Eroziunea Carpaților noștri devine una dintre cele mai presante probleme de mediu
În contextul actual al schimbărilor climatice – unde contribuie și fluctuațiile de temperatură, dar și secetele și inundațiile – eroziunea solului se întâmplă accelerat: proiecțiile arată că procesul se va accentua cu 13-22.5% în UE până în 2050.
Totodată, cercetătorii preconizează că această pierdere a solului va fi mai mare în Europa centrală și de nord, unde în unele zone pot fi pierderi de până la 100%. Astfel, aceasta devine o problemă de mediu urgentă în Carpați, care compromite deja biodiversitatea și habitatele naturale și pe care o analizăm pe larg în acest articol.
Pentru ultimii 100 de ani am observat – în cadrul bazinelor montane – că eroziunea se accelerează odată cu intensificarea activităților umane și anume tăierea arborilor și pășunatul excesiv. În Carpați, conversia ecosistemelor naturale în pășuni înseamnă mai puține plante, deci un sol instabil și susceptibil la eroziune, ceea ce duce la degradarea peisajului.
În contextul actual al schimbărilor climatice – unde contribuie și fluctuațiile de temperatură, dar și secetele și inundațiile – eroziunea solului se întâmplă accelerat: proiecțiile arată că procesul se va accentua cu 13-22.5% în UE până în 2050. Totodată, cercetătorii preconizează că această pierdere a solului va fi mai mare în Europa centrală și de nord, unde în unele zone pot fi pierderi de până la 100%.
Astfel, aceasta devine o problemă de mediu urgentă în Carpați, care compromite deja biodiversitatea și habitatele naturale și pe care o analizăm pe larg în acest articol.
Ce este eroziunea?
La fiecare 5 secunde o suprafață de teren echivalentă cu un teren de fotbal se erodează. Formele de relief (munți, dealuri, câmpii, văi) pe care le observăm astăzi sunt rezultatul proceselor de eroziune ce au șlefuit terenul de-a lungul timpului.
Eroziunea reprezintă procesul geologic prin care scoarța terestră/solul este descompus, desprins și transportat de forțele naturii precum apa, gheața sau vântul. Există două tipuri principale de eroziune și anume: cea chimică și cea fizică.
Eroziunea chimică are loc atunci când compoziția chimică a unei roci se modifică în timp ce eroziunea fizică este cea care descompune rocile, dar compoziția lor chimică rămâne aceeași. Spre exemplu, alunecările de teren sau curgerile noroioase sunt determinate de eroziunea fizică.
Prin eroziune, rocile devin mai mici, mai netede și mai ușor de transportat. Atât apa cât și gheața contribuie la eroziunea fizică, deoarece mișcarea lor forțează rocile să se desprindă sau să se ciocnească. De asemena, vântul este un puternic agent de eroziune, transportând praf, nisip, cenușă și alte rămășițe la distanță mare.Eroziunea depinde de climă, relief, vegetație, activitatea tectonică și de activitatea oamenilor. Clima prin precipitații, vânt și procesul de îngheț-dezgheț determină eroziunea peisajului. Vegetația poate încetini impactul eroziunii. Rădăcinile copacilor, arbuștilor și a altor plante stabilizează solul și împiedică transportul sedimentelor și pot limita impactul alunecărilor de teren.
De-a lungul timpului, eroziunea a influențat semnificativ dezvoltarea civilizațiilor. De fapt, dezvoltarea agriculturii a depins de procesul de eroziune, care a contribuit la formarea solurilor bogate în nutrienți în regiunile râurilor Tigru, Eufrat și Nil. Aceste solurile fertile au rezultat în urma erodării bazinelor hidrografice cu soluri bogate în nutrienți.
De departe, cea mai importantă formă de eroziune este eroziunea solului – procesul prin care stratul superior de pământ (solul vegetal) este îndepărtat treptat sub forțele apei, vântului și a activităților umane.
Omul, prin activitățile sale, în special prin agricultura intensivă, pășunat, dar și prin defrișări, construcții, pot face solul vulnerabil la eroziune. Spre exemplu, atunci când agricultorii ară solul pentru a-l pregăti de cultivare, solul rămâne neacoperit, adică fără vegetație, pentru câteva săptămâni sau chiar luni fiind expus la impactul direct al ploii și vântului.
De asemenea, pășunatul cu oi, capre sau bovine în zonele înalte muntoase lasă terenul fără plantele care-l fixează. La fel se întâmplă și în cazul defrișărilor: îndepărtarea arborilor expune solul la vânt și ploaie, solul rămâne fără protecția rădăcinilor ce-l protejează de eroziune. În contextul actual al schimbărilor climatice, eroziunea solului se accelerează – iar aici contribuie atât fluctuațiile de temperatură cât și secetele și inundațiile.
Impactul eroziunii solurilor în zonele montane (cazul de față Munții Rodnei) și situația actuală
Regiunile înalte ale Carpaților sunt predispuse la eroziunea solurilor atât din cauza reliefului accidentat, cât și a precipitațiilor abundente. Defrișările, pășunatul excesiv și incendiile de vegetație duc la degradarea solurilor, pierderea biodiversității, fertilității și creșterea riscului de alunecări de teren și inundații în aval, în zonele mai joase.
În Carpați, conversia ecosistemelor naturale în pășuni înseamnă mai puține plante, ceea ce înseamnă un sol instabil și susceptibil la eroziune. În zonele înalte, unde covorul vegetal este subțire și discontinu, chiar și o rată de eroziune scăzută (< 5 t ha-1 an-1) determină pierderea ireversibilă a solului, determinând degradarea peisajului și pierderea beneficiilor naturale oferite de ecosistem.
Eroziune (foto stânga) lacul Ighiel
În două studii publicate recent, am analizat eroziunea solului în două bazine montane din Carpați, lacul Roșu și lacul Ighiel. Cu alte cuvinte, ne-am uitat la cât sediment ajunge pe fundul acestor lacuri pe o perioadă de un secol și care este legătura cu clima și activitățile oamenilor.
