Sławomir Mizerski: – Co dzisiaj robią geografowie? Nad czym pracują, skoro Ziemia jest już poznana, zmierzona, wykreślona na mapach?
Leszek Starkel: – Ta Ziemia jest poznana, ale nie za dokładnie. Nie jest poznana zwłaszcza od strony zmian zachodzących w czasie. W tej chwili istnieje duży nacisk na interpretacje zdjęć satelitarnych pokazujących rozkład temperatur i wilgotności na naszej planecie, grubość pokrywy śnieżnej, pokrywy chmur, bogactwo szaty roślinnej, zawartość chlorofilu w ekosystemach. Te wszystkie zagadnienia są na bieżąco rejestrowane i służą nie tylko prognozowaniu pogody, ale najrozmaitszych zjawisk przyrodniczych.
Czy to oznacza, że przedstawiciele branż geograficznych w ogóle nie wychodzą w teren, tylko przy komputerach analizują zdjęcia satelitarne i dane radarów?
Często tak bywa. Ale w pewnej dziedzinie klasyczni geografowie są wciąż bardzo mocni. To są badania prowadzone w stacjach naukowych nad mechanizmem wymiany energii i obiegu materii. Zmiany globalne widoczne są na zdjęciach satelitarnych, na ich podstawie można śledzić, co się dzieje z dnia na dzień, z roku na rok. Natomiast nie da się ustalić, jaki jest mechanizm zjawisk. Tu trzeba mieć ciągły zapis z konkretnych miejsc. Dopiero te dane lokalne dają szczegółowe informacje o zmianach ilościowych. Poprzez ciągły pomiar i monitoring jesteśmy w stanie powiedzieć, jak faktycznie dochodzi do zjawiska powodzi czy suszy. Bo tu istnieją różne przekłamania. Mówi się np. że las hamuje powódź. Owszem, on zatrzymuje wodę, ale do pewnego czasu. Jeśli ulewy się przedłużają, woda zatrzymana w leśnych glebach górskich jest gwałtownie oddawana do rzek i powiększa falę powodziową. Tylko połączenie ciągłych obserwacji naziemnych z obserwacjami satelitarnymi z wielkich obszarów globu może wyjaśnić genezę zjawisk i umożliwić ich prognozowanie.
Co geograf w sobie ma Czy geograf posiada specyficzną, właściwą sobie wrażliwość, umiejętność patrzenia na rzeczywistość?
Chce poznać zmiany i przyczyny tych zmian. Sięgnąć do korzeni, które często tkwią w środowisku przyrodniczym. Geografia powinna obejmować całość i badać relacje między ziemią, środowiskiem przyrodniczym a działalnością człowieka. Dzięki temu można zrealizować podstawowe zadanie badaczy środowiska i geografów – dawać prognozy. Niestety, geografowie polscy, zresztą nie tylko, są tutaj stosunkowo mało zaangażowani. Nie weszli zbyt mocno np. do propagowania dziedziny, która obecnie stała się wiodąca i bardzo modna – czyli global science. To nauka na wskroś interdyscyplinarna, analizująca, jak funkcjonuje w skali Ziemi wymiana energii, obieg materii, wody, cyrkulacja atmosfery.
Czego dowiedzieliśmy się o Ziemi dzięki rozwojowi global science?
Ujrzeliśmy Ziemię jako całość, nawet w relacji do innych planet. Okiem badacza jest tutaj satelita, bez specjalistycznych zdjęć satelitarnych ta dziedzina by nie powstała.
Co to oko zdołało wypatrzyć?
Choćby struktury przestrzenne różnych zjawisk do tej pory nierozpoznanych, takich jak produkcja roślinna w różnych ekosystemach, wilgotność gleby, zróżnicowanie obiegu wody i zasobów wodnych. Możemy także uchwycić rolę czynników związanych z działaniem człowieka – skażenie ekosystemów, zamieranie lasów, proces karczowania, stepowienia wielkich obszarów, rozwój miast. Dane statystyczne są często zakłamane, nie podaje się np. prawdy o tym, jak intensywnie w Brazylii karczuje się Amazonię.
