Zapomínáme na moře?

ZDENĚK KUKAL  |  Technika

Nazýváme naši planetu hrdě Země a přitom tvoří pevná zem pouhých 29 % jejího povrchu. Kdyby ji navštívil cestovatel z jiné planety, zcela jistě by ji nazval Oceánem.

„Zájem o výzkum moří v 70. letech prakticky vyhasl. Vesmírné lety měly zkrátka silnější lobby. Velkoplošné zkoumání moří už nikoho nezajímalo, všichni chtěli do kosmu.“ Tohle prohlásila kosmonautka a akvanautka Peggy Whitsonová, která má jak mořské, tak oceánské zkušenosti. V kosmu pobyla přes 100 dní, pod hladinou moře, v podmořské laboratoři Aquarius, též. Kdyby to napsala jen Peggy, asi by si toho nikdo nevšiml, jenže podobné názory měli vrcholní představitelé světové vědy i politici, kteří financování vědy organizují. Do jisté míry byl tento povzdech oprávněný. Šedesátá léta, to byl J. Y. Cousteau se světem ticha a saturovanými podmořskými pobyty. Nepochybně šlo o skutečné mezníky ve vztahu člověka k oceánu.

Tehdy sdělovací prostředky informovaly s nadšením o pobytu badatelů v podmořských obydlích. Pro oceánografi i však znamenala šedesátá léta mnohem víc. Hlubokomořské organismy vynášely drapáky i sítě až z desetikilometrových hloubek, jiná plavidla s geologickými cíli byla vybavena jádrovnicemi, získávajícími jádra sedimentů i 20 m dlouhá. Celý svět obdivoval mapy dna oceánů s jejich 40 000 km dlouhým systémem středooceánských hřbetů, hlubokomořských rovin, podmořských příkopů i tisíce kilometrů dlouhých poruchových pásem. Nastoupil ne svět ticha, ale svět podmořských vulkánů, pohybujících se oceánských desek, svět turbiditních proudů. Do oceánů vyplul Glomar Challenger s programem vrtů. Desítky lodí najednou sledovaly do té doby dost záhadný systém Golfského proudu.

Že by všechny tyto aktivity ustaly v sedmdesátých letech na úkor kosmického výzkumu? To je opravdu jen zdání! Vrcholí plavby Glomar Challengeru, v letech 1977–1979 proběhl snad dosud nejmohutnější výzkum pod názvem Polymode, kdy desítky plavidel zkoumaly proudový systém v Atlantiku. Vztahy mezi oceánem a atmosférou byly předmětem zájmu programu PIGAN v roce 1979, kdy na hladině a nad hladinou sbíralo údaje na 5000 plavidel. Sedmdesátá léta znamenají též první překvapující nálezy horkých pramenů na oceánském dně s „podmořskými zahrádkami“ dosud neznámých organismů. Na začátku sedmdesátých let začala i organizovaná československá účast na výzkumu oceánů. Podívejme se, co zajímavého se událo v oceánu od zmíněného nešťastného a vyloženě nepravdivého výroku Peggy Whitsonové. Z hlediska specializace se přikloníme spíše k neživé stránce oceánu, avšak v jeho prostředí je vše od atmosféry přes biosféru, mořské sedimenty a horniny pod mořským dnem dokonale navzájem propojeno.

Hlubinná medúza Crossota vyfotografovaná v rámci průzkumů projektu CoML.

Hlubinné rekordy – pouhá atrakce?

Není pochyb o tom, že osobnost Francouze J. Y. Cousteaua a jeho „dobývání světa ticha“ povýšila oceán na hlavního hrdinu knížek i filmů. Cousteau se stal legendou, i když nebyl jediný, v mnoha zemích se potápěči, lékaři i technici snažili omezit nebo zcela eliminovat dobu potřebnou k dekompresi při výstupu z hloubek k hladině. Řešilo se to tzv. saturovanými ponory, stavbou podmořských obydlí, kde byli potápěči v rovnovážném stavu s okolím. Do sedmdesátých let byly úspěchy pozoruhodné, laboratoř Sealab III znamenala pobyt v hloubce 183 m po 12 dní, pozdější program Janus II poslal akvanauty dokonce do hloubky 220 m.

