Prezentacje projektów – W jaskiniach znajdujemy odpowiedzi na temat zmian klimatycznych
Wiele osób wytrzymuje trudne i niebezpieczne warunki, z jakimi mogą spotkać się w nietypowej, podziemnej atmosferze jaskiń, wśród niezwykłych formacji mineralnych, zwanych naciekami, takich jak stalagmity i stalaktyty. Jednak poza atrakcją dla entuzjastów jaskiń, nacieki te zawierają także istotne informacje o klimacie. Biorąc pod uwagę fakt, iż tworzone są przez tysiące lat z depozytów mineralnych, w miarę jak woda powoli skapuje poprzez porowate skały, to dzięki temu składają się z warstw informacji na temat różnych elementów atmosferycznych występujących przez okresy stuleci. Jednym z naukowców, którzy badali w jaki sposób jaskinie mogą przekazać więcej informacji o naszym klimacie, jest hiszpański paleoklimatolog David Dominguez-Villar. Zakończył on niedawno dwuletni projekt badawczy, monitorując jaskinie w Hiszpanii, Francji, Słowenii oraz dwie w Wielkiej Brytanii, współpracując z lokalnymi badaczami w każdym z tych miejsc. "Staramy się zrozumieć czy można zaobserwować dowody zachodzących zmian klimatycznych w różnych jaskiniach na obszarze Europy," twierdzi on. "Jaskinie to specyficzne środowiska, w których panuje stała temperatura. Oznacza to, że stanowią dobry wskaźnik tego, jak zmieniał się klimat na przestrzeni dłuższego czasu. Archiwum klimatu Naukowiec ten wyjaśnia w jaki sposób nacieki w jaskiniach mogą odzwierciedlać zmiany klimatu – stanowiąc archiwum zmiennych warunków w okresie stuleci – oraz przekazując naukowcom dane podobne do odwiertów na lodowcach znajdujących się w polarnych regionach Ziemi. "Informacje z jaskiń posiadają pewną przewagę nad odwiertami lodowcowymi," mówi Pan Dominguez-Villar, który prowadził projekt w trakcie pracy nad swoją habilitacją na brytyjskim Uniwersytecie Birmingham. "Można je napotkać wszędzie, co oznacza, że jest możliwość, by przekazały nam informacje o zmianach klimatycznych na szerokim zakresie przestrzeni geograficznej, a poza tym są znacznie łatwiej dostępne, bo nie ma potrzeby organizowania ekspedycji na bieguny." Stalagmity znajdujące się w jaskiniach umożliwiają naukowcom zdobywanie dokładnych informacji, w miarę dokonywania pomiarów, często lepszych, niż znajdowane w innych archiwach, co pozwala nie tylko uzyskać dokładną reprezentację klimatu, lecz także rezolucję z dokładnością do pór danego roku. Nacieki można także oznaczać dokładnie według dat w okresie ostatnich kilkuset tysięcy lat – dla okresu definiowanego jako czwartorzęd – stosując technikę oznaczania przy użyciu izotopów uranu i toru. Ponadto, stalagmity są szczególnie użyteczne dla zastosowań paleoklimatycznych, z uwagi na stosunkowo prostą geometrię, a także dlatego, że zawierają szereg różnych odpowiedników klimatycznych, takich jak izotopy tlenu i węgla, bądź też pierwiastki śladowe – czyli nieczystości znajdujące się w stalagmitach węglanowych. Mogą one udzielać odpowiedzi na temat przeszłych opadów, temperatury i zmian wegetacji w okresie ostatnich 500 000 lat, wyjaśnia Pan Dominguez-Villar. Są to informacje istotne dla naukowców badających zmiany klimatyczne, ponieważ znajomość zmienności klimatu w przeszłości i przyczyny tych zmienności są sprawą kluczową dla zrozumienia bieżących zmian oraz przewidywania przyszłych trendów. Głębsze spojrzenie W miarę wzrastającego zainteresowania wielu sektorów zmianami klimatycznymi, naukowcy potrzebują więcej dokładniejszych informacji