Na początku lipca 2023 r. światowe i krajowe media obiegła informacja o komunikacie wydanym przez gremium naukowców działających pod auspicjami Międzynarodowej Komisji Stratygraficznej (ang. International Commission on Stratigraphy), że żyjemy w nowej epoce geologicznej zwanej antropocenem. Wiadomość ta została przekazana opinii publicznej 11 lipca 2023 r. przez członków Grupy Roboczej Antropocenu (ang. Anthropocene Working Group), obradującej w ramach 4 Międzynarodowego Kongresu Stratygraficznego STRATI, który odbył się w tym roku we francuskim Lille oraz – niezależnie – na konferencji prasowej zorganizowanej w Berlinie przez Instytut Maxa Plancka. Czego faktycznie dotyczyło ogłoszenie, które media podchwyciły jako niemałą sensację? Czy rzeczywiście jest to przełomowa informacja? Rzucamy nieco światła na temat najnowszych (i nie tylko) ustaleń Grupy Roboczej Antropocenu oraz ich znaczenia dla lepszego zrozumienia naszej planety.
Zanim przejdziemy do meritum sprawy, warto poznać główny cel grup roboczych powoływanych przez Międzynarodową Komisję Stratygraficzną. Historia ich działalności ma już prawie 50 lat (funkcjonują od 1977 r.), a ich podstawowym zadaniem jest określenie najbardziej charakterystycznego zdarzenia – zarówno pod względem manifestacji w zapisie kopalnym, jak i rozprzestrzenienia geograficznego – charakteryzującego spąg (dolną granicę) danego piętra stratygraficznego oraz możliwie najdokładniej dokumentującego go profilu geologicznego, tzw. stratotypu, tj. profilu referencyjnego (ang. Global Boundary Stratotype Section and Point, GSSP). Po dokonaniu serii ocen i głosowań w tak precyzyjnie ustalony horyzont profilu stratotypowego wbijany jest tzw. „złoty gwóźdź” (ang. golden spike), upamiętniający z jednej strony ceremonię ratyfikacji GSSP, z drugiej zaś wskazujący dokładne położenie granicy pomiędzy dwoma piętrami stratygraficznymi.
„Złoty gwóźdź” (brązowy dysk w dolnej części obrazu) dla spągu okresu ediakarańskiego (Ediacara , Australia Południowa). Fot. Peter Neaum at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Działalność grup roboczych jest o tyle istotna, że informacja geologiczna opisana ze stratotypu (a w niektórych przypadkach także z profili pomocniczych) pozwala porównywać ze sobą (korelować) warstwy skalne pochodzące z różnych obszarów Ziemi, czasami odległych od siebie o tysiące kilometrów. Precyzyjna korelacja warstw geologicznych jest z kolei niezwykle ważna zarówno z perspektywy badań nad różnego rodzaju zmianami paleośrodowiskowymi, tj. takimi, które miały miejsce w przeszłości, a które mogą przyczynić się do zrozumienia przebiegu oraz potencjalnych skutków obecnie zachodzących procesów środowiskowych. Są także istotne dla przemysłu wydobywczego, gdzie różnego rodzaju metody stratygraficzne są nieodzowne przy planowaniu prac rozpoznawczych i wydobywczych.
Na chwilę obecną ratyfikowanych zostało 80 spośród 101 stratotypów, jednak wśród nich nie znajdziemy antropocenu. Wynika to z faktu, iż idea wydzielenia osobnej jednostki chronostratygraficznej (tj. zespołu osadów zdeponowanych w formalnie określonym czasie geologicznym) obejmującej – w zależności od przyjętych założeń – ostatnie kilkadziesiąt do kilkuset lat pojawiła się w szerokim dyskursie dopiero w 2000 r., gdy Paul Crutzen (noblista w dziedzinie chemii z 1995 r.) i Eugene Soermer zwrócili uwagę na fakt istotnego zniekształcania współczesnych procesów geologicznych przez działalność człowieka.
