Klimatické změny a vývoj krasových sedimentů

Minulost je každou chvíli jiná a budoucnost už není, co bývávalo

Během posledních dvou milionů let prodělaly zóny mírného pásma sérii dlouhých, teplých a chladných období. Před posledními 10 tisíci lety definitivně ustoupil severský kontinentální ledovec a nastoupil zatím poslední teplý výkyv, kterému říkáme holocén. První údaje o průběhu holocenního klimatu přinesly paleobotanické výzkumy v severní Evropě, kde se postupně vystřídalo několik typů vegetace odpovídajících určitým podnebním typům, jejichž názvy se ujaly jako označení dílčích fází holocénu. Dnes jim však rozumíme spíš chronologicky a klimaticky než ve smyslu sukcesních stadií lesa zachycených v rašelinách severských jezer, jak byly původně zamýšleny.

Postupně bylo v Evropě zpracováno několik tisíc holocenních lokalit. Ty byly doplňovány stovkami vrtů do říčních delt a ledovcových uloženin a korelovány s hlubokomořskými a ledovými vrty. Jednotlivé vrstvy byly datovány pomocí radiokarbonu anebo počítáním přírůstkových vrstviček. Pozvolna začal vystupovat plastický obraz změn prostředí a klimatu za posledních několik tisíciletí.

Jenže: jak zhodnotit ta území, kde nejsou vhodné nálezy? Jak se dobrat klimatické historie Čech, kde snad jediné vhodné jezero pro paleoklimatický výzkum bylo v Komořanech odtěženo jako skrývka hnědouhelného dolu? Co si počít s teplými a suchými oblastmi Čech, které byly v pravěku nejdříve kultivovány, takže jejich poznání by bylo velmi vítané, ale kde nejsou žádné rašeliny, ledovce, ba ani oceány? Nedostatek klasických holocenních sedimentů způsobil rozvoj nové metody paleoklimatického výzkumu - stalo se jím studium vápnitých osypů, svahovin a krasových sedimentů obecně.

Vědci často předstírají, že minulost je klíčem k budoucnosti; že poznáme-li skutečně dobře minulost, dokážeme předpovědět i budoucnost. Nejspíš to není pravda, protože i v holocenním sedimentárním záznamu se jednotlivé vrstvy neopakují, takže to, co jednou bylo, se nikdy nestává tím, co bude. Ale přesto na sebe jednotlivé vrstvy navazují, dědí své rysy a ovlivňují se. Studium minulosti nám především stanovuje hranice, ve kterých se reálný ekosystém pohybuje, a informuje nás o délce a intenzitě klimatických oscilací. Není to tak málo, uvážíme-li, že náhlé klimatické změny způsobily např. pád Akkadského impéria, egyptské Staré říše, vysušení Sahary či zánik vikingské kolonizace Grónska.

Klima a krasové sedimenty

Sedimenty krasových a obecně vápnitých oblastí např. v České křídové tabuli vzhledem ke své nasycenosti karbonátem dobře a někdy ve značném množství (až stovky kusů měkkýších fosilií v 1 kg vzorku) uchovávají pozůstatky živočichů - drobné kůstky savců, vývržky sov, medvědí exkrementy, a hlavně schránky měkkýšů. Tyto nálezy je často možné statisticky zpracovávat podobně jako pylové analýzy jezerních sedimentů. Krasové sedimenty v sobě navíc často obsahují archeologické nálezy, takže můžeme přímo korelovat vývoj prostředí s vývojem lidské společnosti.

Tradice výzkumu jeskynních výplní jako bohatých nalezišť diluviální čili "předpotopní" zvířeny se u nás rozvinula již v minulém století. Již v té době byly vybrány a většinou zničeny důležité profily v Moravském krasu, ale pozornosti neunikly ani malé jeskyně Českého krasu a jižních Čech. Badatelé si dobře povšimli nápadného bělavého horizontu, který odděloval vrstvy s památkami kultur starší doby kamenné od souvrství s pozůstatky kultur užívajících keramiku - tedy od prvních zemědělců mladší doby kamenné.

