Lody Arktyki i Antarktyki to niemal wehikuły czasu. Mikroskopijne pęcherzyki powietrza uwięzione w lodowcach tysiące lat temu pozwalają naukowcom badać to, jak wyglądała ziemska atmosfera setki, tysiące a nawet miliony lat temu.
W nowym badaniu, naukowcy wykorzystali dane uzyskane z badania tych uwięzionych od tysiącleci bąbelków powietrza do sprawdzenia, czy globalne pandemie, dotykające ludzkość, wywierają także wpływ na atmosferę Ziemi. Okazuje się, że takie powiązanie jest wyraźne. Co podkreśla, w jak wielkim stopniu ludzie kształtują naszą planetę.
Wehikuł czasu zaklęty w lodzie
Najlepsze dane dotyczące ziemskiej atmosfery z ostatnich 2 tys. lat zawdzięczamy dwóm lodowcom Antarktydy: lodowemu “wzgórzu" Law Dome oraz Pokrywie Lodowej Antarktydy Zachodniej (WAIS). Oba zawierają pęcherzyki powietrza dające naukowcom dokładny wgląd w to, jak skład atmosfery zmieniał się w ciągu tysiącleci.
Zobacz również:
Oba lodowce tworzyły się w czasach, gdy powstawały pierwsze wielkie imperia, gdy Rzym podbijał niemal cały śródziemnomorski świat, i gdy średniowiecze i renesans przekształcały Europę. Były to także czasy, gdy wielkie epidemie, od Plagi Justyniana po Czarną Śmierć, dziesiątkowały pozbawioną skutecznej opieki zdrowotnej ludzkość. Badaczy szczególnie zainteresował jednak okres nieco późniejszy - tuż po pierwszym kontakcie między Europejczykami a rdzennymi Amerykanami.
Rdzenie lodowe pobierane przez naukowców z Law Dome i WAIS, obejmujące ten okres, dobrze się uzupełniają, chociaż istnieją między nimi pewne niespójności w pomiarach CO2. Na przykład rdzeń Law Dome wykazuje szybki spadek poziomu atmosferycznego CO2 w XVI w., osiągający najniższy poziom w roku 1610 n.e.
Wielkie zarazy doprowadziły do odrodzenia się lasów
Okres ten pokrywa się z pierwszymi europejskimi wysiłkami na rzecz kolonizacji Nowego Świata. Kontakt pomiędzy Europejczykami a rdzennymi Amerykanami skończył się dla tych drugich tragicznie - miliony z nich zmarły wskutek chorób wprowadzonych do obu Ameryk przez Krzysztofa Kolumba i jego następców, na które miejscowi nie mieli żadnej odporności. Europa także została nawiedzona przez nowe, sprowadzone z Ameryk choroby takie, jak syfilis, choć ich wpływ nadal nie jest całkowicie jasny.
Zobacz również:
Europejczycy mieli przynieść ze sobą do Nowego Świata m.in. czarną ospę, dżumę, cholerę, dyfteryt, grypę, malarię, świnkę, szkarlatynę, tyfus i gruźlicę. Zwłaszcza czarna ospa zebrała ogromne żniwo. Nie da się dokładnie określić, ile osób zmarło od pierwszej zarejestrowanej epidemii tej choroby w Nowym Świecie, która dotknęła w 1518 r. Hispaniolę. Wiadomo jednak, że w niektórych regionach populacja spadła o przeszło 90 proc. Terytorium dzisiejszego centralnego Meksyku, w 1500 r. zamieszkiwane przez ok. 22 mln. ludzi, w latach 70 tego samego stulecia miało już mniej, niż 2 miliony mieszkańców.
Uważa się, że w wyniku tych pandemii liczba populacji ludzkiej spadła tak bardzo, że rdzenne społeczności w Ameryce porzuciły wielkie, wcześniej zaludnione obszary, umożliwiając odrodzenie się roślinności. Lasy i dżungle zaczęły porastać ogromne pola i miasta, tworzące wcześniej ośrodki amerykańskiej cywilizacji. Te ponownie zalesione obszary pochłonęły ogromne ilości CO2 z atmosfery, co doprowadziło do spadku zawartości tego gazu w próbkach rdzenia lodowego Law Dome.
Różne próbki, różne dane
Rdzeń WAIS pokazuje jednak nieco inną wersję tej historii. Zamiast szybkiego, gwałtownego spadku zawartości CO2 w atmosferze, pęcherzyki powietrza w nim zawarte wskazują na powolny, stopniowy spadek stężenia dwutlenku węgla w atmosferze, trwający aż do XVII wieku.
Zobacz również:
Aby skorygować te rozbieżności, paleoklimatolog Amy King z British Antarctic Survey wraz ze współpracownikami zmierzyła poziom CO2 w innym rdzeniu lodowym, rdzeniu lodowym, znanym jako Skytrain Ice Rise, który został wywiercony w latach 2018-2019 na krawędzi pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej. King i jej współpracownicy przeanalizowali fragmenty rdzenia lodowego Skytrain wydobyte z głębokości 83,2-104 metrów (273-341,2 stóp), w których znajdowały się gazowe pęcherzyki datowane na okres od 1454 do 1688 roku n.e.
Ich analiza sugeruje, że poziom CO2 rzeczywiście spadł w tym okresie, prawdopodobnie z powodu dużych zmian w populacji ludzkiej i rozwoju roślinności lądowej. Jednak spadek ten był bardziej stopniowy, niż sugeruje rdzeń lodowy Law Dome.
Nieprawdopodobnie duży spadek
"Nasza analiza potwierdza bardziej stopniowy spadek CO2 o 0,5 ppm [części na milion] na dekadę od 1516 do 1670 roku n.e." - pisze King, dodając, że w ciągu każdej dekady rosnące lasy pochłaniały około 2,6 gigaton CO2. "To potwierdza modelowane scenariusze reorganizacji użytkowania gruntów na dużą skalę w obu Amerykach w następstwie kontaktu Nowego Świata ze Starym Światem" stwierdza badaczka.
Następnie zespół przeprowadził symulację zmian stężenia CO2 w atmosferze w oparciu o każdy z rdzeni lodowych oraz tego, jakie zmiany w powierzchni lasów mogłyby do niego doprowadzić. Porównali następnie wyniki do najlepszych znanych szacunków tego, jak w ciągu dziesięcioleci od pierwszego kontaktu między Europą a Amerykami zmieniała się populacja rdzennych mieszkańców Nowego Świata.
Zobacz również:
Badacze doszli do wniosku, że gwałtowny spadek CO2 w roku 1610 n.e. zaobserwowany w rdzeniu lodowym Law Dome jest "nieprawdopodobnie duży" i "nie da się pogodzić nawet z najbardziej ekstremalnymi scenariuszami zmiany użytkowania gruntów". Zastrzegają jednak, że być może za drastyczne spadki zawartości CO2 w próbkach z tego rdzenia może odpowiadać nieznane jeszcze zjawisko sprzężenia zwrotnego.
Zagadka pozostaje więc częściowo niewyjaśniona. Ale analiza brytyjskiego zespołu jasno wskazuje, jak wielki wpływ na klimat ma ludzkość. Nawet w czasach sprzed epoki przemysłowej, sposoby, w jakie człowiek zmieniał swoje otoczenie, istotnie wpływały na klimat Ziemi. A kiedy człowieka zabrakło - planeta szybko wróciła na swoje normalne tory.