Ce am observat pentru ultimii 100 de ani este faptul că eroziunea se accelerează odată cu intensificarea activităților umane și anume, tăierea arborilor și pășunatul excesiv. Pe lângă efectele la nivel de ecosistem am observat, mai ales pentru lacul Roșu, că aportul crescut de sedimente a dus la colmatarea accelerată a lacului, un proces ce afectează durata de viață a lacului.
Rate erozionale în România (după Mindrescu et al., 2017). Culorile mai închise reprezintă eroziune accelerată, culorile mai deschise indică eroziune mai slabă.
Ce rol joacă incendiile de vegetație în acest proces – exacerbează, schimbă peisajul local iremediabil? Care este impactul asupra ecosistemelor montane?
Carpații Românești (și nu numai) sunt susceptibili la incendii de vegetație, în special în perioadele secetoase sau în urma intensificării activităților umane. La nivel global, 4 din 5 incendii sunt declanșate de om. Aceste incendii pot avea efecte devastatoare asupra ecosistemelor montane, în special asupra celor fragile, și pot duce la pierderea habitatelor naturale, distrugerea biodiversității și chiar la amenințarea siguranței comunităților din apropierea zonele afectate. Mai mult, incendiile, în special în zonele înalte, cresc riscul hazardelor naturale cum sunt alunecările de teren, inundațiile, curgerile noroioase.
Incendiile sunt inițiate sau „aprinse” de evenimente naturale, cum sunt fulgerele, erupțiile vulcanice, razele solare sau de scânteile produse de activitatea oamenilor. Pentru a se propaga, focul are nevoie de condiții meteorologice prielnice și de vegetație uscată (iarbă, frunze, arbori) adică combustibil.
Vântul, temperaturile ridicate și precipitațiile scăzute ajută la uscarea copacilor, arbuștilor, frunzelor alimentând incendiul. În special în zonele montane unde pantele sunt mai abrupte, propagarea incendiiloreste mai accelerată. Durata, temperatura și suprafața afectată sunt caracteristicile cele mai importante ale unui incendiu de vegetație, cu cât temperatura de ardere este mai mare, iar focul durează mai mult cu atât va arde mai multă vegetație iar efectele vor fi mai devastatoare.
Un studiu publicat de cercetătorii de la European Joint Research Centre ce și-a propus analiza răspunsului solurilor și a vegetației la incendiile de vegetație pe o durată de 5 ani ne arată efectele negative și de lungă durată ale unui incendiu. Astfel, rata de eroziune a crescut de 12 ori imediat după incendiu, solul nu și-a revenit la stadiu inițial în următorii 5 ani ce au urmat incendiului, refacerea vegetației s-a realizat într-un procent destul de mic.
Ar trebui să ne facem griji cu seceta – o potențială lipsă a precipitațiilor și o înrăutățire a frecvenței incendiilor de vegetație?
Eroziunea solurilor este o problemă de mediu urgentă în Carpați. După cum ne arată modelele climatice, creșterea precipitațiile într-o perioadă scurtă de timp, dar și creșterea temperaturilor, prelungirea sezoanelor calde ca urmare a schimbărilor climatice ar trebui să ne îngrijoreze.
În aceste condiții, regiunile care nu sunt predispuse la incendii, cum este și zona noastră vor deveni zone cu risc. Prelungirea sezonului de vară determină uscarea vegetației ce duce la aprinderea rapidă. Mai mult, activitățile umane, pășunatul excesiv și despăduririle contribuie la acest fenomen ducând la destabilizarea solurilor și creșterea riscului de eroziune. Astfel de modificări vor duce la o creștere a frecvenței incendiilor de vegetație. În ultimele decenii, suprimarea și controlul incendiilor a dus la acumularea de vegetație (combustibil) ce poate alimenta incendii mai devastatoare.
Interesant este că, deși în cele mai multe cazuri incendiile au efecte devastatoarea asupra naturii sunt specii de plante a căror supraviețuire depinde de foc. Spre exemplu, specii precum Pinus palustris, cunoscut și sub numele de pinul cu frunze lungi ce crește pe coasta sud-estică a Statelor Unite, eucaliptul sau plantele din genul Banksia au nevoie de foc pentru ca rășina ce acoperă semințele să fie îndepărtată și să germineze. Pentru a asigura perpetuarea speciilor, unele plante au nevoie de foc odată la câțiva ani iar altele o dată la câteva secole.
Mai mult, menținerea sănătății ecosistemelor depinde de foc. Focul poate acționa ca un dezinfectant natural, îndepărtând bolile și insectele ce afectează copacii și consumând vegetația moartă permițând astfel creșterea de noi plante. Focurile de mică intensitate pot adăuga substanțe nutritive în sol, cenușa este bogată în potasiu și alte substanțe benefice creșterii plantelor, bineînțeles dacă cantitatea este moderată.
Este o problema localizată sau se va extinde pe întregul lanț carpatic?
Este o problemă ce afectează nu doar lanțul carpatic și zona noastră, ci și alte zone de pe Glob.
Deși ne aflăm într-o zonă climatică (temperat-continentală) unde incendiile de vegetație nu sunt la fel de frecvente și devastatoare cum sunt zonele mai uscate (mediteraneene), odată cu schimbările climatice – riscul la incendiile de vegetația a crescut și în zona noastră.
Într-un studiu publicat de Uniunea Europeană în 2021, România a înregistrat în anul 2020 cele mai multe și cele mai devastatoare incendii (după 2012) iar 80% din incendiile înregistrate au avut loc în situri Natura 2000. Astfel, în 2020, România a înregistrat cea mai mare pierdere de teren protejat din Europa.
