Hoinari printre continente

Lewis Dartnell (n. 1980) este prezentator de programe științifice la radio și la televiziune și profesor de științele comunicării la Universitatea Westminster. A obținut un masterat în biologie la Oxford și un doctorat în astrobiologie la University College, Londra. A publicat: Life in the Universe și The Knowledge: How to Rebuild Civilization in the Aftermath of a Cataclysme. Fragmentul de faţă, în traducerea Elenei Macoviciuc/Graal Soft, face parte din volumul Origini. Cum a modelat Pămîntul istoria omenirii, aflat în curs de apariţie la Editura Litera.

Trăim într-o eră geologică specială. Este o perioadă ce se distinge printr-o singură caracteristică dominantă: gheața. Ar putea părea surprinzător, avînd în vedere îngrijorarea noastră privind încălzirea globală. Este foarte adevărat că temperaturile medii au crescut de la Revoluția Industrială încoace, și deosebit de rapid în ultimii 60 de ani, dar acest salt recent cauzat de activitatea umană se produce în intervalul glaciației de durată a Cuaternarului. În urmă cu aproximativ 2,6 milioane de ani, la începutul ultimei perioade geologice, Pămîntul a intrat într-un nou regim climatic, caracterizat de oscilația unor glaciațiuni recurente. Aceste condiții au avut efecte profunde asupra lumii în care trăim astăzi și asupra modului în care ne-am ocupat locul în ea.

În prezent, trecem printr-o perioadă interglaciară, cu condiții climatice relativ calde, calote de gheață care se topesc și, în consecință, niveluri mai ridicate ale mării. Condițiile climatice obișnuite din ultimii 2,6 milioane de ani au fost mult mai reci decît în prezent. Probabil sîntem familiarizați, de la exponatele din muzee și de la documentarele TV, cu modul în care arăta lumea în ultima epocă glaciară – o perioadă în care vaste calote de gheață se întindeau pe o mare parte a emisferei nordice, mamuții lînoși străbăteau peisajul asemănător tundrei, vînați de tigrii cu dinți-sabie, iar oamenii din Paleolitic, înveșmîntați în blănuri, vînau cu sulițe cu vîrf din piatră.

Cu toate acestea, a fost doar ultima etapă a glaciației în istoria recentă a planetei. În ultimii 2,6 milioane de ani au avut loc între 40 și 50 de glaciațiuni și, de-a lungul timpului, au devenit din ce în ce mai lungi și mai reci. De fapt, Cuaternarul este o perioadă extraordinar de instabilă pentru climatul planetei, care a oscilat între epoci glaciare chinuitoare și intervale interglaciare mai calde, determinînd expansiunea și contracția periodică a uriașelor calote glaciare. Înghețurile durează, în medie, 80.000 de ani, iar răgazurile mai scurte dintre ele, doar aproximativ 15.000 de ani. Fiecare perioadă interglaciară, cum este actualul Holocen în care am intrat acum 11.700 de ani, nu este altceva decît o scurtă pauză termică, înainte ca să plonjeze clima într-un nou episod geros. Vom vedea mai tîrziu de ce planeta noastră a intrat în această etapă climatică neregulată, dar mai întîi să analizăm condițiile din ultima epocă glaciară.

Această perioadă a început în urmă cu aproximativ 117.000 de ani și a durat circa 100.000 de ani, pînă la începutul actualei perioade interglaciare – Holocenul. La apogeul său, în intervalul cuprins între 25.000 și 22.000 de ani în urmă, calote glaciare imense, de pînă la 4 kilometri grosime, s-au extins din nord, sufocînd Europa de Nord și America. Altă calotă glaciară, de dimensiuni mai mici, s-a întins pe teritoriul Siberiei, iar mari ghețari s-au extins dinspre lanțurile muntoase precum Alpi, Anzi și Himalaya, precum și din lanțurile muntoase masive ale Noii Zeelande.

Aceste straturi de gheață și ghețari expansivi au blocat cantități uriașe de apă, iar nivelurile mării din întreaga lume au scăzut cu pînă la 120 de metri, scoțînd la suprafață o mare parte din platformele continentale din jurul granițelor continentale, sub formă de uscat. Calotele de gheață din America de Nord, Groenlanda și Scandinavia s-au întins tocmai pînă la marginea acestor platforme continentale, iar mările din jurul lor aveau să fie acoperite cu banchize plutitoare.

Pe lîngă gerul chinuitor din apropierea calotelor glaciare, reducerea evaporării din mările arctice a făcut lumea mult mai aridă. Vînturi cumplite au declanșat aprige furtuni de nisip pe cîmpii aride. O mare parte din relieful Europei și al Americii de Nord era asemănător tundrei, cu soluri înghețate tot anul (permafrost) și cu stepe uscate și acoperite de iarbă, care se întindeau cît vedeai cu ochii spre sud. Mulți dintre copacii care cresc în Europa astăzi au supraviețuit doar în refugii izolate din jurul Mediteranei. În urmă cu 20.000 de ani, pădurile dense din Europa Centrală actuală semănau cu nordul Siberiei din prezent.

