O echipă internațională condusă de românul Dan Palcu a confirmat faptul că, în urmă cu 11 milioane de ani, pe actualul teritoriu al României și Mării Negre a existat un mega-lac de peste 2,8 milioane de kilometri pătrați. HotNews.ro a vorbit cu cercetătorul român despre implicațiile acestei descoperiri, care a fost inclusă și în Cartea Recordurilor Guinness.
Paratethys a fost aici, unde te uiți cu ochii acum la România. S-a întins până dincolo de Carpați, aproape de Italia de acum, și mult spre Turcia și Rusia. A fost imens.
Acest mega-lac a existat în urmă cu aproape 11 milioane de ani, iar existența lui a fost cercetată mulți ani. Studiul publicat de Dan Palcu și colegii săi în 2021 confirmă existența acestuia. Spre finalul lui 2023, munca lor a mai primit o recunoaștere importantă: apariția în Cartea Recordurilor Guinness.
Au contribuit la studiu cercetători din Olanda, Brazilia, dar și Rusia, Germania și, firesc, România.
Când am vorbit cu Dan Palcu despre acest demers, mi-a spus că studiul vine într-un context mai mare, unde colegii lui olandezi și români au dezvoltat proiecte timp de peste două decenii.
„Am avut privilegiul să preiau ștafeta de la cercetătoarea doctor Iuliana Vasiliev, care începuse studiile mai multor zone, dar care a decis să se focuseze pe studiul Mării Mediterane”, a adăugat el. Ea i-a pus datele și probele sale la dispoziție și a fost întotdeauna disponibilă pentru o mână de ajutor.
„Eu și Prof Dr. Wout Krijgsman am venit cu partea de magnetostratigrafie. Conf. Dr. Ionuț Șandric a ajutat cu partea de cartografie digitală. Sergey Lazarev contribuit cu partea de sedimentologie (studiul atent al sedimentelor pentru interpretarea paleo-mediilor). Iar Prof Dr. Marius Stoica a venit cu partea de paleontologie și Irina Patina cu descifrarea bogatei literaturi ruse pe această temă și cu cartarea geologică a unor situri din Nord-Estul Mării Negre.”
Dan Palcu a avut un rol similar unui dirijor.
Înainte de toate astea însă, își amintește că în copilărie aduna scoici fosile din malurile pârâului din spatele casei bunicilor, în Țara Zarandului. Mai târziu, un profesor de la Facultatea de Geologie și Geofizică l-a sfătuit să studiez Geofizica. În paralel, a urmat și cursurile de la Geologie.
Iată, mai departe, ce am aflat de la el despre Paratethys, Marea Neagră și viitor.
Începuturile cercetării misteriosului lac Paratethys
FOTO: Arhiva personală Dan Palcu
Cum ați ajuns să studiați acest subiect și care erau primele planuri cu care ați pornit demersul?
Dan Palcu: Paratethysul a fost descris cu mai bine de un secol în urmă de unul din părinții geologiei, austriacul Eduard Suess. Pe măsură ce a fost studiat, a devenit mai misterios și mai neînțeles, pentru că erau părți din istoria sa care nu se puteau corela cu restul planetei.
Acum 20 de ani, o echipă de la Universitatea din Utrecht, în colaborare cu cadre universitare de la Universitatea din București, a demarat proiecte de cercetare a Paratethysului.
O duzină de doctoranzi olandezi și români, precum Iuliana Vasiliev, eu și colegul meu Andrei Briceag, de la GeoEcoMar, s-au format ca cercetători în cadrul acestei colaborări olandezo-române. Eu am început neașteptat, împins de la spate de o colegă – Maria Tulbure, după un simpozion la București, la sfârșit de 2012, când mi-am manifestat interesul de a urma un proiect de doctorat în Olanda.
