Způsobil výzdvih Tibetu příchod ledové doby?

Na paleoklimatických kongresech si nejvíce stěžují Australané. Každý člověk má totiž tendenci pohlížet na svět z hlediska své specializace anebo své země, a protože většina klimatologů pochází z USA či Evropy, vzniká jakési americko-evropské paradigma stavící do centra problému menší část severní polokoule. Určitou výjimku tvoří Tibet, ale to je zase podmíněno tím, že je dostatečně tajemný, a tedy zajímavý, a také že se jezdí do Číny na kongresy. Aniž bych chtěl přehánět, předložím vám nikoliv k věření, ale k úvaze následující schéma: Americká administrativa zlepšuje vztahy s Čínou. Součástí této politiky je vědecká spolupráce. Grantové agentury získají zvláštní prostředky na jakýkoliv společný výzkum. Ten nakonec vyústí v dotované sympozium nebo kongres v Číně, kterému dodávají lesku význační vědci, jejichž cesta je hrazena. Vědci jsou zvídaví, chtějí se podívat do světa, ale zároveň ukázat, že jejich výzkumy jsou skutečně důležité. Náplně přednášek jsou však limitovány tématem sympozia, které nějak souvisí např. s Čínou. Výsledek je ten, že neúměrně zesílí jeden aspekt nebo region a malá solidní skupina australských klimatologů, která nadělala hodně práce a málo hluku, opět odjíždí domů poněkud rozladěna.

Analogickou situaci nyní pozorujeme ve společných výzkumech ruských a amerických fyziků, kdy se zdá, že hlavním cílem je zaměstnat ruské vědce v USA. Je to lacinější než zbrojení, a navíc to přináší výsledky. Nechci kritizovat způsob, jakým je věda ovlivňována pomocí přidělování financí, protože chápu důvody, které k němu vedou, ale na druhou stranu potřebuji o tomto systému něco vědět, abych některým článkům nevěřil víc než jejich autoři. A to se týká právě Tibetu.

Asi před 2,5 milionu let došlo k náhlému výzdvihu tibetského plató o 2 – 3 km a zároveň začala dlouhá série chladných a teplých klimatických oscilací. Bill Ruddiman se spolupracovníky navrhli, že výzdvih Tibetu způsobil porušení globální cirkulace tím, že převládající západní větry byly nuceny Tibet obtékat a zatlačily monzunový systém dál na jih. Zároveň vzrostla plocha pokrytá sněhem a prostřednictvím albeda došlo k dalšímu ochlazení. Výzdvih pohoří navíc vede ke zvýšené erozi a zvětrávání, které váže atmosférický oxid uhličitý do karbonátů a tím snad může omezit skleníkový efekt. Ruddimanův model není jenom myšlenková konstrukce, ale je založen na stovkách analytických dat ve vrtech do podmořských výplavových kuželů velkých asijských řek. Obecně se předpokládá, že příroda skutečně nějakým podobným způsobem funguje, ale nejistota se pochopitelně týká míry vlivu.

Problém je v tom, že změny na pevnině ovlivňují dlouhodobý klimatický cyklus (nejde-li zrovna o meteoritový impakt nebo velkou sopečnou explozi) podstatně méně než změny v moři. Světový oceán totiž zachycuje a distribuuje víc než 90 % (některé výpočty dokonce hovoří o 94 %) pohlcené sluneční energie. Jak je možné, že pevniny se na celkovém teplotním chodu podílejí jen 6 – 10 procenty? Moře nejenom zabírá větší plochu zeměkoule, ale také má oproti pevnině dvakrát nižší albedo. Rovníková oblast, která přijímá nejvíce tepla, má relativně velkou plochu moře a malou plochu pevniny. Na pevnině se nejvíc tepla neztrácí v obrovské Antarktidě, ale v tropických pouštích. Antarktida sice odráží 90 % sluneční energie a Sahara jen 30 %, ale Antarktida dostává jen zlomek tepelné energie, kterou získávají tropy. Teplo zachycené mořem je rozdělováno mořským prouděním, které je podmíněno tvarem mořského dna.

Tady jsme narazili na otázku dalekosáhlého dosahu – na vztah tektoniky a klimatu, na způsob, jakým vnitřní síly Země ovlivňují chod globálního ekosystému. Představte si, že Zemi pokrývá mělké moře bez pevnin. Albedo je nízké, tepelné ztráty malé, celý systém se ohřívá. Do ovzduší se dostává čím dál víc vodní páry, která je nejúčinnějším skleníkovým plynem, a teplota dál vzrůstá. V tomto případě končí zemský systém téměř v situaci Venuše. Jiný příklad: pokud v klimatických modelech zachováte teplotu souše, ale rozdělíte ji na řadu drobných izolovaných ostrovů, získáte v závislosti na jejich distribuci různé, velmi odlišné průměrné teploty zeměkoule. Jeden ze základních evolučních faktorů je tedy reprezentován geometrií zemského systému, nerovnoměrnou distribucí moře a souše.

