Globální klima stále osciluje v čase

Povodně, nebývalé množství srážek v některých oblastech a v jiných zase nebývalá sucha i některé přírodní katastrofy, jakými jsou výbuchy sopek nebo zemětřesení, vyvolávají otázky o možných změnách našeho prostředí v budoucnosti.

Většina těchto úkazů zatím nevybočuje z hodnot, které známe z dostupných záznamů o klimatických, seizmologických nebo jiných pozorování. V poslední době však člověk stále více zasahuje do přírodních procesů a začíná ovlivňovat i klimatické podmínky.

Velké klimatické změny však prostupují celou historii naší planety. Ke střídání teplých a chladných období docházelo v celé historii Země. Dokladem velmi chladných období jsou stopy starých zalednění, které dnes nacházíme na všech kontinentech i na dnech moří a oceánů.

Horniny jako svědkové

Uloženiny starých zalednění, z nichž nejstarší spadají až do starohor (archaika), byly pozdějšími geologickými procesy zpevněny v tvrdé horniny. Vykazují znaky, které známe z nezpevnělých uloženin zalednění čtvrtohorních nebo současných. Jsou zde i další projevy působení ledovce, jako poruchy a deformace vrstev, přes které ledovec postupoval.

Zalednění dokládají i velké bloky hornin (eratika), které byly unášeny ledem. Podle směru rýh v horninách lze usuzovat i na směr postupu ledovcových hmot. Je přirozené, že čím starší je zalednění, tím je jeho studium obtížnější - o původu některých hornin se vedou i dlouhé vědecké spory.

Nejčastějším dokladem pro přítomnost ledovce jsou jeho morénové uloženiny (tillity). U hornin nejasného původu se používá termínu tilloidy, i ty jsou však většinou svázány s chladným klimatem. Často se také setkáváme s diamictity, horninami podobnými morénám, které však nebyly usazeny ledovci. Mohly vznikat svahovými pohyby, podmořskými skluzy i dalšími pohyby.

Nejstarší zalednění

Doklady pro velmi chladná období, ve kterých vznikaly rozsáhlé ledovcové příkrovy a kdy zalednění trvala až stamilióny let, dnes nacházíme na všech kontinentech. Za nejstarší jsou považovány prahorní morénové uloženiny u jihoafrického Witwatersrandu, datované kolem 2600 miliónů let. Ještě starší jsou tilloidy, například v Karelii, Bajkalské oblasti a v Severní Americe. Jejich stáří přesahuje tři miliardy let. Tyto horniny jsou však postiženy pozdějšími přeměnami, a dnes není možné přesněji určit jejich původ.

Následují zalednění staršího starohorního období - spodního proterozoika - známá ze Severní Ameriky, Jižní Afriky, Indie a západní Austrálie. Nejznámější a nejlépe zachovalé jsou v Ontariu v Kanadě, kde se jejich stáří pohybuje mezi 2500 až 2100 milióny let. Po zalednění spodního proterozoika pak uplynulo několik set miliónů let bez glaciální aktivity.

Rozsáhlé ledovce se znovu objevují před jednou miliardou let a zasahují všechny kontinenty s výjimkou Antarktidy. Do tohoto období spadá také zalednění prakontinentu Gondwany, pokrývajícího v té době obrovské plochy jižní polokoule. Na našem území nalezl horniny související s rozsáhlým prekambrickým zaledněním český geolog a petrograf František Fiala. Nejsou to však přímo morény - Fiala je označil jako horniny ledovco-mořského (glaciomarinního) nebo ledovco-jezerního (glacilakustrinního) původu.

V následujících prvohorách se opět objevují ledovce na všech kontinentech. Největšího rozsahu však ledovce dosahují koncem prvohor v karbonu a permu. V této době byly rozšířeny na obrovských plochách v Africe (zejména v její centrální a jižní části), v Antarktidě, jižní Asii, Austrálii a v Jižní Americe. V jižní Africe v pánvi Karoo dosahují tillity, uložené mohutnými ledovci v mořích i na pevnině mocnosti až několika set metrů.

