak i bez jądra (prokariota) odgrywają białka.
Ostatnio, Kim et al. (2012) analizowali domeny białek czyli fragmenty białek, które zachowują swą strukturę, po oddzieleniu od reszty białka. Charakterystyczny wygląd i sposób zwijania pozwala na rozpoznanie funkcji poszczególnej domeny białka. Ponadto, takie same fragmenty białkowe mogą w efekcie tworzyć różne białka, które mogą również wymieniać poszczególne domeny białek. Taka wymiana powoduje zatarcie pierwotnej funkcji fragmentu białka, więc naukowcy skupiali się tylko na analizie odpowiednich domen, pełniących tę samą funkcję. Zawężono pole działania do domen białkowych, które powstały w środowisku tlenowym, mając nadzieję na odtworzenie procesu ewolucji oddychania tlenowego.
Żeby dojść do początków oddychania tlenowego posłużono się tzw. zegarem molekularnym, który bazuje na sekwencji zmian w obrębie domeny. Zakładając określoną długość trwania pojedynczej zmiany i zestawiając sekwencję zmian z osią czasu geologicznego, można dojść do momentu utworzenia się domeny. Tak też zrobiono dla domen białkowych biorących udział w procesie oddychania tlenowego.
Okazało się, że jednym z pierwszych produktów oddychania tlenowego wśród organizmów prokariotycznych (czyli bez wyodrębnionego jądra i ewolucyjnie starszych) był pirydoksal czyli pochodna pirydyny i jeden z trzech składników witaminy B6. Mało tego, ten proces oddychania tlenowego pojawiał się już 2.9 mld lat temu razem enzymem katalazy manganowej. A enzym katalazy rozkłada nadtlenek wodoru (H202) do tlenu i wody.
Tlen i wodę pewnie kojarzycie, zaś nadtlenek wodoru to nic innego jak znienawidzona, szczególnie przez dzieci, woda utleniona (to 3% roztwór nadtlenku wodoru), perhydrol (ok. 30% roztwór) lub inne wybielacze, np. takie do tkanin czy włosów.
Kim et al. (2012) kombinują, że 2.9 mld lat temu organizmy pozyskiwały właśnie w ten sposób tlen, poprzez rozkład nadtlenku wodoru.
Skąd się brał ten nadtlenek wodoru czyli H202?
Podobno było go całkiem sporo w efekcie działania silnego promieniowania ultrafioletowego (UV) na ówczesną pokrywę lodową. Właśnie 2.9 mld lat temu notuje się najstarsze znane zlodowacenie na Ziemi (np. Holland, 2006), więc lodu było pod dostatkiem.
Wydaje się, że istnieje dość ścisły związek pomiędzy tym zlodowaceniem a obecnością tlenu na Ziemi. Na początku dziejów Ziemi jej atmosfera była zupełnie pozbawiona wolnego tlenu, podobnie jak oceany, z wyjątkiem niewielkich oaz w płytkich wodach.
Jednak 2.9 mld lat temu niewielki wzrost stężenia tlenu w powietrzu spowodował gwałtowny spadek zawartości metanu atmosferycznego i znaczne ochłodzenie na Ziemi. Stąd cała epoka lodowa.
Działo się to tuż przed nastąpieniem wspomnianego już wielkiego wydarzenia oksydacyjnego (Great Oxydation Event) ok. 2.5 mld lat temu. "Tuż przed" w tym zdaniu oznacza 400 mln lat, ale w skali archaiku, to nie było to aż tak dużo. Holland (2006) szacuje, że ciśnienie tlenu skoczyło wtedy do ok. 0.02 - 0.04 atm (współcześnie jest ok. 0.2 atm), ale jego występowanie wciąż było ograniczone jedynie do płytszych wód.
Ze słabszych stron całego wywodu, wskazać można na fakt, że jak na razie nie ma żadnych dowodów na występowanie w tym czasie perhydrolu, wybielaczy tlenowych czy nadtlenku wodoru w ogólności.