Widzimy z jednej strony postępujący proces przesuwania się granic pustyni, a z drugiej proces kształtowania się chmur, przebieg frontów atmosferycznych, powstawania cyklonów, ich wędrówkę, rozbudowę, zamieranie. Dzięki temu, mając dodatkowo do dyspozycji sieć stacji naziemnych oraz tych rozlokowanych na oceanach, można tworzyć modele oraz globalne prognozy nie tylko w skali godzin, dni, tygodni, ale i lat.
Potwierdza się, że Ziemia to system bardzo wielu naczyń połączonych w zaskakujący i wyrafinowany sposób?
System, w którym na skutek wymiany energii i obiegu materii jest pewna stabilność. Do Ziemi dochodzi odpowiednia ilość promieniowania słonecznego, uruchamiając różne procesy, np. fotosyntezę w roślinach. W każdej strefie klimatycznej mamy równowagę: ilość promieniowania, ilość wody w ciągu roku jest stała i do tego dopasowują się ekosystemy. Na to nakładają się zdarzenia ekstremalne, takie jak wybuchy wulkanów, trzęsienia ziemi, ulewy, powodzie, susze, huragany. Te zdarzenia są wkomponowane w układ strefowy Ziemi, są także motorem zmian, jakie w tych strefach zachodzą – zmian koryt rzek, akumulacji rzecznych mułów na dużą skalę, podnoszenia się lub obniżania poziomów jezior.
Pożegnanie śniegów Kilimandżaro Ale do tego układu wymiany energii i materii między lądami, oceanami i atmosferą wmieszał się człowiek. I
zaburza go, przyczyniając się do powstania tzw. efektu cieplarnianego, czyli wzrostu poziomu dwutlenku węgla i metanu w atmosferze. Tworzy się w niej gazowa warstwa izolacyjna, w wyniku czego rośnie temperatura na naszej planecie. Zjawisko jest pogłębiane przez wycinanie lasów tropikalnych, które dzięki fotosyntezie pobierają z atmosfery dwutlenek węgla i produkują tlen, a więc stanowią wielkie płuca Ziemi. Gdy powierzchnia lasów się kurczy, rośnie nadwyżka dwutlenku i wzmaga się efekt cieplarniany. Szkodliwych gazów przybywa także w wyniku intensyfikowania upraw. Uprawy ryżu powodują np., że do atmosfery dostają się duże ilości metanu, który powstaje w procesie wzrostu tej rośliny oraz jej gnicia w płytkiej wodzie.
W efekcie zaburzony zostaje cały bilans cieplny, a więc ulega zmianie najważniejszy wskaźnik – temperatura.
Równocześnie zakłócony zostaje bilans wodny, ponieważ wzrost temperatury powoduje wzrost parowania. Wysycha gleba, ale jednocześnie może rosnąć zachmurzenie, które w pewnych rejonach rodzi gwałtowne, często katastrofalne opady.
Rośnie temperatura i co dalej? Topnieją lodowce, podwyższa się poziom oceanów?
No tak, w Alpach myśli się nawet o przykrywaniu lodowców folią, żeby latem za szybko nie topniały. Widać wyraźnie, że lądolód Grenlandii się kurczy, zmniejsza się również płat lodu na Kilimandżaro, który w końcu zupełnie zniknie i nie będzie już słynnych śniegów Kilimandżaro. Topnieje też wieloletnia zmarzlina na Syberii i Alasce, co odbija się na stosunkach wodnych i roślinności. Na obszarach, gdzie wody jest dużo, pojawiają się jeziora, bagna, a tam, gdzie jest sucho, np. w Mongolii, topnienie zmarzliny powoduje cofanie się lasu i pustynnienie.
Dlaczego? Bo południowa granica lasu w Azji Środkowej wiąże się ściśle z występowaniem zmarzliny, która zaczynając topnieć latem, zasila las w wodę. Jeśli nie ma zmarzliny, nie ma warstwy zatrzymującej wodę i zamiast lasu wkracza step.
Wiertło odsłania przeszłość Czy uczeni wiedzą, w jakim kierunku zmierza Ziemia?