Ukázalo se, že světlou polohu tvoří nezpevněné sraženiny vápenatého sintru, kterému moravští badatelé dali jméno pěnitec. Vlastně mělo být od začátku jasné, že poloha pěnitce může vzniknout jen při úplném zamokření jeskyně, protože obsahoval i vodní plže, ale zhodnocen byl spíš jako doklad nepřítomnosti osídlení během střední doby kamenné - mezolitu. Teprve později si zasloužilý terénní badatel Jaroslav Petrbok povzdechl: "Doktoři jsou volové, ale profesoři, to jsou už úplní idioti!" a správně přičetl výskyt pěnitce teplému a vlhkému období holocénu, kterému pro jeho mírné a oceánské klima říkáme atlantik.

Jak vypadá jeskynní profil?

Na vrcholu posledního ledového období byla do mnohých jeskyň naváta spraš nebo se zde destruktivní činností mrazu vytvořily mrazové drtě. Nejsou zde žádné stopy po pohybu uhličitanu vápenatého. Jeskyně byly v té době suché a hojně obývané jak člověkem, tak zvířaty. Tvorba spraše vyznívá asi před 12 tisíci lety, kdy se v jeskyních zdržovali nositelé poslední paleolitické kultury - magdaleniénu. V nadloží spraše leží slabě humózní světlé hlíny se sutí. Jejich fauna svědčí o mírném oteplení a zvlhčení, které však zdaleka nedosahovalo dnešních hodnot. Osídlení je méně časté, nicméně mezolitičtí lovci a rybáři si své místo v jeskyni ještě našli. Půdy jsou však směrem k povrchu stále více prosyceny sintrem a to svědčí o rychlém zvlhčování prostředí.

Nad nimi leží již pěnitec. Jeho tvorbu můžeme dodnes pozorovat např. v Gaderské dolině Velké Fatry v místech, kde roční srážkový průměr dosahuje téměř 1000 mm. I v teplém létě to jsou vlhké a neútulné díry, kde žijí jen měkkýši "spásající" řasové koberce na stěnách jeskynních převisů. V přímém nadloží pěnitce však již leží v tmavých hlinitých sutích střepy nejstarších neolitických zemědělců. A nejsou to ojedinělé nálezy, ale např. v Domici celá sídliště i s kultovním zázemím. Změna sedimentace a výskyt osídlení tak ukazuje na náhlý suchý výkyv.

V teplejších oblastech se tvorba pěnitce již nikdy neopakuje a všechny mladší archeologické kultury se nalézají v hlinitokamenitých sedimentech. Teplomilné druhy v kombinaci s intenzivní tvorbou pěnitců a jeskynních sintrů ukazují, že i v našich nejsušších oblastech panovalo klima asi o 2 - 3^o teplejší a se srážkami překračujícími 800 mm. Srážení karbonátu na jedněch místech je doprovázeno jeho vyluhováním na jiných místech. Tomuto procesu říkáme karbonátový metabolizmus a představuje pro nás důležitý paleoklimatický faktor. Vlhké klima produkuje nejenom pěnitcový horizont, ale také hnědé lesní odvápněné půdy. Vyschnutí našich jeskyní pak souvisí se suchou globální vlnou, která mj. způsobí zánik saharských jezer.

Někdy od 4. tisíciletí před Kristem tak můžeme pozorovat několik neustále se prohlubujících suchých vln, které trvaly asi 100 - 200 let. Poslední velká suchá vlna se odehrává v době mořských národů mezi 13. - 8. stoletím před Kristem, mezi dórskou invazí a založením Říma, v Čechách pak v období nejmladší doby bronzové. K. D. Jäger, který zkoumal ložiska sladkovodních pramenných vápenců vysrážených krasovými vyvěračkami, upozorňuje, že oblast mezi Durynskem a Slovenskem má analogický vývoj. Několik půd vložených do vápenců ukazuje na suchý výkyv klimatu. Ve stepních oblastech to obvykle znamená katastrofu, ale u nás se naopak osídlení šíří. Na severním Slovensku vznikají opevněná hradiště ve výškách až kolem 1400 - 1500 m n.m. (Poludnica a Mnich u Liptovského Mikuláše). Průběh suchých období je nevyrovnaný a v jejich druhé fázi se často sektáváme s rozpadem skalních výchozů, řícením jeskynních stropů a překotným vznikem sutí, jejichž meziprostory se ani nestačí vyplnit zeminou.

