Výkyvy podnebí, křivky teplot a měkkýší fauna

Ještě v polovině 20. století se výzkum nejmladší geologické historie – kvartéru (čtvrtohor) – opíral o klasické geologické metody: o studium jeho hornin a fosilních pozůstatků fauny a flóry v korelaci s dopady zalednění. Rozvíjel se především v zemích, které zalednění přímo postihlo, nebo kde kvartérní sedimenty pokrývaly ve větší mocnosti rozlehlé plochy. Střední Evropa měla mimořádné postavení, neboť severské zalednění zde zasahovalo nejdále k jihu a ještě jižněji se nacházelo zalednění alpské, rovněž velkoplošné, neboť zasahovalo až do podnoží hor. Není divu, že se právě zde rodila velká díla o době ledové (jak byl kvartér donedávna často nazýván – Eiszeitalter, Ice Age), z nichž vůdčí roli sehrála tisícistránková monografie Die Alpen im Eiszeitalter,¹⁾ která nabyla světového ohlasu a na niž se snažily navazovat kvartérní výzkumy i ve vzdálených zemích.

Přístup obou autorů k problematice kvartéru se do značné míry opíral o morfostratigrafická kritéria, tj. o sukcesi jednotlivých sedimentárních formací v korelaci s vývojem reliéfu krajiny, především s postupem eroze určovaným dynamikou ledovců a odnosnou i akumulační činností vodních toků. Výsledkem bylo stanovení 4 ledových dob (glaciálů) oddělených 3 teplými obdobími – interglaciály, pojmenovanými podle předalpských řek. V době, kdy dílo vyšlo, dosud panovala představa o jediné době ledové dosti nejasného dopadu, takže to byl opravdu průkopnický, ne-li revoluční čin. Podobné poznatky přineslo i pruské geologické mapování, nicméně prvé místo si nadlouho udržel alpský systém.

Neuplynula však ani dvě desetiletí a ukázalo se, že ani 4 ledové doby nestačí, že jich bylo daleko více, jak ve svých pracích z raných dvacátých let minulého století dovozoval Wolfgang Soergel a na jihu v Předalpí Barthel Eberl. Zrodil se polyglacialismus – nauka o mnoha dobách ledových (i meziledových) – a tím i představa, že ledová doba není nějaký unikátní jev, nýbrž jen úsek zákonitého klimatického cyklu podmíněného pravidelným kolísáním kvant slunečního záření na různá pásma Země v důsledku precese zemské osy, jak dovozoval M. Milankovič (1930).²⁾

Zájem nezůstal jen u ledovcových sedimentů, jako jsou především morénové uloženiny a s nimi spjaté říční naplaveniny (glacifluviální terasy), ale do klimatického cyklu byly postupně začleňovány i další druhy sedimentů, především daleko rozšířené a hospodářsky významné spraše. Již během druhé světové války se ukázalo, že v chráněných prostorách vystupují spraše v celých souvrstvích. Jednotlivé pokryvy spraše naváté v glaciálech jsou v nich odděleny souvrstvími fosilních půd a jejich derivátů zákonité stavby, tzv. půdními komplexy (PK). Ty odpovídají interglaciálům včetně počátečních fází následujících glaciálů. V suchozemském prostředí tak sprašová souvrství nejúplněji odrážejí veškeré fáze klimatického cyklu. Vyvrcholením tohoto vývoje bylo zřízení sprašové komise INQUA (International Union for Quaternary Research) na světovém kongresu ve Varšavě r. 1961.