Într-un studiu publicat în 2015, ne-am uitat la mostre de sedimente prelevate din două lacuri glaciare din munții Rodnei, Lacul Știol și Lacul Buhăiescu Mare, tocmai pentru a evalua dacă de-a lungul timpului, la o scară de peste 10,000 de ani, incendiile de vegetație au legătură cu eroziunea solului. Zonele montane sunt ideale pentru a studia relația dintre incendii și eroziune deoarece topografia crește susceptibilitatea la eroziune.
În acest studiu, pentru a identifica reacția solului la incendii, am folosit un set de analize geochimice și fizice (diferite elemente chimice ne indică răspunsul solului la un factor declanșator). Știm că incendiile de vegetație reduc stabilitatea și proprietățile solului, modifică gradul de infiltrare și astfel promovează desprinderea și transportul sedimentelor. Astfel, focul este considerat un moderator al activității geomorfologice.
Cum ajunge cărbunele în mostrele de pe fundul lacurilor
În urma arderii vegetației, cărbunele, cenușa și alte resturi parțial carbonizate sunt transportate de vânt și de apă și depozitate pe fundul lacurilor. Astfel, în sedimentele depuse pe fundul lacurilor vom găsi cărbune de la incendii de acum mii de ani. Cărbunele rezistă mii de ani în sediment, deoarece este inert la procesele chimice și biologice și nu se descompune.
Pentru a studia incendiile de vegetație, cercetătorii folosesc diverse metode de laborator (sitare și procesare chimică) prin care separă cărbunele de matricea sedimentară. Cărbunele rezultate în urma arderii și depozitat în sediment are dimensiuni cuprinse între 100 și 1000 microni. Folosind diferiți parametri microscopici cum sunt lungimea, lățimea și structura fragmentelor de cărbune, putem identifica tipul de vegetație arsă și temperatura focului.
În studiul nostru, am cuantificat fragmentele de cărbune și am descoperit că incendiile de vegetație au fost destul de frecvente, iar în ultimele secole, când activitatea umană s-a intensificat, ele sunt și mai frecvente. Activitatea oamenilor în zonele montane înalte se referă, în general, la pășunat excesiv și la despăduriri care au avut ca scop extinderea pășunilor.
Am observat că perioadele cu mai multe incendii corespund cu intensificarea eroziunii solului deoarece incendiul consumă vegetația de la suprafața lui, reducând stabilitatea și ușurând transportul către zonele de depozitare. Interesant este faptul că studii recente ne arată că incendiile de vegetație afectează capacitatea de stocare a carbonului, inițial prin inputul de CO2 rezultat în urma arderii și apoi prin reintroducerea în atmosferă a carbonului stocat în sol.
Ce facem pentru a găsi soluții la eroziunea solului?
Atât la nivel național cât și internațional, există o serie de inițiative și strategii ce au ca scop limitarea și prevenirea eroziunii solului. Mare parte din legislație face referire la practicile agricole și mai puțin la eroziunea solului din zonele montane înalte dar chiar și așa parte din reglementări pot fi aplicate și pe solurile de la altitudine.
Legislația românească cuprinde o serie de regulamente și acte normative ce își propun atât conservarea și gestionarea solului dar și prevenirea eroziunii. Dintre acestea, menționăm Legea nr 115/2015 privind conservarea solului – ce impune o serie de măsuri pentru conservarea, utilizarea adecvată a terenurilor, reducerea eroziunii și prevenirea degradării.
Programul Național de Dezvoltare Rurală (PNDR) este un program de finanțare nerambursabilă de la UE ce susține implementarea practicilor agricole sustenabile care să reducă din impactul negativ al agriculturii, inclusiv eroziunea solului.
La nivel european, strategia UE privind solurile (EU Soil Strategy for 2030) își propune să contribuie la îndeplinirea obiectivelor Strategiei EU pentru Biodiversitate și Pactului Verde European, stabilește cadrul și măsurile concrete pentru protejarea și restaurarea solurilor, asigurând utilizarea lor în mod durabil. Mai mult, există și propuneri pentru un nou act legislativ european care să își propune monitorizarea și promovarea gestionării durabile a solurilor.
La nivel regional, Carpathian Convention, un tratat internațional adoptat în 2003 de Polonia, Slovacia, Ucraina, Ungaria, România și Cehia își propune promovarea dezvoltării durabile și protecția mediului în munții Carpați. De asemenea, în Carpați există și fundații/organizații locale care își propun protejarea fondului natural prin limitarea defrișărilor, înființarea de parcuri naturale, monitorizarea și evaluarea zonelor afectate și educarea populației locale.
Pentru a preveni eroziunea solurilor în zonele montane există o serie de măsuri care pot fi implementate:
împădurire – plantarea de arbori și arbuști în zonele defrișate sau degradate, rădăcinile arborilor/arbuștilor vor contribui la stabilizarea solului;
limitare pășunat – evitarea pășunatului excesiv în aceeași zonă, utilizarea periodică a potecilor și a pășunilor pentru a permite regenerarea stratului de iarbă;
monitorizare și evaluare – monitorizarea și evaluarea periodică a zonelor afectate de eroziune;
educare și conștientizare – este importantă educarea comunității locale și a fermierilor ce utilizează zonele montane pentru a promova conștientizarea efectelor asupra solului și a-i angaja în procesul de prevenire.
Solurile sunt esențiale pentru atingerea neutralității climatice, promovarea economiei circulare dar și pentru combaterea fenomenului de deșertificarea și a degradării terenurilor. Ele mențin biodiversitatea, asigură o alimentație sănătoasă și astfel, ajută la protejarea sănătății noastre.
Dr. Aritina Haliuc
Cercetătător postdoctoral (Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux), Universitatea din Bordeaux, Franța.
Domenii de cercetare: Paleoclimatologie, Climatologie istorică, Schimbările climatice și impactul acestora asupra mediului și societății.
