Când clima se schimbă, sedimentele așezate de-a lungul anilor pe fundul lacurilor se schimbă la rândul lor și devin astfel o arhivă naturală a istoriei climatice. Acest mâl lipsit de însemnătate pentru cei mai mulți dintre noi le oferă cercetătorilor o privire în profunzime în trecutul climatic. Paleoclimatologii (paleo=vechi, clima=clima, logos=știință) descifrează mistere legate de cum au evoluat clima și mediul. Analizând tranziția incredibilă în caracteristicile sedimentelor lacustre, ei citesc nămolul ca pe o carte, ce spune o poveste care se întinde pe zeci, sute, mii sau chiar milioane de ani. În România, specialiștii în paleoclimatologie pot fi numărați pe degetele de la o mână, însă am stat de vorbă cu unul dintre ei și am aflat povestea fascinantă pe care o spun lacurile din țara noastră și nu numai. Oferă ele și indicii despre ce ne așteaptă?
Mai mult decât mâl
„Studiază trecutul pentru a înțelege viitorul”. Acesta este motto-ul care o conduce pe Aritina Haliuc, unul dintre oamenii de știință români care investighează sedimentele lacurilor pentru a găsi indicii despre schimbările climatice din trecut. Datele istorice ar trebui să contribuie la identificarea acțiunilor ce ar trebui întreprinse pentru a proteja moștenirea lăsată de natură.
La aproape 35 de ani are un doctorat în Geografie la Universitatea din Suceava (2016), două postdoctorate la Universitatea Carol din Praga (2018) și la Universitatea din Bordeaux (Franța) (2020) și mai multe burse internaționale în domeniul paleoclimatologiei. În prezent, este cercetător la Universitatea din Suceava, unde conduce un proiect de cercetare finanțat din fonduri naționale.
Caption foto: Aritina Haliuc (stânga), alături de o echipă internațională de cercetători ce analizează sedimentele din Lacul Haemelsee din nordul Germaniei (2013). Secvența sedimentară de 16 m acoperă ultimii 14.500 de ani (Filmul poate fi urmărit aici)
Aritina este interesată de dezlegarea trecutului Pământului și a modului în care oamenii i-au schimbat înfățișarea, folosind sedimente din lacuri și oceane (mâl). Ea a lucrat pe arhive din România, Germania, Marea Britanie și de pe coasta Africii (Oceanul Atlantic). Pasiunea ei este să descopere schimbările climatice din trecutul îndepărtat (ultimii 15.000 de ani și mai mult) și implicațiile acestora asupra mediului local și regional, folosind abordări multidisciplinare pe secvențe sedimentare.
- Schimbările climatice sunt catalogate acum drept una dintre cele mai mari crize globale, iar limitarea încălzirii globale la 1,5 grade Celsius față de nivelurile preindustriale reprezintă o problemă prioritară pe agenda marilor puteri occidentale.
„Cunoaștem faptul că evoluția civilizației umane s-a desfășurat în strânsă legătură cu mediul înconjurător. Accelerarea rapidă a progresului socio-economic și tehnologic din ultimele decenii a fragilizat această relație, omul devenind agent modelator de prim rang”, spune Aritina Haliuc. „Din această perspectivă, schimbările climatice și de mediu din ultimele decenii sunt considerate cele mai mari amenințări și provocări ale societății contemporane. Doar prin avansarea cunoștințelor vom reuși să răspundem echitabil provocărilor societății contemporane și astfel să ne pregătim și/sau adaptăm pentru schimbările ce vor urma.”
Paleoclimatologii = Detectivi în trecutul Planetei
Datele extrase din măsurătorile meteorologice și documentele scrise sunt două tipuri de instrumente care oferă informații despre trecutul climatic, însă sunt limitate în timp la câteva sute de ani.
Pentru a acoperi perioade de timp mai lungi, paleoclimatologii studiază arhivele naturale cum sunt sedimentele lacustre, marine, carotele de gheață, coralii, speleotemele (formațiuni de peșteră – stalagmite, stalactite și altele / n.r.). Dintre arhivele de mediu menționate, sedimentele lacustre au o importanță deosebită datorită sensibilității accentuate la modificările climatice și oferă posibilitatea de a aplica o gamă variată de analize.
- Sedimentele lacustre sunt considerate surogate ale variabilității mediului. Ele înregistrează un semnal la scară locală, regională și extra-regională și oferă posibilitatea investigării modificărilor de mediu la rezoluție temporală fidelă, a explicat Aritina Haliuc.
