„Metabolizmus“ zemskej kôry

Kôra Zeme, t.j. vrchná časť jej pevného horninového obalu, bola miestom zrodu a vždy bude výhradným miestom rozvoja ľudskej civilizácie. Grandiózne projekty poznávania kozmu, žiaľ, nepriniesli nahlas síce nedeklarované, no o to túžobnejšie očakávané objavy veľkých, a prípadne aj ľahko osvojiteľných zdrojov surovín. Dnes je stratégom vývoja ľudských komunít jasné, že kôra Zeme bola, je a aj v budúcnosti ostane výhradným miestom nahromadenia nerastných surovín všetkých druhov, počnúc kovmi, cez rádioaktívne suroviny, až po fosílne palivá, ktorých význam si ľudia v plnej šírke uvedomili počas energetických kríz v nedávnej minulosti.

Populácia našej planéty sa za posledných 50 rokov zdvojnásobila. Počas tohto obdobia ľudstvo vyčerpalo viac neobnoviteľných surovinových zdrojov ako v celej svojej dovtedajšej histórii. Je to daň napríklad aj za to, že žijeme v domoch tak nepodobných domom našich predkov. Pripomeňme si len to množstvo vodovodných a odtokových rúr, elektrických, telefónnych, či televíznych rozvodov ukrytých v stenách našich panelákov, víl a vidieckych domov. Za obrovskou spotrebou surovín všetkých druhov treba vnímať aj moderné cesty a diaľnice, letiská s viac ako meter hrubými betónovými pristávacími plochami, ale aj údolné riečne priehrady, vrátane dobre známeho dunajského vodného diela v Gabčíkove. Globálni plánovači, združení v OSN či na iných svetových fórach, si dobre uvedomujú, že v 21. storočí bude nutné zaistiť pre miliardy ľudí vhodné životné podmienky: vodu, potravu, energiu, bývanie, dopravu i komunikačné systémy.

Zemská kôra, resp. litosféra, sa formovala celé geologické obdobia, pokiaľ dosiahla súčasné zloženie, konfiguráciu a teplotu. Hmota litosféry sa diferencovala tak, že vytvorila silnejšiu, približne 150 – 180 km hrubú litosféru kontinentov, a podstatne tenšiu, 50 – 80 km hrubú litosféru oceánov. Rozmiestnenie hmôt na Zemi zaujíma nielen geológov a geofyzikov, ale napr. aj stratégov kozmických letov. Prítomnosť telies bázických hmôt väčšieho rozsahu totiž ovplyvňuje gravitačne aj magneticky dráhu satelitov.

Zemská kôra autonómne, napriek zásahom človeka, žije. Má svoj metabolizmus, ktorý z času na čas vyúsťuje do katakliziem, akými sú napríklad ničivé zemetresenia, sopečné erupcie, ale aj svahové zosuvy a premiestňovanie hmôt človekom, ktoré dosiahlo nepredstaviteľné rozmery. Na prelome poslednej dekády nášho storočia bolo v ČSFR ročne premiestnených viac ako 3 miliardy m³ zemských hmôt a surovín. Takéto ľudské aktivity nezostávajú bez povšimnutia zo strany zemskej kôry, ktorá reaguje, „bráni sa“. Veď čím iným, keď nie obranou, je 24milimetrové prehnutie zemskej kôry pod ťarchou vôd Oravskej priehrady?

V oblastiach intenzívnej podzemnej ťažby surovín, napríklad v ostravskej a handlovskej panvi, zemská kôra reaguje početnými mikrozemetraseniami, ktoré slúžia k vyrovnávaniu napätí horninových masívov. Človek dráždi zemskú kôru aj svojimi ďalšími aktivitami – napríklad zanedbanie povrchového systému odvodňovania svahov v okolí Handlovej viedlo k veľkému zosuvu svahových hmôt, či k rozplavovaniu banských háld a odkladísk surovinových úpravní. Len málokto si uvedomuje, že i enormné čerpanie či výtok termálnych vôd spôsobuje deficit hmôt v danej oblasti výnosom rozpustných solí, napríklad uhličitanu vápenatého (intrakrusty na rozvodových potrubiach termálnych vôd) alebo hydrátov železa (hrdzavé usadeniny v okolí prameňov). Ako príklad narušenia stability zemskej kôry možno uviesť oblasť Mexico City, ktorá v dôsledku odčerpávania podzemných vôd výrazne klesá (údaje sú uvádzané v metroch!).

Význam poznania geologickej stavby územia a najmä dynamiky zemskej kôry pre svetové megapolis môžeme ilustrovať na príklade Manhattanu (New York) a Tokya. V prípade Manhattanu tvoria prostredie zakladania stavieb metamorfované a vyvrelé horniny s vysokou pevnosťou, ktoré poskytujú dobré predpoklady pre stavbu výškových budov. Naopak Tokyo je postavené v oblasti „ohnivého prstenca Pacifiku“, význačného početnými silnými zemetraseniami, a tak sú tamojšie budovy najviac 3 – 4 poschodia vysoké. Známe geologické podmienky, ktoré sa nedajú (aspoň za prijateľnú cenu) meniť, sú nutnými vstupnými údajmi pre veľké stavby.

