Bogdan Onac. Foto: C. Ciubotărescu
„Nivelul mărilor a crescut alarmant de la începutul erei industriale.” Interviu cu cercetătorul Bogdan Onac29 min read
Un nou studiu internațional, condus de un geolog român stabilit în SUA, a demonstrat legătura strânsă dintre schimbările climatice provocate de om şi ritmul rapid de creștere al nivelului mărilor.
Peșterile sunt un indicator extrem de precis al felului în care a evoluat clima pe Pământ. Speologii se folosesc de aceste informații acumulate de-a lungul a milioane de ani pentru a afla detalii despre trecutul planetei. O echipă de oameni de știință cercetează, de aproape 20 de ani, Peștera Dragonului din vestul Mării Mediterane, pentru a mapa felul în care nivelurile apei mării au evoluat în diferitele perioade climatice prin care a trecut Pământul. Fluctuațiile minime și maxime ale nivelurilor mării au lăsat urme distincte pe stalactitele şi stalagmitele din peşteră. S-a creat astfel un fel de calendar al cotelor apelor Mediteranei, de-a lungul eonilor.
Până de curând, studierea eroziunilor încrustate în aceste formațiuni calcaroase oferea datări destul de imprecise, cu o marjă de eroare ridicată, de câteva mii de ani în plus sau în minus. Datarea lor cât mai exactă este foarte importantă, pentru că pe baza lor poate fi anticipat viitorului climatic al planetei. Evenimentele petrecute acum zeci de mii de ani ar putea deveni un avertisment pentru lumea contemporană.
Iar datele recente sunt și mai importante. O echipă internațională de cercetători, condusă de românul Bogdan Onac, profesor de geologie carstică și paleoclimat la Școala de Geoștiințe a Universității Florida de Sud (USF) din Statele Unite, a cules date care arată că nivelul mării a crescut cu 18 centimetri de la începutul secolului al XX-lea și până în prezent.
Imagine surprinsă în Peștera Dragonului din Mallorca, Insulele Baleare, Spania, în vestul Mediteranei, pe 15 iulie 2019. Foto: Patrick Gorski/NurPhoto via Getty Images
Gazele cu efect de seră, cauza creșterii nivelului mării din era industrială
Echipa condusă de Onac a călătorit în Mallorca, Spania, unde se află peste 1.000 de peșteri și sisteme de peșteri. „Exceptionally stable preindustrial sea level inferred from the western Mediterranean Sea”, science.org publicat în iulie în revista Science Advances, este cel mai recent dintr-o serie de lucrări care observă nivelurile Mediteranei din perioada preindustrială și examinează impactul pe care gazele cu efect de seră le au asupra creșterii apelor și, implicit, a schimbărilor climatice.
Oamenii de știință au analizat depozitele formate în peșteri, unele vechi de milioane de ani, pentru a vedea cum a evoluat nivelul mării de acum 4.000 de ani și până în prezent. Echipa a studiat semnele găsite pe Ansamblul formațiunilor dezvoltate în peșteri în urma proceselor de cristalizare și concreționare: stalactite, stalagmite, coloane, draperii, concrețiuni parietale, gururi etc. Prezintă o extraordinară diversitate de forme și culori. care indică perioadele când pânza freatică a crescut în exces. S-a reușit, astfel, datarea precisă a nivelului mării din perioada preindustrială. Datarea cât mai exactă a nivelului mediu global al mării din perioada preindustrială și cea modernă este un indicator important pentru starea actuală a climei și cum se poate modifica aceasta „Global Mean Sea Level”, sealevel.nasa.gov
Ca să creeze această cronologie, echipa a adunat 13 mostre din opt peșteri situate de-a lungul coastei Mării Mediterane. Probele prelevate au fost trimise la Universitatea din New Mexico și la Universitatea din Berna, unde li s-a determinat vârsta cu ajutorul unor metode de datare bazate pe dezechilibrele din Detalii pe wikipedia.org Un software de la Universitatea Harvard a ajutat la generarea predicțiilor.
„Se fac cercetări în Mallorca încă din 1980, însă cei dinaintea noastră nu aveau, la vremea respectivă, instrumente științifice care să permită datări atât de precise”, spune Bogdan Onac. „Savanții spuneau doar că o anumită rocă sau un anumit mineral are în jur de 500, 1.000, 2.000 sau 3.000 de ani. Acum, ajungem să estimăm vechimea extrem de precis, cu o marjă de eroare foarte mică, de plus sau minus cinci ani. Lucrurile s-au schimbat dramatic.”