Primăvara păsărilor și a gâzelor – o simfonie tulburată de încălzirea globală
Astăzi, în lumea din jurul nostru, florile înfloresc prea devreme şi păsările cântă prea târziu, din toată splendoarea și armonia primăverii rămâne încet, încet numai astenia ei. Încălzirea globală a rupt primăvara în două – primăvara gâzelor și primăvara păsărilor.
Astăzi, în lumea din jurul nostru, florile înfloresc prea devreme şi păsările cântă prea târziu, din toată splendoarea și armonia primăverii rămâne încet, încet numai astenia ei. Încălzirea globală a rupt primăvara în două – primăvara gâzelor și primăvara păsărilor.
Teoretic primăvara începe, în emisfera nordică, la echinocțiul de primăvară, în 21 martie. Practic, așa cum forma termenului ce marchează începutul primăverii este discutabilă, “echinocţiu” sau “echinox”, discutabil rămâne şi începutul primăverii.
Dacă vorbim despre un spațiu extins, cum ar fi de exemplu un teritoriu întins din lunca Dunării şi până pe Acoperişului Lumii, în Tibet, ne-ar fi ușor să înțelegem că primăvara debutează în perioade diferite, în anumite puncte din acest enorm interval. Mirarea însă vine din faptul că lucrurile stau tot așa și în doi metri pătrați de grădină, din spatele casei sau din parcul din fața blocului, acolo, în acel spațiu îngust, primăvara începe în momente diferite pentru diversele vietăți.
Primăvara gâzelor și a florilor
Pentru multe specii de animale și plante care trăiesc în zona temperată, acolo unde avem patru anotimpuri, temperatura comandă ciclicitatea vieții lor, a timpului biologic pe care îl trăiesc. Sosirea primăverii este dată de creșterea temperaturii, de venirea căldurii. În felul acesta, dacă după topirea zăpezii urmează câteva zile de soare, cu temperaturi ce depășesc 5 – 6 grade C, plantele încep să înmugurească iar gâzele, moluștele și alte orătănii, plasate biologic mai spre baza arborelui filogenetic al viului, ies din somnul letargic al iernii şi își încep viața. Pentru ele începe primăvara, plante înmuguresc și înfloresc, insectele zboară, se hrănesc, se împerechează, își depun ouăle din care ies larvele care o să “umple lumea” spre sfârșitul primăverii.
Se întâmplă astfel ca uneori, în trecut în ani de excepție iar astăzi - datorită încălzirii globale, aproape în fiecare an, să avem copaci înfloriți și gâze multe prin ianuarie sau februarie. În aceste luni de iarnă, după câteva zile calde zăpada se topește și găsim câte o floare de primăvară înflorită. Ne bucurăm de ea, de venirea primăverii, însă imediat o voce din minte ne trezeşte la realitate “Cu o floare nu se face primăvară!”- la realitatea noastră, a oamenilor.
Și așa este căci după aceste zile calde urmează imediat niște zile extrem de reci, cu gheață și polei. E ca și cum știm de mii de ani că primăvara așteptată de noi e diferită de primăvara așteptată de flori şi gâze. Nu doar pentru noi oamenii, ci pentru majoritatea animalelor cu sânge cald, printre care și păsările. Căci pentru ele începutul primăverii nu este marcat de creșterea temperaturii ci de creșterea fotoperioadei.
Primăvara păsărilor
Cuib de Erete de stuf, la Sic, jud. Cluj.
Dacă roata vieții gâzelor şi a plantelor este controlată de temperatură, și ciclurile vieții lor încep atunci când vremea se încălzește, viața multor animale, aflate mai sus pe arborele filogenetic este cârmuită de lumină. Fotoperioada – durata luminii dintr-o zi, este cea care dă startul ciclurilor de viață ale acestora animale, printre care ne numărăm și noi, oamenii.
Creșterea perioadei de lumină dintr-o zi este semnalul principal al venirii primăverii. În acest fel păsările “știu” când să își înceapă cântecul, să își caute perechea, așa cum multe alte animale își încep printr-o explozie de energie ciclul reproductiv. Primăvara, pentru acest plan al viului înseamnă lumină, parcă și noi oamenii vedem mai bine culorile și lumea din jur, simțim cum ieșim din amorţeala iernii.
Noi, ca şi restul animalelor pentru care lumina contează în ciclul vieții, ne-am dezvoltat un organ cu care percepem venirea primăverii, un al treilea ochi care numără minutele de lumină – epifiza. Este o glandă minusculă, aflată undeva la mijlocul axului imaginar ce pleacă dintre sprâncene și treversează craniul nostru. Este pe drept cuvânt un “al treilea ochi” pentru că are o structură foarte asemănătoare cu retina ochiului nostru, și pentru că la unele reptile și amfibieni se chiar deschide în exterior, în creştetul capului. Aceste animale chiar au trei ochi! În istoria devenirii noastre culturale am știut mereu de existent acestui ochi și în unele culturi, cum este cea indiană, l-am marcat printr-un punct roşu.
Acest al treilea ochi, prin semnale chimice, dă startul cascadei de hormoni care marchează începutul unui ciclu biologic, aşa cum tot el blochează aceste cicluri odată cu finalul primăverii sau cu începutul toamnei, atunci când fotoperioada scade. Din pricina asta se întâmplă, ca uneori, în primăverile foarte reci şi mohorâte să vină berzele cu mult înaintea căldurii, vin datorită luminii. Creşterea perioadei de lumină dintr-o zi le dă semnalul primăverii, aşa cum scăderea perioadei le dă semn că vine toamna şi le pun pe drum pe cele migratoare.
Primăvara întregului viu
Cum, “toate sunt legate de toate” întreg ciclul viului s-a echilibrat de milioane de ani şi până mai ieri funcţiona ca o orchestra condusă de o baghetă magistrală. Ne e uşor să înţelegem că primăvara venea şi cu lumină şi cu căldură.
