Samo gozdovi nas varujejo pred ledeno dobo

Kamnine, predvsem plasti usedlin, so veličastna knjiga narave, v kateri je zapisana vsa zgodovina planeta.

V tem starodavnem arhivu vsak list, vsaka plast pozornemu bralcu razkriva mnogo dogajanj in odpira številna še nerazumljena sporočila. Pojdimo po sledeh sijajne knjige z naslovom The Emerald Planet, ki jo je leta 2007 napisal dr. David Beerling, profesor paleoklimatologije na Univerzi Sheffield.

Knjiga je doživela odlične pohvale kritikov iz vsega sveta: to je knjiga leta, najboljša zgodba o zgodovini življenja zadnjih 500 milijonov let; je izjemna in provokativna in hkrati temelji na trdnih dokazih; kako smo vse to lahko do sedaj prezrli … Vsi ocenjevalci se strinjajo, da prinaša človeštvu rešitve, če bomo udejanjili njena sporočila in gospodarili s smaragdnim planetom kot dobri gospodarji. Nekaj let sem se izmikal, da vsebino knjige predstavim na tem mestu, vendar je stanje sveta tako zaostreno, da ni več časa molčati. Vsebina se mi je zdela preveč strokovna in tudi geologija ni pop znanost, vendar sem se naučil, da take vsebine napišem razumljivo, ne da bi ob tem padla verodostojnost izvirnika. Torej začnimo naše potovanje skozi geološki čas s poselitvijo kopnega.

Štiri evolucijske novosti

Prve kopenske rastline so morale rešiti številne težave prehoda iz vodnega v zračni ocean. Kopnega še ni pokrivala prst, saj je prst produkt življenja. Normalen pojav so bila velika nihanja temperatur in zračne vlažnosti, saj ni bilo rastlinske odeje, ki bi stabilizirala klimo. Kamninski drobir ni zadrževal vode in minerali so tičali ujeti v kamnine. Poseben problem je bila dostopnost dušika. Če poznamo današnje stanje, vemo, da pionirske rastline, kot so lišaji in mahovi, poselijo mejna območja praviloma v simbiozi z glivami (mikoriza) ali pa v simbiozi z bakterijami, ki vežejo zračni dušik. To hkrati velja za vse današnje kopenske rastline in prav tako sta bili ti dve veliki simbiozi življenja pogoj, da so rastline sploh lahko prešle na kopno. Ob tem so razvile še štiri evolucijske novosti: z nepropustno povrhnjico so omejile izgubo vode, s konstrukcijo listnih rež so zagotovile nemoteno izmenjavo plinov, z vodovodnim cevjem so kanalizirale pretok tekočine svojega notranjega morja in z vgradnjo lignina so izdelale oporno konstrukcijo, da nosi lastno težo in kljubuje nemirni atmosferi.

Velika saga kolonizacije kopnega

Velika saga kolonizacije kopnega se je začela pred 465 milijoni let. To je zgodba prehoda od zelenih alg h kopenskim mahovnicam (današnji mahovi in jetrenjaki). Prva rastlina z vodovodnim cevjem se je pojavila pred 425 milijoni let, kar 50 milijonov let pred prvimi rastlinami z listi. Takrat je bilo v atmosferi petnajstkrat več ogljikovega dioksida (CO2), kot ga je danes, in seveda je bilo podnebje mnogo toplejše.

Med 425 in 360 milijoni let (torej naslednjih 65 milijonov let) se začenja doba navedenih štirih evolucijskih inovacij rastlin. Ko so se pojavile prve rastline z listi, je ogljikov dioksid padel za desetkrat. Za odložen pojav rastlin z listi so bile razlog spremembe koncentracije CO2 v atmosferi, ki so se dogajale pred 400 do 350 milijoni let. Hkrati je opazna povezava med koncentracijo ogljikovega dioksida in razvojem listnih rež. Več ko je CO2, manj je listnih rež. Fosili prvih kopenskih rastlin, ki so živele v atmosferi, bogati s CO2, so imeli le malo listnih rež, pogosto manj kot pet na mm2, podobno kot današnje puščavske sukulente (danes imajo običajne rastline v zmernih pasovih nekaj sto rež na mm2). Hkrati je padec atmosferskega CO2 povzročil povečanje površine listov rastlin. To sta dva parametra, ki bi ju lahko primerjali med rastlinami iz starih herbarijskih zbirk in sedaj prostoživečimi, pa tega ne dela nihče!

