Człowiek i klimat
 
Autor: Bogdan Góralski
 

1
 
Historia człowieka poznana przez naukowców sięga 5 mln. lat i rozpoczyna się od żyjących w Afryce australopiteków. Następcą australopiteków w linii rozwojowej człowieka był Homo erectus - „człowiek wyprostowany”, który rozpoczął 2 mln. lat temu używanie i produkcję narzędzi. Pierwsze ślady naszego praprzodka odkryto w Tanzanii i stąd rozpoczęła się jego wędrówka na cały świat. Podobnie jak dzisiaj ptaki, Homo erectus oscylował pomiędzy Afryką a Europą, a rytm jego podróży wyznaczały kolejno następujące oziębienia i ocieplenia klimatu. Wraz z ociepleniem klimatu w Europie następowała zmiana cyrkulacji powietrza a wraz z nią zmniejszenie ilości opadów w Afryce. Susza powodowała wędrówkę zwierzyny na północ, a w ślad za nią podążał praczłowiek. Oziębienia powodowały przesuwanie się roślinności strefy umiarkowanej i stref opadów na południe oraz powrót praczłowieka do Afryki.
 
Gdy lądolody i pustynie polarne sięgały do 52° szerokości geograficznej północnej (do linii Paryż - Budapeszt) lasy brzozowe związane z klimatem umiarkowanym pojawiały się dopiero od 45 stopnia (od wybrzeży Morza Śródziemnego). Na północ od 45 równoleżnika była tylko stepotundra i tundra krzewiasta. W okresie ocieplenia w Europie las brzozowy zaczynał się od 68° szerokości geograficznej północnej (od koła podbiegunowego), a na północ od tej strefy była tylko tundra, stepotundra i pustynia polarna. W okresie ocieplenia w ciągu kilku tysięcy lat lasy przesuwały się ku północy, podążając za ruchem stref klimatycznych (Mojski J.E., 1993). Doprowadzało to do powolnej migracji Homo erectusa, co rozpoczęło około 1,8 mln. lat temu wielokrotną jego wędrówkę na trasie północ-południe. Naskalne rysunki w samym sercu algierskiej pustyni na płaskowyżu Tassili, tysiąc kilometrów od wybrzeża, świadczą o istnieniu tam rzek i jezior. Można je korelować jeszcze z okresem zimnym panującym na Saharze 10000 lat temu. Holoceńskie ocieplenie zamieniło siedem tysięcy lat temu urodzajną Saharę w pustynię. Temperatura Arktyki była wtedy o 3°C do 7°C wyższa niż obecnie (Jaworowski Z., 2004). Istniały warunki do migracji ludów na północ Europy, gdzie przez trzy tysiące lat temperatury były znacznie wyższe niż obecnie.
 
2
 
W historii zaznaczały się wielkie wędrówki ludów germańskich, greckich, irańskich, semickich, ludów Wielkiego Stepu Azjatyckiego. Można przypuszczać, że powodem tych spontanicznych wędrówek był klimat i jego skutki wymuszające migrację narodów. Opisując historycznie sposób reakcji człowieka na klimat, musimy stwierdzić, że człowiek nie jest w stanie przeciwstawić się procesom zmian klimatu. Jedyną możliwą reakcją człowieka była i jest ucieczka przed zmieniającym się klimatem. Jednakże istotne jest oddziaływanie na psychikę społeczeństw długotrwałych i niezauważalnych w doświadczeniach jednego pokolenia zmian klimatycznych. Społeczeństwo nieświadome długofalowego wpływu klimatu na zachowanie żywych zbiorowości jest podatne na zagrożenia i nie potrafi zagrożeniom zapobiegać. Cykliczność ostatnich kilku zlodowaceń, z których każde trwało ok. 100 000 lat, daje podstawy do obaw, że kończy się trwający zwykle ok. 10 000 lat okres ciepły interglacjału. Możliwa kolejna transgresja lądolodu północnego i zmiana rozmieszczenia stref klimatycznych zniszczy materialny dorobek cywilizacji białego człowieka w Europie, Rosji, Kanadzie i USA. Rozpocznie się okres powolnego zamierania produkcji rolnej w wymienionych rejonach, co wywoła klęskę głodu i masowy exodus ludności na południe. Pojawią się trudności ekonomiczne spowodowane zachwianiem podstawowych dla świata gospodarek i koniecznością rosnących zakupów żywności w krajach Południa. Rolnictwo tych krajów nie jest przygotowane do przejęcia roli spichlerza światowego. Niszczące działanie polityki dotowania swojej produkcji rolnej, prowadzone przez uprzemysłowione kraje północne, zaburza wolnorynkowe mechanizmy umożliwiające rozwój produkcji i rynków rolnych w krajach Trzeciego Świata. Dramatycznym problemem do rozwiązania w krajach Południa jest problem zapewnienia zasobów wody słodkiej niezbędnej do prowadzenia intensywnej produkcji rolnej.
 