Planéta Zem sa od ostatných terestrických telies slnečnej sústavy zásadne líši: vznikol a rozvíja sa na nej život. Jeho najvyšším reprezentantom je človek. Symbióza živej hmoty s abiotickou zložkou životného prostredia, ktoré nás obklopuje, je krehká. Najmä moderné technológie vyspelých ľudských komunít Európy, Severnej Ameriky a ďalších oblastí zemského povrchu zasahujú, a to zväčša výrazne nepriaznivo, do metabolizmu zemskej kôry. Veď za čo iné, ako za ťažko hojiteľné rany, možno považovať „divoké“ skládky komunálnych odpadov s obsahom rôznych toxických látok? Tieto jedy sú vyluhované a transportované povrchovými vodami na veľké vzdialenosti nielen po zemskom povrchu, ale prenikajú až do niekoľkokilometrových hĺbok zemskej kôry. V týchto prípadoch môže dôjsť k premiešaniu intoxikovaných vôd s podzemnými vodami. V prípade južného Slovenska predstavujú podzemné vody rezervoár čoraz vzácnejšej suroviny pre 21. storočie.

Že sa nejedná o celosvetový planý poplach dokazuje skutočnosť, že v rokoch 1940 – 1990 sa spotreba sladkej vody vo svete zvýšila štvornásobne, a do roku 2020 sa počíta s ďalším šesťnásobným zvýšením. I keď je voda jedinou surovinou neživej prírody, ktorá recykluje, predsa uvedené údaje v časových mierkach ľudského života nútia k vážnym koncepčným rozhodnutiam na rôznych úrovniach.

Boli to nerastné suroviny, ktoré podmienili kvalitatívne zmeny vo vývoji ľudstva, spôsobili prevratné skoky, keď kameň bol nahradený bronzom, bronz železom a to hliníkom. V prípade energetických surovín boli ekvivalentnými medzníkmi obdobia používania dreva, uhlia, ropy a rádioaktívnych surovín. Je jednoznačné, že význam surovín každého druhu sa v budúcnosti ešte zvýši.

Interakcia zemská kôra versus človek však prebieha aj v opačnom smere. Geologická stavba nášho územia umožňuje hlbokú cirkuláciu povrchových vôd, ktoré sa tak dostávajú do veľkých hĺbok, prehrievajú a mineralizujú sa, a na vhodných geologických štruktúrach vystupujú na zemský povrch. O blahodárnych účinkoch takýchto mineralizovaných termálnych vôd, známych najmä v miestach ich praktického využívania v kúpeľoch, netreba nikoho presviedčať.

Ovplyvňovanie každodenného života človeka prírodným prostredím má však aj ďalšie aspekty. Dnes už málokto pochybuje o vplyve geomagnetického a geoelektrického poľa Zeme, či ich lokálnych prejavov v podobe elektromagnetických prúdov na ľudskú psychiku. Iba v ostatných rokoch sa aj u nás začal seriózny výskum rádioaktivity háld surovín, ale aj zvýšenej rádioaktivity masívov kyslých intruzívnych hornín (granitov, durbachitov), ktoré svojím alfa-žiarením môžu prispievať k rôznym zdravotným problémom. Vinári na juhovýchodných svahoch Malých Karpát, pozor – vetrajte svoje pivnice, sú postavené na žulách a tie sú potenciálnym zdrojom alfa-žiarenia!

Bez najvrchnejšej súčasti zemskej kôry – pôdy (či učene pedosféry, ktorú môžeme zjednodušene označiť ako „plieseň Zeme“) je nepredstaviteľné zásobovanie 6,5 miliardy hladných ľudských krkov denne. V tejto sfére dochádza v poslednom čase k narušeniu rovnováhy medzi človekom a abiotickou prírodou. Tvorba 1 cm pôdy v našich miernych klimatických podmienkach prebieha počas niekoľkých storočí. V tomto kontexte si predstavme celé odlesnené svahy, či nezodpovednými „tiežturistami“ vyšliapané početné paralelné chodníčky v nadlesných výškach našich pohorí. V týchto oblastiach sú vytvorené predpoklady pre pôdnu eróziu. Tá na exponovaných odlesnených svahoch prebieha až tisíckrát rýchlejšie ako za „normálnych“ podmienok. Erózia, ak raz začne, ťažko a najmä draho sa zastavuje.

