Jakież musiało być zdziwienie XVI-wiecznych badaczy, którzy odkryli wysoko w górach zachowane w skałach szczątki organizmów... morskich. Na początku nie wiedziano oczywiście, czyje to były pozostałości, ale z czasem dostrzeżono podobieństwo kształtów do żyjących organizmów i zidentyfikowano ślady ich aktywności. Morze na szczycie góry? To musiał być szok – opowiada prof. zw. dr hab. Grzegorz Racki z Katedry Paleontologii i Stratygrafii Wydziału Nauk o Ziemi UŚ. Próbę wyjaśnienia zagadki podjął między innymi Leonardo da Vinci, zapisując swoje spostrzeżenia w zbiorze znanym dziś jako Kodeks Leicester.

Pogranicze triasu i jury w klifie południowo-zachodniej Anglii (Zatoka St. Audrie) – zapis jednego z największych wymierań w historii biosfery

Przeszłość

Profesor Grzegorz Racki rozpoczął swoją naukową przygodę z dewonem podczas studiów na Uniwersytecie Warszawskim. – Jeszcze jako student, a potem magistrant, w latach 70. uczestniczyłem w badaniach terenowych prowadzonych w Górach Świętokrzyskich, gdzie mogliśmy obserwować znakomicie odsłonięty dewon. Stąd chyba moja sympatia do unikatowego okresu geologicznego. Skały z tego okresu, sprzed ponad 370 milionów lat, można zobaczyć także w pobliżu Siewierza i Krzeszowic – tłumaczy naukowiec. Zainteresowania dewonem rozwijane były następnie między innymi w trakcie długoletniej pracy na Wydziale Nauk o Ziemi UŚ, a ich ukoronowaniem jest przygotowany przez profesora Rackiego pięcioletni projekt badawczy, który będzie realizowany w ramach prestiżowego grantu Narodowego Centrum Nauki MAESTRO, przyznawanego doświadczonym naukowcom.

Aby lepiej zrozumieć charakter prowadzonych badań, należy rozpocząć od uświadomienia sobie, jak długiego okresu dziejów Ziemi one dotyczą i jakiego typu źródła będą brane pod uwagę. Przyjmuje się, że okres dewonu trwał 60 mln lat (od 419 do 359 mln lat temu). Z tej perspektywy milenium może nie mieć dużego znaczenia, a cała historia człowieka to zaledwie ostatnie sekundy w dziejach Ziemi. Szersza perspektywa czasowa pozwala dostrzec dynamikę nieuniknionych zmian. Zachodzące procesy stają się najlepiej widoczne, jeśli spróbujemy wyobrazić sobie obraz Ziemi w dewonie. Położenie kontynentów, choć przez wieki wydawało się stałe i niezmienne, znacznie różniło się od współczesnego ich umiejscowienia. Doszło wówczas do zderzenia dwóch kontynentów, w wyniku których powstał paleozoiczny kontynent Euroameryka (Laurussia). Okres ten charakteryzował się wysokim poziomem mórz, na lądzie pojawiły się pierwsze rośliny (głównie lasy), szczególnie intensywnie rozwijały się biocenozy rafowe, które przeszły drastyczne załamanie pod koniec dewonu. – W końcowej fazie nastąpiło gwałtowne załamanie bioróżnorodności, doszło do jednego z pięciu wielkich wymierań – wyjaśnia profesor Racki. Kluczem do lepszego zrozumienia przyczyn globalnych perturbacji ekosystemowych jest umiejętność interpretowania serii skalnych, które umiejscowione są na różnych poziomach przekroju geologicznego Ziemi. Niektóre z nich zachowały się na powierzchni, dzięki czemu są łatwiej dostępne, inne natomiast mogą znajdować się na przykład na głębokości pięciu czy dziesięciu kilometrów. Do wielu z nich nie można na razie dotrzeć. Jak wyjaśnia profesor Racki, w ciągu ostatnich dwustu lat w dziejach nauk o Ziemi najlepiej zbadane zostały osady reprezentujące środowiska ciepłych stref klimatycznych, równikowe i płytkowodne. – Były to przede wszystkim formacje zbudowane ze skał węglanowych, czyli z wapieni o charakterze kopalnych raf, bogate w skamieniałości i do tego bardzo dobrze odsłonięte, np. w wyniesieniach Gór Świętokrzyskich. Natomiast skały głębokomorskie są zazwyczaj uboższe pod względem zachowanych w nich szczątków organizmów i często trudniej do nich dotrzeć. Do tego im bliżej biegunów się znajdują, tym mniej o nich wiemy. Czułem od dawna, że to jest ciekawe zagadnienie do zbadania – komentuje naukowiec. Dlatego właśnie projekt przewiduje przede wszystkim wykonanie wszechstronnych badań słabo dotąd poznanych stref mórz: głębokowodnej i – częściowo – z obszaru klimatu chłodnego, w dziesięciu wybranych regionach (m.in. na Syberii i w Chinach, Ameryce Południowej i Australii).

Profil geologiczny jako następstwo warstw skalnych reprezentujących różne kopalne środowiska morskie (na podstawie profilu dewonu Gór Świętokrzyskich)

Teraźniejszość

Pierwszy etap badań obejmuje poznanie zapisu zmian globalnych w sukcesjach skał we wspomnianych powyżej regionach. Projekt ma charakter interdyscyplinarny. Przewidziane jest bowiem dokładne zbadanie profili skał osadowych, w których zapisane są zmiany środowiskowe, klimatu, migracje fauny, sztormy i tsunami, erupcje wulkanów czy katastrofy ekologiczne, w tym wymieranie raf itd., za pomocą wszelkich możliwych metod: stratygraficznych, paleoekologicznych i geochemicznych.

