„Moravský Yellowstone“ vďaka hydrotermálnym prameňom zabezpečil stabilitu klimatických podmienok a slúžil ako oáza pre teplomilné organizmy.
Oáza s teplomilnou vegetáciou na termálnom pramenisku pri Hodoníne. Zdroj: Univerzita Karlova. Ilustrácia: Jiří Svoboda
Českí vedci sa domnievajú, že hydrotermálne pramene zohrávali kľúčovú úlohu pri prežití teplotne náročných druhov vo vyšších zemepisných šírkach v období ľadovej doby. K tomuto zisteniu dospel medzinárodný tím vedený pracovníkmi z Centra pre teoretické štúdiá Univerzity Karlovej a Českej geologickej služby. Na štúdii sa podieľali aj vedci z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Karlovej.
Výsledky výskumu, nedávno publikované v prestížnom časopise Science Advances, do značnej miery menia doterajšie predstavy o migrácii druhov po skončení poslednej ľadovej doby a poskytujú nové informácie o prispôsobovaní sa rastlín klimatickým zmenám.
Sediment tvorený najmä opálom
K novým poznatkom vedci dospeli vďaka objavu, ktorý urobili počas geologického prieskumu v okolí Hodonína na južnej Morave. V pomerne malej hĺbke pod povrchom odhalili vrstvu nezvyčajných hornín, takzvaných kremenných sintrov. „Je to zvláštny typ sedimentu tvorený najmä opálom, ktorý vzniká pri prameňoch s teplou vodou bohatou na rozpustený kremeň. Rovnaké horniny sa dnes tvoria napríklad v okolí gejzírov v Yellowstonskom národnom parku v USA,“ objasnil hlavný autor štúdie Jan Hošek z Českej geologickej služby (ČGS) a z Centra pre teoretické štúdiá Univerzity Karlovej (CTS UK).
Zachované zvyšky vegetácie staré až 28 000 rokov
K vyzrážaniu opálu dochádza veľmi rýchlo, takže sa v týchto sedimentoch často nachádzajú dokonale zachované zvyšky vegetácie, ktorá rástla v okolí pramenísk. „Vzorky odobrané z moravskej lokality sú značne bohaté na rastlinné pozostatky. Vo väčšine prípadov bola navyše zachovaná i organická hmota, čo nám umožnilo pomocou rádiouhlíkovej metódy spoľahlivo zistiť absolútny vek jednotlivých nálezov,“ dodal Hošek.
Výsledky datovania ukázali, že fosílne rastliny majú 28 000 až 17 000 rokov. V tomto období planéta zažívala najchladnejšiu fázu poslednej ľadovej doby, čiže posledné glaciálne maximum. Stredná Európa bola zovretá medzi alpským a škandinávskym ľadovcovým štítom, priemerné ročné teploty boli o 10 stupňov Celzia nižšie ako dnes a povrch bol premrznutý do hĺbky stoviek metrov.
Vplyv hydrotermálnych prameňov na stabilitu klímy
V týchto podmienkach boli schopné prežívať len tie najodolnejšie druhy rastlín, najmä bylín. O to prekvapujúcejšie bolo pre vedcov zistenie, že sa v sedimente často nachádzali pozostatky drevín, ako je dub, lipa či jaseň, ktoré na existenciu potrebujú relatívne vysoké priemerné teploty a dostatok vody.
Fosílne listy duba vo vrstve opálu. Zdroj: Univerzita Karlova. Foto: Jiří Kvaček
Prežitie teplotne náročných druhov počas glaciálneho maxima si vedci vysvetľujú existenciou desiatok hydrotermálnych prameňov v ich blízkosti, ktoré mali podstatný vplyv na mikroklimatické podmienky. „Z analýzy izotopov kyslíka vieme, že teplota vody sa pohybovala okolo 25 až 35 stupňov Celzia. Konštantne teplá voda ohrievala pôdu v okolí pramenísk, zvyšovala vzdušnú vlhkosť a mohla tak v celej oblasti udržiavať relatívne stabilnú klímu. Analogicky to dnes funguje napríklad na Aljaške alebo na Čukotskom polostrove. Dôležitým faktorom bolo aj to, že rastliny mali celoročne k dispozícii kvapalnú vodu, ktorej bol vo vtedajšej krajine kritický nedostatok. Bola to taká oáza uprostred arktickej púšte,“ povedal Jan Hošek.
Podľa autorov štúdie mohlo byť podobných hydrotermálnych oáz v strednej Európe viac. Dokladajú to paleobotanickým záznamom z termálnych mokradí v Liptovskej kotline na Slovensku, kde v sedimentoch datovaných do posledného glaciálneho maxima objavili vysoké koncentrácie peľu teplomilných drevín.
Nový pohľad na prežitie organizmov počas ľadových dôb
Výsledky výskumu zásadne menia doterajšie predstavy o prežívaní organizmov počas ľadových dôb. Všeobecne sa predpokladalo, že sa počas posledného glaciálneho maxima teplotne náročné druhy rastlín a živočíchov presunuli z nehostinných oblastí severnej a strednej Európy tisíce kilometrov južnejšie, až k Stredozemnému moru.
Tam prečkali až do počiatku súčasnej medziľadovej doby a približne pred 10 000 rokmi sa postupne šírili naspäť na sever. „Molekulárne fylogenetické dáta síce naznačujú, že niektoré teplomilné druhy drevín prečkali v malých populáciách i v severnejších oblastiach, v severných mikrorefúgiách. Faktický paleontologický doklad však zatiaľ chýbal. O tom, kde a za akých podmienok mohli tieto druhy prežiť glaciálne maximum, sa tak doteraz nič nevedelo,“ vysvetlil spoluautor štúdie Petr Pokorný z CTS UK.
Výsledky výskumu vedci považujú za významné nielen preto, lebo po prvý raz presvedčivo dokladajú existenciu severných mikrorefúgií, ale zároveň vysvetľujú i klimatické a geologické okolnosti, ktoré to umožňovali.
Príčiny zotrvania teplomilnej vegetácie
V súčasnosti pri Hodoníne nedochádza k vyvieraniu horúcich prameňov. Ich existencia práve počas najchladnejšieho obdobia poslednej ľadovej doby môže podľa vedcov súvisieť so zaľadnením Álp a s tektonickými procesmi. „Lokalita sa nachádza na severnom okraji veľkej tektonickej panvy, ktorá je systémom zlomov naviazaná na Alpy. Južná časť panvy je v súčasnosti tektonicky pomerne aktívna, čo súvisí s kontinuálnym výzdvihom alpského horstva. Počas posledného glaciálneho maxima Alpy boli navyše zaťažené ľadovcovým príkrovom, niekoľko kilometrov hrubým, ktorý celé horstvo zatláčal. Pri týchto protichodných pochodoch sa pravdepodobne aktivovali hlboko založené zlomové štruktúry, pozdĺž ktorých mohlo z hĺbky niekoľkých kilometrov dochádzať k výstupu geotermálne ohriatej vody. Ochladenie a s tým spojený rast alpského ľadovca tak paradoxne napomohol zotrvaniu teplomilnej vegetácie v oblasti,“ zakončil Jan Hošek.
Na štúdii sa okrem ČGS a CTS podieľala aj Prírodovedecká fakulta Univerzity Karlovej, Národné múzeum, Masarykova univerzita, Minnesotská univerzita a Univerzita v Göttingene.
Zdroj: TS Univerzita Karlova