V sedmdesátých letech a později programy pokračovaly, i když trochu v jiném duchu, méně atraktivním, hlavně s praktickými cíli. Jak se dívat z vědeckého hlediska na nejznámější a nejhlubší ponory plavidel s posádkou? Nesporně technické aspekty zde byly nejdůležitější. Co však přinesly z jiného hlediska? Začněme slavným batyskafem Trieste II. A. Piccarda, který s Američanem Walshem údajně dosáhl roku 1960 v Marianském příkopu hloubky 10 916 m (po nedávných korekcích to zřejmě bylo „jen“ 10 740 m). Z jejich pozorování vyjímáme: Na dně, které je bahnité i písčité, jsou malé hrbolky (zřejmě po pohybu bentických organismů, nějakých mrchožroutů, pozn. autora). Pohyb vody je zřetelný, jeho rychlost centimetry za sekundu.

V zorném poli Piccardova batyskafu se objevilo též několik druhů hlubokomořských ryb. Nejslavnější ponorkou ze slavných je ovšem americký Alvin. V letech 1977 a 1978 posádka fotografovala a nafi lmovala zrod nové oceánské kůry na Středoatlantském hřbetu. Tehdy Alvin doprovázely francouzské ponorky Archimede a Cyana. Zmapovaly nově se tvořící podmořské sopky a výnory horkých pramenů. Alvin byl jedním z prvních plavidel, která objevila „černé a bílé kuřáky“ – horké prameny na mořském dně s hydrotermálními rudami a „podmořskými zahrádkami“. Po nálezu Titaniku dálkově řízenými roboty prozkoumal Alvin jeho vrak. Byl to geolog R. D. Ballard, který se o to zasloužil. Dodejme jen, že by byl dost slavný, i kdyby neobjevil Titanic.

Shinkai 6500, japonská ponorka s posádkou dvou pilotů a jednoho vědce, se ponořila do zcela mimořádných 6527 metrů v roce 1989. V roce 1995 následoval opakovaný sestup japonského podmořského robota Kaiko 7000 na dno Marianského příkopu do hloubky 10 911 metrů.

Z technického i propagačního hlediska skvělý úspěch. Co z vědeckého? Opakujeme zkráceně ze zprávy: „Na dně neoživený písek a jíl, na jediném místě nalezena mořská okurka (sumýš). Všude slabé proudění, rychlost neměřena. Na povrch ze dna vynesen vzorek bahna. V něm je na milion bakterií v gramu sedimentu!“

Miniponorka Delta se může ponořit maximálně do hloubky 360 metrů.

Neklid v oceánu

Daleko spíše než prostředí věčného klidu si oceány dnes představujeme jako svět převratných a drastických změn. Právem! Povrch i hlubiny oceánu jsou plné dramatických pochodů.

Klid oceánských hlubin nejčastěji porušují turbiditní proudy. Jsou to husté proudy, plné suspenze jílu, siltu a písku, které tečou i z mírných svahů rychlostí desítek kilometrů za hodinu a zanášejí hrubší sediment i do nejhlubších částí oceánu.

Turbiditní proudy jsou odpovědné za vznik hlubokomořských rovin, velkých částí oceánského dna v hloubkách 5–6 km. Vrtná jádra do sedimentů těchto částí dna odhalila, že jsou tvořeny až několik kilometrů mocným sledem sedimentů, ve kterém se střídají jíly s písky. Jíly se usazovaly v dobách klidu, které trvaly stovky, ba i tisíce let. Klid byl však přerušován přívalem písku, který turbiditní proud přinesl až z okraje kontinentu i z tisícikilometrové vzdálenosti. Turbiditní proudy byly někdy vyvolány zemětřesením na pevninském okraji, ještě častěji je však spustila nestabilita uloženin na svazích. Turbiditní proudy jsou pochodem katastrofi ckým, jejich hrozbu nelze podceňovat. Třeba v roce 1929 přetrhaly podmořské telegrafní kabely u Newfoundlandu.

Málokdo ví, že slavný Cousteau málem v turbiditním proudu zahynul. Jedna z jeho malých ponorek, dvoumístná „mořská blecha“ zkoumala stěny podmořského kaňonu, hluboké podmořské strže nedaleko od francouzských břehů. Mořská blecha narazila do svahu, ten se uvolnil a blechou pořádně zamával. Cousteau měl opravdu namále. Turbiditní proudy se dostanou i na dno hlubokomořských příkopů, proto je tam hrubší vulkanický klastický materiál, snesený z jejich strmých svahů.

Zdroj energie a zařízení na regeneraci vzduchu.

