Dr Maurycy Żarczyński współautorem publikacji w Nature Communications
Dr Maurycy Żarczyński na American Geophysical Union Fall Meeting 2023 - San Francisco
Czy „megasusza”, która miała miejsce ok. 4 200 lat temu, jest zdarzeniem o znaczeniu globalnym? Według Międzynarodowej Komisji Stratygrafii - tak, natomiast według autorów publikacji, która ukazała się w Nature Communications - nie. Wśród tych drugich jest dr Maurycy Żarczyński, który niedawno wrócił z 18-miesięcznego stażu w Northern Arizona University. Co poza prestiżową publikacją dał młodemu naukowcowi wyjazd w ramach stypendium Bekker NAWA? Nowe umiejętności, poszerzenie horyzontów i… zmianę wagi. Zapraszamy do przeczytania rozmowy!
Marcel Jakubowski: - W Waszej publikacji sugerujecie, że podział holocenu ustanowiony w 2018 r. przez Międzynarodową Komisję Stratygrafii powinien zostać poddany dalszej rewizji. Skąd wynikają te dynamiczne zmiany w podziale najmłodszej epoki geologicznej?
Dr Maurycy Żarczyński: - 11 700 lat temu zakończył się plejstocen, czyli tzw. epoka lodowa, i rozpoczął holocen, czyli trwająca do dziś epoka geologiczna. Okres ten dzielono na wiele sposobów: z perspektywy biologicznej, geologicznej albo badanej przez nas perspektywy zmian klimatycznych. Obecny podział ustanowiony w 2018 r. opiera się na dwóch zdarzeniach, które według części naukowców miały charakter globalny. Pierwsze miało miejsce ok. 8 200 (8.2k), a drugie 4 200 (4.2k) lat temu. Mówi się, że nastąpiły wtedy globalne zmiany klimatyczne. Część badań wskazuje na to, że w tych okresach na Ziemi było o wiele zimniej, cieplej, wilgotniej lub bardziej sucho. Zdarzenia te staramy się potwierdzić na podstawie danych paleoklimatycznych z całego świata. Przykładowo, w Polsce, w osadach jeziornych znaleźliśmy informacje, które wskazują na wahnięcie klimatyczne właśnie około 8 200 lat temu, podobne zjawiska zarejestrowali naukowcy w Stanach Zjednoczonych, w Afryce czy w Azji… Inaczej jest przy zdarzeniu 4.2k, o czym piszemy w naszej publikacji. Podkreślamy, że o ile zdarzenie 8.2k ma charakter globalny, to zdarzenie 4.2k mogło mieć mniejsze znaczenie, niż wcześniej zakładano.
Zróżnicowanie przestrzenne zdarzeń 8.2k i 4.2k wraz z ich istotnością - źr. Nature Communications
- W publikacji podkreślacie m.in., że niektóre spośród artykułów nt. zdarzenia 4.2k tak naprawdę opisują różne zdarzenia oddalone od siebie o setki lat. Jakie jeszcze nieścisłości znaleźliście w tych badaniach?
- Pierwszy problem polega na braku materiału lub na nietrafnym dobraniu metodologii do określenia chronologii. Każda chronologia w naszych badaniach jest obarczona niepewnością. Podajemy datę, ale musimy przy niej zapisać także zakres potencjalnego błędu - czasami jest to kilkadziesiąt, czasem kilkaset lat. Nie ma idealnej metody pomiarowej, nie ma idealnej metody pobrania próbki, jej preparatyki itp., więc na każdym etapie badań pojawia się niepewność. Pewnych metod nie powinniśmy wykorzystywać do analizy określonych okresów, niektóre z nich pasują do starszych zdarzeń, inne do młodszych.