Zakaj zemlja ne pomrzne v snežno kepo

V dolgoročnem kroženju planetarnega CO2 predstavljajo rastline osnovno povezavo med kamninami, morjem in atmosfero. Niz kroženja poteka po shemi: izbruhi vulkanov–ogljikov dioksid–ogljikova kislina–bikarbonati–gradnja lupin in ogrodij (korale, školjke, polži, kamnotvorne alge). Če se na planetu ne bi dogajalo spodrivanje in topljenje skorje, ki poganja kroženje CO2, bi ves ogljikov dioksid končal na morskem dnu. Ujet v karbonatih in drugih mineralih ne bi mogel prispevati k učinku tople grede, torej skrbeti za primerno temperaturo planeta, in Zemlja bi pomrznila v snežno kepo, kar se je že zgodilo. Dolgoročni cikel CO2 deluje kot termostat, ki preprečuje, da bi bila Zemlja prevroča ali premrzla. Vulkani sproste ogromne količine vodne pare in CO2 in s tem nenehno preprečujejo zamrznjenje Zemlje. K temu učinku prispevajo tudi rastline in njihove sodelavke glive, ki razgrajujejo kamninsko podlago petkrat hitreje, kot bi to potekalo brez njih. Življenje homeostatsko uravnava planetarno klimo.

Več kisika – večje živali

Na začetku karbona so rastline začele sintetizirati lignin, ki gradi izjemno oporno tkivo. Ta evolucijska novost je zahtevala razvoj mikrobov, ki bi bili sposobni razgrajevati lignin s primernimi encimi. Ker pa teh ni bilo, se je lignin kopičil, razgradnja ni potekala in zato se je koncentracija kisika v atmosferi zelo povečala. V karbonu, pred 300 milijoni let, se je povečala kar na 35 odstotkov (sedaj 21 odstotkov). Več kisika je pomenilo večji atmosferski tlak in za tretjino gostejšo atmosfero, zato so lahko letele tudi težje živali, orjaški kačji pastirji meganeura s premerom kril kar 65 cm in drugi insekti, 1,5 m dolgi škorpijoni ter ogromne dvoživke, težke nekaj sto kilogramov.

Vedeti moramo, da je velikost žuželk neposredno odvisna od koncentracije kisika v ozračju, ker je njihova velikost omejena z učinkovitostjo dihalnega aparata. Gigantska favna je gospodovala planetu kar 50 milijonov let, od 300 milijonov do začetka perma. Tudi rastline so bile orjaške, mahovi, preslice in praprotnice so sestavljali neskončne gozdove. Toda obilje kisika je tako naraslo, da je povzročilo obsežne samovžige takratnih gozdov. Od tod črni premog, oglje iz požarov.

Največje množično izumiranje

Ob koncu perma je zaradi tega kisik padel na le 15 odstotkov in gigantizma je bilo hitro konec. Sledilo je največje množično izumiranje, permsko izumiranje, ko je izginilo okrog 95 odstotkov vseh kopenskih vrst. Na meji trias/jura je zaradi vulkanskega delovanja zelo narastel CO2, posledica so bili manjši listi rastlin in še eno veliko izumiranje. Toda življenje si je spet opomoglo in v kredi beležimo drugi skok kisika na skoraj 25-odstotno raven. Posledica je bil gigantizem dinozavrov. Geologi poznajo še eno globalno segrevanje, v eocenu – pred 55 do 34 milijoni let. Takrat je bilo CO2 desetkrat več kot danes in spet so se pojavile orjaške živali, megafavna, tokrat sesalci, npr. nosorog paracerathium, ta je bil s petimi metri višine v plečih največji znani kopenski sesalec, in obilje gozdov, iz katerih izvira mnogo premogovnih plasti. Potem je šlo s povprečno temperaturo samo še navzdol, preko ledenih dob vse do današnjih dni.

Trezen premislek o podnebnih spremembah

V vročih, suhih klimatih, ob nižjih vrednostih CO2,so trave razvile evolucijsko inovacijo novega vzorca fotosinteze. Ob koncu miocena, pred osmimi milijoni let, so trave prevladale nad gozdovi, nastale so savane, stepe in prerije. Če bo CO2 naraščal, bo trave spet nadomestil gozd. Prepričan sem, da le geologija lahko poda trezen premislek o podnebnih spremembah. Uči nas, da je današnje podnebje nenormalno hladno glede na geološko preteklost. Ob tem se moramo zavedati, da planetu nenehno grozi zdrs v ledeno dobo in da so gozdovi, poleg vulkanov, edina varovalka, da ne pride do tega.