Zjawiska klimatyczne związane z fazą ciepłą przemieściły centra cywilizacji białego człowieka z Mezopotamii i Egiptu do Europy, a z niej do Ameryki Północnej i Południowej. Powrót epoki lodowej wymusi masowe przemieszczenia ludności Europy, Rosji i Ameryki Północnej w rejony Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej oraz Ameryki Południowej i Środkowej. Jeżeli ludzkość nie zaplanuje środków zaradczych i nie przygotuje społeczeństw krajów północnych do masowych przemieszczeń, grożą nieobliczalne konsekwencje w postaci buntów społecznych i wojen. Aby tego uniknąć, musimy już teraz zmienić obowiązującą politykę światową i rozpocząć globalne przygotowania do nadchodzącego kataklizmu. Nie wiadomo, jak wiele zostało nam czasu.
 
3
 
Jak wynika z wyliczeń sporządzonych za pomocą krzywej hipsograficznej (Duxbury i inni 2002), około 50 proc. objętości wszechoceanu to wody o temperaturach poniżej 3°C. Tylko płytkie wody przypowierzchniowe do głębokości kilkudziesięciu metrów mają temperatury do 15°C. Na głębokości 100 m pod powierzchnią oceanu zaczyna się spadek temperatury wody. Na głębokość 500-100 m przypada centrum warstwy, zwanej termokliną, gdzie temperatura wynosi 8°C - 10°C. Termokliną pojawia się, ponieważ zimna woda ma większą gęstość – jest to bariera, która zapobiega mieszaniu się wody zimnej z ciepłą. Wody oceaniczne zachowują naturalną równowagę termiczną, układając się warstwami od najzimniejszych (najgęstszych) na dole do najcieplejszych na górze. Woda czysta chemicznie ma największą gęstość w temperaturze + 4°C. Domieszka soli powoduje obniżenie temperatury krzepnięcia wody. Zawartość 3.5 grama soli w litrze wody powoduje obniżenie temperatury krzepnięcia wody do - 1,91°C. Najniższa warstwa zbiorników oceanicznych zawiera wody o temp. 1-2°C, które pochodzą z rejonów polarnych, gdzie zimne wody powierzchniowe mają większą gęstość i opadają na dno. Zimne i zasolone wody opadają na dno zbiornika oceanicznego i wędrują w kierunku równika. Prawdopodobnie tylko intensywne ruchy dna morskiego mogą przerwać termoklinę i spowodować wypłynięcie zimnych wód głębinowych na powierzchnię oceanu. Termokliną może zbliżyć się do powierzchni morza w strefach wywołanych wiatrem lub prądami morskimi, oraz w rejonach wstrząsów podmorskich, np. u wybrzeży Peru. Ocean jako środowisko fizyczne ogrzewany jest od góry, dlatego jego wody są niezwykle statyczne temperaturowo. Atmosfera jest ogrzewana od dołu toteż jest niezwykle dynamiczna. Temperatury oceanu i dolnych partii atmosfery pozostają w ścisłej korelacji, co świadczy o ważnej roli oceanu jako zbiornika ciepła w generowaniu temperatury na lądach. Ochłodzenie, które od miocenu środkowego narastało gwałtownie, zakończyło się w plejstocenie epoką lodową.
 