Aby próbować dać odpowiedź, potrzebne są równoległe badania zmian i trendów, które zachodzą w znacznie dłuższym okresie czasu. Z powtarzanych zdjęć satelitarnych czy obrazów radarowych możemy powiedzieć wiele o tym, co jest i co może być niedługo. Natomiast jeśli idzie o zjawiska, które zmieniają się w skali dziesięcioleci, stuleci, a nawet tysiącleci, potrzebne jest sięgnięcie do zapisów zawartych w osadach na dnie jezior i w osadach rzecznych. Swoistymi paleotermometrami pokazującymi zmiany w dalekiej przeszłości są np. rdzenie lodowe odwiercone z lodowców na Antarktydzie. Mogą one mieć nawet kilometr długości.
Wyciąga się ten kilometr lodu i kładzie go na stół?
A potem w odpowiednich warunkach ogląda się. Skład chemiczny takiego rdzenia na różnych odcinkach daje informacje o tym, jak zmieniało się zanieczyszczenie powietrza, jaki był skład tlenu, temperatura, wysokość opadów w poszczególnych okresach.
Jak głęboko w przeszłość można się dziś dowiercić?
Można sięgnąć wiele setek tysięcy lat wstecz. Rdzenie lodowe mają tę zaletę, że wszystko w nich widać bardzo dokładnie i szczegółowo. Mają one, jak drzewa, słoje roczne, zmiany obserwować można rok po roku. Obok tego, stosując różne metody izotopowe, możemy badać osady jeziorne. Nasi koledzy znaleźli w Polsce jezioro między Płockiem a Włocławkiem, w którym było ok. 15 m osadu, a w nim zapisane ponad 12,5 tys. lat, z warstewkami rocznymi. Wielkie jezioro Bajkał jest dziś przedmiotem wielu międzynarodowych ekspedycji, udało się tam dotrzeć do zapisu przeszłości sprzed kilku milionów lat.
Przeczesywanie rzecznego czy jeziornego mułu przypomina mi pracę poszukiwacza złota.
I czasem trafia się na prawdziwe skarby. W osadach znajdujemy różne składniki chemiczne, bo ich chemia się zmienia. Dzięki obecności izotopów, takich jak np. tlen 18, dowiadujemy się, czy w takim a takim roku było cieplej czy chłodniej. Spotykamy w poszczególnych warstwach pyłki drzew, nasiona, szczątki zooplanktonu. Można dzięki temu ustalić, że np. u schyłku okresu zimnego na Ziemi była faza, kiedy w ciągu 100 lat nastąpiło gwałtowne ocieplenie. Wskazuje na to zmiana chemii osadu. Obecność pyłków pokazuje, że pojawił się las i konkretne gatunki drzew. Na podstawie tych cech możemy ustalić, jak kiedyś wyglądało środowisko.
I uchwycić moment, w którym człowiek mocno wkracza w przyrodę i zaczyna ją zmieniać.
Tak, bo w tym momencie w osadach następuje generalne zmniejszenie ilości pyłków drzew, co oznacza, że człowiek zaczął karczować lasy pod uprawy. Pojawiają się pyłki chwastów i zbóż. Pod Krakowem stwierdziliśmy pojawienie się pyłków zbóż w osadach torfu sprzed 7 tys. lat. Pojawiają się też związki azotowe związane w hodowlą bydła. Pochodzą one z odchodów zwierząt.
Człowiek przesolił i zasolił Geograf mający do dyspozycji zarówno satelity jak i osady rzeczne i jeziorne, dysponuje niezwykle szeroką wiedzą. Co z niej wynika?
Stwierdzając w tych osadach obecność człowieka, jesteśmy w stanie ustalić, jak szybko następuje transformacja naturalnych ekosystemów, będąca efektem jego działalności. Czasem te zmiany mają charakter wręcz katastrofalny. W strefie suchej te zmiany nałożone na generalny spadek opadów doprowadziły szybko np. do zasolenia gleb i upadku całych kultur antycznych Bliskiego Wschodu, Indii.
Skąd się wzięło to zasolenie?
