Studie podrobně rekonstruuje 540 milionů let změn mořské hladiny

Vědci modelovali změny mořské hladiny na tisícileté časové škále za posledních 540 milionů let. Tyto poznatky nabízejí lepší nástroje pro mapování podpovrchových vrstev využívaných při skladování energie a odpadu.

Hladiny moří na Zemi kolísají od doby, kdy se na planetě objevily oceány. Až donedávna mohli vědci tyto změny odhadovat pouze v rozsáhlých časových intervalech, obvykle v řádu milionů let, a to na základě analýzy vrstev sedimentů a fosilních důkazů. Nyní se vědcům z Utrecht University, Velké Británie a Spojených států poprvé podařilo zmapovat změny mořské hladiny v měřítku tisíců let za posledních 540 milionů let.

Jejich výsledky, publikované 3. července 2025 v časopise Earth and Planetary Science Letters, nabízejí nový pohled na geologickou historii planety. „Zohlednění těchto rychlých změn mořské hladiny je důležité pro pochopení struktury podpovrchových vrstev a pro využití v oblasti ekologických zdrojů energie,“ vysvětlují vědci.

Hladinu moří určují dva hlavní faktory: desková tektonika, která určuje hloubku oceánských pánví, a objem pevninského ledu, který určuje, kolik vody je vyplňuje. „Pokud se podíváte na časové intervaly zhruba jednoho milionu let, můžete odhadnout průměrnou hladinu moře sahající až k nejstarším fosilním záznamům, tedy asi 540 milionů let,“ říká Douwe van der Meer, hostující výzkumník na Utrechtské univerzitě a hlavní autor studie. „Tato hladina se posunula až o 200 metrů. Měli jsme podezření, že k velkým změnám docházelo i v mnohem kratším časovém horizontu, ale dostupná data byla příliš omezená na to, abychom je dokázali rozlišit.“

Geologické „letokruhy stromů“
Pro posouzení změn mořské hladiny v kratších časových obdobích se vědci obracejí k horninovým vrstvám vytvořeným v posledních několika milionech let. Podobně jako letokruhy stromů poskytují sedimentární vrstvy, jako jsou pískovce a jíly, záznam o podmínkách prostředí. Jíly se obvykle tvoří v hlubších mořských oblastech, zatímco pískovce se usazují blíže k pobřeží. „Střídání těchto vrstev pozorujeme nejzřetelněji v chladných klimatických obdobích, kdy led pokrývá póly,“ vysvětlují vědci. V takových obdobích dochází vlivem kolísání zemské osy k ledovým dobám trvajícím desítky tisíc let, což způsobuje kolísání hladiny moří až o 100 metrů.

Až donedávna vědci nedokázali tyto rychlé změny mořské hladiny v dávné minulosti identifikovat. Van der Meer a jeho tým to vyřešili tím, že na základě vysoce kvalitních dat z posledních několika desítek milionů let stanovili vztah mezi globálním klimatem a objemem ledovců. „Získali jsme tak nejpřesnější informace, kde máme teplá období bez ledu a chladná období s ledem – a také doby ledové. Tento vztah jsme použili k určení krátkodobé proměnlivosti dále v čase, až do doby před 540 miliony let,“ vysvětluje Van der Meer.

Jejich rekonstrukce těchto krátkodobých změn mořské hladiny se výrazně shoduje s odhady založenými na fosiliích. „Je to poprvé, kdy jsme byli schopni konzistentně kvantifikovat hladinu moře v tak krátkém časovém horizontu,“ říká Van der Meer. V posledních milionech let způsobily opakující se doby ledové vzestup a pokles mořské hladiny až o 100 metrů. Naproti tomu v období jury a křídy, kdy se po Zemi proháněli dinosauři, byly výkyvy mořské hladiny méně extrémní kvůli absenci významného pevninského ledu. Avšak v pozdním karbonu, kdy se nad rozsáhlými bažinami na území dnešního Nizozemska vznášeli obří draci, byly posuny mořské hladiny mnohem větší, protože na jižní polokouli existoval mohutný ledovec.

Aplikace pro podzemní úložiště
Protože nyní mnohem přesněji víme, jak se vyvíjela hladina moří v minulosti, mohou vědci lépe mapovat Zemi pro všechna časová období. Mohou je využít pro klimatické a vývojové modely a jejich reakce na změny mořské hladiny. „Vysoká nebo nízká hladina moře, to všechno se v geologické minulosti už stalo,“ říká Van der Meer.

Poznatky o hladinách moří v geologické minulosti mají mnoho různých využití. Dnes hledáme metody pro podzemní skladování CO2 a vodíku nebo geotermální energie. Pískovec, který se ukládá při nízké hladině moře, je zde důležitý, protože může být využit jako zásobník. Jíly, uložené při vysoké hladině moře, fungují jako těsnění, kterým voda nebo CO2 nemohou snadno projít. V současné době se v těchto typech vrstev hledají také vhodná místa pro ukládání radioaktivního odpadu. „Pokud víme, že v určitém období byla hladina světového oceánu vysoká, víme také, že by se v ní uložila relativně souvislá vrstva jílů. Na základě těchto informací můžeme vytvořit globální mapu vrstev písků a jílů, která nám pomůže při bezpečném využívání podloží.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/study-reconstructs-540-million-years-of-sea-level-change-in-unprecedented-detail/

autor: František Martinek