W jaki sposób zrozumieć przeszłość Ziemi i poznać wpływ naszych przodków na środowisko geograficzne? Jak opisywać przestrzeń i czas, wykraczające poza ramy źródeł historycznych? Aby odpowiedzieć na takiej pytania, geomorfolodzy i paleogeografowie eksplorują liczne naturalne archiwa.

Przykładem takich archiwów są rocznie laminowane (warwowe) osady jeziorne. "Te wyjątkowo delikatne struktury powstają na zasadzie rocznych przyrostów, analogicznie do słoi drzew. Są to jedne z najcenniejszych i najdokładniejszych rejestrów przeszłych zmian środowiska, ponieważ licząc warstwy osadów, można z niebywałą precyzją cofnąć się w przeszłość i odczytywać najsubtelniejsze informacje o środowisku sprzed setek oraz tysięcy lat" - tłumaczy bada dr Maurycy Żarczyński z Zakładu Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu Instytutu Geografii Uniwersytetu Gdańskiego.

Z jego perspektywy wyjątkowo interesującym obszarem badań jest północna Polska, obfitująca w jeziora, które powstały wraz z końcem ostatniego zlodowacenia. W części tych jezior odnaleźć można właśnie osady warwowe, których badaniem zajmuje się m.in. dr Żarczyński oraz inni gdańscy geomorfolodzy, specjalizujący się w paleolimnologii - badaniach przeszłości jezior na podstawie ich osadów.

"Szczególnie cennym obiektem naszych badań jest Jezioro Żabińskie, położone w Krainie Wielkich Jezior Mazurskich. W oparciu o jego osady możliwe było prześledzenie zmian zachodzących w środowisku geograficznym w wyjątkowo zróżnicowanym horyzoncie czasowym. Jezioro to stanowi naturalny poligon testowy, który - dzięki trwającym od dekady obserwacjom - pozwolił lepiej zrozumieć wyjątkowo skomplikowany proces powstawania osadów. Badania wykazały, że różne komponenty osadów mogą posłużyć śledzeniu nie tylko zmian klimatu, czyli warunków wieloletnich, ale również sytuacji meteorologicznej w skali tygodni. W uproszczeniu można powiedzieć, że zbliżamy się do rekonstrukcji zmian pogody w oparciu o archiwa geologiczne" - opowiada badacz, cytowany w informacji przesłanej serwisowi Nauka w Polsce. Za rozprawę doktorską powstałą w oparciu o analizy osadów Jeziora Żabińskiego dr Żarczyński otrzymał w 2020 roku dyplom im. Stefana Kozarskiego, przyznawany przez Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich.

Dodaje, że nieco bardziej klasyczne podejście - oparte o profile osadów - informuje naukowców z niezwykłą dokładnością o przeszłości jeziora. W połączeniu z precyzyjną skalą czasu pozwoliło to wykorzystać osady jeziora do licznych rekonstrukcji zmian środowiska w ciągu ostatniego tysiąca, dwóch - a nawet jedenastu tysięcy lat. Możliwe było m.in. zrekonstruowanie wpływu człowieka na ekosystem jeziora, a zwłaszcza zmiany szaty roślinnej, natężenia erozji czy zmiany procesów zachodzących w samym zbiorniku (więcej - TU, TU i TU). Tym samym wiemy, że człowiek istotnie wpływał na środowisko i ekosystem dzisiejszych Mazur już od co najmniej dwóch tysięcy lat. Uzupełnia to odkrycia dokonywane przez archeologów o naturalną perspektywę. Osady posłużyły również wykazaniu przeszłej zmienności klimatu na tym obszarze w ciągu ostatniego tysiąca lat (więcej - TU).

"W ostatnich latach znacząco rozwinęły się techniki badawcze, pozwalające rejestrować zmiany składu chemicznego osadów w skali tysięcznych części milimetra bez ingerencji w ich strukturę" - zauważa dr Żarczyński.

"Dzięki wyjątkowo precyzyjnej skali czasu ich wykorzystanie pozwoliło nam porównać dobowe serie danych meteorologicznych z ostatnich 50 lat z warunkami formowania się osadów rok po roku w ciągu ostatnich 50 lat (więcej - TU). Wyjątkowa dokładność skali czasu to również przyczynek do rozwinięcia metodycznych aspektów datowania osadów warwowych (więcej - TU) oraz poszukiwania mikroskopowych szkliw wulkanicznych. W osadach Jeziora Żabińskiego znaleziono mikroskopowej wielkości ślady erupcji wulkanicznych na Islandii, Azorach a nawet Alasce (więcej - TU). Ponadto precyzyjna kontrola wieku osadów tego jeziora pozwoliła udoskonalić radiowęglową (C-14) metodę datowania obiektów i procesów przyrodniczych z wykorzystaniem nowatorskiej technologii MICADAS (więcej - TU)" – mówi dr Żarczyński.

"Analizy osadów warwowych to również doskonały przykład nauki wykraczającej poza granice jednej dyscypliny" - dodaje naukowiec. - "W naszej pracy często sięgamy po analizy materiałów historycznych i kartograficznych, takich jak przedwojenne i powojenne mapy, spisy ludności czy informacje o praktykach rolniczych. Połączenie tego typu danych z analizami składu chemicznego i wskaźnikami ekologicznymi (zoo i fitoplankton oraz pyłek roślin) umożliwiło m.in. wykazanie istotnego wpływu człowieka na ekosystemy jeziorne w ciągu ostatnich 200 lat. Lokalny wpływ okazał się mieć dominującą rolę w procesie formowania warw. Tym samym osady warwowe stały się kolejnym elementem międzynarodowej dyskusji na temat początku antropocenu – epoki człowieka (więcej - TU). Innym, podobnym przykładem jest powstałe we współpracy z historykami i botanikami opracowanie dotyczące historii zjawisk pożarowych i występowania susz na obszarze Pojezierza Suwalskiego, oparte o warwowe osady położonego w Suwalskim Parku Krajobrazowym jeziora Jaczno".

Jak zaznacza Żarczyński, wykorzystanie osadów warwowych pozwala lepiej zrozumieć procesy zachodzące w środowisku dziś i dawniej. Pozwala to trafniej prognozować i szacować trajektorie obecnie zachodzących w środowisku zmian, co daje szansę na przeciwdziałanie oraz adaptację. Pomimo licznie prowadzonych badań na osadach polskich jezior, gdański zespół ma również swój udział w badaniach materiału pochodzącego z Gruzji, Litwy a nawet Ameryki Południowej.

Nauka w Polsce - PAP