‚Nic podobného neznáme.‘ Vědci z letokruhů odhalili, jaké klima bylo v českých zemích za posledních dva tisíce let
Bioklimatolog Miroslav Trnka
| foto: Anna Vavríková,
MAFRA
Premium
Rozhovor
Jaké bylo sucho na území dnešního Česka za Julia Caesara nebo při příchodu Slovanů? Otázka, na niž dokáže odpovědět snad jen křišťálová koule? Ne! Vědcům z Ústavu pro studium globální změny Akademie věd (CzechGlobe) se podařilo přesně toto zjistit. „Studie trvala skoro tři roky,“ říká v rozhovoru pro Lidovky.cz bioklimatolog Miroslav Trnka.
Lidovky.cz: Zkoumali jste intenzitu sucha na našem území až do období před naším letopočtem. Jak tato metoda přesně funguje?
Pokud strom roste v limitních podmínkách, letokruhy se obecně dají využít jako informace o jeho kondici. Zjednodušeně řečeno, pokud stromy rostou vysoko v horách, kolísání šíře letokruhů je do značné míry odrazem teplot v daném roce, protože je to právě teplota, která růst limituje nejvíc. Letokruhy borovic nebo modřínů v blízkosti horní hranice lesa v Alpách dobře korespondují s letní teplotou. A naopak, když stromy rostou v suchých oblastech, kolísání šířky letokruhů dobře koresponduje s tím, že byl rok vlhký. U nás ale většina stromů neroste ani na horní hranici lesa, ani v úplném nedostatku vody. Šíře letokruhů je tak pro rekonstrukci klimatu horším ukazatelem než například v Alpách, i když se použít dá a používá se.
Lidovky.cz: Vy jste ale na to šli jinak...
Pomohli jsme si tím, že jsme letokruhy jeden po druhém rozřezali na jednotlivé části, použili jen letní dřevo a následně jsme vyextrahovali celulózu. V izotopovém hmotnostním spektrometru pak kolega Otmar Urban určil v každém letokruhu poměr těžkých a vzácnějších izotopů oproti standardní formě. Obecně rostlina v příjmu a metabolismu preferuje lehčí izotopy, protože jejich zpracování je pro ni o něco méně energeticky náročné. Když ale nemá dostatek vody nebo oxidu uhličitého, je donucená přijímat i izotopy těžší. Získali jsme informaci o poměru těžkých izotopů v jednotlivých letokruzích, a byli jsme proto schopní mnohem přesněji rekonstruovat, kolik vody měl strom v jednotlivých letech k růstu. Oba izotopy nám dávají ještě jeden druh informace.
Lidovky.cz: Jaký?
Těžší izotopy kyslíku primárně vstupují do metabolismu skrze vodu přijímanou kořeny a jejich větší zastoupení znamená, že strom víc trpěl stresem z nedostatku vláhy v půdě. V případě uhlíku je příjem vázán primárně na listy a větší koncentrace těžších izotopů znamená, že strom více zavíral průduchy, aby se bránil ztrátě vody. Oba tyto mechanismy spolu souvisí, ale jsou na sobě funkčně nezávislé. V jednom letokruhu jsou tedy v rámci poměru stabilních izotopů zapsány dvě informace o tom, zda daný rok byl vláhově bohatý, nebo chudý.
Kouzlo letokruhů je v tom, že pro každý rok je vždy jeden jasně identifikovaný. U našich dubů strom vždy v daném roce vytvoří letokruh, alespoň nějaký, a tím pádem umožňuje přesnou dataci – pokud známe datum vzniku aspoň jednoho letokruhu.
Lidovky.cz: Kde jste ale našli stromy staré dva tisíce let?
S nadsázkou jde říci, že na Mendelově univerzitě v archivu. Naši kolegové z CzechGlobe Tomáš Kolář a Michal Rybníček tam řadu let shromažďují vzorky z živých stromů, trámů ze staveb, z archeologických nalezišť nebo takzvaná subfosilní dřeva. To jsou kmeny nalezené v pískovnách nebo štěrkopískovnách, bývají řádově stovky i tisíce let staré. Ze 147 takových stromů jsme vytvořili série letokruhů, které sahají nepřetržitě do roku 91 před naším letopočtem, tedy do doby, kdy bylo Juliu Caesarovi devět let.
Letokruhy vybraných stromů se vždy vzájemně překrývají. Když je příznivý rok, téměř všechny stromy v Česku rostou lépe, když je nepříznivý, tak hůře a vytváří strukturu připomínající čárový kód. Letokruhové řady, tedy jakési čárové kódy jednotlivých stromů, můžeme díky překryvu a podobnému růstu v dobrých a špatných letech s velkou přesností zařadit jeden za druhým a vytvořit jakési virtuální stromy, jejichž první letokruhy sahají až do doby před zhruba 2110 lety. Je to nepřetržitá řada letokruhů. Dali jsme si podmínku, abychom v každém roce měli k dispozici ne jeden, ale aspoň šest stromů. Laboratorní práce studie proto trvala skoro tři roky.
