Arhivele stalagmitelor

Letopiseţul epocilor climatice se regăseşte elocvent în alternanţa de benzi din draperiile de calcit. Benzile roşietice şi gălbui conţin impurităţi organice şi indică o perioadă mai caldă şi bogată în precipitaţii. Porţiunile de calcit translucid s-au format în perioade reci, cu aport redus de apă, bine filtrată. Foto: Cristian Lascu

Am pătruns în galeria scufundată cu acelaşi amestec de nerăbdare şi teamă.

Cîteva minute am planat lin pe deasupra stîncilor prăbuşite, pe lîngă pereţii austeri, acompaniaţi de zgomotul bulelor de aer izbindu-se de tavan. Am depăşit un pasaj strîmt, avînd grijă să nu ne agăţăm furtunurile în vreo stalactită sau muchie ascuţită. Apoi, deodată, peştera s-a deschis în faţa noastră: două stalagmite masive străjuind intrarea într-o cameră spaţioasă, plină de podoabe de calcit. Multe s-au desprins în mod natural şi sînt împrăştiate pe podea.
Am ajuns. Ne verificăm manometrele, facem semnul OK şi îndreptăm degetul mare în jos – un semn funest la români, dar care în limba laconică a scafandrilor înseamnă doar “Hai în jos!” Golim vestele compensatoare şi aterizăm pe fundul galeriei, stîrnind un nor de sediment. În sacii de pînză legaţi la brîu îndesăm cîteva bucăţi de calcit. Cea mai grea probă este însă un fragment de stalagmită de un metru lungime, groasă cît un copac şi cîntărind vreo 40 de kilograme. Imposibil de urnit. Pentru o asemenea situaţie avem pregătită o strategie specială: o paraşută de pînză de suspantele căreia sînt legate două coliere elastice. Bag capetele monstrului în cele două laţuri şi apoi purjez aer din detentor sub pînză pînă cînd cupola paraşutei se umflă, uriaşa stalagmită şovăie, se desprinde încet de pe substratul pe care odihnea de mii de ani, apoi se înalţă lent în văzduhul lichid al peşterii scufundate. Cu un singur deget, o împing spre ieşirea din labirint. Pentru ea este începutul unei lungi călătorii : după un popas la Institutul de Speologie din Bucureşti, va porni spre ţărmurile reci ale Norvegiei, unde va fi sacrificată pe altarul ştiinţei: pînza diamantată o va secţiona în felii subţiri în atelierul de pietrărie, bucăţi din ea vor fi tăiate, dizolvate în acizi, preparate chimic pînă cînd vor ajunge nişte picături abia vizibile cu lupa şi introduse în contorul spectrometrului de masă. Computerul va extrage şiruri lungi de valori aparent fără înţeles, aparent fără nici un punct comun cu fiorul aventurii noastre din adîncul Peşterii Piatra din Dobrogea.
Pentru colegul meu Silviu, “fiorul aventurii” începe în momentul în care aşază cu grijă probele din multe peşteri investigate, peste 200 kg de calcit, în portbagajul unui mic Ford. Să străbaţi 3.200 km de şosele îngheţate şi să treci, român fiind, prin şase frontiere, pe sub ochii suspicioşi ai vameşilor! “Ce-aveţi în portbagaj?” “200 de kilograme de pietre!” “Ce faceţi cu ele?” “Analize.” Din fericire, nimeni nu întreabă ce fel de analize. Pronunţarea cuvîntului “uraniu” poate provoca reacţii neaşteptate din partea autorităţilor şi, chiar dacă stalagmitele conţin doar cantităţi infime de elemente radioactive, un punct de frontieră îngheţat de undeva, din mijlocul Europei, nu este chiar cel mai propice loc pentru o prelegere de geochimie!
Profesorul Stein-Erik Lauritzen conduce de peste 20 de ani laboratorul de datare a speleotemelor al Universităţii  din Bergen, Norvegia. Unul dintre puţinii speologi ai Scandinaviei, regiune săracă în peşteri, Stein-Erik a reuşit să combine tradiţia geologilor nordici în cercetarea cuaternarului cu studiul formaţiunilor subpămîntene.
Dar ce legătură poate fi între retragerea şi avansarea calotelor glaciare, determinate mai ales de factori astronomici şi formaţiunile carbonatice, numite de specialişti “speleoteme”, depuse picătură cu picătură departe de lumina soarelui? Carbonatul de calciu din picăturile infiltrate în galerii provine din dizolvarea calcarului în care a fost săpată peştera. Pentru a-l dizolva însă, apa trebuie să se acidizeze cu dioxidul de carbon atmosferic, dar mai ales cu cel din sol, produs prin activitatea biologică a bacteriilor şi plantelor. Aşadar, în peşterile dintr-un munte golaş se vor forma mai greu speleoteme, în timp ce o pătură groasă de sol va favoriza depunerea unor concreţiuni masive, mai ales atunci cînd precipitaţiile sînt bogate. Îngheţarea solului blochează practic activitatea biologică, precum şi infiltrarea apei. În regiunile polare nu se formează stalagmite, dar nici în cele temperate în timpul perioadelor glaciare. Aceasta este prima şi cea mai simplă legătură între schimbările climatice şi speleoteme. O perioadă de creştere a unei stalagmite indică de obicei un climat temperat, iar încetarea creşterii fie o perioadă foarte aridă, fie una glaciară. Dar acesta este doar începutul poveştii…