Źródła:
1. Holland, H. (2006). The oxygenation of the atmosphere and oceans Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 361 (1470), 903-915 DOI: 10.1098/rstb.2006.1838
2. Kim, K., Qin, T., Jiang, Y., Chen, L., Xiong, M., Caetano-Anollés, D., Zhang, H., & Caetano-Anollés, G. (2012). Protein Domain Structure Uncovers the Origin of Aerobic Metabolism and the Rise of Planetary Oxygen Structure, 20 (1), 67-76 DOI: 10.1016/j.str.2011.11.003
Toń wodna, głębia oceaniczna kojarzy się nam z ciszą. Motyw tonięcia, zanurzania się, opadania na dno często łączony jest z odcięciem od dźwięku. Prawdę mówiąc, większość z nas tak wyobraża sobie świat głucho-niemych, jak świat pod wodą, gdzie nie można mówić i słuchać. Pamiętacie Wielki błękit Luca Bessona?
Nic bardziej mylnego. Od początku swego istnienia ocean wypełniony jest dźwiękiem. Rozchodzą się w nim fale dźwiękowe wywołane przez procesy geologiczne, takie jak trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów. Do tego dochodzą głosy zwierząt takich jak wieloryby, delfiny, kałamarnice czy krewetki. Głosy te słychać było w całym oceanie od wielu milionów lat. Ostatnio jednak w morzach i oceanach panuje prawdziwy harmider.
Domyślacie się już pewnie, że to sprawka człowieka. I macie rację. Używanie silników okrętowych, łodzi motorowych i wszelkiej maści hałasujących urządzeń zaczęło skutecznie zagłuszać naturalne odgłosy oceanu. Nie wspominając o eksploatacji złóż węglowodorów z dna oceanu...
Wyobraźcie sobie, że w oceanie pozbawionym dieslowskiego hałasu, głos płetwala błękitnego rozchodził się na odległość ponad 1500 mil morskich (prawie 2800 km). Czyli tak jak z Warszawy do Madrytu (do Moskwy jest tylko 1150 km)! Obecnie jednak płetwale z trudem słyszą się z odległości 150 km.
Wieloryby, delfiny i foki używają dźwięków aby komunikować się między sobą, znajdować pożywienie i ostrzegać przed niebezpieczeństwem. Walenie mają bardzo słaby wzrok i kiepski węch. Ich jedynym sposobem na budowanie sobie przestrzennego obrazu otoczenia jest echolokacja. Używają dźwięku podobnie jak to czynią nietoperze. Generalnie, fiszbinowce wydają dwie grupy dźwięków: jedne służące echolokacji, inne komunikacji.
Konwersacje humbaków (długopłetwców, Megaptera novaeangliae) często porównywane są do śpiewu, gdyż zawierają regularną frazę, która powtarza się rytmicznie, niczym refren. Humbaki potrafią śpiewać przez wiele godzin, wydmuchując powietrze przez masywne otwory nosowe (nie mają strun głosowych). Ale humbaki rozwinęły także system specyficznych dźwięków, z których korzystają w określonych, powiedzmy, sytuacjach towarzyskich. Zidentyfikowano dźwięki wydawane przez dorosłego osobnika w otoczeniu młodych typu "tutaj jestem, płyńcie za mną". Dźwięki samców typu "szukam żony" oraz typu "Ta samica przede mną to moja żona". A także dźwięki samicy wołającej swoje dzieci typu "Przypłyńcie już, obiad gotowy". Co ciekawe, każda samica ma własny głos, rozpoznawany tylko przez jej dzieci (Dunlop et al., 2010). Obserwacje fiszbinowców pozwalają zrozumieć kompleksową ewolucję systemu komunikacji dźwiękowej (Kaplan, 2008).
Nasze morskie ssaki potrafią wydawać bardzo niskie dźwięki o częstotliwości już od 10 Hz do 31 kHz. Część z nich, poniżej 16 Hz, to infradźwięki niesłyszalne dla ucha ludzkiego, które słyszy w przedziale od 20 Hz do 20 kHz. Trzeba jeszcze pamiętać, że w wodzie dźwięki rozchodzą się prawie 5 razy szybciej niż w powietrzu, ok. 1.5 km/s.
