Zanieczyszczamy środowisko od 10 tysięcy lat

I tak trwa do dziś, pomijając ten drobiazg, że ludzie dysponują teraz lepszymi narzędziami niż kamienna siekiera i klin z rogu jelenia. Weźmy przykład pierwszy z brzegu: Greenpeace grzmi: Wyrąb indonezyjskich lasów tropikalnych i rabunkowa gospodarka leśna, prowadzona w tym kraju stają się klimatyczną bombą, groźną dla światowego środowiska. Wypalanie dżungli w Indonezji, by zrobić miejsce dla plantacji palmy olejowej i aby pozyskiwać cenne drewno, oznacza zwiększenie emisji do atmosfery niebezpiecznych gazów, pośrednio pogłębiających efekt ocieplania klimatu. Wszelkie działania podejmowane na rzecz powstrzymania tego procesu, są z góry skazane na porażkę bez większej kontroli nad indonezyjską gospodarką leśną. Co roku pożary lasów w Indonezji powodują emisję do atmosfery prawie 2 miliardów ton szkodliwych gazów. Greenpeace ostrzega, że władze Indonezji w ciągu najbliższych lat zamierzają przekształcić 3 miliony hektarów lasów w plantacje palmy olejowej. Olej palmowy używany jest w produkcji żywności, kosmetyków, w biopaliwach.

A przecież podobną jeremiadę wypadałoby wznieść w niebo z powodu puszczy amazońskiej, lasów syberyjskich, drzewostanu Afryki.

No dobrze, tak jest teraz, to godne ubolewania, ale czy rzeczywiście miłe złego początki miały miejsce 500 pokoleń temu? Z taka tezą wystąpił amerykański paleoklimatolog William Rudiman z University of Virginia.

Nie lekceważyć klimatu

Zadaniem współczesnego leśnika jest stosowanie wszelkich możliwych środków, by ochronić las przed zniszczeniem, a celem jest doprowadzenie go do stanu zbliżonego do naturalnego, gwarantującego mu pełne zdrowie. Lasy można porównać do pojedynczego organizmu, który, żyjąc w optymalnych dla siebie warunkach, mając odpowiednie pożywienie, dostęp do wody i nie będąc atakowanym przez nienaturalne negatywne czynniki zewnętrzne, cieszy się dobrym zdrowiem i naturalną odpornością. Tymczasem lasy od pradziejów były karczowane, wypalane, rozczłonkowywane, służąc w ten sposób człowiekowi. W jaki sposób pożary lasów wzniecane tak dawno ręką człowieka mogły wpłynąć na klimat Ziemi?

Klimatu nie wolno lekceważyć, klimat potrafił wynosić i gubić cywilizacje. – Nawet wybuch rewolucji francuskiej tłumaczyć można przyczynami klimatycznymi, gdyż ówczesne ochłodzenie spowodowało duże nieurodzaje, a z powodu głodu zaczęła się społeczna rewolta – uważa prof. Jan Burdukiewicz z Zakładu Archeologii Epoki Kamienia Uniwersytetu Wrocławskiego.

Naukowcy z Uniwersytetu w Wenecji sprawdzają hipotezę prof. Williama Rudimana o wczesnym wpływie człowieka na klimat w ramach projektu Early Human Impact.

Lasy magazynują 30 proc. węgla znajdującego się na powierzchni planety. Każdy pożar lasu powoduje uwolnienie do atmosfery, oprócz węgla, także innych substancji oddziałujących na klimat, przede wszystkim aerozoli.

Ale ponieważ w nauce, w odróżnieniu od wielu innych współczesnych dziedzin życia, obowiązuje głoszenie prawdy i podawanie sprawdzonych faktów, naukowcy przyznają, że wpływ tych aerozoli na zmianę klimatu jeszcze nie jest rzetelnie rozpoznany.

Dlatego projekt Early Human Impact zakłada, że to poznanie jest w rękach nie tylko archeologów, ale także geologów, botaników, geofizyków, jednym słowem, odpowiedź na to pytanie może być ukryta w historii Ziemi.