Anatomia unei stalagmite relevă mii de lamine de calcit, depuse una peste alta. În ele sînt incluse şi o mulţime de alte particule transportate de apă, ce pot furniza variate informaţii despre clima din trecut: minuscule granule de polen ne relevă compoziţia vegetaţiei ce acoperea cîndva regiunea; dungile gălbui-roşietice provin de la acizii organici spălaţi din sol şi sînt un adevărat jurnal al activităţii biologice; mineralele feromagnetice înglobate în structura cristalină a stalagmitelor sînt nişte mici ace de busolă “încremenite” într-o poziţie care indică variaţiile seculare ale cîmpului magnetic terestru din momentul formării stalagmitei. În sfîrşit, unul dintre cei mai spectaculoşi indicatori fixaţi în cronica de piatră a speleotemelor este oxigenul, al cărui raport  izotopic depinde direct de temperatura de la locul precipitării calcitului. Dacă valorile izotopice ale oxigenului variază în lungul unei stalagmite, înseamnă că şi temperaturile din peşteră şi de la suprafaţă au variat. Să fie aceasta o nouă cheie pentru descifrarea oscilaţiilor climei din trecut? Specialiştii spun că da.
Toate aceste informaţii  stocate în speleoteme ar fi lipsite de relevanţă dacă nu ar putea fi riguros plasate în timp. Posibilitatea datării este marele atu al speleotemelor în comparaţie cu alte sedimente continentale. Unul dintre elementele transportate de apă este uraniul, care este solubil în apă, spre deosebire de toriu, produsul său de dezintegrare. Carbonatul precipitat în speleoteme va conţine mici cantităţi de uraniu, dar nu şi de toriu. După precipitare, uraniul se va dezintegra cu o viteză cunoscută, producînd în stalagmită cantităţi tot mai mari de toriu. Pentru a afla vîrsta unei lamine a stalagmitei trebuie doar să măsurăm raportul dintre cele două elemente. Metoda seriei uraniului s-a perfecţionat în ultimii ani în mod spectaculos: 2-3 grame de probe cu vîrste de cîteva sute de ani şi pînă la 700.000 de ani pot fi datate cu erori mai mici de 1%! Stalagmitele devin astfel adevărate multimetre ce înregistrează variaţii ale temperaturii, activităţii solare, schimbările de vegetaţie şi de magnetism terestru. Mai mult, ele sînt nişte multimetre cu ceas, şi încă un ceas cu precizie atomică !
Astăzi, predicţiile climatice preocupă pe toată lumea. Precizia estimărilor depinde de informaţii cît mai exacte şi pe durate cît mai lungi. Astfel de date se află încifrate în structura stalagmitelor. După cum cutia neagră a unui avion ne poate spune povestea prăbuşirii sale şi ne poate ajuta să evităm noi catastrofe, peşterile se dovedesc a fi “cutiile negre” ale evoluţiei paleoclimatice. Arhivele stalagmitelor din zonele mediteraneene sau polare au multe file lipsă, căci creşterea lor a fost întreruptă din cauza aridităţii sau a îngheţului. Dar peşterile României au permis depunerea calcitului atît în epocile reci, cît şi în cele calde. Stalagmitele noastre păstrează unele dintre cele mai complete profiluri climatice. De aceea, speologii români Bogdan Onac, Silviu Constantin şi Tudor Tămaş s-au specializat în Norvegia şi Franţa. Experţii în acest domeniu de pionierat sînt puţini, iar printre cei care ne-au vizitat peşterile se numără profesorii Stein-Erik Lauritzen şi Derek Ford, de la Universitatea canadiană McMaster. Ei sprijină înfiinţarea primului laborator de acest fel în România.
În cele din urmă, marea stalagmită din Peştera Piatra şi-a spus taina. Ea s-a depus în două perioade, datate la circa 125.000 şi, respectiv, 690.000 de ani. În afară de faptul că se numără printre “matusalemii” peşterilor noastre, bătrîna stalagmită indică un fapt curios: ea s-a format în timpul unor perioade interglaciare, cînd nivelul oceanului planetar, inclusiv al Mării Negre, ar fi trebuit să fie crescut şi, în consecinţă, peştera inundată. Stalagmitele nu s-ar fi putut depune. Dar rezultatul confirmă ipoteza emisă în 1940 de geograful Constantin Brătescu. După studii efectuate între Dardanele şi Aral, el a ajuns la concluzia că în cea mai mare parte a cuaternarului Marea Neagră s-a comportat invers decît restul oceanelor. Pe atunci, Marea Neagră nu comunica cu Mediterana; în schimb, se afla din cînd în cînd în legătură cu Marea Caspică. În timpul perioadelor glaciare, calota bara fluviile ce se vărsau în Bazinul Arctic, iar apele lor se întorceau spre sud-est, spre Lacul Aral, Caspica şi Marea Neagră. Atunci se inunda şi Peştera Piatra. În epocile interglaciare, barajul de gheaţă se topea, iar fluviile îşi reluau vechile cursuri, diminuînd bazinul ponto-caspic. Peştera Piatra redevenea o peşteră emersă, în care creşteau stalagmite.
Ipoteza poate explica multe anomalii semnalate în cuaternarul din această parte a Europei în ce priveşte configuraţia ţărmurilor, migraţiile si extincţiile unor specii. Cele cîteva fragmente de piatră risipite pe podeaua unei galerii scufundate povestesc depre mari evenimente ce au afectat teritorii vaste, într-un trecut îndepărtat.

Text: Silviu Constantin şi Cristian Lascu

(Articol publicat în ediţia revistei National Geographic din septembrie 2003)

Galerie de imagini:



1 Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*