Działalność człowieka znacząco wpływa na zachowanie skamieniałości morskich, a jej skutki zarówno zaciemniają, jak i wyjaśniają nasze historyczne rozumienie ekosystemów. Postępy w metodach badawczych pomagają naukowcom radzić sobie z tymi zawiłościami, aby lepiej chronić i odtwarzać środowisko morskie.
Niedawne badania pokazują, że działalność człowieka radykalnie zmienia sposób ochrony organizmów morskich, co prowadzi do trwałych skutków, które mogą zarówno ulepszyć, jak i pogorszyć zapis kopalny.
„Nie tylko zmieniamy środowisko; zmieniamy także charakter zapisu archiwizującego te informacje” – powiedział Michał Kowalewski, kierownik katedry paleontologii bezkręgowców w Muzeum Historii Naturalnej na Florydzie w firmie Thompson. „Te zmiany mogą być zarówno dobre, jak i złe. Z jednej strony działalność człowieka może uniemożliwić zapisowi kopalnemu zachowanie przydatnych informacji o zachodzących zmianach. W innych sytuacjach działania człowieka mogą faktycznie poprawić jakość aktualnie powstającego zapisu kopalnego, dostarczając w ten sposób więcej informacji”.
Jeśli nie zostaną odpowiednio uwzględnione, te skutki dla zapisu kopalnego mogą prowadzić do błędnej interpretacji danych niezbędnych dla działań ochronnych. Ludzie zaczęli zmieniać ekosystemy na długo przed tym, zanim zaczęli je systematycznie badać. W wielu miejscach naukowcy mogą dowiedzieć się, jak wyglądał ekosystem przed przybyciem człowieka, jedynie poprzez spojrzenie wstecz na niedawny zapis kopalny.
„Wykorzystujemy skamieniałości w ochronie przyrody, aby zrozumieć przejście od naturalnego, nieskazitelnego środowiska do tego, które mamy dzisiaj” – powiedział Kowalewski. Kiedy naukowcy wiedzą, jak wyglądał zdegradowany ekosystem przed zmianami, wiedzą, do czego dążyć, próbując go przywrócić.
Kowalewski i jego współpracownicy specjalizują się w paleoekologii morskiej i są współautorami badania skupiającego się na pokładach kopalnych w oceanach świata. Autorzy twierdzą, że w takich środowiskach istnieje kilka wzajemnie powiązanych czynników wpływających na fosylizację, w tym tempo gromadzenia się osadu na dnie morskim, stopień, w jakim zwierzęta przekopują się w osadzie, głębokość, na jaką zakopywane są szczątki oraz to, jak szybko pewne skamieliny z czasem ulegają rozkładowi.
Skutki połowu włokiem dennym
Na wszystkie te czynniki może mieć wpływ człowiek i miał on na niego wpływ. Praktyka trałowania dennego, polegająca na wleczeniu sieci po dnie morskim, miesza i ubija osad, nasycając go tlenem rozkładającym pozostałości organiczne.
W skali globalnej połów włokiem dennym jest szacowany wyrzucić do słupa wody tyle osadów, ile osadza się w oceanach ze wszystkich rzek świata.
„Pracując nad tym badaniem, byłem zaskoczony, że skutki trałowania dennego są tak powszechne” – powiedział główny autor Rafał Nawrot, paleontolog z Uniwersytetu Wiedeńskiego. Nawrot bada zmiany w ekosystemach morskich, które zaszły od ostatniej epoki lodowcowej. Jest to dziedzina, w której kluczowa jest znajomość różnych czynników sprzyjających lub utrudniających fosylizację.
Przypomniał jedno badanie, w którym on i jego współpracownicy stwierdzili wyraźny brak dużych muszli w rdzeniach osadów wywierconych w dnie morskim. „Biorąc pod uwagę to, co obecnie wiemy o intensywności połowów włokami w niektórych obszarach, nad którymi pracowaliśmy, ten wzór może być po prostu artefaktem ich usuwania przez sieci przeciągane po dnie morskim”.