Přínos sprašových sérií k poznání průběhu klimatického cyklu byl spjat s rozvojem paleontologických metod. Spraše sice byly odedávna zdrojem nálezů především velkých glaciálních savců (mamuta, srstnatého nosorožce), vymykaly se však paleobotanickým rozborům. Bohatá fauna měkkýšů, kteří jsou nejhojnějšími fosiliemi spraší (i dalších terestrických sedimentů kvartéru), nemohla být využita k rekonstrukci klimatických i stanovištních poměrů vzhledem k nedostatečné znalosti ekologie i taxonomie jednotlivých druhů i celých společenstev, nehledě k přesnému rozlišování jednotlivých druhů sedimentů i půd sprašových sérií. Navíc i obecné povědomí o kvartéru, zejména u biologů, se víceméně omezovalo na dopad glaciálů na faunu a flóru, často líčeném značně drasticky.³⁾

Nápravu přinesla až poválečná léta. Stěžejní roli v uplatnění poznatků z rozborusprašových sérií včetně jejich malakofauny sehrály středoevropské lokality od středního Německa přes Československo a Dolní Rakousko až do Maďarska. Za vyvrcholení těchto výzkumů lze pokládat Kuklovu první korelaci středoevropských sprašových sérií s hlubokomořskými sedimenty.⁴⁾

Nelze opomenout ani nebývalou pozornost, které se v poválečných létech těšily tzv. periglaciální jevy, což rovněž vedlo až k drastickým scénářům o glaciálním prostředí srovnávaným s kryozónou vysokého severu. Tento výzkum však probíhal jaksi bokem a po vlastních kolejích.⁵⁾

Z našeho pohledu má ovšem hlavní význam skutečnost, že nové poznatky se bezprostředně týkají našeho území, zatímco v současnosti se pozornost soustřeďuje na výsledky rozboru hlubokomořských, a především ledovcových vrtů v Grónsku a Antarktidě. Ty sice v základních rysech plně potvrdily poznatky získané ve střední Evropě klasickými geologickými a paleontologickými metodami, ale přinesly také řadu nových aspektů, jejichž přenos do našeho prostředí vyžaduje opatrnost, protože pocházejí ze vzdálených regionů, kde příroda má zcela jiný ráz než střední Evropa.

Výsledky rozboru vrtů se vyjadřují křivkami podrobně zachycujícími obsah různých látek, které jsou přímými i nepřímými indikátory klimatických změn. Odrážejí spoustu drobných i větších oscilací, což klasické metody neumožňovaly, a vrhají tak nové světlo na klimatickou problematiku, zejména v průběhu ledových dob. Zachycují různé krátkodobé výkyvy, jako je třeba náhlý výrazný pokles teploty koncem 7. tisíciletí př. Kr. známý jako event 8,2 ky. Dokládají rovněž, že i během glaciálu dosti často docházelo k poměrně teplým výkyvům, stejně jako v interglaciálech k chladným. Na rozdíl od starších litologických a paleobiologických kritérií zatížených složitým hodnocením sedimentárních, pedologických i biocenologických poměrů působí soubory přesně naměřených, číselně i graficky vyjádřených dat ve srovnání se staršími doklady daleko exaktnějším dojmem.

Přes tyto nesporné klady ovšem zbývá problém, jak tato naměřená fakta aplikovatv prostředí konkrétních regionů – v našem případě střední Evropy – a tím se i vypořádat s místními poznatky získanými klasickými metodami ve zcela odlišném geograficky vzdáleném prostředí. Porovnejme proto možnosti i překážky, s nimiž musí počítat pracovníci vyhodnocující zmíněné vrty a jejich protějšky, především paleontologové. Na jedné straně jde o soubor přesně změřených hodnot, kterým je přisuzována poměrně exaktní výpověď o klimatu. I když jsou i tato měření poplatná stavu v oblasti, kde leží zkoumaný vrt, přece je jim přičítán značný geografický dosah. Nevýhodou je, že změřit lze jen určité faktory, jejichž stopy se zachovaly v prostředí vrtu. Na druhé straně velkou a nezastupitelnou výhodou paleontologa je, že fosilie indikují komplexní působení všech ekologických faktorů v daném místě – tedy i těch, které se vymykají přesnému změření, nehledě k těm, které ještě neznáme. Správná paleoenvironmentální interpretace určitého souboru fosilií však klade na zpracovatele množství specifických požadavků.