Lidovky.cz: Čí to byl vlastně nápad?
Ústav pro studium globální změny má tu výhodu, že máme v týmu jak dendrochronology, tak kolegy z izotopové laboratoře. Naším dlouholetým kolegou je i Ulf Büntgen, který je zároveň řádným profesorem na univerzitě v Cambridgi. Naprostá většina laboratorní a terénní práce na téhle studii, ale i řadě jiných, se však odehrává v Brně. V podstatě to byl kolektivní návrh, který primárně vzešel od Ulfa Büntgena, protože nás by asi něco tak odvážného v tu chvíli nenapadlo a on má dar navrhovat studie na hranici možností. Výzkum byl sám o sobě nesmírně pracný. Když jsme začínali, takhle stabilní izotopy se používaly pro studie, které sahaly třeba několik desítek let zpátky. Když šlo o stovky let, pak se letokruhy nekrájely jednotlivě, ale třeba po dekádách. Případně se směšovaly tak, že se analýza udělala naráz pro několik stromů.
Lidovky.cz: Co je tedy váš přínos?
Kolega Ulf přišel s tím, že by to chtělo vzít jednotlivé letokruhy a spočítat to z každého roku. Začali jsme tedy hledat, jestli je vůbec dost materiálu v archivech, jestli dokážeme na dva a půl roku laboratoř de facto blokovat jenom na tuto studii. Přesvědčili jsme vedení našeho ústavu, že to tak uděláme, bez jejich podpory by to nešlo. Začali jsme asi po dvou měsících, co jsme se rozhodli. Jednak s podporou projektu grantové agentury a jednak s podporou našeho výzkumného programu, který se zabývá analýzou kolísání klimatu. Ostatně ani Cambridge nemá laboratoř, kterou by pro tyto účely bylo možné vyčlenit.
Velká část terénní práce jde za kolegy Rybníčkem, Kolářem a Tomášem Kinclem, kteří fyzicky dělali odběry a hlavně laboratorní analýzy. Kolegové Urban a Alexander Ač zase trávili nejen pracovní dny, ale i víkendy v laboratoři a prováděli všechny analýzy. Já a Ulf jme byli hlavně na začátku, kdy jsme si řekli, co bychom potřebovali studovat, a pak na konci u samotné analýzy. Mezitím byly tři roky pečlivé a poctivé laboratorní práce. Možná se to nezdá, ale přinutit spektrometr, aby udělal 27 tisíc analýz, tak aby měření bylo stabilní, srovnatelné a velmi přesné, není hračka.
Lidovky.cz: Ale stálo to za to, že?
Je skvělé vědět, co se dělo v minulosti. Je to, pokud vím, první záznam, který z roku na rok přináší souvislou informaci o klimatických podmínkách v našich zemích za celé toto období. Nic podobného z našeho území neznáme, aspoň kam moje byť omezená znalost pramenů sahá. Teď si můžeme porovnat, jak to bylo za Keltů, v době, kdy na jihovýchodních hranicích expandovala římská říše, podobně Germáni a Slované, a jaké tady byly podmínky v raném středověku. Díky kolegům z Masarykovy univerzity, kteří jsou také členy našeho týmu, máme k dispozici řadu informací z psaných záznamů z doby po roce 1500.
Lidovky.cz: Starší nejsou?
Předtím psané záznamy z každého roku nemáme. Rekonstrukce, byť sahá až do 12. století, je kusá. Naše studie je robustní a charakterově úplně jiný typ rekonstrukce. Existuje atlas sucha pro střední Evropu, který pokrývá minimálně poslední tisíciletí, problém je, že se opírá jen o šíři letokruhů. A ta dost dobře nefunguje pro rekonstrukci klimatu, zvlášť pak na našem území. Jeho výtěžnost zdaleka není tak dobrá.
Všechny analýzy, které pracují jenom se šíří letokruhů, trpí jednou velkou nectností, protože z letokruhu nelze poznat, jestli strom má lepší nebo horší podmínky, než měl v minulých dvou třech letech. To proto, že strom se neustále přizpůsobuje, roste, záleží, jestli je mladý nebo starý, jak reaguje na stres a kolik si ukládá dřeva.
S daty šíře letokruhů se tak musí dál pracovat statisticky, ale při všech těch statistických kouzlech, které se s nimi musí dělat, aby byla použitelná, přijdete o všechny dlouhodobé trendy. Rekonstrukce založené na šířce letokruhů pak ukazují jen to, jestli byl daný rok například sušší či vlhčí než předešlý a zhruba o kolik. Není tam ale absolutní číslo, vidíte střídání vlhkého a suchého roku a extrémy. Ale nelze vidět dlouhodobější variabilitu, cykly, kolísání. To vše nová rekonstrukce zachovává a v tom je výjimečná.
© 2024 MAFRA, a.s., ISSN 1213-1385 © Copyright ČTK, Reuters, AFP. Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno bez předchozího souhlasu.