A fost pasul cel mai greu, dar, destul de repede, pe la începutul anului 2013, am fost invitat să urmez un proiect de doctorat în Olanda. La început, a fost destul de intens: îndrumătorul meu avea în minte o temă puțin diferită, dar în prima întâlnire oficială mi-a spus ca universitatea dorește cercetători independenți care își caută propria direcție.
Eu i-am răspuns prompt: „În acest caz, am nevoie de câteva săptămâni pentru a propune o direcție mai interesantă pentru tema mea de doctorat”.
Puțin perplex la declarația mea de independență, profesorul Wout Krijgsman a acceptat. Ulterior, a acceptat și ideea mea – de a studia conectivitatea Paratethysului cu mările învecinate (paleo-strâmtorile dintre Paratethys și mările învecinate).
Această încredere m-a motivat enorm și, chiar dacă din exterior primul meu an de doctorat a părut un an de permanente dispute cu îndrumătorul meu, de fapt, a fost un an în care am învățat să argumentez, să caut mai multe dovezi și uneori să accept că nu eram pe pista corectă.
Harta Paratethys. FOTO: Arhiva personală Dan Palcu
O proporție mare din ceea ce știm drept România în prezent era acoperită de acest mega-lac. Ce impact a avut, dacă e cazul, acest fenomen în resursele de subsol al României, dar și în felul în care este solul pentru agricultură?
Paratethys înseamnă importante resurse de petrol și gaze, dar, de asemenea, toată sarea exploatată în România provine tot din Paratethys. În cea mai mare parte, este vorba de resurse formate înainte de mega-lac, când Paratethys era încă o mare asemănătoare cu Marea Neagră.
Totodată, depozitele mega-lacului sunt importante pentru agricultură. S-ar putea să mă înșel – nu face parte din expertiza mea științifică –, dar se pare că zonele viticole cele mai importante ale României și ale Republicii Moldova sunt așternute peste același nivel geologic, ce reprezintă partea de mijloc a istoriei mega-lacului, când apele erau extrem de bogate în minerale.
Ce presupune însă folosirea tehnicii magnetostratigrafie? Ce detectoare, senzori ați folosit? Cum se văd inversările de polaritate în roci? Ce spun acestea despre ce-a fost înainte acolo?
În magnetostratigrafie, îmbinăm stratigrafia – o ramură a geoștiințelor care se ocupă cu studiul succesiunii, originii, compoziției și distribuției straturilor de roci, și paleomagnetismul – o ramură a geofizicii care se ocupă de proprietățile magnetice ale rocilor, induse de câmpul magnetic al Pământului în momentul formării lor.
Sedimentele (cum ar fi, de exemplu, nisipul sau mâlul) conțin magneți naturali microscopici care se aliniază cu câmpul magnetic al planetei precum busole naturale.
Când sedimentele se transformă în roci, aceste busole microscopice rămân „înghețate” chiar dacă polii magnetici ai planetei își schimbă locul.
Astfel, rocile păstrează o alternanță de micro-busole naturale care indică spre nord, formate în perioade în care câmpul magnetic terestru era orientat la fel ca în prezent (pe care noi le numim direcții normale), dar și micro-busole care sunt orientate spre sud și care corespund perioadelor în care polii magnetici erau inversați (pe care le numim direcții inverse).
Această succesiune de alternanțe „normale” și „inverse” este codificată precum un cod de bare cu perioadele normale marcate în negru și cu perioade inverse, marcate în alb.
Aceste inversiuni de poli magnetic par să fie aleatorii, iar asta dă naștere unui „cod de bare” unic, uneori caracterizat de lungi perioade în care polii nu se inversează sau perioade cu dese inversări de poli.
Cum aceste schimbări de poli sunt resimțite la nivel planetar, acest cod de bare este valabil pentru întreaga Terra, iar, în decursul ultimelor decenii, cele mai multe dintre aceste inversiuni de poli au fost datate.