De la Cluj la Racoviță și Peștera Dragonului
Bogdan Onac s-a format ca geolog la Universitatea Babeș-Bolyai (UBB) din Cluj-Napoca. Tot aici a obținut titlul de doctor, apoi a predat între 1996 și 2011. Domeniile sale principale de cercetare sunt reconstituirile paleoclimatice și de paleomediu pe baza depozitelor acumulate în peșteri (speleoteme, Rocă sedimentară fosfatică, formată prin acumularea excrementelor și a resturilor unor păsări marine, care se folosește ca îngrășământ organic natural. gheață), precum și studiile mineralogice și de geochimie izotopică pe diferite tipuri de materiale. Interesul său pentru cercetări în Peștera Dragonului a fost stârnit tot de un român – unul celebru.
„Prima dată am ajuns aici prin 2000, mai mult de curiozitate, pentru că am vrut să văd cum arată peștera Cuevas del Drach (Peștera Dragonului), în care Ca urmare a descoperirii unor noi specii de crustacee în peștera Cueva del Drach din Mallorca, vizitată în 1904, domeniul îl fascinează pe Racoviță. Acesta va renunța la cercetarea în oceanologie pentru a se dedica ecosistemelor subterane. La intrarea în oraș există o statuie a lui Emil Racoviță. Mai multe, aici: ro.wikipedia.org spune Onac, „De acolo s-a inspirat și acolo a pornit, de fapt, biospeologia. În 1920, Racoviță a fondat, la Cluj, Institutul de Speologie, Mai multe, aici: iser.ro
Statuia savantului Emil Racoviță, plasată la intrarea în Mallorca. Foto: Elian V./Wikimedia Commons
Onac i-a cunoscut atunci pe cei care făceau speologie în zonă, iar în 2004 aceștia l-au invitat la centenarul incursiunii pe care Racoviță a făcut-o în Peștera Dragonului. Din acel moment, a început să colaboreze strâns cu cei de acolo și să adune probe. Onac s-a mutat în Statele Unite în 2005, ca să aibă acces la instrumente performante și fonduri generoase pentru cercetare, însă păstrează în continuare legătura cu cercetătorii și studenții de la Cluj, alături de care elaborează lucrări și articole științifice. Geologul se concentrează în prezent pe studiul unor tipuri aparte de Agregate minerale de formă sferică sau neregulată, formate prin depunerea rocilor sedimentare în jurul unui corp străin și prin concentrarea substanțelor minerale din soluțiile apoase. găsite în peșteri – stalactite, stalagmite, coloane.
„Toate peșterile pe care le studiem sunt în zona de coastă, la maximum 300-400 de metri de Marea Mediterană”, explică Bogdan Onac. „Atunci când nivelul mării a crescut, aceste peșteri au fost inundate. În timp, au început să se depună minereuri – calcit sau aragonit, în funcție de mineralogia apei. Bioxidul de carbon se evapora din apă și acolo se precipita ceva, care lua forma unei elipse.”
Acest tip de formațiune este ideal pentru a fi studiat, dar el apare doar dacă suportul pe care are loc precipitarea este expus la apa mării pe o perioadă mai lungă decât intervalul în care se desfășoară mareea. „În zona respectivă, mareea are 25 de centimetri, ceea ce înseamnă că aici stă cel mai mult”, explică Onac. „Aici am observat că mareea fluctua – era când mai sus cu 12,5 centimetri, când mai jos cu 8,5 centimetri.” Așa se explică forma aceasta eliptică, întotdeauna deprecipitarea e mai mare acolo unde marea stagnează mai mult.
Atunci când suportul nu este suficient de lung, dar apa ajunge la el, se formează speleoteme cu o morfologie distinctă (bulboasă). „Știam că există, le vedeam cu ochiul liber la nivelul apei și până la 40 de metri deasupra nivelului prezent al mării”, spune Onac. „Scufundători, colegi de-ai noștri, le-au găsit și până la 20 de metri sub apă. Atunci am început să colectăm sistematic și să vedem în ce perioade s-au format. Am publicat mai multe studii, care merg din prezent până spre șase milioane de ani în urmă. Toate au atras atenția, pentru că aceste speleoteme au o particularitate: condiția sine qua non ca să se formeze este ca nivelul mării să fie acolo. Ele nu se pot forma cu 10 centimetri deasupra nivelului mării sau cu 10 centimetri sub nivelul mării.”
