Vývoj klimatu v holocénu

Běžná historie či archeologie je v současnosti sice značně vyspělým oborem, který již dávno překonal v průběhu dvacátého století své původní, spíše jen humanitní, zaměření - při hlubším seznámení s řadou publikovaných příspěvků či monografií však lze shledat určitý deficit ve vazbě na poměrně nedávné poznatky z oblasti historie změn klimatu. Jde především o zohlednění mnohdy velmi překotně geograficky se měnící hranice pevniny v návaznosti na značný vzestup hladin oceánů v průběhu přibližně posledních 15 000 let.

Teplotní změny jsou na Zemi způsobeny jak vlivy vnitřními, tak vnějšími. Pokud jde o druhé jmenované, lze zmínit především astronomické cykly. Jde o tzv. precesi zemské osy s cyklem 26 000 let, změnu náklonu zemské osy s cyklem 41 000 let a změny tvaru dráhy Země kolem Slunce (více ekliptické či více kruhové) s cyklem asi 100 000 let a asi 400 000 let. Jako další důležitý faktor můžeme jmenovat časovou proměnlivost hodnoty tzv. sluneční konstanty.

Uvedené první tři faktory vytváří rozdíly v toku sluneční energie na příslušný čtverečný metr u vyšších zeměpisných šířek, což způsobuje vznik (či ústup) zalednění - následně pak i příslušnou periodu glaciálu či interglaciálu. Na základě podrobné astronomické analýzy a složitých matematických výpočtů se podařilo bělehradskému profesorovi matematiky a astronomie Milutinovi Milankovičovi (1879-1958) sestrojit graf oslunění severní polokoule pro zeměpisnou šířku 65°. Z něho vyplynulo, že vnitrozemské zalednění vzniká při sníženém toku sluneční energie na jednotku plochy v letním období. I nadále však existují různé obtíže při prokazování některých částí uvedené teorie - cyklus excentricity, který se opakuje každých cca 100 000 let, by měl mít podle Milankovičovy teorie mnohem menší dopad než cyklus precese a sklonu osy.

Poslední doby ledové ale mají spíše „kvaziperiodu“ 100 000 let. Při zpracování tohoto příspěvku bylo pro nás důležité si především uvědomit to, že doby ledové se vyskytují přibližně jedenkrát za 100 000 let. V současnosti se nacházíme v tzv. době meziledové (interglaciálu), která je vždy mnohem kratší než doba ledová. Běžně se uvádí, že současný interglaciál nastal přibližně před 11 700 lety.

Holocén je současné geologické období, druhá a poslední epocha (oddělení) kvartéru známá proto také jako mladší čtvrtohory. Představuje nejmladší geologické období, které začalo s koncem poslední doby ledové přibližně 11 700 let před současností (tedy kolem roku 9700 př. n. Holocénu přecházel pleistocén, jehož poslední období se nazývá mladší dryas. Konec doby ledové charakterizovaly rozsáhlé klimatické změny - postupné oteplování. Před 10 000 lety tak bylo například v Kanadě tepleji než nyní. To umožnilo přechod (neolitická revoluce) lidstva od sběračství a lovectví k pastevectví a zemědělství, a tím vytvořilo podmínky pro vznik prvních civilizací. Lesy se rozšířily více na sever. Toto období se někdy označuje také jako doba poledová (postglaciál).

Čtěte také: Vývoj znečištění moří v Evropě

Klimatické změny na Blízkém východě

K velmi pozitivním klimatickým změnám docházelo na Blízkém východě (rovněž v celém geografickém prostoru severní zemské polokoule) již mnohem dříve. Oteplení lze zaznamenat již v nejstarším dryasu (před celkem krátkou periodou ochlazení ve starším dryasu) - výraznější pak přibližně od roku 15 000 BP. Dochází k nárůstu zalesnění - na Blízkém východě se hojně vyskytovaly duby, pistácie, mandlovníky a hrušně. Tyto změny měly za následek též zvýšený výskyt jedlých plodin ve stepi. Po roce 16 500 BP vyrábějí existující kultury od Eufratu po Sinajskou poušť postupně kamenné nástroje stejného tvaru a stejným pracovním postupem.