W toku kolejnych badań ustalono, że wpływ ten manifestuje się poprzez:
- intensyfikację erozji i transportu osadów, związanych z postępującą urbanizacją oraz działalnością rolniczą,
- zaburzenie obiegu przyrodniczego pierwiastków, takich jak węgiel, azot, czy fosfor (ale również innych metali i związków chemicznych),
- całą serię zmian środowiskowych z nich wynikających, takich jak globalne ocieplenie, wzrost średniego globalnego poziomu morza, zakwaszenie oceanów, czy rozrost tzw. martwych stref na ich dnach,
- istotne zmiany w biosferze, wynikające z przekształceń (w tym utraty) naturalnych środowisk, masowego udomowienia (w tym hodowli) zwierząt oraz stworzenia dogodnych warunków do rozprzestrzeniania się gatunków inwazyjnych (innych niż rodzime dla danego ekosystemu),
- masowym i globalnym rozprzestrzenieniem się materiałów charakterystycznych dla cywilizacji ludzkiej, takich jak beton, popioły czy tworzywa sztuczne.
Formalizację antropocenu zapoczątkowało w 2009 r. powołanie dedykowanej grupy roboczej, składającej się z kilkudziesięciu ekspertów zajmujących się różnymi dziedzinami nauk przyrodniczych. Przewodniczącym tej grupy został Jan Zalasiewicz (Uniwersytet w Leicester, Wielka Brytania), a w 2020 r. zastąpił go Colin Waters (Uniwersytet w Leicester).
W 2016 r. podczas prac prowadzonych przez Grupę Roboczą Antropocenu uzgodniono, że dalsze prace grupy będą skupiać się na rozważaniu antropocenu jako najmłodszej epoki geologicznej czwartorzędu (ostatnie 2,58 mln lat), następującej po holocenie (ostatnie 11,7 tys. lat). Zarekomendowano ponadto, że początek antropocenu powinien zostać określony na połowę XX w., gdy zmiany w zapisie rozmaitych wskaźników geologicznych wykazują wyjątkową koincydencję z początkiem tzw. „wielkiego przyspieszenia” (ang. Great Acceleration), tj. całego zestawu globalnej skali zmian społecznych, technologicznych i środowiskowych związanych z działalnością człowieka.
Za jedno z najbardziej charakterystycznych wydarzeń tego okresu – potencjalny początek antropocenu – uznano pierwsze testy bomb wodorowych (termojądrowych), mające miejsce na początku dekady lat pięćdziesiątych. Z nimi zaś związane było globalne rozprzestrzenienie się opadów promieniotwórczych, stanowiących – z uwagi na łatwość rozpoznania w zapisie kopalnym – doskonały marker stratygraficzny.
Powyższe rekomendacje zostały potwierdzone w maju 2019 r., gdy członkowie grupy roboczej zdecydowaną większością głosów (88%) przegłosowali wydzielenie antropocenu jako formalnej jednostki chronostratygraficznej. Ustalono również, że jego początek powinien wyznaczać jeden z sygnałów geologicznych zapisanych w osadach pochodzących z lat 50-tych XX w.
W tym kontekście wiadomość ogłoszona w lipcu 2023 r. przez Grupę Roboczą Antropocenu w swojej istocie dotyczyła nie tyle odkrycia nowych i nie znanych wcześniej danych mogących świadczyć o początkach nowej epoki geologicznej, a uzgodnienia przez jej członków tego, że to osady jeziora Crawford (Ontario, Kanada) w najdokładniejszy sposób zapisują przejście z holocenu do nowej epoki geologicznej. To właśnie profil osadów (rdzeń geologiczny) z tego zbiornika zostanie zaproponowany Międzynarodowej Komisji Stratygraficznej jako potencjalny stratotyp antropocenu.