Zvlášť důležitou úlohu zde zastávají mořské prahy jako látkové a tím i teplotní (= energetické) bariéry zemského systému. Teplotní bariéry na pevnině, jako je Tibet nebo Skalisté hory, mají už vzhledem k nízké teplotní kapacitě vzduchu malý vliv. Jejich význam je jiný – mohou se stát ohnisky, odkud se rozšíří kontinentální ledovce. Někdy se ptáme, proč např. z křídového období druhohor neznáme ledové doby. Odpověď je možná jednoduchá – v křídě, která byla dlouhodobě tektonicky stabilní a reliéf byl ovlivňován zvětráváním, došlo ke vzniku paroviny, na níž se ledovce nemohly uchytit.

Pokud hovoříme o tom, že prostředí má důležitý vliv na vývoj organizmů, obvykle tím rozumíme, že opice jsou přizpůsobené životu v korunách stromů, nebo že pouštní rostliny se naučily využívat ranní rosu. Naše evoluční úvahy se týkají vesměs interakce organizmů s atmosférou a hydrosférou, a nanejvýš s povrchovou slupkou litosféry. Celá záležitost je hlubší – vznik pohoří – orogeneze, změny mořského dna, putování kontinentů jsou řízeny endogenními procesy Země, tak jak nám je zprostředkovává desková tektonika. To, co způsobilo koncem třetihor náhlou klimatickou změnu, transformaci globálního ekosystému včetně skoku ve vývoji hominoidů, nebyl asi jen výzdvih Tibetu. Spíš šlo o celkové tektonické pohyby himalájsko-alpského pásma, jehož klimaticky nejdůležitější částí byl zřejmě skotsko-grónský práh.

Skotsko-grónský či faersko-islandský hřbet leží mezi Faerskými ostrovy, Islandem a Grónskem. Koncem pliocénu částečně vyčníval nad hladinu a odděloval stratifikované, většinu roku zamrzlé Norské moře od jižního Atlantiku. Stejný tektonický neklid, který způsobil výzdvih Tibetu, vyvolal před 2,3 milionu let rychlý pokles faersko-islandského hřbetu do hloubky 1 300 m a otevřel hlubokomořskou cirkulaci dál na sever. Teplá voda z ekvatoriální oblasti pronikala dál na sever, setkávala se se suchým severským vzduchem, odpařovala se a v podobě sněhových srážek přispívala ke vzniku kontinentálního ledovce. Svoji úlohu zřejmě sehrály i sopečné exploze vyvrhující prach, který odráží sluneční záření.

Nástup první ledové doby v Evropě před 2,3 milionu let se kryje se základní změnou oceánické cirkulace v Atlantiku a s velkými změnami mořského dna.

Při pátečním nákupu v obřím supermarketu na předměstí New Yorku potkáváme Paula Olsena, který se zabývá vývojem dinosaurů. Právě se vrací z celodenní schůze o perspektivách geologické laboratoře Kolumbovy univerzity. „Tak jaká bude budoucnost?“ hlaholíme z dálky. Říká: „Je to jako vždycky – nevíme jaká bude, ale bude jiná. Ale poslouchejte, mládenci (you guys), víte co Zemi odlišuje od všech ostatních planet?“ „Asi ženský,“ tvrdí kolega. „Správně, je to život,“ pochválí Olsen, „a víte, jakou vy geologové děláte chybu?“ Když vidí, že otázka je na nás příliš složitá, protože marně přemýšlíme, zda vůbec jsou chyby, které jsme neudělali, odpovídá si sám: „Málo posloucháte lidi, jako je Lynn Margulisová, a málo přemýšlíte nad rolí organizmů při vývoji zemské kůry. Jsme ještě plni diskuse o faersko-islandském hřbetu, a tak voláme: „Mládenče (you guy), nech si své sobecké geny, víš, jakou chybu děláte vy, evolucionisté? Málo posloucháte lidi ze sousední laboratoře, kteří by vám třeba ukázali, že ten váš jurský park vymřel, protože nová tektonická fáze otevřela středooceánský rift, změnila mořskou cirkulaci a tím teplotní reakci zemského systému takovým způsobem, že to ti vaši přihlouplí žaboještěři nemohli vydržet!“