Do prowadzenia badań o takim znaczeniu niezbędne jest jednak nie tylko doświadczenie naukowców, lecz również międzynarodowa współpraca. Badania terenowe w ramach projektu w różnych częściach świata będą zawsze realizowane w obecności co najmniej dwóch członków zespołu profesora Rackiego, przy współpracy z naukowcami-koordynatorami z lokalnych ośrodków badawczych. Część materiałów zostanie przetransportowana na Wydział Nauk o Ziemi UŚ. – Najwięcej problemów możemy mieć z granicą rosyjską, ze względu na biurokrację, ale o przemycie nie ma mowy, wszystko będziemy sprowadzać legalnie – dodaje ze śmiechem naukowiec. Dlatego tak ważna jest ścisła współpraca. Profesor Racki zyskał również poparcie międzynarodowej Podkomisji Stratygrafii Dewonu (SDS) afiliowanej przy UNESCO.

Pomysł gromadzenia na Uniwersytecie Śląskim unikatowych materiałów badawczych i danych analitycznych pochodzących z całego świata niesie ze sobą ogromne szanse dla młodych naukowców, ma również duże znaczenie dla prestiżu uczelni. – Marzę o tym, aby w przyszłości na Wydziale Nauk o Ziemi uruchomione zostało specjalistyczne centrum badawcze. Robimy kolejny krok w tym kierunku, między innymi dzięki omawianemu projektowi, który pozwoli na sprowadzanie niezwykle interesujących materiałów do badań – mówi profesor Racki. Z pewnością staną się one źródłem kolejnych projektów naukowych, przyczyniając się jednocześnie do wzmocnienia roli polskich ośrodków w badaniach tego okresu w dziejach Ziemi na arenie międzynarodowej.

– Warto wspomnieć również o etatowym eksperymencie na skalę krajową. Przewidziane zostało w kosztorysie miejsce pracy dla kierownika projektu. Jestem zatem profesorem, który zamienił etat dydaktyczno- naukowy na naukowy, finansowany w ramach grantu. Dzięki temu mogę całą uwagę poświęcić prowadzonym badaniom – tłumaczy profesor geologii. Dlatego tak ważne są nowoczesne jednostki organizacyjne, które pozwoliłyby pracownikom naukowym koncentrować się przede wszystkim na projektach o znaczeniu międzynarodowym, tak aby polski głos mógł być słyszany nie tylko w krajowych ośrodkach naukowych. Takie nadzieje niesie między innymi projekt realizowany na Wydziale Nauk o Ziemi UŚ. Analiza zgromadzonego materiału będzie miała bowiem duże znaczenie nie tylko dla zrozumienia wielkich wymierań w przeszłości geologicznej, o których była już mowa, ale otrzymane wyniki pozwolą zabrać głos w bieżącej debacie na temat przyszłości życia na Ziemi.

Przyszłość

– Wierzę w zasadę, zgodnie z którą nie można zrozumieć teraźniejszości ani prognozować przyszłości bez dogłębnego poznania przeszłości. Chcielibyśmy głębiej zrozumieć także ewolucyjne aspekty reakcji współczesnych biocenoz na zachodzące zmiany środowiskowe, np. zakwaszenie wód oceanu w warunkach narastającego efektu cieplarnianego czy wprowadzanie gatunków inwazyjnych – tłumaczy profesor Racki. Dzięki temu być może otrzymamy również odpowiedź na pytanie, czy będziemy w stanie zapobiegać podobnym zjawiskom, które wydarzyły się wiele milionów lat temu i mogą się powtórzyć. – Przypomnijmy, że nasz gatunek są to, mówiąc przenośnie, ostatnie sekundy w dziejach Ziemi. Warto pamiętać, że w szerokim spojrzeniu wpływ człowieka na geologiczną historię naszej planety jest żaden – komentuje naukowiec. Czy w związku z tym nie mamy wpływu na obserwowane procesy? Jak wyjaśnia profesor Racki, aby odpowiedzieć na to pytanie, trzeba raz jeszcze wrócić do czynników gwałtownych zmian, o których posiadamy już pewną wiedzę. Naukowiec zwraca uwagę na dwie prawdopodobne przyczyny, które mogły doprowadzić do załamania ekosystemu globalnego wyrażonego wielkimi wymieraniami. Były to albo gwałtowne procesy zachodzące w skorupie ziemskiej, które zaowocowały nadmierną aktywnością wulkanów, i tym zmianom człowiek nie byłby w stanie zapobiec, albo kolizja Ziemi z obiektem pozaziemskim. – Warto o tym wspomnieć także w kontekście historii nauki. Przez wiele wieków głoszenie teorii impaktu było traktowane niemalże jak herezja. Zadawano sobie pytanie: co niby miałoby uderzyć w Ziemię, skoro kosmos jest wielką próżnią? Dziś inaczej patrzy się na takie zagadnienia. W dziejach geologicznych Ziemi musiało dochodzić do takich kolizji, czego dowodzi tragiczny koniec ewolucji dinozaurów. Tego jesteśmy pewni – tłumaczy profesor Racki. W przypadku tego zagrożenia naszej cywilizacji mamy jednak możliwość podjęcia skutecznego działania zapobiegawczego. Jest to jeden z wielu argumentów pokazujących korzyści płynące z poznania dziejów Ziemi. Być może człowiek nie będzie w stanie przeciwdziałać wielkim zmianom, którym nieustannie podlega nasza planeta. Jego rosnąca wiedza dotycząca między innymi przeszłości naszej planety pozwoli jednak, jak głosi zasada, nie tylko zrozumieć teraźniejszość, lecz również przygotować się na nadchodzącą przyszłość poprzez realne jej prognozowanie.