Globalna równowaga termiczna oceanu może zostać zburzona tylko od dołu w wyniku wstrząsów dna morskiego. Oziębienie się powierzchni oceanu wskutek długotrwałych trzęsień ziemi doprowadza zatem do spadku temperatur powietrza i rozpoczyna proces zlodowacenia.
 
4
 
Lodowce w maksymalnym zasięgu obejmowały trzy razy większy obszar niż obecnie. Gdyby objętość wody oceanu światowego zmniejszyła się o 6,5 proc., a woda weszłaby w skład lodowców, obecna ilość lądolodów zwiększyłaby się 400 proc., a poziom oceanu światowego obniżyłby się o 250 m. Na Wyspach Brytyjskich lądolód ostatniego zlodowacenia osiągnął swój maksymalny zasięg kilka tysięcy lat wcześniej aniżeli na wschodzie Europy.
 
Lodowce górskie w Himalajach nasuwają się z prędkością 700-1300 m rocznie. Zanotowano na lodowcach alpejskich przyrosty do 4 m na dobę, co daje rocznie 1460 m. Lodowce wypływowe na Grenlandii poruszają się z prędkością 1100-9900 m na rok. Lodowiec islandzki Bruarjokull przemieszczał się w roku 1963 pięć metrów na godzinę. Ochłodzenie lata i zwiększenie opadów śniegu może być przyczyną ruchu lodowców. Zimniejsze lata mogą być spowodowane tonującym klimat wpływem oceanu. Powstają wtedy warunki do zmniejszenia lodowca i przyrostu jego masy.
 
Równie ważnym zagadnieniem jak rozwój lodowców jest ich zanik. Zanik lodowców może być związany z ustaniem intensywnych trzęsień Ziemi. Zaczyna to proces cieplnego uporządkowania oceanu i przez działanie słońca podgrzanie powierzchniowych warstw wody w strefie międzyzwrotnikowej. Wody te rozprowadzane przez system prądów oceanicznych doprowadzają do podniesienia temperatur powietrza w strefach zlodowaconych, co rozpoczyna deglacjację. Zanikanie pokryw śnieżnych i lodowych podgrzewa atmosferę. Podwyższenie poziomu morza zwiększa jego powierzchnię, powodując większą akumulację ciepła słonecznego w wodzie oceanicznej. Ogrzanie ogromnych powierzchni oceanu przywraca dawne interglacjalne położenie stref klimatycznych, co przyspiesza procesy topnienia lodowców, powodując ich zanik.
 
5
 
Na ruchy płynnych rozpalonych mas wnętrza Ziemi, wywołujących przemieszczenia skorupy ziemskiej, muszą mieć wpływ potężne siły grawitacji. Prawdopodobnie kształtują one przepływy płynnej magmy na podobieństwo pływów oceanicznych. Pulsowania grawitacyjne magmy uzupełniane przez prądy konwekcyjne zasilane ciepłem z wnętrza Ziemi przemieszczają płynne masy wewnątrz Ziemi. Sumaryczny efekt tych zjawisk to dryf kontynentów, ruchy wypiętrzające i obniżające, kształtujące kry kontynentalne i dno mórz, transgresje i regresje oceanów, trzęsienia ziemi.
 