Aby to sprawdzić, zespół, którym kieruje prof. Carlo Barbante z Uniwersytetu w Wenecji, analizuje dane klimatyczne uzyskane na podstawie analizy rdzeni lodowych i osadów jeziornych ze wszystkich kontynentów. W takich rdzeniach niczym w skrupulatnie prowadzonym dzienniku zachowują się informacje o pożarach, które miały miejsce przed setkami i tysiącami lat. Naukowcy stosują nową technikę badawczą, polega ona na oznaczaniu specyficznego markera molekularnego spalania biomasy, jest to związek chemiczny o nazwie lewoglukozan, mówiąc językiem laików, czyli bardziej obrazowo, lewoglukozan jest fizykochemicznym zapisem minionych pożarów w osadach lodowych i osadach dennych mórz i jezior.

A więc fakty leżą na stole, teraz kolej na ich analizę. Faktem jest, że rola aerozoli w systemie klimatycznym jest słabo znana, co więcej, jeszcze mniej wiadomo w ogóle o roli spalania biomasy. Jednak nawet ta stosunkowo niewielka porcja wiedzy na ten temat wystarcza do stwierdzenia, że ogień płonących lasów wpływa na klimat przez uwalnianie węgla – który inaczej zostałby zmagazynowany w roślinach zdrewniałych – metanu i aerozoli. To jest czynnik zmieniający na przestrzeni lat skład atmosfery.

Powierzchnia lasów zaczęła się kurczyć właśnie 10 tysięcy lat temu. Przyroda sama z siebie o tym nie zadecydowała, naturalne środowisko Ziemi nie wygenerowało wtedy czegoś, przed czym lasy cofnęłyby się „w panice". Nie nastąpił wtedy monstrualny wybuch wulkanu, nie uderzyła w nasz glob asteroida, lasów nie spustoszył meteoryt na miarę tunguskiego z 1908 roku. Dlatego naukowcy biorą pod uwagę, że początek recesji lasów ma związek z wczesną działalnością rolniczą, a ta z kolei nie mogła się obejść bez trzebieży lasów. Płonące drzewa liściaste i iglaste pozostawiły fizyczne i chemiczne ślady tej zagłady. Odczytują je teraz naukowcy.

Problem w tym, że w archiwach klimatycznych i środowiskowych badanych przez paleoklimatologów – takich jak: słoje drzew, warstwy osadów lądowych, morskich i jeziornych, torfowiska – trudno znaleźć coś co badacze nazywają „prawidłowymi funkcjami przeniesienia', czyli coś, co łączy stężenie określonego markera, na przykład wspomnianego już lewoglukozanu, w geologicznych archiwach Ziemi ze składem atmosfery w przeszłości.

Stężenie dwutlenku węgla i metanu w atmosferze było na minimalnym poziomie w okresie przed pojawieniem się rolnictwa, po czym rosło, aż do gwałtownego skoku w okresie rewolucji przemysłowej w XIX wieku. Świadectwem tego są rdzenie lodowe i osadowe, dostarczają wymiernych danych o zjawiskach pożarowych we wszelkich możliwych skalach przestrzennych i czasowych.

– Naszym celem jest kwantyfikacja zmian czasowych i przestrzennych w spalaniu biomasy od czasu pojawienia się rolnictwa. Robimy to na podstawie danych z rdzeni lodowych i jeziornych ze wszystkich kontynentów odpowiadających ośrodkom, w których rodziło się rolnictwo. Opracowaliśmy innowacyjną technikę pomiaru obecnego na całym świecie markera molekularnego spalania biomasy, lewoglukozanu, w rdzeniach lodowych i osadowych. Uzupełniliśmy te analizy danymi palinologicznymi (pyłki roślin) świadczącymi o szacie roślinnej w przeszłości – wyjaśnia prof. Carlo Barbante.

I co z tego wynika? Czy badacze wyciągnęli już jakieś wnioski? Owszem, włoski badacz sformułował je następująco: – Zważywszy na brak wiarygodnego naturalnego czynnika zmian klimatycznych po zakończeniu epoki lodowej i po wkroczeniu ludzkości w epokę rolnictwa, a także ze względu na brak paleoklimatycznych dowodów na jakiekolwiek synchroniczne zmiany globalnego klimatu w owym czasie, czyli 10 tysięcy lat temu i w następnych tysiącleciach, uważamy, że działalność człowieka związana z rolnictwem i pozyskiwaniem ziemi rolnej stanowi najlepsze wyjaśnienie trendów w aktywności pożarowej, obserwowanych w holocenie (okres po zakończeniu epoki lodowej, trwający do dziś). Najlepszym przykładem jest intensywna deforestacja w Europie w okresie między 2500 i 2000 lat temu, zbiega się ona ze szczytowym poziomem lewoglukozanu w lodach Grenlandii – podkreśla badacz.

