Przyczyną gwałtownego ochłodzenia w Europie kilkanaście tysięcy lat temu mogło być zakłócenie cyrkulacji Prądu Zatokowego. To wnioski badań prof. Tomasza Goslara, przeprowadzonych na dnie jeziora Gościąż, które pozwalają udoskonalić prognozy przyszłych zmian klimatu.

Naukowcy, aby dobrze rozumieć współczesne zmiany klimatu, przyglądają się uważnie anomaliom, jakie zachodziły w przeszłości. Jednak ostatnia poważna zmiana klimatu na półkuli północnej miała miejsce bardzo dawno temu – pod koniec ostatniego zlodowacenia, w okresie tzw. młodszego dryasu, który zaczął się prawie 13 tys. lat temu i trwał ok. 1,1 tys. lat. Wtedy nastąpiło gwałtowne ochłodzenie: w ciągu 150 lat średnia roczna temperatura na terenach Polski spadła o 5°C, a potem w ciągu 60 lat powróciła do poprzedniego poziomu. Prof. Tomasz Goslar postanowił dokładnie zbadać, co działo się w tamtym okresie.

– Już 20 lat temu, kiedy prowadziłem te badania, pojawiła się hipoteza, że zmiany klimatu mogą być spowodowane zmianą cyrkulacji wody w Oceanie Atlantyckim – mówi prof. Goslar i wyjaśnia, że dziś klimat Europy jest podgrzewany dzięki Prądowi Zatokowemu (Golfsztromowi). – Woda, która dociera na obszary północnego Atlantyku (w rejon Morza Norweskiego), opada w głąb, na kilka kilometrów. W badaniach, które prowadziłem, dostarczyłem dodatkowego argumentu na rzecz hipotezy, że ochłodzenie klimatu na początku młodszego dryasu było związane z zatrzymaniem tej cyrkulacji – zaznacza prof. Goslar.

Kalendarz na dnie jeziora

Problemem było to, jak zbadać funkcjonowanie Prądu Zatokowego przed tysiącami lat. Przecież nawet badanie tego, jak dzisiaj działa Golfsztrom jest bardzo skomplikowane. Okazuje się jednak, że wnioski dotyczące cyrkulacji wód oceanicznych można wyciągnąć z badań radiowęglem. – Ten promieniotwórczy rodzaj węgla produkowany jest w atmosferze, po czym np. rozpuszcza się w wodzie i rozprowadzany jest po oceanie. Jeśli cyrkulacja pionowa wody się zmienia, ma to również wpływ na stężenie radiowęgla w powietrzu – mówi naukowiec.

Aby zbadać stężenie radiowęgla w atmosferze przed dziesiątkiem tysięcy lat, można np. wwiercać się w lądolód albo badać dno oceanu. Jednak trudno wtedy z dużą precyzją ustalić dokładną datę powstania pobranej próbki. Prof. Goslar w swoich badaniach posłużył się jednak innym, bardzo osobliwym „kalendarzem” – uformowanym na dnie jeziora Gościąż na Kujawach. – Życie w jeziorze zmienia się w sposób sezonowy, a w niektórych jeziorach sezonowa zmienność zostaje odzwierciedlona w strukturze osadu, w postaci warstewek – opowiada prof. Goslar. Wystarczy więc dokładnie policzyć warstewki (jasne powstają latem, a ciemne – zimą), żeby znaleźć materię organiczną dokładnie z poszukiwanego okresu. W tych próbkach nowatorskimi technikami zmierzono stężenie węgla ¹⁴C. – Potrafiliśmy pokazać, że na początku młodszego dryasu stężenie radiowęgla w atmosferze zmieniło się w sposób anomalny. Najlepszym wyjaśnieniem tego zjawiska była zmiana cyrkulacji prądów morskich – podsumowuje badacz.

Prof. Goslar dodaje, że jądra atomów radiowęgla powstają w atmosferze z atomów azotu. – Taki atom radiowęgla utlenia się i tworzy dwutlenek węgla, który z czasem rozpuszcza się w wodzie. W wodzie oceanów jest 50 razy więcej węgla (również węgla ¹⁴C) niż w powietrzu atmosferycznym – zwraca uwagę badacz. Dodaje, że prąd oceaniczny może być swoistą pompą, wysysającą radiowęgiel z powietrza i transportującą go na dno zbiornika. Jeśli taka „pompa” będzie słabsza, stężenie dwutlenku węgla (również ¹⁴C) w atmosferze (a potem i w wodach lądowych) zmaleje. To właśnie sprawdzał w swoich badaniach prof. Goslar.

Przeszłość oknem na przyszłość?

– Nasza praca była w Polsce unikatowa, ale na świecie kilku badaczy podejmowało ten temat z różnych punktów widzenia. Dzięki temu poważniej zajęto się studiowaniem, czy taka zmiana cyrkulacji wód oceanicznych nie grozi nam w przyszłości – wyjaśnia prof. Goslar. Dodaje, że m.in. dzięki jego badaniom udoskonalono prognozy zmian klimatu. Fizyk podkreśla, że zmiany Prądu Zatokowego prowadzić mogą do zmian klimatu nie tylko w Europie, ale – w dłuższym okresie – nawet i na całym świecie.

Cyrkulacja wody w oceanie zależy m.in. od tego, ile wody odparuje, ile spłynie z rzeką, ile z lodowca. – To szalenie skomplikowana rzecz. Ale kto wie, może za 20 lat będziemy w stanie przewidywać zachowanie tak złożonych systemów – podsumowuje naukowiec.

Opracowanie, śródtytuły i wytłuszczenia Marta Śmigrowska, na podstawie naukawpolsce.pap.pl