Po zniszczeniu zwartej szaty roślinnej i w związku z małymi opadami woda z gleby parowała, tworzyły się wykwity solne. Jedną z konsekwencji erozji gleb poddanych karczowaniu lasów i uprawie jest przyspieszenie akumulacji, czyli nanoszenia przez rzeki namułów z terenów górzystych na niziny. Rzeki dzięki akumulacji tego zmytego materiału podnoszą poziom równin zalewowych. Dzisiaj w wielu rejonach Chin czy Włoch rzeki często są położone wyżej niż teren, na którym płyną. Pad we Włoszech płynie kilka metrów wyżej niż dno doliny. W efekcie wzrasta niebezpieczeństwo powodzi, częstych choćby na terenie Chin czy Bangladeszu.
Nie jesteśmy w stanie tej akumulacji zahamować budując zapory?
Do pewnego stopnia możemy, ale zaburzamy naturalny obieg materii w przyrodzie. Doskonałym przykładem jest Nil i zapora assuańska, która co prawda doprowadziła do zmniejszenia niebezpieczeństwa powodzi i nawodnienia wielkich obszarów, ale jednocześnie ograniczyła akumulację żyznych mułów w delcie, zubożyła nawet Morze Śródziemne. W efekcie żywiące się drobnoustrojami sardynki uciekły od wybrzeży Egiptu, przyczyniając się do upadku egipskiego rybołówstwa.
Wygląda na to, że człowiek zaczął ingerować w przyrodę i w efekcie sam niszczy to, co stworzył.
Nie tylko zresztą w prehistorii. Kiedy w USA zaczęto uprawiać czarnoziemy prerii, wprowadzając monokulturę pszenicy, pojawiły się czarne burze pyłowe, bo ten zaorany czarnoziem zaczął się unosić w powietrze i żyzna gleba z czasem zniknęła z tych obszarów. Na terenie byłego Związku Radzieckiego Morze Aralskie zanika, bo wody rzek skierowano do nawadniania pól bawełny. Pokazuje to, że człowiek nie powinien zmieniać układów charakterystycznych dla różnych stref klimatycznych. W strefie tropikalnej nie należy wycinać lasów, a w suchej – nawadniać pól uprawnych, prowadząc do zasolenia gleb. To jest proces nieodwracalny, niestety. Ponieważ nie możemy zmienić w tamtych rejonach rozkładu opadów, ich częstotliwości, należałoby znaleźć dla tamtejszych społeczeństw jakieś inne formy działalności gospodarczej. Na szczęście dziś od lekkomyślnej, niszczycielskiej działalności zaczyna się odchodzić.
Dzięki naukom geograficznym i myśleniu globalnemu?
Owszem. Zdjęcia satelitarne z obszaru Afryki pokazują stały pochód pustyni. W efekcie rozszerza się strefa głodu, a na to nakładają się jeszcze konflikty plemienne. W strefie suchej i strefach tropikalnych zmniejszenie się zasobów wody i roślinności, erozja gleb zderzają się dodatkowo z eksplozją demograficzną, co prowadzi prosto ku katastrofie cywilizacyjnej. Tu global science spotyka się z globalnymi problemami ekonomicznymi i społecznymi. Groźnym przykładem nadmiernego wykorzystania wody jest Bliski Wschód. Kraje tego obszaru żyją z ropy, eksploatując zasoby wody gruntowej, które nagromadziły się przed tysiącami lat.
Rozumiem, że przyjdzie moment, kiedy nie tylko gleby ulegną zasoleniu, ale zabraknie wody.
A potem skończą się zasoby ropy i być może jedyną opcją przetrwania tych narodów będzie inwazja na kraje bogate – zabraknie im energii do pozyskiwania wód gruntowych i odsalania wody morskiej, a zasolone gleby nie będą się nadawały do uprawy. Bicie na alarm, ostrzeganie przed nieracjonalnym gospodarowaniem zasobami przyrody jest ważną rolą nauk geograficznych. Chodzi nie tylko o ograniczone zasoby ropy czy wody, ale i o inne globalne zagrożenia, np. o wciąż nie do końca rozpoznany rytm zmian klimatycznych i związaną z nim wysokość opadów. Jeśli przyjdą lata suche, a wiemy, że one w historii były, mogą doprowadzić do światowej katastrofy.
Lodu więcej czy mniej? Czy przyrodnicy potrafią ustalić, kiedy taka katastrofa nastąpi?