Projekt, který přepsal učebnice

„Největší novodobý přírodovědný projekt“, tak byl charakterizován program vrtání do mořského dna. V roce 1968 by zahájen projekt, známý pod zkratkou DSDP (Deep Sea Drilling Project, Projekt hlubokomořského vrtání). Do oceánů byla vyslána loď Glomar Challenger (Vyzývatel hlubin), jejíž zařízení vyhloubilo na 1000 vrtů do oceánského dna na 624 místech. Mohlo se vrtat až v hloubce 6 km, a to až 1 km pod oceánské dno. Vrty zastihly nejmladší sedimenty, procházely pak sedimenty starších čtvrtohor, svědkem dob ledových, a některé zastihly i třetihorní uloženiny.

Skromně řečeno, projekt potvrdil správnost představy geologických pochodů, které shrnujeme pod název desková tektonika. Předpokládá, že nejsvrchnější zemský obal je rozdělen na několik velkých a mnoho malých desek, které jsou 82 až 120 km tlusté, pohybují se rychlostí několik centimetrů za rok buď od sebe, nebo proti sobě či podél sebe. V rift ových zónách se tvoří nová oceánská kůra, oceány se rozpínají a odtlačují od sebe pevniny. Jinde se oceánská kůra podsouvá pod pevninskou, někde na sebe desky narazí a jejich kolize způsobí zdvih pohoří. Vrty do dna prokázaly, že sedimenty přímo na čedičové kůře jsou tím starší, čím jsou dále od riftových zón. To je skutečné potvrzení rozpínání oceánského dna.

Glomar Challenger vrtal i ve vnitřních mořích, studium vrtných jader přineslo doslova šokující objev toho, že Středozemní moře před šesti miliony let několikrát vyschlo, že Černé moře se střídavě spojovalo se Středozemním mořem, izolovalo od něj a občas měnilo v jezero páchnoucí sirovodíkem.

Toto velmi úspěšné plavidlo nahradil v roce 1983 ještě modernější JOIDES Resolution (JOIDES je zkratka komise z představitelů různých oceánografi ckých ústavů). Ten pracoval 20 let, upřesňoval výsledky, nalézal horké prameny a lávy na oceánském dně, provrtal i velký kus čedičové oceánské kůry. Na palubu vynesl na 250 000 m vrtných jader. JOIDES Resolution své výzkumy nekončí, je zařazen do nejnovějšího projektu IODP (Intergrated Ocean Drilling Project). Připojují se k němu japonská plovoucí vrtná plošina Chikyu (česky Země) a dvě další menší americké vrtné lodě.

Náklady na projekt jsou astronomické, zvláště když k nim připočítáme rozpočet výzkumných ústavů s mnoha tisíci vědců a techniků, jež se na výzkumu podílejí. Z evropských jmenujeme IFM Geomar v Kielu, francouzský Ifremer v Issy-les-Moulineaux, ruský Oceánografi cký institut AV P. P. Širšova a britskou Státní geologickou službu.

Z amerických Woods Hole Institute, Kolumbijskou univerzitu i Scrippsův institut v San Diegu, japonský JAMSTEC (Japan Agency for Marine-earth Sciences and Technology) v Yokosuce.

Proč neměla Peggy pravdu

Je to jen zdání, že od sedmdesátých let minulého století ustoupil oceán kosmu. Bombastické zprávy o atraktivních projektech dobývání „světa ticha“ sice mizely, avšak bez větší pozornosti sdělovacích prostředků pokračovala a rozšiřovala se mezinárodní spolupráce. Oceánografi cké výzkumné ústavy se nerušily, spíše naopak, státní i soukromé prostředky do nich stále směřovaly. To, že oceán je stále nevyčerpatelným zdrojem surovin – od ropy se zemním plynem až po kovy v konkrecích a hydrotermálních rudách, je nesporné. Pokud jsou zásoby kovů a metanu „uloženy u ledu“, nebudou tam stále. Je pravda, že se poněkud změnila náplň projektů, neboť nastal zřetelný obrat k environmentálním problémům a hodnocení rizik pro životní prostředí. S tím souvisí i mořský život. U nás pracují mořští biologové, účastní se expedic a publikují zajímavé výsledky o korálových útesech, fauně a flóře mělkých vod i o živinách ve vodách širého oceánu. Účastní se i obrovitého projektu se zkratkou CoML, což znamená „Census of Marine Life“ – Soupis mořského života, a jsou členy obrovitého týmu 2000 vědců a technických pracovníků.

Stačí všechny tyto důkazy k tomu, abychom obvinili Peggy z bludu? Zřejmě ano, i když peněz na studium oceánů nebude nikdy dost.