Niezamierzone konsekwencje działań człowieka
Zmiany w zapisie kopalnym mogą być również pośrednie. Lokalne wymieranie spowodowane działalnością człowieka i wprowadzeniem gatunków inwazyjnych gatunek może zarówno zapobiegać, jak i usprawniać proces fosylizacji. Autorzy podają przykład czerwonych krabów królewskich (Paralithodes camtschaticus), które zostały celowo wprowadzone do Morza Barentsa między Rosją a Finlandią w latach sześćdziesiątych XX wieku. Tam mieli niewiele naturalnych drapieżników, a ich populacja eksplodowała. Czerwone kraby królewskie jedzą prawie wszystko, na co wpadną im pazury i zmiażdżą skorupy swojej ofiary. Spowodowało to gwałtowne zmniejszenie liczby zakopań bezkręgowcektóre natleniają osady.
Mniej organizmów ryjących oznacza mniej tlenu w osadzie, co oznacza lepszą konserwację. Ale więcej krabów miażdżących skorupy oznacza, że jest mniej muszli, które można zachować. Bez odpowiedniego kontekstu historycznego przyszli paleontolodzy próbujący uporządkować tę sekwencję wydarzeń mogą wyjść zdezorientowani.
Te i inne zmiany wywołane działalnością człowieka mogą być szczególnie trudne do interpretacji, ponieważ naśladują procesy naturalne, takie jak erozja lub migracje gatunków. W niektórych przypadkach działalność człowieka może całkowicie wymazać archiwa kopalne lub zniweczyć wysiłki badawcze poprzez dodanie ton obcego materiału do środowiska.
„Niektóre procesy w ogóle nie zachodzą w sposób naturalny, jak na przykład uzupełnianie zasobów plaży” – powiedział Kowalewski. Kiedy huragany lub podnoszący się poziom mórz zmywają fragmenty plaży, władze lokalne często płacą statkom do przewożenia osadów ze środowisk głębinowych – gdzie naturalna erozja jest znikoma – na linię brzegową, wraz ze skamieniałościami i tak dalej.
W innych przypadkach celem relokacji są same skamieniałości.
„Ostrygi, które żyły setki tysięcy lat temu, można usunąć z jednego obszaru i dodać do współczesnego dna morskiego w innym, aby ułatwić odbudowę współczesnych raf ostrygowych” – powiedział Kowalewski.
Jak zatem naukowcy zaczynają rozwikłać różne siły naturalne i ludzkie, które wpływają na skamieniałość? To skomplikowane – stwierdził Nawrot. „To zależy od celu badania, ale istnieją sposoby na obejście tych problemów”.
Jedną ze strategii, która ostatnio stała się bardziej wykonalna, jest datowanie radiowęglowe. Naukowcy wykorzystują tę metodę do szacowania wieku stosunkowo młodych skamieniałości, ale do niedawna wysokie koszty oznaczały, że można było z niej korzystać jedynie oszczędnie. Analizując rdzeń osadu wywiercony we współczesnym dnie morskim, w którym organizmy na górze mogą być o tysiące lat młodsze od tych na dnie, badacze zazwyczaj wybierają tylko kilka skamieniałości do datowania radiowęglowego. Dostarczało to wiarygodnych informacji, ale o słabej rozdzielczości, a jeśli osad został nieświadomie wymieszany podczas trałowania dennego, wyniki mogły być mylące.
„Nie byłbyś świadomy tego problemu, gdybyś nie pobrał wielu próbek na warstwę, co nie jest podejściem powszechnym. Uważamy, że należy z niego korzystać znacznie częściej” – stwierdził Nawrot.
Badacze będą także musieli wykazać się większą kreatywnością, jeśli chodzi o rodzaje analiz statystycznych, których używają do interpretacji danych. Opracowanie i testowanie tego rodzaju metod wymaga czasu, ale powoli stają się coraz bardziej powszechne, a naukowcy zbliżają się do lepszego zrozumienia wpływu człowieka na historyczne archiwum życia na Ziemi.
„Zmiany w zapisie geologicznym mogą być odciskami palców działalności człowieka i same w sobie mogą ujawnić coś na temat historii ekosystemu” – powiedział Kowalewski.
Odniesienie: „Pomysły i perspektywy: wpływ człowieka zmienia morski zapis kopalny”, Rafał Nawrot, Martin Zuschin, Adam Tomašových, Michał Kowalewski i Daniele Scarponi, 3 maja 2024 r., Biogeonauki.
DOI: 10.5194/bg-21-2177-2024
Finansowanie: Amerykańska Narodowa Fundacja Nauki, Agentúra na Podporu Výskumu a Vývoja, Vedecká Grantová Agentúra MŠVVaŠ SR a SAV, Włoskie Ministerstwo ds. Uniwersytetów i Badań Naukowych