Spektrogram dźwięków wydawanych przez humbaka (fot. spyrogumas CC-AS-A3.0 Unported License)
Hałas generowany przez człowieka rozbija zupełnie sieć powiązań socjalnych morskich ssaków. Np. humbaki nie są w stanie dostatecznie dobrze się rozumieć, ani wynaleźć innego skutecznego mechanizmu porozumiewania się. Wydaje się, że jest to jedno z największych zagrożeń dla tych morskich ssaków. Większe od zanieczyszczenia wód czy zmian klimatycznych. Te zwierzęta są po prostu oszałamiane przez kakofonię dźwięków ludzkich urządzeń morskich.
Przyszedł czas na to, żeby zastanowić się jak bardzo człowiek hałasuje w wodzie oraz w jaki sposób przyczynia się to zgubnych w skutkach grzęźnięć wielorybów na piaskach plażowych.
NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) rozpoczęło monitoring podwodnego hałasu, którego następnym krokiem będzie opracowanie technologii, która będzie tłumiła niepożądane dźwięki. Na pierwszy ogień pójdą wielkie morskie kontenerowce, szczególnie uciążliwe dla waleni. Potem planuje się wyciszyć urządzenia platform wiertniczych pracujących na szelfach morskich. Nie podjęto chyba jeszcze decyzji co do sonarów łodzi podwodnych, które też nieźle dają się we znaki wielorybom.
Ostatecznie oczekuje się nowych uregulowań prawnych, które będą brały pod uwagę także hałas generowany przez urządzenie pracujące na morzu.
Dedykuję ten post Agacie O. (za jej aktywność w fanklubie) oraz wszystkim Dziadkom z okazji Dnia Dziadka (może zrobi im się trochę raźniej, że nie tylko oni są zagłuszani).
Źródła:
1. Dunlop, R., Cato, D., & Noad, M. (2010). Your attention please: increasing ambient noise levels elicits a change in communication behaviour in humpback whales (Megaptera novaeangliae) Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 277 (1693), 2521-2529 DOI: 10.1098/rspb.2009.2319
W dobie globalnego ocieplenia, przyzwyczailiśmy się, że poziom morza stale się podnosi. Topią się lądolody Grenlandii, rozmarza wieczna zmarzlina na północy Kanady, topią się górskie lodowce. Cała ta woda spływa do morza (jak wiadomo), więc ogólnym, spodziewanym trendem jest podnoszenie się poziomu morza. Od wielu lat prowadzi się pomiary średniego poziomu morza w wielu miejscach na Ziemi. Potrzebne jest to chociażby do ustalania poziomu odniesienia dla prac geodezyjnych (niwelacyjnych). Obecnie w Polsce stosuje się głównie poziom odniesienia Kronsztad (od nazwy wyspy u ujścia Newy koło Sankt Petersburga w Rosji). Inny poziom odniesienia, np. Triest (miasto na pograniczu włosko-słoweńskim), to ponad 40 cm różnicy w średnim poziomie morza.
Nie trzeba mieć wielkiej wyboraźni, by stwierdzić, że skoro globalnie poziom morza się podnosi z powodu wspomnianego na wstępie ocieplenia, to i nasz poziom odniesienia będzie się zmieniał. Aby być na bieżąco z poziomem odniesienia można przeglądać w internecie witrynę Permanent Serivce for Mean Sea Level (PSMSL). W zakładce 'Products' tejże witryny znajdujemy 'Derived Trends → Relative Sea Level Trends' i przystępujemy do intelektualnej konsumpcji.
Ponieważ wchodzę na stronę PSMSL z Polski, więc od razu widzę przed sobą mapę wybrzeży Bałtyku i zachodnich wybrzeży Europy (patrz poniżej). Uwagę przykuwają niebieskie strzałki skierowane w dół, które otaczają Bałtyk. Oznaczają one, że poziom wody w Bałtyku spada w tempie nawet do 4 mm rocznie. Szczególnie w rejonie Zatoki Botnickiej.