Češi na dně

V roce 1966 se čeští geologové, potápěči i filmaři na Kubě věnovali výzkumu korálových útesů, šelfových sedimentů, transportu schránek organismů vlněním a proudy i činnostmi příboje. Šlo o společný projekt Československé a Kubánské akademie věd. Byl též natočen film o tom, jak se pod vlivem proudů a vlnění mění šelfové sedimenty. Byla to doba plná nadšení ze saturovaných ponorů a dlouhodobých pobytů člověka pod mořem. Na Kubě však šlo o první experiment v Latinské Americe. Český potápěč Jaroslav Mergl s kubánským kolegou prodleli 72 hodin v třicetimetrové hloubce na šelfu 35 km východně od Havany, u města Guanabo, kde bylo sídlo expedice. Projekt jsme nazvali Caribbe I (Karibe Uno), i když nešlo o ponor v moři Karibském, ale ve Floridské úžině.

SLAVNÝ ČECHOKANAĎAN

Čech původem, dnes Kanaďan, žijící a pracující v Číně. Geolog jménem Lubomír Jansa publikoval v roce 1995 zprávu o senzačním objevu, prvním podmořském meteoritickém kráteru. Co tomu předcházelo? U nás studia geologie v Brně, pak dlouhé roky v Ostravě v podniku Uhelný průzkum. Emigrace a usídlení v Kanadě na univerzitě v Dartmouthu. V osmdesátých letech 20. století se podílel na obrovském projektu ODP (Ocean Drilling Project) a ropném vrtném průzkumu na kanadském šelfu. Na geofyzikálním obrazu se ukázala anomálie, velká deprese v geologickém podkladu. Vrtný průzkum potvrdil, že zřejmě jde o meteoritický kráter v hloubce 200 m pod hladinou. Má průměr 45 km, dnes je přikrytý mladšími sedimenty, které prohlubeň vyplnily. Soudíme, že desetimetrový meteorit zde spadl do moře před 50 miliony let, ve starším období třetihor. L. Jansa pracuje již několik let v Číně jako profesor geologie na různých univerzitách.

Napřed Jiří, pak George

George/Jiří Kukla se zapletl do problému globálního oteplování, a to i prostřednictvím mořské geologie. Byl poradcem amerického prezidenta v otázkách změn klimatu. Dr. Kukla soudí, že současné oteplování je spíše výsledkem přírodních procesů než lidské činnosti. K tomuto názoru dospěl právě výzkumem mořských sedimentů. Předcházela ovšem studia na Karlově univerzitě, zaměstnání v Nerudném průzkumu. Byl odborníkem na kaolin, sklářské písky a jiné suroviny a na čtvrtohorní sedimenty. Zajímal se o spraše a doby ledové. Emigroval do Spojených států a na Kolumbijské univerzitě pokračoval ve srovnávání suchozemských a mořských čtvrtohorních sedimentů. Mořské sedimenty mají tu výhodu, že se obvykle usazovaly pomalu a nepřerušovaně, milimetr po milimetru, a proto z nich lze vyčíst, co se během čtvrtohor odehrávalo. Náš George toho využil a odvodil, že střídání dob ledových a meziledových bylo až pozoruhodně pravidelné a že jsme právě ve stadiu oteplování.

Cousteaův ponorný talíř SP 350 Denise při průzkumu korálů v Indickém oceánu.

MOŘE PRÁCE PRO NAŠE BADATELE

Sedmdesátá léta, v těch nastalo vyvrcholení našich ofi ciálních mořských projektů, tehdy v rámci RVHP. Osm našich geologů, chemiků i geofyziků se zúčastnilo plaveb do tří oceánů na sovětských a německých lodích, v našich laboratořích se bádalo nad loužením kovů z manganových konkrecí. Po tři roky za sebou jsme zkoumali bulharský šelf Černého moře na lodi Družba, studovali zásoby železa a titanu v píscích. Změny v devadesátých letech umožnily proniknout osobní iniciativou do mnoha mezinárodních mořských projektů. I na palubu vrtné lodi JOIDES Resolution se dostal Čech. Stopy Čechů najdeme ve velkých oceánografi ckých institutech jak v Německu, tak ve Francii. Jihočeská univerzita i Přírodovědecká fakulta UK mají zásluhu na průniku našich mořských biologů do důležitých projektů v jižních mořích.

HROZÍ NÁM OCEÁNSKÉ KATASTROFY?