Odată cu încheierea fiecărei epoci glaciare, oceanele au crescut și au inundat platformele continentale. Clima interglaciară, care revenise, a făcut ecosistemele din întreaga lume să se răspîndească din nou, încet, spre poli, în urma condițiilor favorizante, după retragerea calotelor glaciare. Migrația este un lucru obișnuit în lumea animală – păsări care zboară spre sud pentru a-și petrece iarna sau mari turme de antilope gnu care galopează ca o avalanșă peste Serengeti –, dar și pădurile migrează. Desigur, copacii nu se pot dezrădăcina și deplasa, dar, pe măsură ce clima devine mai calmă, semințele și puieții supraviețuiesc din ce în ce mai mult în fiecare an în partea de nord și, în timp, pădurea înaintează cu adevărat (asemenea profeției din Macbeth). Se estimează că, după ultima epocă glaciară, specii de arbori din Europa și Asia ar fi migrat spre nord cu o viteză aproximativă de peste 100 de metri pe an. Animalele i-au urmat – erbivorele, deoarece se hrănesc direct cu plante, iar prădătorii le-au urmat la rîndul lor. Epoci glaciare recurente au forțat flora și fauna să se deplaseze, măturînd nordul și sudul, ca un val viu.

Vremuri geroase

Epocile glaciare variază în intensitate, dar nici perioadele interglaciare nu sînt toate la fel. Ultima perioadă interglaciară, din intervalul dintre aproximativ 130.000-115.000 de ani în urmă, a fost în general mai călduroasă decît în prezent, nivelurile mărilor mai ridicate cu aproximativ cinci metri, iar animale pe care le-ai asocia în mod normal cu Africa străbăteau Europa. La finele anilor 1950, cînd niște constructori săpau în Trafalgar Square din centrul Londrei, au descoperit rămășițele cîtorva animale mari – rinoceri, hipopotami și elefanți, precum și lei –, toate datînd din această perioadă glaciară anterioară. La umbra Coloanei lui Nelson, turiștii de azi abia așteaptă să își facă selfie-uri cu statuile din bronz în formă de lei care stau de pază la colțuri. Oare cîți dintre ei își dau seama că, în ultima perioadă interglaciară, ar fi trebuit să fie cu ochii în patru ca să nu dea nas în nas cu un leu adevărat?

Cu toate acestea, în ciuda scurtelor perioade mai calde care au determinat răspîndirea acestor animale, Cuaternarul este, în esență, o epocă glaciară îndelungată; chiar și în perioadele interglaciare, calote de gheață groasă acoperă, în continuare, polii. Să vedem acum ce s-a întîmplat cu Pămîntul în istoria recentă a planetei, ce anume a determinat un climat atît de rece și instabil. S-a dovedit că modelele recurente ale acestor epoci glaciare au cauze cosmice, putînd fi explicate prin schimbările înclinării Pămîntului în raport cu Soarele și prin mișcarea sa orbitală.

Dacă Pămîntul s-ar roti într-o poziție verticală perfectă, nu ar exista anotimpuri. Datorită înclinării axei planetei, jumătate din an emisfera nordică primește mai multă căldură decît cea sudică, deoarece se înclină spre Soarele care apare sus pe cer, iar razele sale cad în linie dreaptă pe suprafață, creînd vara. Șase luni mai tîrziu, situația se inversează, creînd iarna nordică și, respectiv, vara sudică. De asemenea, Pămîntul nu se rotește în jurul Soarelui într-un cerc perfect: traiectoria sa orbitală este ușor alungită, în formă de ou, cunoscută ca elipsă. La un moment dat, pe orbita sa pe parcursul unui an, Pămîntul se află puțin mai aproape de Soare, iar șase luni mai tîrziu, puțin mai departe. Ca lucrurile să fie și mai complicate, aceste caracteristici ale lumii noastre și ale orbitei sale se schimbă, de-a lungul timpului, impulsionate de efectele gravitaționale ale altor planete din sistemul solar (în special ale uriașului Jupiter). Iată trei moduri importante în care variază mediul cosmic al Pămîntului, dînd naștere ciclurilor cosmice pe care vi le-am expus pe scurt în capitolul anterior.

În primul rînd, orbita noastră variază între o formă circulară și una mai alungită, într-un ciclu de „excentricitate“ de aproximativ 100.000 de ani. Apoi, după aproximativ 41.000 de ani, înclinația Pămîntului în raport cu Soarele oscilează între 22,2° și 24,5°, înclinînd polii spre Soare sau îndepărtîndu-i de el. Această înclinație are un efect puternic asupra intensității anotimpurilor, așadar chiar și cea mai mică modificare a unghiului înseamnă că zona arctică va primi mai multă sau mai puțină căldură pe perioada verii. Al treilea și cel mai scurt ciclu este cel de 26.000 de ani, în care axa planetei se rotește în cerc, ca un titirez, proces cunoscut ca precesie. Aceasta modifică perioada de timp a anului în care emisfera nordică și cea sudică sînt înclinate spre Soare, deci și coordonarea anotimpurilor (i se mai spune și „precesia echinocțiilor“). În acest moment, Polul Nord este îndreptat spre Steaua Polară – lucru foarte util pentru navigatori, așa cum vom vedea în capitolul 8 –, însă, în aproximativ 12.000 de ani, axa de rotație a Pămîntului se va roti, astfel încît planeta se va îndrepta spre o altă stea – Vega –, iar vara din emisfera nordică va cădea în luna pe care, în prezent, o numim decembrie.

Așadar, întinderea, înclinarea și schimbarea direcției Pămîntului și a orbitei sale influențează clima planetei și variază ciclic, de-a lungul timpului. Aceste variații periodice sînt ciclurile Milankovitch, despre care am vorbit pe scurt în capitolul anterior, numite după savantul sîrb care a înțeles prima dată modul în care aceste periodicități cosmice schimbă clima pe Pămînt. Ciclurile Milankovitch nu reduc întru totul cantitatea totală de lumină solară care încălzește suprafața Pămîntului pe orbita unui an, ci modifică distribuirea căldurii solare între emisfera nordică și cea sudică și, drept urmare, intensitatea anotimpurilor.