Kolejny problem to rozdzielczość archiwów środowiskowych. Przykładowo, jeśli pobierzemy osad oceaniczny i tym samym zarejestrujemy sygnał klimatyczny, hydro-klimatyczny czy środowiskowy, to ulega on pewnemu „rozmyciu”. Niektóre archiwa nie rejestrują sygnału w tak wysokiej rozdzielczości, w jakiej byśmy chcieli. Jeśli mamy jeden punkt, który informuje nas o tym, co się stało tysiąc lat temu, a drugi, który informuje nas o tym, co miało miejsce 2 tysiące lat temu - to nie możemy sugerować, co wydarzyło się między tymi dwoma punktami. To byłaby zbyt uśredniona informacja. Jeśli nie mamy wysokiej rozdzielczości, co jest problemem części archiwów, o których piszemy w publikacji - to musimy je odrzucić ze względu na zbyt mało punktów danych wokół opisywanych zdarzeń.
Jeszcze innym problem jest to, że archiwów jest bardzo dużo, ale niekoniecznie odzwierciedlają one dane środowisko, klimat i hydro-klimat. Być może mamy rekonstrukcję zmiany środowiska, która dotyczy zalesienia, ale autorzy nie pokazują, jaki te dane mają wprost związek z klimatem. Rekonstruować możemy wiele rzeczy, które działy się w przeszłości, ale musimy uzasadnić, dlaczego dany parametr odzwierciedla warunki klimatyczne w tym okresie. Analizując badania prowadzone wokół zdarzenia 4.2k, musieliśmy odrzucić sporo danych także i z tego powodu.
Warto też podkreślić, że jeśli coraz więcej osób pisze o zdarzeniu 4.2k, to kolejni naukowcy mogą zacząć podświadomie szukać zmienności właśnie w tym okresie. Po tym, jak pojawił się formalny podział holocenu, naukowcy zaczęli naturalnie nawiązywać do niego i uzasadniać go… a być może nie jest on poprawny.
- Wasza publikacja kwestionuje podział ustanowiony przez Międzynarodową Komisję Stratygrafii. Rozmawiałeś o tym aspekcie tego artykułu z innymi autorami?
- Jak najbardziej, rozmawialiśmy m.in. o tym, że możemy trafić na recenzentów, którzy są bardzo związani z ideą zdarzenia 4.2k i będziemy mieli problem. Można powiedzieć, że wkładamy kij w mrowisko, ale to też normalny dyskurs naukowy. Nie możemy akceptować wszystkiego, co zostało kiedyś przyjęte, tylko właśnie analizujemy, podważamy, szukamy prawdy. Może za 10-15 lat ktoś zbierze dwa razy tyle danych co my w naszej publikacji, skorzysta z tej samej metodologii co my i okaże się, że zdarzenie 4.2k miało globalne znaczenie. To, o czym piszemy w publikacji, to stan naszej wiedzy na dziś - i sugeruje on, że nie mówimy o zdarzeniu na skalę globalną. Dyskutujemy o tym na konferencjach, jedni są zwolennikami takiej teorii, inni przeciwnikami i mają do tego prawo. Niektórym na pewno trudno by było zaakceptować taki stan rzeczy, bo zbudowali część kariery na zdarzeniu 4.2k.
- Publikacja w Nature Communications to zapewne niejedyny rezultat tych 18 miesięcy spędzonych w Northern Arizona University (NAU). Co jeszcze dał Ci ten staż podoktorski?
- Na pewno zmianę wagi, przed wyjazdem nie było tak dobrze (śmiech). Do NAU pojechałem głównie, aby doszkolić się w używaniu danych hiperspektralnych z identycznego skanera jak ten, który mamy w Gdańsku. Spędziłem bardzo dużo czasu, pracując z tym urządzeniem, poznałem sporo nowych narzędzi, znacznie rozwinąłem swoją znajomość języka programowania R, który w tym przypadku wykorzystujemy do przetwarzania i obróbki danych ze skanera. Naukowo zobaczyłem inny sposób badań i trochę inną kulturę pracy, przykładowo jedną ze współautorek naszego artykułu była tzw. undergraduate student, czyli dziewczyna studiująca odpowiednik naszego licencjatu. Jestem bardzo wdzięczny wszystkim, którzy mnie tam przyjęli - tak naukowcom, jak i moim gospodarzom. Flagstaff, w którym mieszkałem, to piękne miasto położone 2100 m n.p.m., a wokół niego góry, pustynia, sporo wyciągów narciarskich…
- A jednak postanowiłeś wrócić…
- Wiedziałem, że wrócę. Ja lubię Polskę, mamy swoje problemy, ale ja lubię nasz kraj. Wyjazd do USA to na pewno była ciekawa przygoda, ale tu jest moja Alma Mater i chciałbym tu pracować przez długi czas. Szczególnie lubię Trójmiasto, póki warunki mi na to pozwalają, to chcę tu być.