Bez najvrchnejšej súčasti zemskej kôry – pôdy (či učene pedosféry, ktorú môžeme zjednodušene označiť ako „plieseň Zeme“) je nepredstaviteľné zásobovanie 6,5 miliardy hladných ľudských krkov denne. V tejto sfére dochádza v poslednom čase k narušeniu rovnováhy medzi človekom a abiotickou prírodou. Tvorba 1 cm pôdy v našich miernych klimatických podmienkach prebieha počas niekoľkých storočí. V tomto kontexte si predstavme celé odlesnené svahy, či nezodpovednými „tiežturistami“ vyšliapané početné paralelné chodníčky v nadlesných výškach našich pohorí. V týchto oblastiach sú vytvorené predpoklady pre pôdnu eróziu. Tá na exponovaných odlesnených svahoch prebieha až tisíckrát rýchlejšie ako za „normálnych“ podmienok. Erózia, ak raz začne, ťažko a najmä draho sa zastavuje.

Pokiaľ v miernych zemepisných šírkach je akútna erózia a devastácia, či degradácia pôd, v oblasti afrického sahelu sú posledné desaťročia obdobím výraznej dezertifikácie, t.j. rozširovania púští. Tento proces je globálne hrozivý: rozloha púští narastá o tisíce km² ročne. Okrem celkového oteplovania zemského povrchu je proces dezertifikácie veľmi pravdepodobne podmienený aj katastrofickým úbytkom plochy „pľúc Zeme“ – tropických dažďových pralesov v Brazílii, rovníkovej Afrike, či juhovýchodnej Ázii. Dôsledkom je, že mikroklíma, ktorá bola pred niekoľkými desiatkami rokov charakteristická pre Káhiru, je dnes typická pre Belehrad, mikroklíma Belehradu je typická pre Budapešť a známe horúce letá tejto metropoly na Dunaji vládnu dnes aj v Bratislave.

Moderné analytické a detekčné metódy podstatne rozšírili možnosti určovania nepriaznivých vplyvov neživej zložky životného prostredia na človeka. Deje sa to však najmä v prípadoch, keď už bola narušená prírodná rovnováha. Ľudstvo sa snaží o maximálny výťažok z poľnohospodárskej pôdy, umelo do nej zasahuje v záujme zvýšenia jej úrodnosti. V minulosti ľudia hojne využívali prírodné fosfáty, a tie obsahujú zvýšený podiel kadmia (Cd). Sledovanie jeho obsahu v obličkách človeka prinieslo prekvapivé a zároveň alarmujúce údaje: obsah kadmia sa zvýšil až desaťnásobne za dobu kratšiu ako je dĺžka ľudského života! V uplynulých rokoch bol extrémne vysoký obsah kadmia nameraný v prachu, napr. v Prahe až 500 ppm oproti 40 ppm v pôdach Čiech. No nielen kadmium je škodlivé ľudskému zdraviu, platí to obzvlášť o molybdéne (Mo), ktorý sa ako jediný spomedzi prvkov periodickej tabuľky hromadí v obličkách ako anión. Ostatné prvky sú z prevládajúcej časti vylučované črevným traktom ako katióny. Známe sú nebezpečné účinky olova – niektoré výskumy prinášajú indície, že je podstatným faktorom vzniku sklerózy multiplex. Tento fakt pochopili aj veľké firmy spracujúce ropu: bezolovnatý benzín sa objavil naozaj v poslednej chvíli. Na prítomnosť človeka si príroda počas niekoľkých tisícročí zvykla. I keď je jednoznačné, že biosféra Zeme bez človeka existovať môže, opak je nemožný. Človek sa naučil rozpoznávať a využívať neživú prírodu a produkty jej metabolizmu. Patrí k nim napríklad sopečná aktivita. Jej katastrofické účinky človeka oddávna desili, a preto sa sopkám vyhýbal. Keď však prešiel na usadlý spôsob života, pochopil, že sopečný popol predstavuje neustály prísun živín do pôdy, a preto husto osídloval periférie vulkanických oblastí. Ako príklad môžu poslúžiť oblasti Auvergne v Massif Central Francúzska, či osídlenie periférie vezuvského stratovulkánu (Pompeje) na prelome letopočtu. Podobne záplavy údolia Nílu mali pre egyptských poľnohospodárov faraónskych dôb podstatný význam a podieľali sa na vzniku rozvinutej kultúry v tejto oblasti.

Vedy o Zemi priniesli ohromné množstvo nových poznatkov o jej vývoji, zložení, surovinovej a energetickej potencii. Je preto logické akceptovať postulát, že vedomosti o histórii Zeme výrazne obohatili ľudské poznanie o histórii samotného ľudstva. Je načase, aby sme históriu nechápali len ako históriu ľudí – hercov to na scéne, ktorú predstavuje prírodné prostredie, pričom toto samotné ignorujeme, ale aby sme ju chápali komplexne, ako históriu ľudstva v úzkej náväznosti na históriu prostredia, v ktorom ľudstvo vzniklo, existuje, a ako dúfame, bude sa aj ďalej rozvíjať.