Człowiek – przyczyna i wina

Śledząc tok postępowania i rozumowania naukowców z Uniwersytetu w Wenecji, łatwo zauważyć, że tradycyjne powierzanie archeologii badań nad najstarszymi dziejami ludzkości nie przystaje już do rzeczywistości. Pomoc w badaniach pradziejów przychodzi także z góry – dosłownie. Okazuje się, że nie tylko łopata, lecz także zdjęcie zrobione z orbity, jest podstawowym narzędziem archeologa. Program komputerowy umożliwiający identyfikowanie na zdjęciach satelitarnych śladów ludzkiej działalności, nawet sprzed tysięcy lat, w tym także pożarów lasów, opracował prof. Jason Ur z Uniwersytetu Harvarda wraz z prof. Bjoernem Menze z Ecole Polytechnique Federale w Zurychu. Współpracowali z nimi informatycy z Massachusetts Institute of Technology.

Archeologiczny program komputerowy analizuje obrazy satelitarne, uwzględniając czynniki, które badacze dotychczas brali pod uwagę tylko w bardzo ograniczonym zakresie. Program uwzględnia m.in. zmianę barwy gleby pod wpływem długotrwałej uprawy rolnej czy zmianę barwy ziemi w miejscach, w których dawniej stały budowle. Inny odcień pozostawiają cegły gliniane wypalane, inny mułowe suszone na słońcu, a jeszcze inny cegły z domieszką materii organicznej, na przykład słomy. Program odróżnia również miejsca, w których dawniej stały lepianki, domostwa ze ścianami z gliny.

Te poszczególne elementy łączy jedna wspólna cecha: specyficzny odcień gleby (ziemi) powstający wtedy, gdy dane miejsce jest długo użytkowane przez człowieka. Miejsca takie różnią się od otoczenia gęstością, higroskopijnością (zdolnością do wchłaniania wody), składem chemicznym, nasyceniem związkami organicznymi.

Korzystając z tego programu, prof. Jason Ur przeglądał zdjęcia satelitarne obejmujące 23 tys. km kw. północno-wschodniej Syrii, jedną ósmą terytorium tego państwa. Na tym obszarze zlokalizował ok. 9000 miejsc, które mogą być stanowiskami archeologicznymi. Badacz jest zaskoczony tak dużą gęstością osadnictwa, uwzględniając nawet to, że jest ono rozłożone w czasie, nie wszystkie osady, cmentarzyska itp. funkcjonowały jednocześnie: na jeden km kw. przypada średnio ponad 2,5 stanowiska. – Te wyniki zmieniają nasze wyobrażenia o pradziejach tych ziem, liczba stanowisk wzrasta w zaskakujący sposób. Las musiał ustępować człowiekowi. Być może osiągnąłbym podobne rezultaty, prowadząc topograficzne badania w terenie, ale zbadanie takiego obszaru zajęłoby mi resztę życia, a nie kilka tygodni – stwierdził.

Współpracujący z Jasonem Urem prof. Bjoern Menze podkreśla, że dzięki technikom informatycznym można szybko uzyskać mapę archeologiczną dużego obszaru ukazującą osadnictwo w ciągu 7–8 tys. lat. Archeolog udający się na teren objęty mapą będzie już wiedział, do jakiego miejsca zmierza, nie będzie przeprowadzał rekonesansu, zaoszczędzi mnóstwo czasu i pieniędzy, wyda je efektywnie na wykopaliska i analizy najnowocześniejszymi metodami.

Pomoc z góry

W XX wieku potężnym impulsem dla rozwoju archeologii był dostęp do zdjęć lotniczych. W XXI wieku sytuacja się powtarza, z tym że zdjęcia lotnicze zastępowane są satelitarnymi.