Kaip atkurti klimato istoriją

Dažniausiai instrumentiniai duomenys apima 20–30 metų stebėjimų laikotarpį. Tik kai kuriais atvejais nagrinėjami pavieniai šimtmečių rezultatai. Pagrindinis dėmesys pastaruoju metu skiriamas naujausių laikų orų tendencijoms vertinti, šiuolaikinės augalijos, vandens telkinių ekologinės būklės tyrimams ir žemės naudojimo pokyčiams. Tačiau klimatas ir aplinka kito nuolat. Kad suprastume kaip į vienokius ar kitokius pokyčius reaguoja aplinka, nepakanka stebėti, kas vyksta šią akimirką. Būtina turėti kuo išsamesnius geologinės praeities duomenis.

Todėl klimato tyrėjai į pagalbą pasitelkia mikroskopinių žiedadulkių, susikaupusių ežerų nuosėdose, analizę, kosmoso palydovus, skriejančius šimtų kilometrų aukštyje virš Žemės bei sparčiai tobulėjančias kompiuterines technologijas. Šis metodų ir instrumentų derinys jungia paleoekologiją ir modernųjį nuotolinį stebėjimą, leisdamas mums pamatyti pilną planetos gyvybės bei klimato kaitos paveikslą nuo tada, kai atsirado pirmoji žydinti augalija. Itin aktuali informacija taip pat glūdi nuosėdose, susiformavusiose paskutinio ledynmečio pabaigoje prieš 15.000 metų.

Palinologija – mokslas, tiriantis žiedadulkes ir sporas, leidžia „perskaityti“ Žemės praeitį. Augalų žiedadulkės turi itin tvirtą išorinį apvalkalą, sudarytą iš medžiagos, vadinamos sporopoleninu. Ji nepaprastai atspari cheminiam ir fiziniam irimui, todėl ežerų dugno nuosėdose, pelkėse ar durpynuose žiedadulkės gali išsaugoti savo unikalią formą dešimtis tūkstančių ar net milijonus metų.

Mokslininkai, išgręžę ežero dugno nuosėdų šerdį, gali tirti ir „perskaityti“ aplinkos istorijos knygą: gilesni sluoksniai atspindi senesnius laikus, o viršutiniai – artimesnius. Kadangi kiekviena augalų rūšis suformuoja jai būdingos formos žiedadulkes, augalus gana lengva atpažinti. Analizuodami įvairių augalų žiedadulkių proporcijas įvairiuose sluoksniuose, tyrėjai atkuria praeities augalijos bioįvairovę. Žinant, kokiomis klimato ir aplinkos sąlygomis auga tam tikri augalai, tiksliai atkuriami praeities temperatūros svyravimai ir kritulių kiekiai. Pavyzdžiui, jei žiedadulkių mėginyje staiga sumažėja šilumamėgių ąžuolų ar skroblų dalis ir pradeda vyrauti beržai bei spygliuočiai, tai aiškus signalas apie prasidėjusį atšalimo periodą.

Žiedadulkės suteikia mums gilią istorinę atmintį konkrečiame taške, o kosminiai palydovai pateikia momentinį, bet globalų Žemės būklės vaizdą realiu laiku. Nuo XX a. 8-ojo dešimtmečio, paleidus pirmuosius „Landsat“ ir vėliau „Copernicus Sentinel“ serijos palydovus, žmonija jau gali stebėti visą planetos paviršių. Palydovai matuoja augalijos būklę ir pasiskirstymą naudodami įvairius rodiklius. Tai leidžia fiksuoti, kada pavasarį medžiai išskleidžia lapus ir kada rudenį jie nukrenta; miškų nykimą ir plėtimąsi: greitus miškų kirtimo, gaisrų ar atžėlimo procesus; sausras ir vegetacijos stresą: biomasės pokyčius priklausomai nuo klimato anomalijų; vandens telkinių žydėjimą ir jų taršą ir paviršiaus temperatūras.

Tikroji mokslinė revoliucija įvyksta tada, kai šie duomenų šaltiniai sujungiami į visumą. Žiedadulkės ir palydovai papildo vienas kito duomenis. Duomenų saugojimui šiuo metu kuriamos įvairios duomenų bazės. Įvairūs projektai buria mokslininkų bendruomenes ir skatina mokslininkus dalintis surinktais duomenimis. Pavyzdžiui, šiuo metu vykstančiame tarptautiniame projekte „PalaeOpen“ siekiama, kad didelė dalis praeities ir šiuolaikinės aplinkos duomenų būtų prieinama viešai. Tai sustiprintų jų taikymą gamtos apsaugos srityje. Bus atvertos duomenų kolekcijos ir sukurtos geresnės sąlygos analizuoti paleoekologines ekosistemų sąveikas įvairiuose žemynuose.

Tokių duomenų pagrindu kuriami klimato ir gamtinės aplinkos modeliai, prognozuojantys ateities scenarijus. Jie privalo būti išbandyti su praeities duomenimis. Dažniausiai mokslininkai naudoja žiedadulkių duomenis, kad patikrintų, kaip ekosistemos reagavo į atšilimą po paskutinio ledynmečio. Jei modelis teisingai „atspėja“ praeitį pagal žiedadulkes, jį galima saugiai taikyti ateities prognozėms, naudojant palydovų surinktus bazinius duomenis.

Apsilankę laboratorijoje, kartu su mokslininkais tyrinėsite bičių suneštas žiedadulkes: uostysite, ragausite. Vėliau persikelsite tūkstančius metų į praeitį ir iš ežerų nuosėdų žiedadulkių patys analizuosite aplinką. Rūšiuodami augalų žiedadulkes vertinsite, kaip keitėsi Lietuvos kraštovaizdis per 15000 metų — nuo poledynmečio tundros iki šiuolaikinių miškų. Pamatysite ir dar senesnių t.y. Neogeno bei Juros laikotarpiais Lietuvoje augusių augalų žiedadulkes. Tai veikla, kurioje kiekvienas tampa tikru gamtos detektyvu. Puikiai tinka visai šeimai, smalsiesiems gamtos tyrinėtojams. Į Mokslo festivalio renginį „Kaip žiedadulkės ir kosmoso palydovai kartu pasakoja klimato istoriją“ pakviesime rugsėjo 11 d. 11 val. VU Geomokslų institute (M. K. Čiurlionio g. 21, Vilnius). Renginys nemokamas, tačiau būtina registruotis adresu mokslofestivalis.eu.