De la jumătatea lui martie vremea se încălzea şi insectele ieşeau la lumină, florile înfloreau şi hrăneau cu nectarul lor toată hoarda de gaze care spre jumătatea lui aprilie se înmulţeau umpleau câmpurile. Imediat după jumătatea lui martie începea să crească ziua şi să scadă noaptea, era un semn pentru păsări că vine primăvara, începeau să cânte, îşi găseau perechea, îşi construiau cuibul şi cloceau ouăle ca pe la jumătatea lui aprilie să iasă puii, pui pe care îi hrăneau cu insectele, care fix în aceea perioadă erau în număr foarte mare. Curba de creşterea a temperaturii se sincroniza cu cea de creşte a fotoperioadei şi această sincronizare controla şi unea o mare parte a viului.
Am spus toată povestea “la trecut” deoarece astăzi “ceva” a desincronizat orchestra. Încâlzirea globală este cauza acestei debusolări a viului. În acest fel, din perspectiva insectelor şi a plantelor primăvara vine mai repede, căci vremea se încălzeşte de la jumătatea lui februarie şi astfel ciclul vieţii lor este urnit cu aproape o lună mai devreme pe când primăvara pentru păsări vine aşa cum a venit de când e lumea, odată cu creşterea zilei.
Încălzirea globală este un fenomen pe care îl trăim şi pe care dacă suntem atenţi îl simţim de la un an la altul. Printre cauzele încălzirii globale sunt și gazele cu efect de seră, emise de arderea combustibilului, de industrie, de fermele de animale şi de agricultură. Aceste gaze ajung în cantitate enormă în atmosferă, înmagazinează căldura în ele şi o păstrează, eliminând-o lent. Sunt asemenea cărămizilor pe care uneori, în casele de la munte, iarna, bunicii noştri le puneau ziua lângă sobă iar seara, învelite în pături le punea pe marginea patului ca să le ţină de cald. Cărămizile strângeau căldura de peste zi în ele iar seara o eliminau treptat. Tot aşa fac şi gazele cu efect de seră, înmagazinează în ele căldura pe care o elimină treptat în timpul nopţii. Dimineaţa soarele încălzeşte atmosfera care seara se răceşte la o anumită temperatură după care se reâncălzeşte iar, începând cu dimineaţa următoare.
Odată cu creşterea emisiilor de gaze, ziua soarele încălzeşte atmosfera şi gâzele ei, acestea, peste noapte elimină temperatura treptat, dar atmosfera nu ajunge să se răcească destul de mult până dimineaţa, când începe un nou ciclu de încălzire şi astfel, de-a lungul anilor o cantitate tot mai mare de căldură se păstrează în atmosferă şi totul devine din ce în ce mai cald.
Această desincronizare dintre lumină şi căldură afectează, în povestea noastră, în principal păsările, care, dacă înainte scoteau pui atunci când cantitatea de insecte era cea maximă, astăzi, pentru că ciclul insectelor începe mai devreme, puii ies atunci când cantitatea insectelor începe să scadă. Neavând mâncare destulă au un succes reproductiv scăzut şi rata de supravieţuire a puilor scade. Pe lângă rolul pe care îl au în viaţa păsărilor, insectele au nenumărate alte roluri în complexitatea sistemului ce înconjoară Terra, aşa cum şi păsările au rolurile lor în această reţea. Dereglările unei mici rotiţe din ceas va afecta funcţionarea întregului sistem tot aşa cum dereglările apărute în reţeaua viului vor afecta întreaga biosferă.
Astăzi, în lumea din jurul nostru parcă florile înfloresc prea devreme şi pare că păsările cântă prea târziu, din toată splendoarea primăverii râmâne încet, încet numai astenia ei. Pe cât de frumoasă pare povestea primăverii pe atât de tragică ni se dezvăluie în amănuntele ei curente. Lucrurile însă se pot schimba, lumea se mobilizează şi oamenii caută soluţii, nu este deloc târziu să facem ceva ca Natura să își recapete armonia.
Dr. Alexandru N. Stermin
Alexandru N. Stermin este biolog și explorator. Predă la Facultatea de Biologie și Geologie a Universității Babeș-Bolyai din Cluj cursuri de anatomia comparată a vertebratelor, neurobiologie şi evoluţia creierului, etologie, bioetică, modificări globale și ecologie umană. A participat la expediții în jungla Americii de Sud și în Siberia, a fost bursier la Universitatea din Greifswald și la Universitatea de Stat din Rio de Janeiro. Se implică activ în popularizarea științei și conservarea naturii. În 2015 a contribuit la seria Fauna României (Păsări) publicată de Academia Română. În 2017 și a lansat prima carte, Jurnalul unui ornitolog, iar în 2021 Călătorie în jurul omului, care a devenit un bestseller Humanitas. Scrie articole în revistele Sinteza și National Geographic. A primit din partea Universității Babeș Bolyai Premiul de Excelență pentru implicarea culturală și deschiderea spre comunitate (2021) şi Premiul de Excelență în Educaţie (2022).
Cum călătoresc speciile invazive și de ce e relevantă această călătorie
Schimbările climatice facilitează acomodarea speciilor noi/invazive ((insecte, plante, microorganisme) în zone în care acestea nu ar fi putut anterior să trăiască. În acest sens vedem deja apariția țânțarilor tigru în București sau de tufiș asiatic în Cluj-Napoca, ca rezultat direct a schimbării mediului înconjurător și a creșterii interacțiunilor cu zonele de origine a acestor insecte.
Schimbările climatice facilitează acomodarea speciilor noi/invazive (insecte, plante, microorganisme) în zone în care acestea nu ar fi putut anterior să trăiască. În acest sens vedem deja apariția țânțarilor tigru în București sau de tufiș asiatic în Cluj-Napoca, ca rezultat direct a schimbării mediului înconjurător și a creșterii interacțiunilor cu zonele de origine a acestor insecte. E important să înțelegem modul în care aceste specii călătoresc, se acomodează și se dezvoltă pentru a ne asigura că nu expunem riscului biodiversitatea și bunăstarea comunităților noastre.