Jezioro Crawford, Kanada. Widok z lotu ptaka na platformę, której naukowcy używają do zbierania osadów z dna jeziora. Fot. Brock University, źródło: https://brocku.ca/brock-news/2023/06/brock-university-launches-crawford-lake-research-website
Sam proces wyboru profilu stratotypowego rozpoczął się w grudniu 2022 r., gdy w wyniku głosowania nad dwunastoma lokalizacjami z całego świata (w tym nad osadami torfowiska na Równi pod Śnieżką) wybór zawężono do jeziora Crawford oraz jeziora Sihailongwan (północno-wschodnie Chiny).
Ostateczny zwycięzca głosowania znajduje się na obszarze chronionym nieopodal Toronto, ma 2,4 ha powierzchni oraz głębokość maksymalną 24 m. Cechą charakterystyczną tego jeziora, wynikającą ze stosunkowo dużej głębokości jest brak mieszania się wód powierzchniowych z wodami przydennymi. Dzięki temu każdego lata, wskutek wzrostu temperatury wytrąca się w nim węglan wapnia; jest on następnie deponowany na dnie, tworząc charakterystyczne, jasne warstewki odpowiadające kolejnym sezonom letnim (w odróżnieniu od ciemnych warstewek deponowanych zimą), ułatwiając tym samym określenie wieku każdej z nich.
Co ciekawe, oprócz najmłodszego poziomu zmian parametrów geologicznych, związanego z „wielkim przyspieszeniem”, w osadach jeziora Crawford zidentyfikowano również dwa starsze poziomy zmian, interpretowanych jako wynik działalności Irokezów w XIII–XV w. oraz przybycia europejskich kolonizatorów na początku XIX w.
Rdzeń wiertniczy pobrany w kwietniu 2023 r. z dna jeziora Crawford. Po lewej stronie znajduje się skala w centymetrach pokazująca długość rdzenia. Po prawej stronie znajduje się lista lat kalendarzowych. Przerywaną czerwoną linią zaznaczono potencjalny spąg antropocenu (rok 1950). Fot. Brock University
Grupę roboczą czeka jeszcze jedna ważna decyzja dotycząca tego, która z warstw osadzonych w latach 50-tych XX w. uznana zostanie za „złoty gwóźdź” antropocenu. Rdzenie wiertnicze pobrane w 2019 r. i 2022 r. wykazują istotne zmiany różnych wskaźników geologicznych (w tym zawartości różnych pierwiastków promieniotwórczych) już w warstwie z 1950 r. Z kolei rdzeń pobrany w 2023 r. charakteryzuje znaczny wzrost zawartości plutonu w warstwie z 1952 r., a więc roku pierwszego testu bomby wodorowej. Pomimo, że warstewki te dzielą zaledwie 2 mm, dalsze badania oraz ostateczna decyzja grupy roboczej pozwolą sprecyzować definicję początku antropocenu jako całej serii bardziej ogólnych zmian w zapisie geologicznym, lub – bardziej konkretnie – roku pierwszego wybuchu ładunku termojądrowego.
Członkowie Grupy Roboczej Antropocenu przewidują, że wybór powinien zostać dokonany w najbliższych miesiącach. Formalna propozycja stratotypu antropocenu zostanie poddana pod głosowanie Podkomisji ds. Stratygrafii Czwartorzędu, a następnie – w przypadku pozytywnego jego wyniku – głosowania i ewentualnej ratyfikacji przez Międzynarodową Komisję Stratygraficzną.
Warto również wspomnieć, że nie wszyscy naukowcy są entuzjastyczni wobec ustaleń Grupy Roboczej Antropocenu, co argumentują przede wszystkim wpływem człowieka na ekosystem znacznie przekraczającym ostatnie 70 lat. Jednakże członkowie grupy roboczej kontrują te argumenty stanowiskiem, że ich prace nie mają na celu określić początku aktywności człowieka na Ziemi, lecz momentu, w którym aktywność ta zaczęła być globalna w swojej skali.
Tekst: Damian Lodowski
Czytaj także:
Kolejny złoty gwóźdź w tablicy stratygraficznej
Został przyjęty światowy wzorzec granicy pięter oksfordu i kimerydu jury górnej