K dalším pozitivním změnám došlo ve středním dryasu (Alleröd) v období 13 900-12 900 BP. Teplota na severní polokouli byla přibližně stejná jako v současnosti. Tato časová perioda se též nazývá Allerödská oscilace. S ohledem na dřívější způsoby osídlení se jedná o velmi zajímavou etapu. Homo sapiens sapiens již zakládal stálá kultovní místa, kam se lovci a sběrači doby kamenné pravidelně vraceli. Ke konci uvedené oscilace se podařilo identifikovat dokonce i pevná lidská obydlí. Tehdejší kultura v prostoru Blízkého východu se běžně označuje jako natúfienská - či též natufiánská. Ta bývá lokalizována do oblasti dnešního východního pobřeží Středozemního moře. Klimatické podmínky byly velmi výhodné - existoval dostatek lovné zvěře a dalo se snadno sklízet divoké obilí. Na Blízkém východě se vyskytovaly, v tomto poměrně vlhkém období, rozsáhlé dubové lesy. Zrna divokého obilí se, podle archeologických vykopávek, již drtila za pomoci mlýnských kamenů. Podle všech (do dnešní doby zrealizovaných) průzkumů lze tuto kulturu označit za první známou lidskou komunitu, která jednoznačně budovala pouze stálá sídliště.

Postupně se též rozšířila daleko za zalesněné hranice oblasti nalézající se u Středozemního moře. Charakteristické srpkovité mikrolity se nalézají všude na Blízkém východě - od pouští Arabského poloostrova až po břehy Eufratu. Mimo oblast vlastní natufiánské kultury (především v Palestině) lze nalézt stopy po vyspělých kulturách z období 14 300-12 800 BP i na březích Eufratu. Zajímavé poznatky byly získány z lokality Abú Hurajry. Zdejší lovci a sběrači lovili v sezoně gazely a obhospodařovali „zahrádky“ z divoce rostoucích druhů rostlin. Obdobné poznatky byly získány při vykopávkách u Ajn Malláhy.

Příznivé podmínky v té době umožnily lidem opustit kočovný způsob života. Podle kosterních pozůstatků lze dovodit, že natufiánci se těšili poměrně dobrému zdraví. S ohledem na příznivé klimatické poměry v té době počet obyvatelstva neustále rostl. V kočovných paleolitických skupinách existovala přirozená regulace počtu jedinců. Porody se zde uskutečňovaly v delších intervalech (tří až čtyř let) s ohledem na tu skutečnost, že matka není schopna přenášet na jinou lokalitu více než jedno dítě. Při usedlém způsobu života se naopak počet dětí radikálně zvětšil - tím i došlo ke značné populační explozi. Nové vesnice v natufiánském období asi většinou vznikaly tak, že se vždy menší skupina z původní vesnice vydala hledat novou. To ovšem časem způsobilo pravděpodobně určitý nedostatek potravy pro všechny, na Blízkém východě se vyskytující, lidské skupiny.

Hladina oceánů po předcházejícím dlouhotrvajícím pleistocénu byla proti současnosti k datu 14 000 BP níž přibližně o 120 m. Postupně se její úroveň částečně zdvihala do období mladšího dryasu (12 900-11 700 BP), kdy došlo k opětovnému návratu výrazného ochlazení. V časovém rozmezí mladšího dryasu 12 900-11 700 BP došlo nejen k ochlazení - z podrobných analýz je zřejmé, že tuto klimatickou změnu doprovázelo i značné sucho. Co způsobilo uvedenou poměrně neobvyklou situaci? Teorií je více - zmíníme se o nich jen krátce s ohledem na tu okolnost, že v rámci celkové koncepce tohoto příspěvku je důležitý především její následek (související sucho totiž způsobilo s největší pravděpodobností migraci natufiánců nejen směrem na západ, též asi i na jih).

Čtěte také: Český dluhopisový trh: Přehled

Jmenujme jen dvě hypotézy. První z nich uvažuje s vulkánem (tzv. erupční hypotéza) existujícím pod hladinou současného západoněmeckého jezera Laacher See (v regionu Eifel nedaleko od Rýna). I v dnešní době zde existuje vulkán, ze kterého stále stoupá magma. Jde o největší vulkanickou oblast ve střední Evropě - také nejmladší. Před zhruba 13 000 lety zde mohla nastat mimořádná erupce. Druhou možností je hypotéza o kosmickém dopadu většího asteroidu. V listopadu 2018 vyšla nová studie týmu profesora Kurta Kjæra z Kodaňské univerzity. Zdá se, že byl nalezen důkaz o skutečně významném impaktu asteroidu. Pod ledem Grónska byl identifikován kráter, který by mohl být zhruba stejně starého data jako ochlazení v mladším dryasu.