Ruchy wypiętrzające - obniżające szczególnie widoczne były u schyłku trzeciorzędu na obszarze na zachód od Półwyspu Skandynawskiego. Trwały one przez cały czwartorzęd (Mojski J.E., 1993). Spowodowane przez te ruchy trzęsienia ziemi naruszały równowagę cieplną oceanu i morza ochładzały się. Ochłodzony ocean studził atmosferę. Impuls ochłodzenia atmosfery powodujący obniżenie granicy wiecznego śniegu powoduje wzrost opadów śniegu w terenach przyległych do Antarktyki i Arktyki i wzrost lodowców. Obniżenie się temperatury lata zachowuje w niezmienionym stanie zimowe przyrosty lądolodu i proces transgresji lądolodu uaktywnia się. Lądolód dzięki opadom absorbuje parę wodną, co zmniejsza efekt cieplarniany i oziębia atmosferę. Obniża się (przez parowanie w strefie międzyzwrotnikowej) poziom oceanu, co zwiększa o obszary szelfowe powierzchnię dostępną dla lądolodu. Transgresja lądolodu rozszerza powierzchnię pokryw śnieżnych i pól lodowych w Arktyce i na Antarktydzie, co wpływają dodatkowo na chłodzenie klimatu. Lądolód europejski (Mojski J.M., 1993) rozwijał się szybciej na zachodzie w strefie wpływów klimatycznych północnego Atlantyku, a więc w strefie wpływów na klimat temperatur wody w tym basenie oceanicznym (Marsz A. A., Żmudzka E., 2002; Przybylak R., Wójcik G., Marciniak K., 2003). Na powyższe czynniki nałożyć się mogły długookresowe wahania aktywności słonecznej (Lorenc H.,2003).
 
Jest prawdopodobne, że zjawisko zlodowacenia występuje wówczas, gdy zsumują się działania wielu czynników jednocześnie.
 
Na podstawie danych archiwalnych o trzęsieniach ziemi rejestrowanych w okresie od 998 r. n.e. do 2000 r. w Polsce (Pagaczewski J.,1972; Guterch B. Lewandowska-Marciniak H.,2002) i wstrząsach rejestrowanych na terenach przyległych do basenu Morza Śródziemnego w okresie 750 r. p.n.e. do 995 r. n.e. (Guidboni E., Comastri A., Traina G.,1994) sporządzono zbiór trzęsień ziemi o dużej intensywności zawierający 417 zdarzeń. Na podstawie powyższego zbioru sporządzono wykres aktywności sejsmicznej w Europie w latach 750 p.n.e.- 2000 n.e. ukazujący zmienność liczby wstrząsów w czasie (rys. nr 1).
 

Na wykresie pojawia się charakterystyczna cykliczność narastania i zmniejszania się liczby trzęsień ziemi w czasie. Znane z historii okresy zimne i ciepłe lub dane o wędrówkach ludów, korelowane z okresami chłodu i ciepła pokrywają się z maksimami i minimami wykresu.
 
Analiza oparta na założeniu istnienia korelacji ujemnej pomiędzy liczbą trzęsień ziemi a temperaturą powietrza pozwala przypuszczać stopniowo narastające w trzech falach oziębienie w latach 600 p.n.e. do 600 n.e. Pierwsza fala oziębienia trwała w latach 600-500 lat p.n.e. i jest korelowana z pierwszym szczytowym momentem trzęsień ziemi. Następne oziębienie od III wieku p.n.e. do I wieku n.e. potwierdzone jest przez badania rdzeni lodowych na Grenlandii, gdzie minimum temperatury rysuje się około dwóch tysięcy lat temu (Jaworowski Z., 2004). Po trwającym około 200 lat ociepleniu przychodzi kolejna fala chłodów pomiędzy III a VI wiekiem naszej ery. W latach 600-800 n.e. obserwujemy tzw. Ocieplenie Średniowieczne, które kończy się oziębieniem IX-X stuleciu.
 
Do XII stulecia n.e. trwa ocieplenie, a od XIV wieku rozpoczyna się oziębienie gdyż stopniowo rośnie liczba rejestrowanych trzęsień ziemi z maksimum przypadającym na XVII-XVIII wiek. Wyraźny wzrost aktywności sejsmicznej w XVI-XVIII wieku można wiązać z maksimum Małej Epoki Lodowej w tym okresie, gdy średnia roczna temperatura była tylko o 1°C niższa niż obecnie.
 