Lungul drum al cercetării către datările exacte
Faptul că o elipsă minerală de acest gen arată exact unde a fost nivelul mediu al apei și cum a fluctuat mareea este extrem de important. În trecut, pentru studiile care stabilesc nivelul mării se foloseau coralii. Unii cercetători încă mai folosesc metoda. „Se scot carote din corali, se datează, se observă vârsta și pe baza ei se stabilește dacă specia respectivă se găsea undeva între trei și douăzeci de metri sub nivelul mării”, explică Onac. „Cercetătorii nu vor ști însă niciodată să spună dacă este vorba de trei, cinci, șapte sau douăzeci de metri sub nivelul mării. Este o marjă de eroare gigantică.”
Alți savanți folosesc pentru datare terasele marine. Și ele sunt extrem de imprecise, spune geologul. „Când marea stă mai mult timp într-un loc, se formează terase marine spectaculoase, foarte clare”, spune Onac. „Dar nu ai cum să le datezi, nu poți să spui cu precizie ce vârstă au. Pe noi, prezența acestor concreșteri speciale ne-a ajutat să stabilim nivelul mării într-o anumită perioadă cu o precizie de până în opt centimetri. Estimările anterioare, oricât de precise, nu au putut să scadă sub 10-12 centimetri. Noi am coborât sub 10 centimetri.”
Bogdan Onac explică această marjă de eroare de opt centimetri: „De la suprafață și până ajungi în peșteră, măsurătorile pot fi uneori foarte precise. Alteori, însă, ai de mers 100, 200, 300 de metri înot și trebuie să faci topografia golului subteran, să-l cartezi. Acolo pot să mai apară niște erori de măsurătoare.”
Concreșteri carbonatice. Foto: Bogdan Onac
2.800 de ani de calm aproape desăvârșit. Și apoi, potopul
Cu peste 120.000 de ani în urmă, în timpul ultimei interglaciațiuni, Pământul era cu 1,5 grade Celsius mai cald față de temperatura din perioada preindustrială. De prin 1850, când oamenii au început să încălzească Pământul, atmosfera a ajuns din nou la o temperatură cu peste un grad mai ridicată față de perioada preindustrială.
„Studiile științifice dedicate perioadei climatice de acum aproximativ 120.000 de ani indicau valori ale nivelului mării între zero și nouă metri peste cel actual, înregistrat în zona studiată”, spune cercetătorul. „Am reușit să găsim semnele acestor depozite, dar toate au valori între unul și trei metri, maximum, media fiind de 2,15 metri. Așa am arătat că marea a fost extrem de stabilă vreme de aproape 10.000 de ani, înainte să coboare atunci când a început glaciațiunea.”
Singura excepție o reprezintă creșterea cu 20 de centimetri a nivelului mării, cu o rată de 0,5 milimetri pe an, necunoscută anterior și petrecută acum aproape 3.200 de ani, adică atunci când calotele glaciare s-au topit în mod natural de-a lungul a 400 de ani. În rest, în ciuda evenimentelor climatice majore, cum ar fi Perioada caldă medievală și Mica Eră de Gheață, nivelul mării a rămas excepțional de stabil până în 1900.
„Doar în acei 400 de ani s-au observat modificări semnificative ale nivelurilor apei. Pentru toate celelalte peste o sută de probe datate, marja de eroare a nivelului apei a fost de +/- 4 centrimetri, adică 8 centrimetri în total. Așadar, aproape liniște, în ciuda celor două perioade climatice foarte diferite prin care a trecut Pământul în acest interval de 2.800 de ani: Perioadă caldă medievală, urmată de Mai multe, aici: ro.wikipedia.org când au început să crească ghețarii în Alpi și în alte regiuni.
CITEȘTE ȘI: Efectele topirii ghețarilor. Nivelul apelor crește în Pacific, dar scade în Islanda
Odată cu era industrială, însă, marea a înregistrat un nivel de creștere brusc. „Am făcut calculele și corecțiile pentru maree și presiunea atmosferică și am văzut că, față de porțiunea cea mai groasă a acestei concreșteri, nivelul mării a crescut cu 18 centimetri în aproximativ 120 de ani, adică 1,4-1,7 milimetri pe an. Rata aceasta de creștere este de aproape trei ori mai mare față de cei 400 de ani, din timpul topirii calotelor glaciare.” Legătura dintre eliminarea gazelor cu efect de seră în atmosferă de activitatea umană și nivelul ridicat al apei a devenit, astfel, clară.