Când clima e uscată sau mai umedă, mai caldă sau mai rece, culoarea sedimentelor se schimbă. Acesta este primul indiciu. Apoi, cercetătorii analizează sedimentele în microscop. Acolo văd alge, polen – care poate fi identificat de specialiști – și atunci cercetătorii climatici știu ce fel de vegetație creștea. Evident, acest lucru este corelat cu clima de la acea vreme. Și aceste informații le permit să reconstruiască climatul.
Explicație foto: Secvență sedimentară din Lacul Haemelsee din nordul Germaniei, analizată de o echipă internațională de cercetători din care a făcut parte și Aritina Haliuc (2013)
De-a lungul anilor, Aritina a învățat să citească martorii sedimentologici, biologici și cronologici din două tipuri de arhive: arhive continentale (profile sedimentare lacustre, profile de turbă) și profile oceanice (sedimente colectate din oceane) și să decodifice informația climatică și de mediu înregistrată de acestea la scară temporală ce se extinde de la câteva decenii până la peste 10.000 de ani.
Explicatie foto: Transportul particulelor de carbune de la locul incendiului de vegetatie (continent) catre locul de depozitare (fundul oceanului) (sursa foto: Aritina Haliuc)
„În funcție de cât de bătrân este lacul, adică anul/era în care s-a format (născut, în termeni geologici), cercetătorii extrag informații despre cum au fost clima și mediul de la formarea sa și până în prezent. Dacă am fi trăit acum 20.000 de ani, undeva în nord-vestul Europei, spre exemplu în nordul Germaniei, am fi într-un areal acoperit de gheață. În România de acum 20.000 de ani, piscurile Carpaților sunt acoperite de ghețari, iar câțiva omuleți trăiesc în peșteri”, spune Aritina.
Cercetările ei pleacă mereu de la niște întrebări. „Mă interesează care a fost frecvența secetelor, activitatea focurilor, inundațiile – acestea sunt evenimentele extreme. De asemenea, activitatea oamenilor: au defrișat, au plantat, unde făceau agricultura, de ce erau interesați. Prin niște sonde, extrag mâlul din mlaștină / lac / mare / ocean și îl aduc în laborator. Putem face inclusiv reconstituire de temperatură, de precipitații, inundații, secete, vegetație, incendii, impact antropic (al activităților umane) – deci sunt nu doar analize de climă, ci și de mediu”, explică Aritina. Aceste „probe climatice” nu se pot recolta de oriunde.
„Trebuie să fie un lac care să îndeplinească anumite condiții – trebuie să capteze procesul climatic care mă interesează și să aibă o secvență de mâl destul de lungă în timp ca să poată răspunde la întrebarea mea. În principiu, noi știm care este originea lacului, în funcție de unde e localizat, și ne dăm seama în funcție de caracteristicile bazinului lacustru. Nu toți indicatorii vor avea un răspuns în lacul în care voi lucra. S-ar putea ca unele să fie mai sensibile, altele nu”, a adăugat aceasta. De asemenea, în funcție de sensibilitatea lor, unele lacuri pot avea răspunsuri locale, altele – regionale.
Caption foto: cameră frigorifică cu carote sedimentare (sursa: Aritina Haliuc)
În plus, mai există surse documentare ale unor cercetători care au studiat siturile și oferă informații ce indică dacă lacul respectiv poate oferi o arhivă climatică. De exemplu, o lucrare din 1990 arată că Lacul Techirghiol (cel mai întins lac salin din România – n.r.) ar avea mai bine de 10.000 de ani vechime, spune Aritina. „Mă aștept să fie acolo mai bine de 20 m de mâl. Aș vrea să văd ce este acolo și să fac mai multe reconstituiri”.
În România, au fost analizate până acum peste 50 de arhive naturale, dintre care aproximativ 30 sunt sedimente lacustre. Lacul Sfânta Ana, de pildă, are o vechime de 26.000 de ani. Comparativ, cel mai vechi lac din Europa are 1,36 milioane de ani. Este vorba despre Lacul Ohrid, care traversează granița muntoasă dintre sud-vestul Macedoniei și estul Albaniei. Cei 584 de metri de sediment depus în acest lac spun numeroase povești despre climă și mediu, o secvență impresionantă glaciar-interglaciar, rece-cald.
„Să poți să vezi atât de clar cum noi, prin activitățile noastre, modificăm natura și mediul, perspectiva aceasta mă fascinează. De aceea mă uit la perioade atât de lungi de timp”.