Podnebí se otepluje

Zatímco v celém období od archaika až po konec prvohor nacházíme zalednění téměř na všech kontinentech, v následující geologické éře - mesozoiku (období před 235 až 65 milióny let) se zemská atmosféra výrazně otepluje. Teploty moří jsou o 10 až 20 řC vyšší než v současnosti a dochází k velkému rozvoji fauny a flóry a jejich migraci směrem k pólům.

I když v některých zejména horských oblastech mohlo po určitou dobu panovat chladné klima, přímé a přesvědčivé doklady pro vznik ledovců nemáme. Po tomto asi 160 miliónů trvajícím teplém období se výrazné klimatické výkyvy objevují až v třetihorách.

Po dlouhém období druhohor se známky glaciálního klimatu objevují až před 25 milióny let - ve svrchní části starších třetihor (oligocénu). Jsou to tillity v Antarktidě, na Kamčatce nebo na Sachalinu, které byly pravděpodobně transportovány na ledovcových krách. Předpokládá se, že rozsáhlejší ledovce vznikly již koncem paleogénu v Antarktidě, zatímco severní polokoule zůstala bez ledovců, i když pro jejich vznik byly v některých oblastech příznivé podmínky. K rozsáhlejším zaledněním, která však zdaleka nedosahují rozsahu pozdějších ledovců čtvrtohorních, dochází až později v mladším období třetihor.

Před 10 milióny let se začíná rozšiřovat ledovec na Aljašce. Jeho růst byl provázen výbuchy sopek, jejichž lávové proudy dnes oddělují ledovcové uloženiny. V Evropě je před 5,5 až 3 milióny let zaledněn šelf Barentsova moře a ledovce se rozvinuly mezi poloostrovem Kola a Zemí Františka Josefa. Kolem 3,5 miliónu let jsou datovány ledovcové uloženiny v Jižní Americe v Bolívii a argentinské Patagonii.

Těmito mladotřetihorními zaledněními končí dlouhá, téměř celou geologickou historií prostupující řada velkých klimatických změn, které ve svých teplotních minimech vedly ke vzniku rozsáhlých ledových příkrovů, pokrývajících často velké části kontinentů a sestupujících i na mořská dna. Nové stránky velkých klimatických změn a s tím souvisejících velkých zalednění moří a kontinentů jsou pak napsány v historii posledního geologického období - čtvrtohor.

Ledovec proniká na jih

Čtvrtohory poskytují nejvíce podkladů pro studium klimatických změn a jejich dopadu na vývoj fauny i flóry i na vývoj člověka a jeho kultur. Ve starším období čtvrtohor (pleistocénu) docházelo k opakovanému zalednění kontinentů, ledovce sestupovaly daleko přes úpatí hor a zalednění postihla i mořské pánve. Pevninský ledovec postoupil v době svého největšího rozšíření až do severozápadní a střední Evropy a na našem území pronikl Moravskou branou i přes hlavní evropské rozvodí. Několikrát byla zaledněna i Severní Amerika a zalednění se opakovala i na jižní polokouli.

Kdy začíná toto poslední období velkých zalednění Země? Nové výzkumy ukazují, že k velkým změnám, a to nejen klimatickým ale i paleogeografickým, dochází v období blízkém tzv. paleomagnetické hranici Gauss - Matuyama, tedy v době, kdy se kladné hodnoty zemského magnetického pole mění v hodnoty záporné. Dochází k tomu před 2,5 až 2,4 miliónu let.

Od této doby se střídají období chladná (glaciály) a teplá (interglaciály). Nejstarší čtvrtohorní uloženiny vysokohorských zalednění v Evropě byly poměrně nedávno nalezeny v italských Alpách a jejich stáří se odhaduje na 2,4 miliónu let.