Dobrým příkladem jsou měkkýši, jejichž životní nároky jsou těsně spjaty s půdními poměry a vegetačním krytem, takže se v tomto směru více blíží rostlinám než třeba obratlovcům. Nutno spolehlivě znát jednotlivé druhy jak co do přesnosti určení ve fosilním stavu, tak jejich současného plošného i výškového rozšíření, vazby na půdy i rostlinná společenstva, nehledě k poměrům fosilizačním, tj. jaký plošný dosah má výpověď určitého fosilního společenstva, což je dáno rozsahem okrsku, z kterého se mohou ulity dostat na místo fosilizace. Je třeba respektovat i zásadu, že sediment nebo půda, v nichž se ulity zachovaly, jsou nedílnými složkami někdejších ekosystémů a že výpověď abiotických faktorů má vůči výpovědi paleobiologické primární postavení. Příkladem je vrstva sypkých sintrů – pěnitců ve vchodech jeskyní, která je přímým dokladem dlouhodobého promočení jeskynních stropů, a tedy vysokých srážek. Měkkýší fauna v ní obsažená na toto zvlhčení reaguje až druhotně a v případě krátkodobé události nemusí takové zvlhčení výrazněji odrážet.

Co se týče hlavních výkyvů křivek, které odpovídají glaciálům a interglaciálům, vykazuje malakologická evidence výraznou shodu, především se strmým nástupem teploty na počátku interglaciálů včetně holocénu. Nejde jen o nejčastěji diskutované prudké zvýšení po skončení závěrečné fáze posledního glaciálu – mladšího dryasu, ale i obdobná náhlá zvýšení teplot a vlhkosti v interglaciálech. Dokladem je příchod jihoevropských plžů Drobacia banatica a Soosia diodonta na naše území ještě před vyzráním lesních půd v posledním interglaciálu i v interglaciálech starších, tedy již v jejich časné fázi.⁶⁾ Naproti tomu zdůrazňovanému hlubokému ochlazení v mladším dryasu u nás neodpovídá žádná výraznější změna malakofauny. V rámci glaciálů sprašové zóny se větší teplejší výkyvy (interstadiály) malakozoologicky zřetelně projevují ve výkyvech časného glaciálu, zatímco teplejší oscilace vrcholného posledního glaciálu (zvl. denekamp = Stillfried B, PK I) podle dosavadních dokladů nenašla větší odezvy. Nelze ovšem vyloučit, že se může výrazněji projevit ve stupni ležícím nad sprašovým pásmem, především v Karpatech. Co se týče krátkodobých oscilací vyznačených křivkami během glaciálů, nebyly zatím – aspoň ve spraších – zjištěny významnější změny měkkýších společenstev. V této souvislosti zasluhuje pozornost již zmíněný chladný výkyv 8,2 na počátku holocénního klimatického optima, s nímž u nás časově víceméně koreluje krátké období hloubkové eroze a výrazné zvýšení srážek doložené pěnitcovou (sintrovou) polohou v jeskynních vchodech a kam spadá i změna měkkýší fauny odrážející přechod od světlých hájů časného holocénu k plně zapojeným stinným pralesům klimatického optima. I když měkkýši signalizují jen větší výkyvy teploty, zůstávají nezastupitelnými indikátory změn vlhkosti a také zápoje lesních porostů. Zatím poskytli nejvíce dat ze sprašové zóny, nicméně množící se nálezy z vyšších poloh horských oblastí dokládají zejména existenci lesního stupně nad sprašovou stepí (v slovenských Karpatech). To nasvědčuje, že i během studených období kvartéru je třeba brát v úvahu vyšší krajinnou diverzitu střední Evropy ve srovnání se severozápadem, kde se výkyvy vyjádřené křivkami mohou projevovat rozmanitým způsobem. Jejich doložení je ovšem zatím otázkou dalších cílených výzkumů a především šťastných nálezů.