Od 1870 roku do dziś następuje ocieplenie zaznaczające się w regresji lodowca (Jania J., 1988 za Viviena R., 1975). W latach 1600-1870 średnia temperatura powietrza w Europie była o 1°C niższa niż obecnie.
KONKLUDUJĄC. Tylko silne wstrząsy podmorskie są w stanie spowodować masowe przemieszczenia zimnych wód głębinowych w miejsce ogrzanych słońcem wód powierzchniowych. Oddziaływanie zimnych wód powierzchniowych na atmosferę, spotęgowane działaniem prądów morskich, może doprowadzać do okresowego ochłodzenia klimatu w strefie wpływów oceanu. Obniżenie temperatur zimy i lata przez stale trwające wstrząsy doprowadza do wzrostu akumulacji śniegu, co prowadzi do rozwoju lodowców górskich i kontynentalnych.
 
Wykres aktywności sejsmicznej w zależności od czasu wskazuje na okresowe zmiany klimatyczne o długości cyklu 400-500 lat. Uzyskane wyniki pozwalają na wydzielenie faz ciepłych i chłodnych. Uzyskano bardzo dobrą zgodność wyników interpretacji zmian klimatu z wykresów trzęsień ziemi ze źródłami historycznymi, danymi instrumentalnymi, informacjami naukowymi. Charakterystyczna okresowość liczby trzęsień ziemi w czasie pozwala wyciągnąć wniosek o możliwym wpływie zaburzeń grawitacji na aktywność sejsmiczną ziemi. Podkreślić należałoby fakt, że do uruchomienia procesu glacjacji i transgresji lodowców alpejskich wystarczy obniżenie w Europie średniej rocznej temperatury powietrza o 1-2°C. Dodajmy w końcu, że zmiana klimatu na zimniejszy była w przeszłości przyczyną wędrówek społeczności ludzkich.
 

Literatura
1. Baranowski B. i K., „Historia Gruzji” Wydanie Warszawa.
2. Czarnecka K., „Problemy interpretacji badań współczesnych ruchów skorupy ziemskiej w Polsce” Prace naukowe Politechniki Warszawskiej Geodezja nr 31 Warszawa 1988 r.
3. Dzik Jerzy „Dzieje życia na Ziemi” Warszawa, 2003 r.
4. Duxbury Alyn C. Duxbury Alison B. Sverdrup Keith A. „Oceany świata” Warszawa, 2002.
5. Ericson B.D., Gösta Wollin „Głębiny mórz a przeszłość ziemi” Warszawa 1964.
6. Girguś R. Strupczewski W. „Wyjątki ze źródeł historycznych o nadzwyczajnych zjawiskach hydrologiczno- meteorologicznych na ziemiach polskich w wiekach od X do XVI” Warszawa 1965 P.I.H.-M.
7. Guidboni E.,Comastri A., Traina G., „Mediterranean area up to the l0 th. Century” Rome 1994.
8. Gumiłow Lew „Śladami cywilizacji wielkiego stepu” Warszawa 1973 r.
9. Guterch B., Lewandowska-Marciniak H. „Seismicity and seismic hazard in Poland” Folia Quaternaria wol. 73 Kraków 2002 r.
11. Heyerdahl Thor „Zazielenił się świat siódmego dnia” Warszawa 1999 r.
12. Jania J. „Zrozumieć lodowce” Katowice 1988 r.
13. Jaworowski Zbigniew „Zmiany klimatu” artykuł w piśmie EWOLUCJA 2/2004 r.
14. Lindner Leszek „Czwartorzęd, osady, metody badań, stratygrafia” Warszawa.
15. Lorenc H. „Tendencje zmian klimatu Polski” Poznań, 2001 r.
 

Autor artykułu jest geologiem; długoletnim pracownikiem polskich służb geologicznych.
 

Res Humana nr 5/2006, s. 21-23 i 32-33