W tym samym czasie np. na wybrzeżach Holandii i Belgii obserwujemy odwrotny trend, poziom morza podnosi się do 4 mm na rok. Zresztą, pomniejszając mapkę, tak, aby objąć także Amerykę, zauważymy, że Bałtyk jest tu wyjątkiem.
Jak to wytłumaczyć? Sprawa wydaje się dość prosta. Taki trend odpływu wody z Bałtyku jest prawdopodobnie związany z podnoszeniem się tarczy bałtyckiej. Jest to efekt zrzucenia ze Skandynawii ciężaru pokrywy lodowca ostatniego zlodowacenia czyli izostatyczne podnoszenie tarczy bałtyckiej. Pionowe ruchy wynoszące tarczę rejestrowane były już od dawna, ale ostatnio ten trend jakby nieco się nasilił. Informacje na ten temat znajdziemy w kolejnej zakładce PSMSL 'Training & Information → Geophysical Signals'. Warto prześledzić mapkę przewidywań wynoszenia lądów uwolnionych od pokrywy lodowej ('GIA → Further Information and Predictions').
Ze wspomnianej strony PSMSL można także ściągnąć plik .kml i otworzyć go w Google Earth, żeby zobaczyć dane pomiarowe ze stacji rejestrujących. Niestety, nie znalazłem danych dla Kronsztadu. Ciekawe, co na to nasi rodzimi geodeci? Z braku Kronsztadu zamieściłem poniżej dane z Landsort w Szwecji z wyraźnie widocznym trendem spadkowym.
Jak widać, nad wybrzeże bałtyckie będziemy mieć coraz dalej z każdym rokiem. Ale za to coraz szersze plaże.
Źródła: 1.Permanent Service for Mean Sea Level www.psmsl.org 2. Zdjęcie w nagłówku: Arkone CC-ASA-2.5 Generic License
Polecam film NASA o zmieniającej się cyklicznie aktywności Słońca. Efektowe zdjęcia wyrzutów plazmy z powierzchni Słońca robią niesamowite wrażenie. Jedno mnie tylko zastanawia.. Naukowcy z NASA (jak to się zwykło określać), wykoncypowali sobie, że aktywność Słońca w kolejnych 11-letnich cyklach będzie coraz mniejsza. Następne cykliczne maksima aktywności mają być coraz słabsze, a minima nieco wydłużone w czasie. Niektórzy twierdzą, że się nawet dobrze składa, bo będzie to częściowo niwelowało notowany ostatnio globalny wzrost temperatury. Jednak proponowany spadek aktywności wydedukowano na podstawie zaledwie trzech ostatnich cykli, czyli od 1975 r. Czy to już świadczy o trwałym trendzie?
Świat naukowców był do tej pory podzielony na tych, którzy wieścili globalne ocieplenie, oraz na tych, którzy byli sceptycznie nastawieni do tych poglądów. Zresztą nie tylko świat naukowców. Także politycy, którzy z reguły wiedzą wszystko lepiej, twierdzili, że globalne ocieplenie to jest spisek wiadomych sił, które chcą zahamować rozwój krajów rozwijających się nakładając na nie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych (np. ditlenku węgla).
Sceptycy, aby ostatecznie pokazać, że jednak nie ma globalnego ocieplenia, utworzyli projekt o nazwie BEST (Berkeley Earth Surface Temperature), w którym zebrali dane meteorologiczne gromadzone od 1800 roku do dziś, pochodzące z ponad 15 źródeł, m.in. Światowej Organizacji Meteorologicznej oraz amerykańskich i brytyjskich służb meteorologicznych. W sumie ponad 1.5 mld zapisów. Oto co im wyszło:
Jednym ze skutków topnienia lodowców jest wzrost poziomu morza. Można spierać się o przyczyny ubywania pokrywy lodowej, ale fakt zmniejszania się lądolodów i podnoszenia poziomu oceanu światowego raczej nie podlega dyskusji. W tej chwili, oprócz dokumentacji dotyczącej zmniejszających się lodowców, mamy także długoletnie pomiary zmian poziomu oceanu światowego z lat 1900 - 2008, które zostały już opracowane. Na niewątpliwy wzrost poziomu morza spowodowany dostawą wody z topniejących lodowców wpływ ma jeszcze jeden czynnik, wypompowywane przez człowieka wody podziemne.