Nie ma jasności, czy globalne ocieplenie klimatu, które obserwujemy w ostatnim stuleciu, to tylko efekt ingerencji człowieka i wzrostu produkcji gazów cieplarnianych, czy też mamy tu do czynienia z cyklem długookresowych zmian. Ciekawym przypadkiem w dyskusji na ten temat jest Antarktyda. Jej zachodnia część to lądolód okrywający, kurczący się obecnie. Lodowe platformy topnieją, pękają, tworzą się gigantyczne góry lodowe. Natomiast lądolód wschodniej części okrywa obszar zwarty, górzysty. Ta część reaguje odwrotnie. Tam dzisiaj lodu wręcz przybywa, co jest powodem naukowej kontrowersji dotyczącej efektów globalnego ocieplenia. Czy ono jest rzeczywiście globalne, skoro we wschodniej Antarktydzie jest lodu coraz więcej?
No więc jest, czy nie jest? Rytm zmian wywołanych ruchem wirowym Ziemi i jej położeniem wobec Słońca wykazuje m.in. wyraźną okresowość rzędu 20 tys. lat. Okazuje się, że ok. 20 tys. lat temu mieliśmy na półkuli północnej ostatnie zlodowacenie, które objęło także Polskę północną.
Ok. 10 tys. lat temu nastąpił wyraźny wzrost promieniowania słonecznego na tej półkuli, lądolód się stopił. I należałoby spodziewać się, że w najbliższych dwóch tysiącach lat przyjdzie następne ochłodzenie. Wskazuje na to rozszerzanie się od 3–4 tys. lat obszarów zmarzliny, zmiana gatunków w lasach mieszanych, pochód na południe drzew iglastych.
Tymczasem obserwujemy zjawisko odwrotne, krzywa temperatur rośnie.
Ocieplanie się klimatu Ziemi jest faktem i na nim opiera się rozmaite scenariusze zmian. Według jednych średnia temperatura roku w ciągu stulecia może wzrosnąć o niecały jeden stopień Celsjusza, według innych nawet o 4 stopnie. Teorie te zakładają także wzrost intensywności zdarzeń ekstremalnych w wyniku zakłóceń w cyrkulacji atmosfery, wywołanych m.in. przez działalność człowieka. W Europie obserwujemy np. częstsze niż dawniej inwazje powietrza arktycznego, a bezpośrednio potem gorącego powietrza zwrotnikowego. Pytanie tylko, czy to ocieplenie to zaledwie jakiś mikrorytm obejmujący np. setki lat, po których trend się odwróci i zacznie się to oczekiwane ochłodzenie? A może zawinił człowiek i to nie tylko ten współczesny? Pojawiła się hipoteza, że wzrost ilości metanu i dwutlenku węgla w atmosferze nastąpił nie w ostatnich dziesięcioleciach, ale trwa już od okresu neolitu.
Czyli że wzrost ilości gazów cieplarnianych to zjawisko stare jak świat, związane z ingerencją człowieka neolitycznego w przyrodę, z karczowaniem przez niego lasów, uprawą ziemi.
I że to zjawisko od tysięcy lat nakłada się na rytm zmian wywołanych ruchem orbitalnym Ziemi. Niewykluczone, że wpływ działalności człowieka jest tak przemożny, że w ogóle zahamował na najbliższe tysiące lat trend w kierunku ochłodzenia. Nie wiemy także, czy próby ograniczenia zanieczyszczeń i emisji gazów cieplarnianych, mające ograniczyć globalny wzrost temperatury, pustynnienie, tajfuny, susze i powodzie, nie spowodują przyspieszenia tego naturalnego ochłodzenia. Wiele zagadek wciąż stoi przed nami. By je rozwiązać, potrzebna jest współpraca specjalistów z dziedziny nauk o Ziemi, nauk ścisłych, biologicznych, rolniczych.
Mamut zagrzebany W 2004 r. dostał pan bardzo prestiżową nagrodę, coś w rodzaju geograficznego Nobla.