Cu un „cod de bare” local destul de lung și cu câteva indicii din fosile sau din nivele cu cenușă vulcanică (ce poate fi datată cu ajutorul izotopilor), putem să corelăm codul nostru de bare la codul de bare terestru.
Fosile de pe teritoriul României. FOTO: Arhiva personală Dan Palcu
Pare ușor sau cât de cât simplu de făcut, dar e așa?
Există și riscuri, pentru că aceste proprietăți sunt invizibile și rezultatele vin abia după multă muncă de laborator. Este foarte important să avem un plan și să ne facem bine temele înainte de a începe să colectăm probe pentru a fi siguri că nu pierdem nici un interval din acest cod de bare.
Legat de detectoare, colectăm probele cu o mini-carotieră care ne permite să extragem eșantioane cilindrice din roci. Aceste eșantioane trebuie orientate față de nord și, de asemenea, straturile trebuie măsurate pentru a ști cât de mult s-au înclinat și a corecta această înclinare.
Presupunem că straturile de noroi sau nisip care au devenit roci au fost inițial orizontale – sau aproape orizontale. Ulterior, probele sunt demagnetizate (pentru a îndepărta semnale de la magneți naturali mai instabili, iar acest proces are loc într-un laborator în care anulăm câmpul magnetic terestru (pentru a nu influența măsurătorile).
Care au fost cele mai importante provocări sau obstacole cu care v-ați confruntat în timpul procesului de calculare a proporțiilor lacului și a schimbărilor derulate în atâtea milioane de ani?
Similar colegilor mei, m-am confruntat cu dificultăți în a explica de ce intervale care păreau complet diferite din punct de vedere al fosilelor sau al mediilor erau, de fapt, sincrone (conțineau codată aceeași datare).
Datele magnetostratigrafice obținute din diferite zone ale mega-lacului erau foarte asemănătoare și mi-au permis să corelez succesiuni de roci în care apăreau intervale similare și intervale complet diferite.
Apoi, prin excludere, singurul scenariu care putea să explice acest puzzle era că avem de-a face cu un lac care era caracterizat de medii similare, salmastre (cu conținut redus de salinitate), când era umplut cu apă, dar care se spărgea în lacuri mai mici cu medii de apă dulce sau sărată, în perioade de secetă.
Decalajele dintre anumite niveluri ce marcau evenimente precum umplerea sau secarea lacului au putut fi explicate prin faptul că umplerile erau faze graduale, de lungă durată, asociate cu schimbări climatice, nu cu fluctuații ale nivelului oceanului planetar.
Acest scenariu nu poate fi explicat decât prin existența unui lac complet izolat de ocean.
Cum contribuie descoperirea dimensiunilor lacului și a modificărilor ulterioare ale acestuia la înțelegerea noastră privind geografia și clima preistorică?
Dimensiunile lacului și existența unui rezervor de apă atât de mare în Eurasia ne fac să regândim simulările de paleoclimă. Iar aceste simulări sunt esențiale, pentru că informează modelele ce proiectează cum va evolua clima în viitor. Practic, introducem o nouă necunoscută, dar lucrăm intens în a o cunoaște și, de fapt, în a îmbunătăți informațiile pe baza proiecțiilor noastre de viitor.
„Există indicii că lacul a avut o fază de crize ecologice care au dus la extincții masive”
Faună din Paratethys. FOTO: Arhiva personală Dan Palcu
Ce schimbări climatice și fenomene geologice au dus la reducerea lacului până la dimensiunile pe care le știm acum?
Este vorba de o îmbinare de factori, dar, cu siguranță, cel mai important a fost tectonica. Mișcările plăcilor și micro-plăcilor tectonice care a dus la formarea munților din lanțul Alpin – Carpatic – Himalayan au dus, pe de o parte, la eroziunea și colmatarea a mare parte din lac.