Recent, în România au fost raportate cazuri importate de dengue, Zika, febră galbenă și chikungunya. Aceste boli sunt specifice zonelor tropicale și subtropicale respectiv apariția lor în România ridică semne de întrebare. Cum au ajuns aceste boli în România? Schimbările climatice au schimbat contextul astfel încât speciilor le-a fost permis să se acomodeze în zone în care nu ar fi putut anterior să trăiască până acum (insecte, plante, microorganisme).
Un alt aspect îl reprezintă structura economiei globale care facilitează schimburile de mărfuri, bunuri din diferite zone geografice ale lumii. Cea mai mare rată înregistrată sunt călătoriile populației umane, crescând astfel șansa de apariție a bolilor exotice. Numai să ne gândim că în anul 2018 s-a înregistrat aproximativ 1 miliard de călătorii din transportul aerian la nivelul Uniunii Europene potrivit Eurostat Statistics Explained.
În România vedem deja exemple de specii invazive spre exemplu țânțarul tigru, Aedes albopictus, descoperit în anul 2012 în București. Această specie de țânțari este originară din zona temperată și/sau tropicală a Asiei. În următorii ani, această specie s-a răspândit în mai multe orașe din țara noastră fiind raportată în mai multe studii axate pe distribuția și răspândirea speciei exotice pe teritoriul României.
În Cluj-Napoca, studiile recente au evidențiat prezența unei noi specii exotice – țânțarul de tufiș Asiatic, Aedes japonicus japonicus. Raportările s-au realizat din zona aeroportului internațional ‚Avram Iancu’ din Cluj-Napoca. Această specie nu este considerată un vector major în transmiterea bolilor, dar se cunoaște din literatura de specialitate că transmite mai multe flavivirusuri (ex. West Nile, encefalita japoneză, chikungunya, febra dengue, LaCrosse, encefalita ecvină de est, encefalita St. Louis, febra Rift Valley, virusurile Zika și Usutu) precum și viermii cilindrici (ex. Dirofilaria immitis și Dirofilaria repens). În conformitate cu Raportul epidemiologic anual al ECDC din 2018, în România s-a înregistrat un număr semnificativ de cazuri al Encefalitei West Nile (267 de cazuri confirmate și 43 de decese).
a) Țânțarul tigru asiatic (imaginea din stânga), b) țânțarul de tufiș asiatic (imaginea din dreapta)
România este una dintre locațiile/ destinațiile din Europa unde s-au răspândit specii noi de țânțari. Efectul globalizării în continuă creștere împreună cu schimbările de mediu și climatice facilitează țânțarilor să cucerească noi teritorii, astfel ajungând la noi în țară. Introducerea acestora a fost mediată în principal de activitățile umane, în special prin comerțul internațional cu anvelope uzate și plante ornamentale, spre exemplu bambusul dintr-o zonă infestată în zone noi.
Note de cercetare din Galapagos - arii geografice diferite, mecanisme similare
Ceea ce observăm întâmplându-se în România, este de fapt parte a unui mecanism global. Chiar dacă mergem în cele mai izolate locuri din lume putem vedea cum prezența antropică și schimbările care au loc în mediul înconjurător pot duce la dinamici periculoase pentru populațiile locale, atât la animalele din fauna sălbatică cât și la oameni.
Ca să înțelegem mai bine acest proces dinamic, am plecat în locul unde acum aprox. 100 de ani s-a conturat teoria evoluționistă, în Insulele Galapagos. Pe acest teritoriu izolat de continent dar totodată interconectat cu el, în mijlocul Oceanului Pacific speciile endemice (cintezele lui Darwin, boobies cu picioare albastre și roșii, iguane, țestoasele gigantice, leii de mare, pinguini, etc.) au fost nevoite să se adapteze și să trăiască împreună cu animalele domestice și oamenii. O dată cu introducerea animalelor domestice pe acest teritoriu, au fost introduși noi patogeni (bacterii, virusuri, paraziți) necunoscuți de viețuitoarele sălbatice.
Din punct de vedere a sistemului imunitar aceste specii de animale sunt mai susceptibile la infectarea cu noii agenți patogeni, deoarece în istoria lor evolutivă nu s-au întâlnit cu acești patogeni proveniți de la animalele domestice.
Un aspect esențial este că lumea patogenilor este specifică fiecărui grup de viețuitoare. Astfel, o dată ce animalele domestice (câini, pisici, etc.) pătrund tot mai des în teritoriul animalelor sălbatice șansele de a se transmite diferite boli de la un grup la altul crește. Acest lucru la rândul său poate duce la creșterea vulnerabilității speciilor sălbatice.
În cazul studiului nostru, leul de mare de Galapagos (Zalophus wollebaeki) este una dintre speciile endemice amenințate de animalele domestice introduse, în special de câini. Coloniile leilor de mare se găsesc în apropierea așezărilor umane fiind în contact strâns cu câinii domesticii ceea ce crește riscul de transmitere a agenților patogeni de la câini la leii de mare.
Deoarece câinii sunt rezervoare pentru altă categorie de paraziți, interacțiunea acestora (directă și/sau indirectă) cu leii de mare poate duce la transmiterea acestor paraziți către leii de mare. Cei din urmă, pentru că nu au interacționat niciodată cu acești paraziți, pot fi mult mai vulnerabili în fața acestor noi paraziți deoarece ei, momentan nu au mecanisme de luptă împotriva acestora.