Současné výzkumy směřují též k hodnocení rizik, jaká nám z oceánu hrozí. Některá nebezpečí se přeceňují, jiná však podceňují. Oteplování oceánské vody je choulostivé, i když je zdánlivě nepatrné. V průměru pro celý oceán jen desetina stupně Celsia za posledních 20 let. I to je však nebezpečné: čím teplejší je voda, tím menší je rozpustnost karbonátu, tím méně oxidu uhličitého bude oceán pohlcovat. Následky jsou jasné, více skleníkového oxidu uhličitého by se hromadilo v atmosféře! Navíc takové oteplení zvětší objem mořské vody. Když k tomu přičteme objemy z tajících ledovců, pak je růst hladiny nevyhnutelný. Vychází nám, že hladina stoupá průměrně o 1 mm za rok. Bohužel, růst hladiny se zrychluje, za poslední rok 2007 dokonce stoupla o 2 mm. Nebezpečí není jen v samotném zdvihu hladiny, ale i v tom, že se bouřlivé vlny mohou rozbíjet dále ve vnitrozemí, a tak zaplavovat větší část přímoří. Pro Evropu jsou rizikem změny v systému Golfského proudu. Umíme vypočítat, jaké objemy vod zvednou hladinu Mexického zálivu a pak se valí Floridskou úžinou do Atlantiku, kde se dělí na několik větví, z nichž jedna se dostane do Severního ledového oceánu. Zpracovávají se tisíce měření z lodí, údaje z plovoucích i zakotvených bójí a satelitní data družic Seasat a Jason. Překvapuje stále víc a víc proměnlivostí celého systému. Velké víry, odštěpené proudy a protiproudy, měnící se osa hlavního proudu. Ta je posunována stále k jihu, za posledních 30 let o 100 km. Důvody jsou zřejmé, jednak studené proudy z Labradorského a Grónského moře stále mohutněji zásobované tajícími grónskými ledovci, jednak vyrovnávání teplotních rozdílů mezi samotným systémem a okolními vodami. Kdysi jsme použili dost bombastickou větu „bude se oteplovat tak, až zmrzneme“, což není tak nelogické. Pokud se proud nedostane do Severního ledového oceánu a k břehům severní Evropy, máme tu další dobu ledovou. Časovaná bomba pode dnem, metanová puška, vzpoura oceánů, to je jen několik titulků o riziku plynoucím z podmořských pevných uhlovodíků čili hydrátů metanu. Metanu jsou opravdu obrovské zásoby, hlavně pode dnem pevninských svahů v hloubkách kolem 1000 m. Riziko metanu je v tom, že jako skleníkový plyn je daleko účinnější než oxid uhličitý a že zpod dna skrze vodu neustále uniká do atmosféry. Také to, že takový únik může být náhlý, bouřlivý; za důkaz považujeme zcela čerstvé krátery v sedimentech na dně, nalezené jižně od Grónska, jejichž vznik těžko vysvětlíme jinak.

Sčítání mořských živočichů se týká i mikroorganismů žijících v polárních ledovcích.

I my máme svůj zábor na mořském dně

Zábor neboli claim, chcete-li klejm, si vyhrazovali zlatokopové na Aljašce nebo v Kalifornii. I na oceánském dně jsou zábory. Aby nedošlo k mýlce, mořské dno, kromě výlučné ekonomické zóny do vzdálenosti 200 mil od pobřeží, nepatří nikomu, podobně jako Měsíc nebo Antarktida. Země nebo jejich sdružení si však mohou zajistit právo na využití nerostných surovin na dně. Udělaly to země RVHP v sedmdesátých letech, včetně nás. Tento zábor jsme se Slovenskem zdědili, dnes jsme členy organizace Interoceanmetal se sídlem v polském Štětíně. Ten má statut tzv. kontrahenta s právy na využití oceánského dna o rozloze 75 000 km2. Je to oblast v Tichém oceánu, známá jako zóna Clarion-Clipperton, vzdálená 2000 km od mexického pobřeží, kde jsou hloubky kolem 5 km. Je velmi bohatá na manganové konkrece a předpokládá se, že v celé oblasti je 7500 mil. tun manganu, 340 mil. tun niklu, 265 mil. tun mědi a 78 mil. tun kobaltu. Jsou to obrovské zásoby, konkurencí jsou ovšem ložiska v rozvojových zemích. Zájem o manganové konkrece se však oživuje a počítáme stále s naší účastí v Interoceanmetalu. Velmi nás zajímá nejen mangan, kterého obsahují konkrece od 13 do 25 %, ale pozoruhodné zvýšené obsahy zlata, stříbra a uranu, dokonce i vzácných zemin (ceru, neodymu a lanthanu).

Nejčtenější