Într-una dintre lucrări, cercetătoarea s-a uitat la Lacul Ighiel (rezervație naturală), lac carstic din Munții Apuseni, de la 924 m altitudine, cu o adâncime a apei de 9 metri și o secvență sedimentară de 5,5 m ce acoperă ultimii 6.000 de ani. „În această lucrare am arătat că semnătura abiotică/geochimică reprezintă evenimente hidro-climatice regionale, cu alte cuvinte, ce se întâmplă în atmosferă este codificat/transpus/înregistrat în sedimente. Astfel, am demonstrat că activitatea (paleo)hidrologică din bazinul Lacului Ighiel depinde de magnitudinea circulațiilor atmosferice dominante”, explică Aritina.
„În termeni simpliști putem spune că acest lac este sensibil la intensitatea precipitațiilor/secetelor (perioade umede/uscate). Răspunsul la perioadele uscate/secetoase este înregistrat în lac sub forma unor straturi subțiri cu plante subacvatice (semnătura secetei). Reconstituirea de temperatură pe ultimii 6000 de ani ne arată perioade mai uscate/secetoase, cea mai puternică fiind acum 1.000 de ani (Perioada Medievală Caldă – o perioadă de aproximativ 200 de ani cu temperaturi mai blânde). Seceta recentă este acoperită de semnalul din activitățile umane (date în curs de publicare).”
Caption foto: procesul de lucru în prelevarea și analizarea sedimentelor lacustre (sursa: Aritina Haliuc)
Într-o altă lucrare publicată recent, echipa de cercetători din care a făcut parte s-a uitat la modificările de mediu din ultimii 100 de ani din Lacul Ighiel. „Am observat că în cazul Lacului Ighiel, ultimele patru-cinci decenii sunt marcate de modificări ireversibile și fără precedent, atât la nivelul bazinului hidrografic (suprafața de unde lacul își adună informațiile), cu suprafețe puternic erodate, cât si la nivelul ecosistemului lacustru (plante și microorganisme), lacul fiind acum într-un proces accelerat de eutrofizare (creșterea masei organice din apă – n.r.). Aceste modificări sunt generate de activitatea umană: defrișări și pășunat intensiv, introducerea unor specii de pește, construirea stăvilarelor pe afluenți. Deși acest lac nu va putea reveni la starea „naturală”, înainte de modificările induse de activitățile noastre, în lucrare propunem câteva măsuri ce ar putea fi luate de autorități pentru a limita aceste efecte, și anume: limitare pășunat și despăduriri, limitare activități recreative în apropiere, un mai bun management al utilizării terenurilor”.
Lucrarea publicată în 2018 aduce informații valoroase și cu privire la modificările recente ale suprafeței de pădure și implicațiile acestor modificări asupra Lacului Roșu. Cu o vechime de 170 de ani, Lacul Roșu este un important obiectiv turistic afectat recent de despăduriri masive. Studiul arată problematica despăduririlor din Carpații românești, un subiect controversat în ultimii ani, a efectelor de mediu pe termen-lung și cea a managementului defectuos al ariilor protejate.
Analiza s-a bazat pe o abordare multidirecțională, de tip cauză-efect, modificările la nivelul suprafeței de pădure au fost cuantificate în baza hărților istorice și a imaginilor satelitare (Landsat), în timp ce modificările proceselor geomorfologice au fost stabilite pe baza analizelor secvențelor sedimentare din lac.
Dacă la scară seculară arătăm că modificările din bazin sunt răspunsul combinat al factorilor naturali (perioade cu precipitații abundente) și al activităților umane, la scară multi-decadală (ultimii 23 de ani) observăm că despăduririle locale fără precedent (dependente de situația socio-politică, legislație) au dus la destabilizarea bazinului hidrografic și la intensificarea proceselor de eroziune (lacul a primit mai mult sediment, care înseamnă că suprafețele din bazin au mai puțină vegetație, organismele din lac primesc mai mulți nutrienți, deci sunt mai prolifice și pot duce la eutrofizare, „moarte clinică” a ecosistemului).
Studiem trecutul pentru a înțelege viitorul
Studiind istoria climei, paleoclimatologii încearcă să vadă dacă pot veni cu niște probabilități și emite câteva avertismente despre ce se va întâmpla.