Datorită absenței unor date legate de transmiterea bolilor de către paraziții cu mai multe gazde, vara trecută am pornit în colectarea și examinarea probelor de sânge de la câinii de pe Insula San Cristobal, Galapagos cu scopul de a evalua riscul de transmitere a unui parazit, Dirofilaria immitis. Acest parazit are ca și gazdă finală câinele, dar de asemenea se numără omul cât și carnivorele sălbatice. Acest parazit se transmite pe cale vectorială (o cale de tranziție dintre gazde) prin intermediul speciilor de țânțari.
Cu alte cuvinte acest vierme al inimi canin nu își poate finaliza dezvoltarea (ciclul de viață) fără prezența acestor țânțari în mediu. Pe acest teritoriu insular, există trei specii de țânțari introduși în diferite perioade ale timpului (Aedes aegypti, Aedes taeniorhynchus, Culex quinquefasciatus). Aceste trei specii pot transmite și altele virusuri, precum febra galbenă, Zika, febra dengue, chikungunya și viermi cilindrici (viermele inimii canin, Dirofilaria spp.) care afectează sănătatea indigenilor precum și a animalelor sălbatice.
Este foarte posibil odată cu primii oameni ajunși în aceste insule izolate și mai ales turiștii să fie responsabili pentru aducerea țânțarilor în acest teritoriu. Ulterior, climatul prielnic și umiditatea crescută au contribuit la răspândirea celor trei specii de țânțari în Insulele din Galapagos.
Analizele făcute la centrul științific de pe Insula San Cristobal (Galapagos Science Center) au indicat prezența viermelui canin – D. immitis, la câinii domestici care trăiesc în imediata apropiere a leilor de mare. Acest lucru împreună cu prezența vectorilor (țânțarii) reprezintă un risc de transmitere a viermelui canin la aceste mamifere marine care sunt protejate.
De ce contează la nivel global ce se întâmplă pe Insulele Galapagos?
Ce am descris mai sus, deși pare extrem de localizat, o problemă pe insulele Galapagos, descrie defapt un mecanism global, ceva la ce ar trebui să fim foarte atenți. Având în vedere cât de interconectată este lumea de astăzi, riscul răspândirii agenților patogeni este extrem de mare (Covid-19 cred ca e cel mai bun exemplu în acest sens). Europa în acest context reprezintă o rută frecventă de transport facilitând astfel transmiterea agenților patogeni tropicali și subtropicali pe cale vectorială prin intermediul țânțarilor introduși. Adesea speciile de țânțari au un rol esențial în dinamica bolilor provocate de agenții patogeni și de asemenea sunt implicate în transmiterea agenților patogeni cu impact asupra sănătății publice.
În ultimii ani, în Europa, a crescut interesul de monitorizare a răspândirii speciilor de țânțari exotici din genul Aedes. Speciile raportate în diferite țări ale Europei au fost: Aedes atropalpus, Aedes aegypti, Aedes albopictus, Aedes japonicus, Aedes koreicus, Aedes triseriatusi.
Dinamica viului nu poate fi controlată, dar poate fi schimbată de amprenta noastră - a activității noastre de zi cu zi. În contextul actual, am putea spune că s-ar putea lua câteva măsuri de protecție: spre exemplu dezinfecția bagajelor și a persoanelor care călătoresc cu avionul din zone cu risc de infecție în zone fără acest istoric. De asemenea trebuie avute în vedere și celelalte tipuri de transport: rutier, feroviar și maritim care înregistrează un număr semnificativ de călători.
Drd Carla Andreea Culda
este biolog cu o dorință activă de a descoperi, de a înțelege și de a cunoaște în general viul. În prezent este doctorandă la Facultatea de Medicină Veterinară, Cluj-Napoca la departamentul de Parazitologie și Boli Parazitare.
Carla își derulează activitatea științifică în Insulele din Galapagos reprezentând subiectul tezei sale de doctorat în această zonă. Prin acest proiect își propune împreună cu profesorul coordonator și colaboratorii din Galapagos să intervină în procesul de salvare a unei specii endemice, leul de mare din Galapagos.
Atmosferă încinsă - cum vaporii de apă din atmosferă amplifică efectul de seră
Creșterea concentrației gazelor cu efect de seră în atmosfera Terrei a dus la creșterea temperaturilor globale. Aceasta la rândul său a dus la creșterea concentrației vaporilor de apă în atmosferă, aceștia acționând ca un gaz cu efect de seră și fiind responsabili de jumătate a încălzirii climatice la nivel global.
Notă: Acest articol are la bază articolul publicat pe situl NASA de către Alain Buis, de la NASA Jet Propulsion Lab. Articolul în original poate fi găsit aici.
Creșterea concentrației gazelor cu efect de seră în atmosfera Terrei a dus la creșterea temperaturilor globale. Aceasta la rândul său a dus la creșterea concentrației vaporilor de apă în atmosferă (creșterea cu un 1 C duce la o creștere cu 7% a concentrației vaporilor de apă în atmosferă), aceștia acționând ca un gaz cu efect de seră și fiind responsabili de jumătate a încălzirii climatice la nivel global.
Vaporii de apă sunt responsabili pentru aproximativ jumătate din efectul de seră produs la suprafața Pământului. Efectul de seră menține planeta noastră locuibilă pentru că permite captarea și menținerea energiei solare sub formă de căldură. Fără acest efect, temperatura pe suprafața Pământului ar fi cu 33 de grade mai mică. Vaporii de apă sunt de asemenea o parte integrală a ciclului apei în natură, respectiv rolul acestora este extrem de important pentru bunăstarea ecologică a planetei..
Începând cu finalul secolului 19, temperatura medie globală a crescut cu circa 1.1 C. Datele satelitare, baloanele meteorologice și măsurătorile terestre confirmă o creștere a volumului de vapori de apă odată cu încălzirea climei. Cel de-al 6 raport IPCC confirmă indică o creștere a vaporilor de apă cu circa 2% per decadă. Legile termodinamicii ne permit să deduce că o creștere de 1 C duce la o creștere cu 7% a vaporilor de apă din atmosferă, respectiv în scenariul pesimist de creștere a temperaturilor medii globale cu 3 C vom asista la o creștere cu 21% a cantității de aburi din atmosferă.