O poměrně velké populační explozi natufiánců jsme se již výše zmínili v souvislosti s obdobím středního dryasu (Allerödskou oscilací). S ohledem na zhoršující se vnější podmínky obyvatelé vesnic postupem času neúměrně zatěžovali okolní přírodní zdroje obživy (zvěř i rostlinstvo). I tak se však zhoršila výživa, která měla dopad rovněž na horší zdravotní stav obyvatel natufiánských vesnic. Snížený přívod živin měl též za následek zpomalení tělesného růstu. Tyto všechny důvody vedly podle všeho k emigraci a postupnému opouštění některých vesnic - otázkou však zůstává, kam směřovalo?

Sedimenty, které vznikly po datu 12 800 BP vykazují též výrazně menší přítomnost pylových zrn ze stromů - došlo tedy následkem sucha k dramatickému odlesnění celého Blízkého východu. V období mladšího dryasu (12 900-11 700 BP) byla hladina světových oceánů přibližně o sto metrů níže. Podíváme-li se na současnou batygrafickou mapu Perského zálivu lze si povšimnout poměrně malých hloubek v této oblasti. Je zcela zřejmé, že došlo k jejímu zatopení až následkem výrazného oteplení po 11 700 BP - především v raném holocénu. Dnešní úroveň hladin oceánů byla dosažena přibližně 7 000 BP (v době tzv. Atlantiku). Obdobně lze v oblasti Rudého moře pozorovat značně větší rozsah pevniny jak na straně Arabského poloostrova, tak i Afriky před datem 11 700 BP. O náhlém a výrazném ochlazení v mladším dryasu před 12 900 lety jsme se již výše zmiňovali. O emigraci a postupnému opouštění některých natufiánských vesnic rovněž padla zmínka - též i o výrazném procesu odlesňování celého regionu následkem klimatické změny. Po krátkou dobu asi 1 200 let byly teploty vzduchu srovnatelné se situací existující v době do roku 15 000 BP. Tehdejší lovci a sběrači se stěhovali do údolí, kde bylo tepleji, a především u řek - vlhčeji. Domníváme se, že jednotlivé (dříve usedlé) skupiny se postupně přesouvaly směrem na jih do nížin existujících v převážné části dnes již zatopené oblasti Rudého moře.

Kvartér a jeho charakteristika

Svou pozornost zaměříme na čtvrtohory. Především proto, že toto geologické období je ve vztahu k předcházejícímu terciéru celé považováno za jednu dlouhou dobu ledovou a také je k nám nejblíže. Čtvrtohory (kvartér) je označení pro geologické období, které zahrnuje zhruba posledních cca 2,5 milionu let. Dělí se na starší čtvrtohory (pleistocén) a mladší čtvrtohory (holocén). Od počátku čtvrtohor se kontinenty nacházejí již v dnešní podobě, takže jejich pohyb má na změny klimatu prakticky nulový vliv. Během celého období pleistocénu se cyklicky klima mění tak, že předcházející glaciál (doba významného zalednění) je vystřídán prudkým nástupem interglaciálu (doby meziledové), kdy dochází k významnému tání ledovců. Interglaciál ale relativně rychle odeznívá a následuje pomalý nástup dalšího dlouhého glaciálu. To způsobuje značné kolísání hladiny moří - až o 120 m. Ačkoli se tedy čtvrtohory zdají jako jedna dlouhá doba ledová, která se dělí na jednotlivé výrazně chladné a suché výkyvy, glaciály, a na vlhčí a teplejší výkyvy, interglaciály.

Například na území dnešního Česka se v nejteplejších úsecích interglaciálů předpokládají průměrné teploty o 2 - 3 °C vyšší oproti dnešku, zatímco v nejstudenějších úsecích glaciálů až o 11 - 13 °C nižší oproti současnému průměru. Kromě těchto nejvýraznějších klimatických výkyvů docházelo v průběhu glaciálů, a to zejména na jejich počátku, k dalším dílčím výkyvům - studeným stadiálům a teplejším interstadiálům. Dále lze hluboko do minulosti zaznamenat velké množství jemnějších teplotních výkyvů oběma směry, jež se nazývají oscilace. Období, které probíhá od posledního glaciálu do současnosti, tedy holocén, je pravděpodobně jen další z řady interglaciálů, jenže oproti těm předcházejícím jeví odlišnosti - odlišná je fauna savců i například ráz krajiny v Evropě. Proto se pro holocén používá výrazu postglaciál.