Pe de altă parte, au cauzat schimbări de clima în Eurasia – datorită munților Himalaya care au blocat accesul în Asia Centrală al maselor de aer umed care veneau dinspre oceanul Indian.
Ce tip de faună sau floră existau în perioada existenței mega-lacului și cum ne ajută astfel de descoperiri în înțelegerea transformărilor prin care a trecut Pământul, dar în special Europa?
Fauna mega-lacului a avut un destin tragic, în special pentru balene pitice, delfini și pești. Există indicii că lacul a avut o fază de crize ecologice care au dus la extincții masive, iar supraviețuitorii au suferit în apa toxică a lacului – găsim fosile de animale bolnave în acest interval al istoriei mega-lacului.
Dr. Sergey Lazarev și colegii săi ar trebui să publice în curând mai multe informații despre această lume care pare dintr-un film „Mad Max”.
Pe de altă parte, animalele de pe uscat au beneficiat de mega-lac și de crizele sale de mediu. Suntem în curs de a veni cu o abordare inedită, ce are repercusiuni profunde. Avem până și indicii și explicații despre evoluția speciei umane.
Pregătim un proiect în care să folosim mega-lacul ca referință pentru zona Africii de Est, în special pentru lacul Turkana, unde particip afiliat cu Muzeul Kenyei la cercetări în cadrul Școlii de teren Koobi Fora.
Dacă Marea Neagră oglindește multe dintre caracteristicile mega-lacului și ați amintit de apele bogate în hidrogen sulfurat, dar și de sedimentele de metan „înghețat” care ar putea fi eliberat în atmosferă ca răspuns la încălzirea globală, atunci ar trebui să fie un spațiu protejat? Putem discuta de un plan de protejare și conservare, astfel încât să limităm eliberarea unor astfel de substanțe toxice?
Este o discuție extrem de complexă. Există mai multe demersuri legate de monitorizarea și protejarea Mării Negre, dar noi ne pregătim să informăm societatea despre riscuri și oportunități puțin cunoscute.
Aceste studii sunt în faza de pregătire, dar urmează să deschidem o discuție amplă legată de stabilitatea gaz-hidraților pe termen mediu și lung în Marea Neagră. Marea Neagră este extrem de fragilă și dinamică.
În timpul ultimei glaciațiuni, a fost un mega-lac, la fel ca Paratethys, iar transformarea din mega-lac într-o mare a fost extrem de bruscă. Asta ne spune că trebuie să ne așteptăm la schimbări rapide și e extrem de important să știm care vor fi aceste potențiale schimbări, cum le putem monitoriza și preveni sau contracara, dacă e cazul.
Eu cred că Marea Neagră este foarte importantă pentru viitorul omenirii.
Urme ale lacului în România. FOTO: Arhiva personală Dan Palcu
Ce fel de lecții putem avea despre viitoare schimbări climatice din astfel de descoperiri? Pot fi și lecții de auto-protecție sau prevenire?
Cu siguranță. Avem de-a face cu sisteme extrem de complexe, de dimensiuni enorme și asta ridică provocări serioase. De aceea, cred că, în primul rând, trebuie să cunoaștem cât mai mult despre aceste sisteme, iar trecutul, în acest caz mega-lacul Paratethys, este arhiva perfectă pentru a ne informa.
Cum arată această descoperire în raport cu ipotezele existente despre istoria geologică a regiunii și a corpurilor sale de apă străvechi? Ce schimbări aduce în ceea ce știam până acum?
Descoperirea are deja ramificații în modul în care înțelegem evoluția și dispersia animalelor terestre și marine, dar și în înțelegerea climei Europei.
Articolul cu mega-lacul este citat de aproape 50 de articole din arii variate ale științei. Știința este o conversație în care fiecare contribuie cu informații și idei și obține informații și idei.
Care este importanța Mării Negre în contextul discuțiilor despre schimbările climatice, și cum pot fi prevenite dezastrele ecologice?