o zmianach klimatycznych zachodzących w przeszłości. "Wielu naukowców chciało wykorzystywać jaskinie w charakterze archiwów klimatycznych, ale z uwagi na niezbyt dobrą znajomość współzależności między zmianami zachodzącymi na powierzchni a zmianami w jaskiniach, wykorzystanie takich danych sprawiało dotąd pewne trudności. Postanowiliśmy odkryć w jaki sposób zmiany temperatury przenoszone są do środowiska w jaskiniach," mówi Dominguez-Villar. Pan Dominguez Villar twierdzi, iż dzięki projektowi, naukowcy dysponują obecnie "zasadniczym uaktualnieniem" w zakresie fizyki jaskiń, czym poważnie zajmowano się ostatnio w latach siedemdziesiątych. "Projekt pomógł nam na prawdę znacznie lepiej zrozumieć ten proces," mówi. "Mechanizmy te są dość skomplikowane, ale obecnie znacznie lepsze rozumiemy w jaki sposób temperatury przenoszone są do jaskiń, toteż możemy budować modele w oparciu o dane zebrane w każdym z miejsc," dodaje Pan Dominguez Villar. Jednak przed zebraniem dokładnych danych, trzeba będzie podjąć pewne wyzwania. Atmosfera w każdej z jaskiń i zachodzące w niej procesy są specyficzne, toteż każda z nich musi być indywidualnie monitorowana, wyjaśnia on dalej. Dopiero po poznaniu charakterystyk każdej z jaskiń, możemy stworzyć znaczące modele. Lata lub dziesiątki lat mogą upłynąć, zanim zmiany temperatury na powierzchni przeniesione zostaną do środowiska jaskiń. "Zaobserwowaliśmy, że głębokość każdej konkretnej jaskini jest zasadniczym czynnikiem, który określa jak szybko zmiany temperatury zostaną przeniesione do wnętrza," wyjaśnia on dalej. Na przykład w jaskiniach Słowenii występuje 20-letnie opóźnienie, zanim wzrost temperatury na powierzchni może być zaobserwowany pod ziemią, natomiast zmiany takie przenoszone były już po kilku latach w wybranych jaskiniach hiszpańskich, francuskich i brytyjskich, które są płytsze. Zespół odkrył także, iż innym elementem wpływającym na przenoszenie temperatury są zmiany zagospodarowania przestrzennego na powierzchni. "W jednej z hiszpańskich jaskiń zaobserwowaliśmy ochłodzenie, które, jak się okazało, spowodowane było przez zmiany w pokryciu lasem tego terenu," twierdzi Dominguez Villar. "Jest to szczególnie krytyczne w Europie, gdzie w ciągu ostatnich dziesięcioleci wystąpiło wiele zmian w sposobach zagospodarowania terenu, a pokrycie roślinnością ogromnie się zmieniło." Przyszłe opracowania Pan Dominguez-Villar pisze obecnie pracę naukową omawiającą rezultaty projektu, który finansowany był z funduszu na habilitacje w ramach unijnego programu Marie Curie, promującego indywidualne projekty badawcze naukowców na uniwersytetach. W międzyczasie, zgromadzone dane będą stanowiły podstawę dalszej pracy, dodaje on, w zakresie obserwacji różnic w historycznych zmianach klimatu między północną a południową Europą. Podkreśla on, iż prace te są jeszcze w początkowym stadium, ale jest przekonany, że wniosą one cenny wkład w naszą wiedzę o zachodzących zmianach klimatycznych. "Jaskinie mogą zapewnić nam dalsze archiwum, które pokaże klimat z innego punktu widzenia. Ten projekt wykorzystany zostanie do lepszego wywzorcowania zapisów wykonanych przez innych naukowców pracujących w jaskiniach. Zapisy takie są często integrowane przez osoby zajmujące się modelowaniem, a zatem poprawa dokładności danych, opracowana w naszym projekcie, będzie niezbędna do lepszego wyjaśnienia prognoz przyszłych scenariuszy klimatycznych," dochodzi do wniosku Pan Dominguez-Villar.