„Aceste informații sunt introduse în modele matematice pentru a face prognoze, pentru a ne asigura că moștenirea lăsată generațiilor viitoare nu este periclitată. Trecutul memorat de arhivele naturale este cheia către un viitor sustenabil. Înțelegerea climatului din trecut ne ajută să explicăm cum s-a dezvoltat natura, spre exemplu cum s-au dezvoltat ecosistemele actuale și cum ne-am dezvoltat noi ca civilizație”, spune cercetătoarea, care explică și câteva avertismente:
„Modelele climatice pesimiste ne arată o încălzire de 2 până la 6 Celsius în următorii 100 de ani, o rată de creștere de 20 de ori mai rapidă comparativ cu modificările din trecut, când astfel de încălziri durau câteva mii de ani. Unele perioade calde din trecut precum Eemianul și Maximul Termic Paleocen-Eocen ne pot servi ca și scenariu pentru viitor.
- Eemianul, perioada caldă/interglaciară de acum 130.000-117.000 de ani, era caracterizată de temperaturii medii globale cu 2-3 Celsius mai ridicate comparativ cu cele de acum, cu un nivel al mării cu 5-8 m mai ridicat decât cel din prezent (suficient pentru a inunda orașele moderne de coastă), iar suprafața stratului de gheață din Groenlanda era mai mică cu o treime, similar cu ceea s-ar putea întâmpla în viitor. Totuși, deși a fost generată de modificări în orbita pământului, această încălzire s-a produs de-a lungul a câteva mii de ani și ne arată că, în cazul scenariilor climatice moderate, o ușoară creștere a temperaturilor ar cauza suficiente daune.
- Maximul Termic Paleocen-Eocen a avut loc acum 55 milioane de ani și a fost declanșat de acumulări de gaze cu efect de seră. Temperaturile medii globale au crescut cu 5-6 grade de-a lungul a câteva mii de ani și s-au recuperat complet în 100.000-200.000 de ani. Regiunile polare erau lipsite de gheață, iar Oceanul Arctic era un lac mărginit de păduri de foioase. Această super seră este un exemplu elocvent pentru ce ne-am putea aștepta în viitor într-un scenariu climatic pesimist”. Într-un final nu vorbim doar de supraviețuire, ci mai degrabă de timpul și capacitatea noastră de adaptare.
În ceea ce privește clima României, aceasta este complexă pentru că ne aflăm la intersecția a trei mase de aer: siberian (din nord, foarte rece), atlantic (dinspre vest) și mediteraneean (din sud). „Confluența aceasta este dată de faptul că avem Carpații, care nu permit maselor de aer să circule mai departe. Și mai e Marea Neagră – toate masele de aer care se formează deasupra mărilor sunt mai umede și blânde. Influența localizată a acestor mase de aer tot timpul va rămâne în zona de curbură a Carpaților, nu reușește să treacă mai departe, e obturată de Carpați. Aceasta face zona noastră mai interesantă și diferită de vestul Europei. Eu cred că dacă e mai complex, e mult mai interesant și ar trebui cumva să atragă mai mult interes”, povestește Aritina.
Sursa foto: Aritina Haliuc
Pe de altă parte, „noi suntem mai la periferie și geografic, dar și din punctul de vedere al cercetării. În universitățile din România acest subiect (paleoclimatologia – n.r.) nu prea face parte programele de studiu, deși e foarte important ca studenții de la Geografie/Geologie/Mediu să aibă o astfel de perspectivă”, spune Aritina.
În plus, „studiile noastre ar trebui incluse în rapoarte de climă locale, regionale și globale. În România nu există un flow. Unele dintre ele au fost incluse în raportul prezidențial cu privire la schimbările climatice, dar am observat că cea mai mare afinitate există către studiile meteorologice și climatice, nu către cele paleoclimatice, care oferă perspectivă de lungă durată. Dacă nu înțelegem cum funcționează planeta și cum răspunde mediul la schimbări, ce facem? Nu avem cum să venim cu adaptări, cu măsuri”, a conchis cercetătoarea care studiază istoria climei.
***
NOTĂ: Acest articol a fost realizat prin proiectul ”Știința și Jurnalismul pentru Climă”, derulat de InfoClima în perioada 16-23 noiembrie 2022. Scopul evenimentului este de a încuraja colaborarea dintre jurnaliști și oamenii de știință și experți. Participanții din cele două grupuri au lucrat în perechi, iar scopul muncii lor a fost acela de a crea în colaborare o poveste de impact, de relevanță locală legată de schimbările climatice. Prin acest eveniment dorim să inspirăm noi direcții și să descoperim noi povești neștiute. Evenimentul a avut loc simultan în 4 țări diferite – Bulgaria, Ungaria, România și Serbia. Mai multe detalii găsiți pe site-ul InfoClima. Articolul a fost publicat și pe InfoClima.
ARTICOLE SIMILARE:
Europa se confruntă cu o penurie de apă fără precedent, din cauza valurilor de căldură