- Jaką wiedzę trzeba posiadać, aby dokładanie badać zmiany w epokach geologicznych?
- Współcześnie badań przeszłości klimatu nie można przeprowadzić samemu. Potrzebna jest wiedza o parametrach orbitalnych Ziemi (np. na temat ruchu obiegowego Ziemi czy nachylenia osi ziemskiej), do tego trzeba być na przykład świadomym, w jaki sposób rozpraszają się aerozole w atmosferze, w jaki sposób wybuch wulkanu może wpływać chwilowo na zmianę klimatu. Trzeba ekspertów znających się na meteorologii, klimatologii, ale potrzeba też specjalistów od paleobiologii i paleoekologii, czyli osób, które na przykład zajmują się analizą pyłku i mogą na jej podstawie powiedzieć, jak kiedyś zmieniała się szata roślinna. Ktoś inny będzie się zajmował pigmentami albo geochemią, ponieważ badamy cykle obiegu pierwiastków. Tak można wymieniać i wymieniać, ponieważ wszystko to, co badamy nt. klimatu i środowiska teraz, staramy się badać też ileś tysięcy lat wstecz. Dlatego współcześnie pojedyncza analiza nie oznacza publikacji, potrzeba współpracy wykwalifikowanych specjalistów, aby odpowiednio rekonstruować warunki z danego okresu.
- Holocen jest m.in. ważną epoką geologiczną dla Polski, ponieważ to wtedy Bałtyckie Jezioro Lodowe z czasem przekształciło się w Morze Bałtyckie. Jak jeszcze zmienił się w tym okresie teren, na którym leży nasz kraj?
- Północ Polski została objęta ostatnim zlodowaceniem plejstoceńskim. W związku z tym mamy tutaj m.in. wysoczyzny morenowe i typowy krajobraz pojezierny, czyli tysiące jezior. Podczas wycofywania się lądolodu rozpoczęło się tworzenie gleb, a wraz z ociepleniem klimatu i poprawą warunków zaczęła rozwijać się szata roślinna. Oznaczało to też, że ludzie zaczęli się przesuwać na Północ i zamieszkiwać te tereny.
- Dlaczego pewne regiony Polski są pełne jezior, a inne nie są tak bogate w te akweny?
- To wynika wprost z historii związanej ze zlodowaceniami. Pomorze jest obszarem ostatniego zlodowacenia. W trakcie recesji (cofania lub zaniku) lądolodu, w obniżeniach ziemi zostały pogrzebane ogromne bryły martwego lodu, które oddzieliły się od głównego lądolodu, a potem zaczęły się topić. Lądolód pozostawił po sobie liczne depresje, czyli zagłębienia, które w bardzo wielu przypadkach zostały jeziorami. Gdyby nie było tego lodu, to coś innego wypełniłoby to zagłębienie i jezioro by nie powstało. Zasięg maksimum ostatniego zlodowacenia nie jest synchroniczny w Polsce - na Zachodzie jest bardziej wysunięty na południe, a na Wschodzie ta granica przesunięta jest bardziej na północ. Cały ten krajobraz północy Polski, który kojarzymy z jeziorami, jest związany właśnie z wpływem ostatniego lądolodu, czyli ze zlodowaceniem Wisły.
- Dziękuję za rozmowę.
- Dziękuję.
Członkowie zespołu badawczego: Stéphanie Arcusa, Leah Marshall, Cody Routson, Dave Edge, Chris Hancock, Georgia Roberts, Michael Erb, Maurycy Zarczynski, Darrell Kaufman and Hannah Kolus. Nieobecny na zdjęciu: Nick McKay. Źr. news.nau.edu
Marcel Jakubowski/ Zespół Prasowy UG