Niewidzialne archiwa Ziemi – okrzemki
Są takie miejsca na świecie, które wydają się pozbawione pamięci. Antarktyda — biała, surowa, niemal abstrakcyjna — sprawia wrażenie przestrzeni, w której nic nie trwa, bo wszystko jest w ruchu: lód pęka, wiatr zaciera ślady, woda zamarza i topnieje. A jednak to właśnie tam, w cieniu lodowców i na dnie niewielkich jezior proglacjalnych, zapisuje się jedna z najbardziej subtelnych historii naszej planety — historia powietrza, którym oddychamy.
Warstwa ozonowa jest czymś, czego nie widzimy, ale czego obecność odczuwamy — filtruje promieniowanie UV, chroniąc życie przed jego nadmiarem. Jej dramatyczne osłabienie pod koniec XX wieku stało się jednym z najbardziej rozpoznawalnych symboli wpływu człowieka na środowisko. Problem polega jednak na tym, że nasza wiedza o ozonie jest stosunkowo młoda. Satelity i systematyczne pomiary to zaledwie ułamek historii atmosfery.
A przecież atmosfera, podobnie jak oceany czy lądy, ma swoją przeszłość.
W artykule opublikowanym w PLOS ONE naukowcy proponują nieoczywiste rozwiązanie: zamiast patrzeć w niebo, spójrzmy w dół — na dno jezior.
Tam, w cienkich warstwach osadów, ukryte są okrzemki — mikroskopijne glony o niezwykłej trwałości. Ich krzemionkowe „pancerzyki” przetrwają tysiące lat, zachowując nie tylko swoją formę, ale i informację o warunkach, w jakich żyły. Nie są świadomymi kronikarzami, a jednak zapisują zmiany środowiska z precyzją, której nie powstydziłby się żaden instrument pomiarowy.
Zmiany w warstwie ozonowej wpływają na poziom promieniowania UV docierającego do powierzchni Ziemi. To z kolei oddziałuje na organizmy żywe — nawet tak drobne jak okrzemki. Jedne gatunki radzą sobie lepiej w silniejszym świetle, inne ustępują. W ten sposób powstaje subtelny, biologiczny zapis zmian atmosfery.
Co dokładnie zrobili naukowcy?
Badacze postawili hipotezę, że „czasowe zmiany stężenia ozonu stratosferycznego i wynikające z nich zmiany w powierzchniowym promieniowaniu UVB wpłynęły na skład i strukturę zespołów okrzemek w antarktycznych jeziorach proglacjalnych. Okresy zwiększonej ekspozycji na UVB prawdopodobnie sprzyjały taksonom bardziej tolerancyjnym na UV, podczas gdy okresy charakteryzujące się wyższym poziomem ozonu i niższym promieniowaniem UVB sprzyjały rozwojowi gatunków bardziej wrażliwych”[1].
Dokonali oceny względnej liczebności okrzemek w dwóch datowanych rdzeniach osadowych z jezior proglacjalnych na Wyspie Króla Jerzego: jeden reprezentujący okres nowożytny i rejestrujący zmienność ozonu od 1958 roku, który został wykorzystany do kalibracji, oraz drugi sięgający wstecz do środkowego i późnego holocenu. Oceniając, czy zmiany w zespołach okrzemek odzwierciedlają znane fluktuacje UVB/ozonu w rdzeniu kalibracyjnym, ocenili potencjał tych wskaźników do rekonstrukcji dawnych poziomów promieniowania UV docierającego do powierzchni, a co za tym idzie, dawnych stężeń ozonu w stratosferze. To podejście oferuje obiecującą możliwość ograniczenia naturalnej zmienności ozonu w atmosferze Antarktydy okresu przedindustrialnego.
Naukowcy pobrali rdzenie osadów z jezior proglacjalnych (czyli takich przy lodowcach). Zbadali skład gatunkowy okrzemek w kolejnych warstwach osadu. Porównali te dane z współczesnymi pomiarami ozonu (np. ze stacji Vernadsky), a następnie sprawdzili, czy istnieje zależność między typem okrzemek a poziomem ozonu. I znaleźli konkretny zestaw gatunków, który dobrze „odzwierciedla” zmiany ozonu.
Wyniki badań [1] wskazują, że skala niedawnego zubożenia warstwy ozonowej jest bezprecedensowa dla ostatnich 7700 lat. Odkrycia te dowodzą wartości zespołów okrzemek osadów jeziornych jako wskaźników zastępczych do rekonstrukcji dynamiki ozonu stratosferycznego na Antarktydzie i przyczyniają się do głębszego zrozumienia długoterminowych oddziaływań między atmosferą a biosferą w regionach polarnych.
Od stabilności do gwałtownego spadku
Od lat 50. XX wieku pomiary ozonu wykazują dramatyczne zmiany — od około 320 jednostek Dobsona (DU) do nawet 100 DU. To spadek, który nie tylko zaskoczył naukowców, ale również nie znajduje odpowiednika w danych historycznych.
Jak wynika z rekonstrukcji opartych na osadach jeziornych, przez ostatnie tysiące lat poziom ozonu pozostawał względnie stabilny — w przedziale 290–320 DU. Nawet okresy zwiększonej aktywności wulkanicznej czy zmiany aktywności słonecznej nie powodowały tak gwałtownych zaburzeń.
Mikroskopijni świadkowie wielkich zmian
Spadek ozonu oznacza większe natężenie promieniowania UV docierającego do powierzchni Ziemi. To z kolei wpływa na organizmy żywe, zaburza procesy biologiczne i może oddziaływać na lokalny klimat. Naukowcy podkreślają, że obecne zmiany to nie tylko anomalia — to jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla ekosystemów polarnych wywołanych działalnością człowieka.
Bibliografia:
[1] Oaquim ABJ, Evangelista H, Moser GAO, Licínio MV, Correia E, Lima DTd, et al. (2026) On the ability of proglacial lake diatoms to reconstruct Antarctic past ozone changes. PLoS One 21(3): e0345006. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0345006