Na interesujący, i kontrowersyjny, pomysł wpadli brytyjscy inżynierowie. Co ciekawe, zamierzają na niego wydać blisko 2 miliony funtów. Z grubsza chodzi o to, żeby przez rurę długości 1 km, przyczepioną do unoszącego się w powietrzu balonu, rozpylać do stratosfery aerozole siarczanów.
SPICE w praktyce
A po co? W ten sposób chcą tworzyć chmury, które miałyby zapobiec efektowi cieplarnianemu. Jeśli projekt się powiedzie - argumentują geoinżynierowie z Wielkiej Brytanii - będziemy mogli w przyszłości regulować wzrost temperatury przy powierzchni Ziemi, zwiększając lub zmniejszając zachmurzenie. Projekt ochrzczono mianem SPICE (Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering). Sami pomysłodawcy uważają, że szanse wdrożenia w przyszłości tego pomysłu wynoszą w tej chwili 50-50, ale próbować trzeba. Nadrzędnym celem projektu jest ustalenie jaki naprawdę wpływ na tworzenie się chmur mają aerozole siarczanów.
Jak można się domyślić, nie brak głosów sceptycznych. Przeciwnicy zarzucają projektowi, że tak naprawdę nie wiadomo co dobrego miałoby z tego wyjść, a ryzyko operacji na żywej tkance powiązań klimatycznych jest duże. W rezultacie może do dojść do jeszcze większego rozlegulowania klimatu oraz uszkodzenia przez aerozole warstwy ozonowej (Heckendorn et al., 2009).
Brytyjczycy nie są pionierami w tej dziedzinie. Od lat mówiło się o tym, że Rosjanie przed defiladą z okazji Dnia Zwycięstwa rozpylają nad Moskwą jakieś specyfiki, żeby podczas uroczystości żadna chmurka nie zapaskudziła nieba. Podejrzewam, że przed pochodem pierwszomajowym też tak robili, bo jak sięgam pamięcią wstecz, co najmniej do lat 80-tych, to nie przypominam sobie, żeby w Moskwie kiedykolwiek wtedy padało. Naukowe potwierdzenie rosyjskich pomysłów przyszło w 2009 roku, kiedy opublikowano dane z rozpylania wspomnianych aerozoli w niewielkich ilościach i stwierdzono, że w efekcie zmniejszono nasłonecznienie rzędu od 1 do 10% (Izrael et al., 2009).
Warto pamiętać także o tym, że jednym z największych naturalnych "producentów chmur" są kokolitofory. Te malutkie, samożywne stworzonka w okresach zakwitów pokrywają olbrzymie połacie przypowierzchniowych wód mórz i oceanów, wytwarzając oprócz węglanu wapnia, także siarczek dimetylu (DMS; podobnie zresztą jak większość glonów). DMS jest utleniany w atmosferze do różnych związków, wśród których kwas siarkowy tworzy aerozole będące jądrami kondensacji pary wodnej (czyli chmur). Jednym z pomysłów na wzrost zachmurzenia było dożywianie tych organizmów poprzez dostarczenie im do oceanów składników potrzebnych do budowy komórek, m.in. żelaza. Ale z tego też wyszło 50-50.
Źródła: 1. Heckendorn,
P., Weisenstein, D., Fueglistaler, S., Luo, B., Rozanov, E., Schraner,
M., Thomason, L., & Peter, T. (2009). The impact of geoengineering
aerosols on stratospheric temperature and ozone Environmental Research Letters, 4 (4) DOI: 10.1088/1748-9326/4/4/045108 2. Izrael, Y., Zakharov, V., Petrov, N., Ryaboshapko, A., Ivanov, V., Savchenko, A., Andreev, Y., Puzov, Y., Danelyan, B., & Kulyapin, V. (2009). Field experiment on studying solar radiation passing through aerosol layers Russian Meteorology and Hydrology, 34 (5), 265-273 DOI: 10.3103/S106837390905001X
.jpg)
Posty