Čtěte také: Vliv prostředí na vývoj

Abychom si dokázali představit, jak jsou jednotlivá období v celém kvartéru časově významná, přikládám tabulku, kde je celé období čtvrtohor vyjádřeno jako jedna hodina, tedy 3 600 sekund. Starší čtvrtohory, tedy pleistocén, představují 3 586 sekund, to je 59 minut a 46 sekund. Mladší čtvrtohory, holocén, trvají jen 14 sekund. Lidé se začali zabývat systematickým sledováním teplot v průběhu 18. stol. V Klementinu je to cca 250 let. Ovšem těchto 250 let představuje v rámci té jedné hodiny jen cca jednu třetinu sekundy. A navíc je třeba uvést, že dostatečně plošně rozsáhlá a metodicky ustálená meteorologická měření, která jsou využitelná k závěrům o klimatu na celé Zemi, existují odhadem tak 50 - 60 let. To znamená, že z celkové doby trvání klimatických změn v kvartéru (v přepočtu na 1 hod.) máme k dispozici snímek počasí jen za necelou poslední desetinu sekundy.

Je zřejmé, že proces trvající 1 hodinu nelze spolehlivě popsat na základě měření, které trvá jen zlomek poslední sekundy. Paleoklimatologie je vědní disciplína studující klimatické změny v geologické historii Země. Studium těchto změn se opírá o nepřímé indikátory přírodních podmínek, tzv. proxy data. Příkladem proxy dat jsou ledovcová jádra, letokruhy, fosilní pyl, zkušební vrty, korály a mořské, jezerní a říční usazeniny. Charakter depozice nebo rychlosti růstu materiálu byl ovlivněn klimatickými podmínkami v době, ve které se usazovaly nebo rostly. Také chemické stopy vytvořené klimatickými změnami, jako je množství jednotlivých izotopů, mohou být použity jako proxy data. Některá proxy, jako například plynové bubliny uzavřené v ledu, umožňují zjišťovat složení dávné atmosféry a dát tak svědectví o historickém kolísání složení zemské atmosféry. Dalšími zdroji informací jsou obory jako geologie, archeologie a další. Například výzkumné vrty v ledovcích v Grónsku a na Antarktidě ukazují, že na severní i jižní polokouli došlo za poslední 2 miliony let k 20 cyklům nárůstu a poklesu ledovcové pokrývky.

Ze zkoumání tzv. Milankovičových cyklů vyplývá, že poměr mezi trváním doby ledové a meziledové v posledním 1 milionu let je zhruba 3-4:1. Poslední doba ledová, tzv. würmský glaciál, trvala přibližně 65 tisíc let (od 75 000 do 10 000 let př. n. l.). V současné době žijeme v období meziledovém, které trvá už více než 12 tisíc let a na základě uvedeného poměru trvání doby ledové a meziledové se lze tedy domnívat, že toto období se již chýlí k závěru a následovat bude další doba ledová. (Milanković podal matematické zdůvodnění toho, jak mohou souviset klimatické cykly s cyklickými orbitálními pohyby Země, jako je excentricita, precese a oblikvita (sklon rotační osy). Zemská osa uskuteční jeden cyklus precese za přibližně 26 000 let. Současně dochází ke změně náklonu osy mezi 22,1 a 24,5° v cyklech trvajících 41 000 let. Excentricita zemské dráhy vyjadřuje změny oběžné dráhy Země z eliptické na téměř kruhovou. Cykly způsobené tímto dějem se opakují každých přibližně 96 až 127 000 let.)

