Artykuł

Agnieszka Gałuszka: Antropocen w ujęciu geologicznym

Analiza osadów, warstw lodu i śniegu z różnych lokalizacji na świecie, które są akumulowane od połowy XX w., wskazuje, że różnią się one od osadów holocenu, epoki trwającej na Ziemi przez ostatnie 11700 lat. Poszukiwaniem takich różnic, ich dokumentowaniem w środowiskach lądowych i morskich na całym świecie zajmuje się obecnie wielu przedstawicieli nauk o Ziemi i środowisku. Celem prowadzonych badań jest włączenie antropocenu do tabeli stratygraficznej jako formalnej jednostki chronostratygraficznej w geologicznej skali czasu.

Tekst ukazał się w „Filozofuj!” 2021 nr 5 (41), s. 9–10. W pełnej wersji graficznej jest dostępny w pliku PDF.


Jak geolodzy badają przeszłość Ziemi?

Dzieje Ziemi poznaje się na podstawie badań warstw skał, których cechy pozwalają na odtworzenie (paleorekonstrukcję) warunków środowiska w mniej lub bardziej odległej przeszłości geologicznej. Warstwy skał, które utworzyły się na Ziemi w danym czasie, nazywa się w geo­logii jednostkami chronostratygraficznymi, a zestaw cech tych warstw reprezentujących pewne środowisko depozycji (stopniowego przemieszczania się i osadzania) określa się terminem facja. Korelacje czasowe powstania skał występujących na odległych od siebie obszarach geograficznych są wyznaczane na podstawie występujących w nich skamieniałości (biostratygrafia), właściwości magnetycznych (magnetostratygrafia), datowania bezwzględnego metodami radiometrycznymi, analizy stosunków izotopów trwałych, analizy składu chemicznego (chemostratygrafia; np. anomalia irydowa na granicy osadów kredy i paleogenu), obecności nietypowych warstw osadów, np. popiołów wulkanicznych (stratygrafia zdarzeniowa).

Kluczowym dla podziału dziejów Ziemi na jednostki chronostratygraficzne jest wyznaczenie granicy pomiędzy nimi, czyli określenie stratotypu granicy. W Grupie Roboczej ds. Antropocenu, której zadaniem jest przedstawienie Międzynarodowej Komisji Stratygrafii dowodów niezbędnych do sformalizowania antropocenu jako jednostki chronostratygraficznej, aktualnie trwają badania nad określeniem stratotypu dolnej granicy antropocenu.

Czym jest antropocen w geologii?

Sufiks „-cen”, pochodzący od greckiego kainos, oznaczającego „nowy”, występuje w nazwach siedmiu epok ery kenozoicznej, trwającej, od ok. 65 mln lat, do dziś (paleocen, eocen, oligocen, miocen, pliocen, plejstocen, holocen). Termin „antropocen” oznacza epokę ery kenozoicznej, następnej w kolejności chronologicznej po holocenie, w której działalność człowieka przyczyniła się do powstania osadów różniących się od osadów holocenu. Obserwowany od lat 50. XX w. intensywny wzrost aktywności przemysłowej, połączony ze wzrostem demograficznym i zajmowaniem na potrzeby zwiększającej się liczebności populacji człowieka coraz większych obszarów lądowych, z modyfikacją procesów geologicznych poprzez wylesianie, regulację rzek, wielkoskalowe inwestycje budowlane, jak choćby tworzenie sztucznych wysp, umocnień linii brzegowej itp., pozostawił sygnały stratygraficzne w skali globalnej. Nasilenie tych zmian od połowy XX w. określa się w nauce o systemie Ziemi wielkim przyspieszeniem (ang. great acceleration).

Sygnały stratygraficzne antropocenu

Sygnały stratygraficzne pozostawione w osadach mogą mieć charakter fizyczny, biologiczny i chemiczny. Sygnałami fizycznymi są np. przekształcenia terenu związane z górnictwem odkrywkowym. Najgłębsza kopalnia odkrywkowa na świecie, kopalnia miedzi Bingham Canyon w Stanie Utah, ma 1,2 km głębokości i prawie 8 km² powierzchni. Do sygnałów fizycznych można zaliczyć także różne inwestycje budowlane, szczególnie te na obszarach aglomeracji miejskich, gdzie współczesne osady to głównie materiały budowlane – cement, beton, asfalt.

Sygnałami biologicznymi, które pozostają w osadach antropocenu, są szczątki udomowionych zwierząt i pyłki roślin uprawnych. Działalność człowieka przyczynia się też do zmian w strukturze ekosystemów, często prowadząc do drastycznego zmniejszenia bioróżnorodności, co będzie miało swoje konsekwencje dla przyszłych zespołów skamieniałości z tej epoki. Niektórzy specjaliści nazywają współczesne nasilenie ginięcia gatunków szóstym wielkim wymieraniem w dziejach Ziemi.

Najbardziej precyzyjnym sygnałem stratygraficznym antropocenu jest sygnał chemiczny. Emisje zanieczyszczeń powietrza i ich transport w skali globalnej są udokumentowane w archiwach środowiskowych, jakimi są warstwy lodu lodowców, torfowiska, osady morskie, rzeczne, jeziorne i lądowe. Niektóre substancje chemiczne wykorzystywane przez człowieka, jak polichlorowane bifenyle, stosowane głównie jako ciecze hydrauliczne i izolatory w urządzeniach elektrycznych, są związkami syntetycznymi i nie występują naturalnie w środowisku. Ich występowanie w osadach jest bardzo dobrym sygnałem chemicznym antropocenu.