To Gold Founder’s Medal brytyjskiego Królewskiego Towarzystwa Geograficznego. Ustanowiono go w 1830 r. dla Brytyjczyków odkrywających tereny, które włączano następnie do Imperium. Dostali go m.in. Stanley i Livingstone (podróżnicy i badacze wnętrza Afryki – przyp. red.). Pod koniec XIX w. medal zaczęto przyznawać również obcokrajowcom takim jak Amundsen, zdobywca bieguna południowego, czy Edmund Hillary, zdobywca Everestu. Jestem drugim Polakiem, którego nim wyróżniono. Pierwszym był sławny podróżnik i badacz Australii Edmund Strzelecki. Ale miało to miejsce 160 lat temu.
w Historii
Za co Brytyjczycy dali panu ten medal?
W uzasadnieniu napisano, że za badania zmian stosunków wodnych i dolin rzecznych w przeszłości i połączenie tych badań z badaniami współczesnych zjawisk ekstremalnych – powodzi, osuwisk.
Nie brzmi to szczególnie ekscytująco.
Doceniono to, że byłem pierwszym, który dzięki stypendium w Indiach zwrócił uwagę na efekty erozyjne powodzi w Himalajach. Dotarłem tam w rejon Dardżylingu tuż po wielkiej powodzi i zacząłem badać jej skutki. Miejscowi plantatorzy pomagali mi, wożąc swoimi jeepami. Przez wiele lat moje opracowanie było zamieszczane we wszystkich podręcznikach amerykańskich i brytyjskich. Do dziś jest szeroko cytowane.
Jednocześnie badałem przeszłość, historię dolin i zmianę stosunków wodnych w Europie i Azji w ostatnich 15 tys. lat. Prowadziłem przy UNESCO program na temat paleohydrologii strefy umiarkowanej, potem z mojej inicjatywy powstała Komisja Paleohydrologii Kontynentalnej. Chodziło o ustalenie, jakie zmiany zachodziły i jakie były ich efekty w rzeźbie terenu, ewolucji jezior, mórz, szaty roślinnej.
Na czym polega znaczenie tych badań?
Badania nad paleoklimatem były na świecie od dawna zaawansowane, natomiast na zmiany w obiegu wody zwracano niewielką uwagę. Zapis tych zmian jest najwyraźniejszy w osadach jezior, torfowisk i w dolinach rzecznych. Dzięki tym badaniom dowiadujemy się np., jak pracuje rzeka i jakie są tego efekty długofalowe. Badanie mechanizmów zmian w obiegu wody jest istotne, bo te zmiany mogą powodować np. pustynnienie albo wzrost wilgotności. Powodzie z kolei mogą doprowadzić do przebudowy całego systemu rzecznego, do powstawania nowych jezior, bagien. Są to zmiany nieodwracalne. Jeśli pewne zjawiska powtarzają się regularnie na przestrzeni stuleci, zmieniają się wówczas całe ekosystemy, a więc i oblicza całych regionów Ziemi. Zwłaszcza jeśli na to nakładają się przemiany związane z intensywną działalnością człowieka.
Z tego wszystkiego, co pan powiedział, wynika, że pracy panu i pana kolegom jeszcze długo nie zabraknie.
Do studiów geograficznych wchodzą niezwykle wyrafinowane metody badawcze, współczesny geograf musi być wyszkolony w ich stosowaniu. Ja należę już do pokolenia w pewnym sensie epigonów. Mam, owszem, szerokie spojrzenie na globalne zjawiska, ich zmiany w czasie, ale wielu nowych technik nie jestem w stanie już opanować. To robi młode pokolenie, a postęp jest olbrzymi.
Zatem czy nie czuje się pan trochę jak zagrzebany w mule historii geografii eksponat z epoki polodowcowej?
Prawdę mówiąc mam świadomość, że powolutku staję się takim geograficznym mamutem.
prof. Leszek Starkel
(74 l.), geograf (geomorfologia, paleografia czwartorzędu), członek rzeczywisty PAN. Ma na swym koncie ponad 300 publikacji naukowych. Koordynator i uczestnik wielu międzynarodowych projektów badawczych z dziedziny geomorfologii. Jego koncepcja dotycząca zmian rzeźby Europy w okresie polodowcowym weszła do literatury światowej w latach 60. Członek m.in.: Polskiej Akademii Umiejętności, Polskiego Tow. Geograficznego, Królewskiego Tow. Fizjogeograficznego w Lund (Szwecja), British Quarternary Association, Academia Europea, New York Academy of Sciences.