Marea Neagră este atipică, este cea mai toxică mare de pe planetă, caracterizată printr-un puternic fenomen de stratificare. Asta înseamnă că la suprafață până la circa 120 de metri adâncime avem de-a face cu o mare salmastră, cu salinitate redusă, reprezentând jumătate din salinitatea Mării Mediterane.
La adâncimi mai mari de 120 m, Marea Neagră devine lipsită de viață. Oxigenul dispare, salinitatea crește puțin, temperaturile sunt mai scăzute și hidrogenul sulfurat devine prezent. Aproape nicio formă de viață nu poate tolera aceste medii, cu excepția unor forme de viață extremofile.
Secțiune transversală (scară verticală logaritmică) schematică a straturilor de apă din bazinele Egee de Nord, Marea Marmara și Marea Neagră (valori după Yakushev și colab., 2008; Keskin și colab., 2011; Lagaria și colab., 2017; și Çağatay et al., 2022). Uriașul strat de apă anoxică face din Marea Neagră cea mai otrăvitoare mare din lume. Modificarea fluxurilor hidrologice poate perturba echilibrul și aduce sulfurile toxice către apele de suprafață. (ilustrație realizată de Dan Palcu și publicată în Scientific Drilling)
În lipsa unor ecosisteme complexe, materia organică provenită din zona de suprafață (resturi de macro și microorganisme, fecal etc.) nu este reciclată și rămâne în suspensie în coloana de apă până ce, în final, se acumulează pe fundul mării sub forma unui mâl extrem de bogat în materie organică.
În afară de materia organică, acest mâl este extrem de bogat în gaz-hidrați – practic metan „înghețat”. Astfel, în principiu, bazinul Mării Negre este un rezervor ideal de materie organică, cunoscut drept „carbon sink” în literatura de specialitate. În teorie, ne putem imagina un potențial imens pentru stocarea de carbon în Marea Neagră.
Dar studiul Paratethysului ridică semne de întrebare legate de cât de stabil este un astfel de sistem marin în contextul schimbărilor climatice sau schimbărilor dimensiunilor strâmtorilor care conectează cu oceanul.
Rezultatele inițiale indică riscuri de eliberare de ape bogate în nutrienți care ar duce la declanșarea unor „înfloriri de nanoplancton” cu efecte catastrofale pentru biodiversitate sau la eliberări de metan care ar duce la creșterea efectului de seră și încălzirea accelerată a planetei.
În 2017, doctorand în Olanda, am semnalat în Trouw, un important ziar olandez, riscurile de mediu cu care se confruntă mările învecinate cu Marea Neagră în cazul creșterii nivelului mării, prezentând un scenariu bazat pe cataclismele observate în Paratethys.
„Debitul de apă sărată în bazinul estic a crescut brusc atât de mult, încât a împins masele de apă din adâncime spre suprafață. Dar aceasta este o apă foarte bogată în nutrienți, așa că, odată ajuns la suprafață, a provocat o înflorire uriașă de alge. Toxinele din alge și utilizarea vorace a oxigenului au dus la moartea întregii faune”.
În mod îngrijorător acest fenomen avea să se întâmple cu doar câțiva ani mai târziu sub forma Dezastrului Mucilagiilor (salivă de mare) din Marea Marmara.
A fost minunat pentru o secundă, iar de atunci și până în prezent a fost cumplit – știind că noi, cercetătorii, poate putem ajuta în a preveni, dar că rămânem tăcuți din insuficiență de date, de fonduri sau lipsa unor canale de comunicare.
În acest moment conduc o echipă talentată și cu ajutorul GeoEcoMar avem sprijin și resurse pentru a ne face munca profesional și a pregăti informațiile ce pot preveni cataclisme în viitor.
Iar apariția în Guinness World Records este pentru mine modul de a deschide conversația despre aceste riscuri și oportunități cu care ne vom confrunta sau de care putem beneficia în viitor.
2
20