V severoevropské nížině, která byla dějištěm velkých zalednění, nacházíme sice paleontologické nálezy dokládající velmi chladné klima také již od nejstaršího pleistocénu, ale k rozsáhlým zaledněním dochází až značně později - zhruba před 500 až 600 lety.

Glaciály pak trvaly kolem 100 000 let, meziledové dobu podstatně kratší - zhruba 10 000 let. Mladší období čtvrtohor, ve kterém nyní žijeme (holocén), je vlastně posledním z meziledových dob.

Klíč k budoucnosti

Právě období holocénu, tedy posledních deset tisíc let, nám poskytuje nejvíce podkladů pro studium minulého a současného přírodního prostředí a umožňuje i vyslovení některých prognóz o jeho budoucím vývoji. Holocén začíná ještě poměrně chladným obdobím s průměrnou teplotou kolem -3 řC, později dochází k rychlému oteplování. Před 6 až 8 tisíci let v období atlantiku dosahují teploty nejvyšších hodnot - v průměru o 3 řC vyšších než dnes. Dešťové srážky jsou o 60 až 70 % vydatnější než nyní.

Objevují se první zemědělci a začíná přetváření přírody člověkem. Mořská hladina je kolem tří metrů nad současnou úrovní a na mnoha místech moře proniká na pevninu až na vzdálenost několika desítek kilometrů. Klimatické období atlantiku bylo až do nedávné doby považováno za ukončení mírného holocenního podnebí a následující, i když pozvolný pokles teplot za příznak blížícího se chladného až glaciálního klimatu.

Nová studia však ukazují, že k výrazným teplotním výkyvům docházelo i v historické době. Doklady můžeme najít v přírodě i v dobových archívech. Jedním z nedávných velmi chladných období je "malá doba ledová" v 17. až 19. století, kdy globální teplota klesla o 2 řC. Tehdy ledovce opět sestupují do údolí a ukládají morény.

Při pozdějším oteplení, které trvá až do dnešní doby, ledovce ustupují. Tak moréna známého ledovce Pasterze v rakouských Alpách, radiometricky datovaná do roku 1850, leží dnes daleko před čelem ledovce a ledovec stále odtává. Na oteplování ukazuje také stoupání mořské hladiny. Ta během posledního století stoupla o 10 až 15 cm - tedy o hodnoty větší, než byly zaznamenány ještě v nedávné geologické minulosti.

Rychleji se oteplují také oceány. Stoupnutí teplot na zemském povrchu se přičítá skleníkovému efektu zesílenému činností člověka, která vede ke zvýšení obsahu oxidu uhličitého a stopových plynů v atmosféře.

Oteplování střídá vždy ochlazování

Dosud však nevíme, v jakém poměru globální oteplení způsobují přírodní faktory a do jaké je ovlivňuje člověk - více snad budeme vědět až po desítkách let. Očekává se však, že již během příštích sto let se teplota zvýší o 1,5 až 4 řC. V té době by také stoupla mořská hladina až o dva metry a ohrozila tak život a hospodářskou činnost v mnoha pobřežních oblastech.

Současné oteplování klimatu je tak jen jedním z krátkodobých klimatických změn trvajících jen několik set let. V budoucnosti bude proto zase vystřídáno obdobím chladným. Kdy to bude a dojde-li opět i k rozsáhlým zaledněním, ukáže teprve budoucnost.

Vzhledem k cykličnosti ledových a meziledových dob, která je ovládána astronomickými faktory a která závisí v prvé řadě na intenzitě slunečního záření, výrazné ochlazení vedoucí až k zaledněním určitě přijde. Někteří vědci odhadují, že i když se vezme v úvahu ovlivňování globální teploty člověkem a tím i zpomalování některých přírodních pochodů, dojde k příštímu velkému glaciálu spojenému se zaledněním nejdéle za dva tisíce let.