Do idealnych chemicznych sygnałów stratygraficznych należą długożyjące radionuklidy z testowania broni jądrowej w warunkach naziemnych. Wśród nich najlepszym jest izotop 239Pu o okresie połowicznego rozpadu wynoszącym 24110 lat, który będzie wykrywalny w środowisku przez następne ok. 100 tys. lat. We współczesnych osadach można znaleźć rozdrobnione odpady polimerowe zwane mikroplastikiem. Jest on powszechny w środowisku i bardzo trwały, co powoduje możliwość jego wykorzystania jako sygnału chemicznego antropocenu. Stosowanie nawozów sztucznych w rolnictwie wprowadza do środowiska nadmierne ilości substancji biogennych, w tym rozpuszczalne w wodzie związki azotu i fosforu, które dostają się do wód powierzchniowych, powodując ich przeżyźnienie, zakwity glonów i sinic. Konsekwencją zakwitu glonów jest rozwój strefy beztlenowej ograniczającej rozwój życia w wodach, zwłaszcza estuariach (lejkowatych ujściach rzek do morza). Najbardziej znaną, ze względu na dużą powierzchnię ok. 20 tys. km2, jest zachodnia część delty Missisipi zwana „strefą śmierci”. W strefie tej brak organizmów ­żywych, występują zaś warunki geochemiczne, które sprzyjają gromadzeniu się w osadach nierozpuszczalnych
związków metali.

Do metali, które są uważane za dobre sygnały chemiczne należy ołów, którego związek metaloorganiczny (tetraetyloołów) był, jako środek przeciwstukowy, dodawany do benzyny w latach 1940–1980. Wraz z produktami spalania benzyny metal ten w postaci tlenków, chlorków i bromków dostawał się do środowiska, a jego podwyższone stężenia są do dziś rejestrowane w pobliżu dróg.

Przytoczone powyżej przykłady chemicznych sygnałów antropocenu nie wyczerpują tego obszernego zagadnienia. Współcześnie na Ziemi nie ma miejsc pozbawionych zanieczyszczeń związanych z działalnością człowieka (antropogenicznych). Zaskakującym odkryciem było stwierdzenie w 2017 r. wysokich stężeń zanieczyszczeń na dnie Rowu Mariańskiego, na głębokości ok. 10 km. Zanieczyszczenia wraz z powietrzem w atmosferze są transportowane ze źródeł emisji do obszarów dotąd niezamieszkałych, gdzie mogą ulegać depozycji, stanowiąc sygnał antropocenu.

Geolog nie ocenia, geolog bada

Człowiek zmienia środowisko, w którym żyje, tak jak każdy inny organizm. Od połowy XX w. zasięg zmian antropogenicznych stał się globalny i są one rejestrowane we współczesnych osadach, stanowiąc swoisty zapis działalności człowieka w dziejach Ziemi. Stało się to podstawą do zaproponowania nowej, jeszcze nieformalnej epoki – antropocenu i podjęcia badań nad poszukiwaniem najlepszego sygnału stratygraficznego oraz nad określeniem stratotypu dolnej granicy antropocenu. Obecnie prowadzone są analizy w kilkunastu miejscach na świecie w celu wytypowania lokalizacji, w której najlepiej będzie widoczna różnica między osadami holocenu a osadami antropocenu. Sygnały stratygraficzne są przedmiotem badań geologii, ale nie uprawniają do dokonywania oceny, czy działalność człowieka, która była przyczyną ich powstania, ma destrukcyjny wpływ na środowisko. Przenikanie terminu „antropocen” do języka potocznego, jak również używanie go przez przedstawicieli nauk humanistycznych i społecznych w innym kontekście niż w geologii, jest procesem nieodwracalnym, jednak warto znać pierwotne znaczenie tego terminu i rozumieć jego sens w naukach o Ziemi i środowisku.


Agnieszka Gałuszka – prof. dr hab. Jest geochemikiem środowiska. Zajmuje się badaniem losów środowiskowych pierwiastków śladowych. Pełni funkcję prorektora do spraw nauki w Uniwersytecie Jana Kochanowskiego w Kielcach. Jest jedynym reprezentującym Polskę członkiem Grupy Roboczej ds. Antropocenu (The Anthropocene Working Group).

Tekst jest dostępny na licencji: Uznanie autorstwa-Na tych samych warunkach 3.0 Polska.
W pełnej wersji graficznej jest dostępny w pliku PDF.

< Powrót do spisu treści numeru.

Ilustracja: Natalia Biesiada-Myszak

Najnowszy numer można nabyć od 1 lipca w salonikach prasowych wielu sieci. Szczegóły zob. tutaj.

Numery drukowane można zamówić online > tutaj. Prenumeratę na rok 2022 można zamówić > tutaj.

Dołącz do Załogi F! Pomóż nam tworzyć jedyne w Polsce czasopismo popularyzujące filozofię. Na temat obszarów współpracy można przeczytać tutaj.

Skomentuj

Kliknij, aby skomentować

Wesprzyj „Filozofuj!” finansowo

Jeśli chcesz wesprzeć tę inicjatywę dowolną kwotą (1 zł, 2 zł lub inną), przejdź do zakładki „WSPARCIE” na naszej stronie, klikając poniższy link. Klik: Chcę wesprzeć „Filozofuj!”

Polecamy