Povrch dna Severního moře představuje rovinu mírně nakloněnou k severu s hloubkami od 20 až 30 m do 150 až 170 m. Nachází se zde množství nevelkých mělčin tzv. lavic, které jsou složené odplavenými produkty morénových usazenin ledovce. Ten v pleistocénu pokrýval celé mořské dno. Před 10 tisíci lety byl jižní úsek Severního moře bažinatou planinou, kudy táhli losi a jeleni a žili tu i lidé. Až zhruba před 8 000 lety byla Velká Británie oddělena od evropské pevniny zdvihem hladiny způsobeným oteplením po konci doby ledové. Z tabulky „Nárůst hladiny moří po poslední době ledové“ můžeme vyčíst, že před 8 000 lety byla hladina moří o cca 20 m níže než dnes.

Dalšími výkyvy, tentokrát velmi dobře zdokumentovanými ve vztahu ke sluneční aktivitě, je období tzv. malé doby ledové v druhém tisíciletí našeho letopočtu. Maunderovo minimum je název období sluneční aktivity v letech 1638 - 1715. V této době se na Slunci neobjevovaly téměř žádné sluneční skvrny. To mělo vliv na podnebí na Zemi, které bylo výrazně chladnější. Období Maunderova minima je jedním ze tří nejchladnějších období malé doby ledové (14. - 19. století). Druhým nejchladnějším obdobím je Spörerovo minimum (1400 - 1510) a třetím Daltonovo minimum (1790 - 1830).

Poslední doba ledová, tzv. würmský glaciál, trvala přibližně 65 tisíc let (od 75 000 do 10 000 let př. n. l.). V současné době žijeme v období meziledovém, které trvá už více než 12 tisíc let a na základě uvedeného poměru trvání doby ledové a meziledové (4-3:1), se lze domnívat, že toto období se již chýlí k závěru a následovat bude další doba ledová. Tomu dále nasvědčuje i hladina moří, jejichž maxima kolísají v intervalu cca 140 m a od počátku holocénu se zvýšila nejméně o 100 m. Také odhad rozptylu teplot oproti současným průměrům v době vrcholu glaciálu (-11 až -13 °C) a v době vrcholu interglaciálu (1 až 3 °C) svědčí spíš ve prospěch poslední fáze interglaciálu, po kterém může nastat malá doba ledová, nebo se jedná o proces konce interglaciálu a nástup nového glaciálu.

Holocén a jeho členění

Holocén (8 300 před naším letopočtem po současnost) je obdoba doby meziledové (interglaciál). Dělí se na 7 různých období podle klimatických výkyvů.

• Preboreál je první postglaciální období a v časové chronologii zaujímá období od 8 300 do 6 800 BC (let před naším letopočtem). Vzhledem k předchozímu mladšímu dryasu nastalo oteplení a mírné zvlhčení s průměrnými teplotami až o 5 °C nižšími než dnes. Klima bylo ještě kontinentální.
• Boreál zaujímá období od 6 800 roků do 5 500 roků BC. Došlo k dalšímu oteplení klimatu. Názory na výši vodních srážek jsou dosud nejednotné, ale léta jsou suchá a podnebí má kontinentální ráz. Průměrné roční teploty jsou až o 2 až 3 °C vyšší než dnes.
• Starší atlantikum zaujímá období od 5 500 roků do 4 000 roků BC. Proti suchému boreálu došlo ke značnému zvlhčení klimatu, srážky byly bohatší až o 60-70 % a průměrná roční teplota byla vyšší až o +3 °C než dnes. Podnebí mělo oceánický charakter.
• Mladší atlantikum je období 4 000 roků až 2 500 roků BC. Horní hranice lesa začínala ustupovat, ale byla v průměru ještě o 200-300 m výše než dnes. Vegetační stupňovitost se uchovává jako v mladším atlantiku.
• Subboreál trvá od roku 2 500 do roku 800/500 BC. Klima bylo v průměru o 1 °C až 2 °C teplejší než dnes, ale bylo suché, spíše subkontinentální. Subboreál je charakteristický prudkou expanzí Abies.
• Subatlantikum zaujímá období od 800/500 let BC do současnosti. Starší subatlantik trvá od roku 800/500 let BC asi do roku 6. až 13.století n. l. Docházelo ke kolísaní vlhčích a sušších fází, celkově však bylo podnebí oceáničtější a poněkud chladnější než v současnosti.

tags: #vývoj #klimatu #v #holocenu

Oblíbené příspěvky:

• Emise a Česká republika
• Environmentální Výchova – Autoevaluace
• Výklad přírody dle Epikura
• Trendy v environmentálním smýšlení v USA
• Data o klimatické změně