Změny sedimentace pozorujeme i poslední dva tisíce let, ale paleoklimatická citivost klesá s tím, jak se člověk stále více stává tvůrcem prostředí, ve kterém žije.

Odkud přicházíme a kam směřujeme?

Klimatické změny v holocénu jsou vzrušující téma, protože změny nilských záplav, vysušení Mezopotámie anebo středoruských stepí obvykle souvisí s civilizačními změnami a etnickými migracemi. Bez nich bychom, my - autoři i vy - čtenáři, nejspíš jako praví Indoevropané seděli ve stepi někde u Kaspického moře. G. A. Aardsma dokonce tvrdí, že i Židé z Egypta mohli odejít jenom v klimaticky a politicky nestabilním tzv. prvním přechodném období na konci Staré říše. A podobná epizoda snad později vyhnala z jejich zauralského domova i ugrofinská plemena. Klima a sociální řád spolu úzce souvisejí. Ve světle minulosti můžeme tedy odhadnout nikoliv to, co se stane, ale co by se stát mohlo. Jaká jsou vlastně klimatická rizika holocénu?

• Holocén je zatím poslední interglaciál a těžko si můžeme představovat, že skončí jinak než všechny ostatní interglaciály. Známe-li vývoj sedimentů v jiných interglaciálech a v holocénu, vyjde nám, že kulminační bod jsme již přešli, že jsme již za polovinou holocénu a snad na počátku jeho poslední třetiny.
• Klima v druhé polovině interglaciálů bývá méně stabilní. Zvyšuje se riziko suchých výkyvů, posunů teploty oběma směry a geomorfologických epizod, jako je tvorba sutí či povodně. Klima se vždycky měnilo, krátkodobější chaotická období se střídala s dlouhodobějšími klidovými v cyklech trvajících 1 - 3 tisíce let. Klimatologové někdy hovoří o tom, že vstupujeme do dalšího chaotického období, ale ve skutečnosti se to dá jen velmi těžko prokázat, protože globální přehled o klimatu získáváme až od 2. sv. války a jeho přesnější obraz až se zavedením meteorologických satelitů.
• Nejobvyklejší holocénní klimatickou změnou je špatně prokazatelná změna ročního chodu (tj. že např. srážky se nemění, ale spadnou v jiných ročních obdobích nebo v několika přívalových deštích) a naopak dobře prokazatelná období sucha. Žádná civilizace neudělá chybu, když se na možný příchod klimatické změny připraví dobře fungujícím a zároveň flexibilním režimem vodního hospodářství.

Když přijde přirozená klimatická změna, tak prostě přišla, a to hlavní, co s ní můžeme udělat (a co jsme víceméně úspěšně udělali již tolikrát), je přizpůsobit se jí. V naprosto jiné situaci se ocitáme, když se klimatickou změnu pokoušíme sami přivolat. Mnoho jsme četli, a to i na stránkách tohoto časopisu, o skleníkovém efektu, ozonové díře, odlesnění a dalších antropogenních faktorech. Jsou to hořce diskutované a nejisté problémy, v jejichž stínu se úplně ztrácí to, že naše krajina se vůči jakýmkoliv změnám stává čím dál zranitelnější. Malá změna dneska způsobí víc škody než velká změna v minulosti. Snadno bychom na tomto místě mohli volit varující závěr nebo moralistní ekologické poučení, ale bylo jich už příliš mnoho. Dnes nás spíš oslovuje výrok Hérakleita z Efesu: "Neusnášejme se zbrkle o největších věcech."