W dniu 18 października mieliśmy okazję wysłuchania fascynującego wykładu profesora Gregory'ego J. Retallacka z Uniwersytetu w Oregonie, znanego paleobotanika, badacza paleogleb i paleoklimatu, autora m.in. książki „Soils of the Past: an Introduction to Paleopedology” (2001, 2nd Ed, Blackwell, Oxford). Wykład ten, zatytułowany „Global greenhouse crises of the geological past”, był szczególnie frapujący w kontekście aktualnej dyskusji na temat zmian globalnych wywołanych emisją dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych. Prof. Gregory J. Retallack był gościem Państwowego Instytutu Geologicznego-PIB w Warszawie i tutaj też miał miejsce jego wykład.

W barwnej i bogato ilustrowanej prezentacji prof. Retallack przekazał w skrócie wyniki swoich wieloletnich badań paleogleb, przeprowadzonych w kilku stanach USA (m.in. Utah i Montana). Jako paleobotanik, szeroko stosował znaną metodę wyliczania stężenia CO2 w atmosferze w przeszłości geologicznej na podstawie gęstości aparatów szparkowych na tkance okrywowej liści wybranych rodzajów roślin, np. Ginko (miłorzębów) czy Lepidopteris (paproci). Opierał się także na własnej metodyce polegającej na obserwacjach profili glebowych ze znakomicie odsłoniętych obszarów Stanów Zjednoczonych – pewne ich cechy, przede wszystkim miąższość, mają związek ze stężeniem CO2 i precypitacją.

Przedstawiony przez badacza wykres zmian stężenia CO2 w ciągu ostatnich 300 mln lat charakteryzuje się czytelnymi wahaniami, wskazującymi na przemienne występowanie okresów o dużej i małej zawartości tego gazu w atmosferze. Duże stężenie CO2 w atmosferze prof. Retallack wiązał przede wszystkim z wielkimi erupcjami wulkanicznymi (zwłaszcza gdy takie wylewy magmy oddziaływały na pokłady węgli), w mniejszym stopniu z uwalnianiem się metanu z tzw. klatratów (hydratów) metanu występujących w głębinach oceanów oraz upadkami meteorytów.

Główne badania profesora Retallacka dotyczą paleogleb – w myśl obowiązującej obecnie szerokiej definicji pojęcia „gleba” struktury takie, oparte na organizmach jednokomórkowych (być może kolonijnych), występowały już w głębokim proterozoiku, a jak sugerował G. Retallack, może jeszcze wcześniej. Będąc tak prastarymi strukturami organiczno-mieneralnymi, odegrały one ogromną rolę w ewolucji naszej planety, w tym jej klimatu. Zdaniem prelegenta, od paleozoiku w znacznym stopniu to gleby (obok oceanów) dyktowały skład atmosfery, klimat, a co za tym idzie tempo i charakter ewolucji. Badania kopalnych gleb umożliwiają poznanie klimatu odległych epok, a także przewidywanie zmian klimatu w przyszłości.

Wykład wywołał żywą dyskusję, gdyż wśród słuchaczy byli specjaliści zajmujący się badaniami klimatu w geologicznej przeszłości nie tylko z naszego instytutu, ale również z Instytutu Paleobiologii PAN, z Instytutu Nauk Geologicznych PAN oraz z Wydziału Geologii UW. Rzadko się zdarza, aby czas dyskusji niemal dorównał czasowi samego wykładu, a tak było w tym przypadku. Głównym tematem frapującej jak sam wykład debaty były mechanizmy stojące za raptownymi zmianami klimatu, w tym za efektami cieplarnianymi. Zdaniem niektórych dyskutantów, dysocjacja hydratów metanu odgrywała znacznie istotniejszą rolę, a ich związek z cyklami orbitalnymi Ziemi dodatkowo potwierdza ich znaczenie (wulkanizm nie ma zasadniczego związku z tymi cyklami). Dyskusja dotyczyła też charakterystyki wielkich wymierań – jakich grup organizmów dotyczyła i dlaczego. Frapująca była np. teza G. Retallacka, że w czasie największego wymierania na granicy perm-trias liczne grupy kręgowców lądowych udusiły się z braku wystarczającej ilości tlenu i nadmiaru CO2 w atmosferze. Równie ciekawe były przewidywania co do możliwości absorpcji CO2 przez gleby – zdaniem prelegenta, w jego rodzinnej Australii celowa pod tym kątem uprawa gleb i związanych z nimi traw na terenach stepowych jest równie perspektywiczna jak sekwestracja CO2 w głębokich strukturach geologicznych.

Barbara Żbikowska