Unii oameni consideră eronat că vaporii de apă sunt principala cauză a încălzirii globale. Totuși vaporii de apă nu sunt cauza ce a dus la încălzirea globală, dimpotrivă, concentrația crescută a acestor vapori este rezultatul încălzirii atmosferice ca urmare a creșterii concentrației gazelor precum dioxidul de carbon sau metanul. Vaporii de apă acționează ca un catalizator pentru încălzirea declanșată de celelalte gaze cu efect de seră.
Procesul e următorul: odată cu creșterea concentrațiilor gazelor cu efect de seră precum dioxidul de carbon sau metanul are loc și o creștere a temperaturilor globale. Această creștere duce la o evaporare mai mare atât de pe spațiile acvatice cât și de pe cele terestre. Pentru că aerul cald poate menține o umiditate crescută, concentrația de vapori de apă devine mai mare. Acest lucru se întâmplă deoarece vaporii de apă nu se condensează și nu cad sub formă de precipitații la fel de ușor la temperaturi ridicate precum la cele joase. Vaporii de apă din atmosferă captează la rândul lor căldura terestră iradiată, prevenind disiparea acesteia în spațiu. Aceasta duce la o încălzire și mai mare a atmosferei, care la rândul ei duce la o creștere a vaporilor de apă.
Acest proces este numit de cercetători “o buclă de feedback pozitiv (positive feedback loop)”. Cercetătorii estimează că acest efect este responsabil de jumătate din magnitudinea procesului de încălzire globală.
O altă specie de gaz de seră
Gazele de seră în partea uscată a aerului din atmosfera pământului includ dioxidul de carbon, metanul, oxidul de azot, ozonul și clorofluorocarburi. Deși constituie doar 0,05% din totalul atmosferei planetar, aceste gaze joacă un rol esențial în captarea căldurii radiate de la soare și prevenirea disipării acesteia în spațiu. Însă fiecare din aceste gaze este susceptibil efectelor antropice.
Toate aceste 5 gaze de seră sunt non-condensabile, acest lucru însemnând că nu pot fi transmutate în lichide la temperaturile foarte scăzute ale nivelului superior al troposferei, unde se întâlnesc cu stratosfera. Pe măsură ce presiunea atmosferică se schimbă, concentrația de gaze non-condenasbile rămâne aceeași.
Dacă vorbim despre vaporii de apă situația devine mai complicată, pentru că aceștia sunt condensabili și pot fi transformați din gaz în lichid. Concentrația acestora depinde de temperatura atmosferică iar acest fapt face ca vaporii de apă să fie singurul gaz de seră al cărui concentrație crește datorită faptului că atmosfera se încălzește constant, devenind concomitent un factor ce alimentează această creștere de temperatură. Dacă ponderea gazelor non-condensabile nu creștea, cantitatea vaporilor de apă atmosferici ar fi rămas neschimbată față de nivelul ce a precedat revoluția industrială.
Dioxidul de Carbon încă este gazul de seră predominant
Dioxidul de carbon este responsabil pentru aproximativ o treime a încălzirii climatice la nivel global, în mare parte datorită elementului antropic. Chiar și cele mai mici creșteri ale concentrației acestuia poate avea consecințe majore, un factor determinant fiind durata de timp în care dioxidul de carbon poate rămâne în atmosferă.
Metanul, dioxidul de carbon, clorofluorocarburile nu se condensează și sunt printre cele mai puțin reactive elemente chimice. De asemenea nu pot fi dezbinate ușor de lumina soarelui în troposferă. Datorită acestor factori ele pot rămâne în atmosferă vreme de ani (Metanul ~12.4 ani), secole (Oxidul de azot ~121 ani) sau chiar mai mult depinzând de natura gazului (unele gaze cu fluor pot rămâne mii de ani). Însă o moleculă a unui vapor de apă stă în atmosfera aproximativ 9 zile, urmând ca apoi să fie reciclată în forma ploii sau zăpezii. Sumele acestora nu sunt acumulate în ciuda cantităților relative mai mari.
“Dioxidul de carbon și alte gaze de seră non-condensabile acționează ca supape de control pentru climă” declara Andrew Dessler, profesor în științe atmosferice la Universitea A&M Texas. Acesta mai preciza că “Pe măsură ce umanitatea adaugă din ce în ce mai mult dioxid de carbon în atmosferă, micile schimbări climatice sunt amplificate de schimbările vaporilor de apă atmosferici. Acest fapt face ca dioxidul de carbon să devină un gaz de seră și mai potent pe planeta noastră spre deosebire de un caz ipotetic în care același dioxidul de carbon ar fi pe o planetă fără vapori de apă în atmosferă.”
Consecințele nefaste asupra ciclului de apă global
Creșterile de vapori de apă în atmosferă amplifică efectele ciclului planetar al apei. Aceste creșteri exacerbează caracteristicile climatice locale, spre exemplu zonele umede devin și mai umede iar zonele uscate devin și mai uscate. Cu cât aerul atmosferic conține mai mult vapor de apă cu atât crește cantitatea de energie stocată. Această energie alimentează furtuni puternice mai ales în zona suprafețelor terestre. Astfel crește frecvența fenomenelor meteorologice extreme.
În același timp un grad de evaporare al suprafețelor terestre contribuie la aridizarea solurilor. Când cantități semnificative de apă ale marilor furtuni intră în contact cu un sol dur și arid acestea practic duc la inundații și viituri în loc să umezească solurile, astfel contribuind la acutizarea riscurilor de secetă.
Așadar când cantitatea vaporilor de apă atmosferici este influențată de creșterea nivelurilor gazelor de seră, impactul climatic asupra pământului este semnificativ.