Doline Velikog kanjona i milioni godina slojeva stena koji obuhvataju istoriju Zemlje zaslužili su ga kao jedno od sedam svetskih prirodnih čuda. Ali, prema novoj studiji UNLV-a, njena čuda se protežu na ogromne pećinske sisteme koji leže ispod površine, koji bi mogli da sadrže tragove za bolje razumevanje budućnosti klimatskih promena – proučavanjem prošlosti prirode.
Istraživački tim – na čelu sa paleoklimatologom UNLV i profesorom Metjuom Lahnijetom – izvukao je drevni stalagmit sa poda neometane pećine Velikog kanjona. Proučavajući geohemiju mineralnih naslaga, bili su u mogućnosti da analiziraju obrasce padavina tokom perioda brzog zagrevanja nakon poslednjeg ledenog doba kako bi poboljšali razumevanje potencijalnog uticaja budućih klimatskih promena na letnje monsunske kiše u jugozapadnom i severozapadnom Meksiku SAD.
Njihovi nalazi, objavljeni 2. oktobra u časopisu Nature Geoscience, otkrili su da je sve veći nivo vode prodirao u pećinu pre između 8.500 i 14.000 godina, tokom perioda poznatog kao rani holocen kada su temperature rasle širom regiona. Koristeći paleoklimatski model, istraživači su utvrdili da je to verovatno uzrokovano pojačanim i proširenim letnjim padavinama koje su proizašle iz atmosferskih uticaja na obrasce cirkulacije vazduha koji su brže otopili zimske snežne pokrivače i ubrzali proces isparavanja koji podstiče monsunske kiše.
Ovo je značajno, kažu autori, jer većina vode koja se trenutno infiltrira kroz stijene i u pećine i vodonosne slojeve – i doprinosi obnavljanju podzemnih voda – potiče od zimskog topljenja snega. Međutim, tokom ranog holocena, kada su vršne temperature bile samo nešto toplije nego danas, i letnja i zimska vlaga doprinele su obnavljanju podzemnih voda u regionu.
Autori sugerišu da buduće zagrevanje, koje bi moglo da izazove porast temperatura iznad onih iz ranog holocena, takođe može dovesti do veće stope letnjih padavina na visokom platou Kolorado i intenziviranja severnoameričkog monsuna, uzorka izraženih i pojačanih oluja sa grmljavinom. i padavina koje se obično javljaju između juna i sredine septembra.
„Ono što je bilo iznenađujuće u našim rezultatima jeste da su tokom ovog toplog perioda, kako letnji monsun, tako i infiltracija u pećinu, porasli, što sugeriše da je leto bilo važno za punjenje podzemnih voda Grand Caniona, iako danas nije važno godišnje doba za punjenje, “ rekao je Lahniet, koji je 2017. lično izvukao stalagmit iz pećine u formaciji Redvol na južnom obodu istočnog Velikog kanjona. „Iako još uvek očekujemo da će se region osušiti u budućnosti, intenzivnije letnje padavine mogu se zapravo infiltrirati u podzemnu površinu više nego danas“.
Stalagmiti su uobičajene pećinske formacije koje deluju kao drevni merači kiše koji beleže istorijske klimatske promene. Oni rastu dok vode bogate mineralima prodiru kroz zemlju iznad i spuštaju se sa vrhova stalaktita na tavanice pećina. Minerali kalcita iz sićušnih kapi vode akumuliraju se hiljadama godina, i slično kao i prstenovi drveća, tačno beleže istoriju padavina na nekom području. U vodi se nalaze tri prirodna oblika kiseonika, a količina jednog oblika opada sa povećanjem padavina. Ove informacije su zaključane u stalagmitima tokom vremena.
Zbog jasne razlike u sastavu izotopa kiseonika između letnjih i zimskih padavina, moguće je proceniti relativni doprinos svake sezone. Varijacije u izotopu uranijuma-234 i promene u debljini rasta stalagmita ukazuju na promenu količine padavina.
„Uspeli smo da potvrdimo zapis o kiseoniku sa podacima o rastu, sa podacima o izotopu uranijuma da potvrdimo da u stvari vidimo značajno povećanje letnje vlage tokom ovog toplog perioda, što pripisujemo monsunu“, rekao je Univerzitet u Nju. Meksički profesor Jemane Asmerom. „Nažalost, efikasna vlaga je balans između padavina i isparavanja. Za razliku od umerenije klime Grand Caniona, suvi južni deo će verovatno biti suvlji, kao rezultat povišenih temperatura.“
Istraživački tim je koristio uzorke stalagmita da rekonstruiše stope punjenja podzemnih voda – ili količinu vode koja prodire u vodonosne slojeve – u oblasti Velikog kanjona tokom ranih godina holocenskog perioda. Visoke stope punjenja podzemnih voda verovatno su se desile i na drugim visokim visoravnima u regionu, rekli su, iako je nejasno kako se ta aktivnost primenjuje na toplije pustinje na niskim nadmorskim visinama.
Ono što je jasno jeste da tekuće klimatske promene izazvane ljudskim faktorom dovode do viših temperatura širom jugozapadne Severne Amerike, uključujući region Velikog kanjona. Pored rasta stanovništva i poljoprivrednih pritisaka, ovo zagrevanje može smanjiti infiltraciju površinskih voda u vodonosne slojeve podzemnih voda. Stope punjenja podzemnih voda takođe zavise od učestalosti i intenziteta letnjih kiša povezanih sa sezonom monsuna.
Iako letnja infiltracija ne doprinosi značajnom obnavljanju podzemnih voda u regionu danas, ovi najnoviji nalazi sugerišu da bi se to moglo promeniti u budućnosti kako se klima zagreva i monsunska vlaga povećava. Ono što je nepoznato je kako bi projektovano smanjenje zimskih padavina i snežnog pokrivača moglo uticati na ukupne rezerve podzemnih voda.
Pored Lahnijeta i Asmeroma, sledeći istraživači su sarađivali na izveštaju: Ksiaojing Du i Silvia G. Dee sa Univerziteta Rajs; Victor Poliak sa Univerziteta u Novom Meksiku; i Benjamin V. Tobin sa Univerziteta Kentucki.