Peștera Dragonului. Foto: C. Ciubotărescu
Creșterea nivelului mărilor se va accelera odată cu schimbările climatice
În ultimii aproape 200 de ani, stațiile din lungul coastelor mărilor lumii măsoară nivelul mării cu ajutorul Rigle gradate, utilizate în topografie la măsurarea indirectă a distanțelor sau a înălțimilor. Măsurătorile globale sunt precise însă abia după 1900, pentru că unele stații au date de acum 170 de ani, altele numai de 50 de ani, iar altele au date incomplete. Însă, pe măsură ce măsurătorile au devenit mai precise, „s-a putut observa că între 1900-1971 s-a înregistrat o creștere de 1,4 milimetri, între 1971-2006 s-a ajuns la 1,9 mm, iar între 2006-2018 la 3,4 milimetri”, spune Onac. „Vorbim clar de o accentuare a ratei de creștere. Totuși, trebuie să ținem cont că valorile acestea nu sunt identice pe tot globul. Creșterea nivelului mării ține de cât se încălzește și, respectiv, se dilată apa. Mișcările de subzistență, de ridicare, presiunea atmosferică, vânturile, toate aceste fenomene trebuie luate în considerare la realizarea calculelor, ca să obținem o valoare corectă.”
El adaugă că tot ce s-a întâmplat după 1900 este în totalitate o anomalie. „N-am avut glaciațiuni în perioada asta, și nici încălzire naturală. Cea de acum nu este naturală”, spune Onac.
CITEȘTE ȘI: Cercetătoare ucraineană: „Schimbările climatice și războiul au o sursă comună – combustibilii fosili”
În vestul Mediteranei, cercetătorii conduși de Onac au evaluat creșterea nivelului mării la 2,56 milimetri pe an, în medie, între 1900 și prezent. Această valoare este foarte apropiată de cea stabilită prin măsurători satelitare extrem de precise în diverse puncte ale globului.
Datele publicate de echipa de cercetători vor fi preluate și folosite în previziunile viitoare. La fel s-a întâmplat în 2019, în urma unui articol publicat în revista „Constraints on global mean sea level during Pliocene warmth”, nature.com despre formațiuni mult mai vechi, din Pliocen, o perioadă de acum 5,33-2,58 milioane de ani. Atunci, nivelul mării se situa la 25-30 de metri deasupra celui din prezent. Datele au fost preluate de climatologi și folosite în modelele lor, ca să arate unde s-ar putea ajunge dacă Pământul se va încălzi cu 3 sau 4 grade Celsius.
Politici „la cald”
Vara toridă pe care tocmai o traversează mai multe zone de pe glob și seceta (istorică, deja, în unele locuri) care vine la pachet cu ea, ți-a amintit, probabil, cât de importantă este apa (în cantități suficiente) pentru bunul mers al lucrurilor pe această planetă. Locuitorii zonelor de coastă au mai învățat însă ceva: cât de importantă e apa în cantități potrivite. „Pentru aproape o treime din populația Pământului, care locuiește undeva la 100 de kilometri de coastă, situația va deveni dramatică în viitor, dacă politicienii și cei care fac proiectările nu vor lua în considerare faptul că Pământul se încălzește”, spune Bogdan Onac.
Nivelul apelor va crește în continuare, adaugă geologul, așa că, pe lângă soluții prietenoase cu mediul, cei cu putere de decizie ar trebui să ia și decizii prietenoase cu oamenii. „Multe țări au coaste mai mult sau mai puțin deschise la mări și oceane”, spune Onac. „În aceste zone nu ar mai trebui permisă construcția de case. Oamenii ar trebui descurajați să mai locuiască aici, altfel, viața pentru ei va deveni catastrofală. Sunt insule în Pacific din care oamenii au început deja să se mute, pentru că sunt afectați chiar și de o creștere care pare măruntă pentru un necunoscător.”
Bogdan Onac mai spune că în Florida, acolo unde locuiește, casele construite cu 20 de ani în urmă sunt deja în apă sau au fost distruse pentru că nivelul mării a crescut suficient pentru ca, atunci când apa urcă brusc cu încă 15 centimetri în urma unei furtuni, să se producă inundații.
Iar cel puțin 100-150 de ani de aici încolo nu sunt șanse ca nivelul mării să coboare. Asta în scenariul pozitiv în care măsurile pentru încetinirea ritmului de încălzire a planetei vor fi luate acum. „Mă tem însă că politicul joacă un rol mult mai important decât ceea ce arată știința”, spune cercetătorul.
