Antropogeneze v geologii
doc. RNDr. Jiří Matyášek, CSc.,
Prof. RNDr. Miloslav Suk, DrSc.

5 Kosmické vlivy na Zemi a jejich minimalizace

Vesmírné vlivy

Největší vliv na pozemské podmínky má bezpochyby Slunce. Je to energetický zdroj, který produkuje přibližně 4. l0²³ kW energie za vteřinu a je tak po celou dobu vývoje Země pravděpodobně jediným zdrojem všech využívaných energií na Zemi, kromě energie která vznikla nukleární reakcí při přeměně vodíku na helium. Produkuje také ionizující záření a sluneční materiál a jeho magnetické pole, které se pohybuje meziplanetárním prostředím směrem od Slunce. Vytváří tak tzv. sluneční vítr, ovlivňující zemské elektromagnetické pole. Jeho působením vznikají na zemi polární záře, protonové a elektromagnetické bouře. Protonové bouře se mohou projevit hlavně v mezihvězdném prostoru, (poruchy zdraví kosmonautů, ztráta elektrického napětí či chyby v řízení satelitních mechanizmů). Elektromagnetické bouře způsobují změny směru a intenzity zemského magnetického pole. V jejich důsledku dochází k ovlivnění rádiového spojení; vojenských detekčních systémů či navigace letadel (když je letadlo v jedné linii s pozemní stanicí a Sluncem), také pozemní navigační systémy se stávají méně spolehlivými. Částice s vysokou energií způsobují stárnutí v krystalové mřížce slunečních fotočlánků a ovlivňují spolehlivost geofyzikálních měření. Mohou také indukovat bludné proudy poškozující elektrické rozvodné sítě (v důsledku elektromagnetické bouře byla kanadská provincie Quebec 13. 3. 1989 bez proudu, stejně jako SV USA a některé části Švédska). Indukované proudy vznikají také na liniových vedeních, např. plynovodech a ropovodech, kde výrazně zvyšují rychlost koroze. Vliv sluneční aktivity je zřejmý i na počasí (v 17. a 18. století se minimum slunečních skvrn shoduje s tzv. malou dobou ledovou v Evropě). Účinky na organizmy dokládá i zhoršení navigačních schopností např. holubů či některých mořských živočichů (velryby, delfíni), kteří používají k orientaci biologický kompas.

K dalším nejčastěji uvažovaným a diskutovaným kosmickým vlivům na Zemi a člověka patří:

• vychýlení zemské osy,
• změna rotace Země,
• vlivy kosmického a slunečního záření,
• dopad meteoritů,
• změny v celkové látkové bilanci Země
  (na nich mohou mít do určité míry svůj podíl lidské aktivity).

Vychýlení zemské osy

K vychýlení osy Země skutečně dochází v důsledku tektonických pohybů. Např. při posunutí indické desky u Sumatry v roce 2004 došlo k vychýlení zemské osy o 2,5 cm. To je sice neznatelné, celkově dosahují výkyvy asi 15 cm, ale ukazuje to na možnost významných změn při případných větších pohybech hmot uvnitř Země (třeba mezi zemským jádrem a zemským pláštěm) nebo i na jejím povrchu, především v důsledku pohybů zemských desek.

Z antropogenních vlivů připadají v úvahu především jaderné výbuchy, soustředěné současně na jeden úsek kůry a teoreticky i antropogenní přesuny horninových hmot ve větším rozsahu. Současná technika je ovšem schopná tyto vlivy eliminovat. Do vzdálenější budoucnosti je však nutno počítat s tím, že výkyvy zemské osy se budou se zpomalováním rotace zvětšovat takovým způsobem, že ovlivní klima na celé zeměkouli. Určitým procentem se na tom budou podílet i aktivity lidské společnosti.

Změna rychlosti rotace Země

I zprávy z tisku ukazují, že dosud není zcela jasné, jak se rychlost zemské rotace mění. V rotaci Země existují různé odchylky a variace, které ovlivňují její gravitační pole.

K nejdůležitějším patří: sekulární odchylky, zejména ztráta kinetické energie (tj. zpomalování rotace), které činí 0,00164 vteřiny za století. To je prokázáno jednak přímým měřením, jednak studiem přírůstkových zón paleozoických korálů, podle nichž měl rok ve starším paleozoiku 400 dnů. Zpomalením rotace ztrátou kinetické energie lze ovšem vysvětlit asi jen 30 % tohoto zpomalení. Oteplování by mohlo ovlivnit rychlost otáčení Země změnou distribuce hmotnosti (ohřáté oceány by zaplavily mělké pobřežní oblasti). Jinou možností je pohyb hmot v zemském nitru, náhodné odchylky, způsobené změnami rozložení hmot v zemském tělese, především v důsledku tektonických pohybů. Ikdyž naprosto převážná část těchto změn je důsledkem přírodních geologických procesů, rozsah antropogenních pohybů hmot je takový, že nejméně 3 % jdou na jejich vrub.

Sezónní změny mají různé periody a příčiny:

• změny s amplitudou 12 a 6 měsíců (v zimním a jarním období je rotace pomalejší, v létě a na podzim rychlejší). Hlavním faktorem je proudění vzduchu ve větších výškách, vliv má i distribuce lesů a zasněžených ploch a tedy i brzdící účinek např. deštných pralesů, výrazně devastovaných lidskou činností. Mají amplitudy 0,025 vteřiny a 0,09 vteřiny,
• změny způsobené gravitačním působením Měsíce, Slunce a planet sluneční soustavy. Mají amplitudy 0,0001 vteřiny v periodách 28 a 14 dnů a 0,15 vteřiny v periodě 18,6 roku.

Kosmické a sluneční záření

Význam fotoelektrické energie, která se dostává ze Slunce na Zemi pro vznik života i její rozhodující podíl na geologickém vývoji Země je všeobecně znám. Méně se již ví o vlivech elektromagnetického slunečního záření.

K velmi nebezpečným patří ultrafialové kosmické záření, které ničí veškerý život. Ten se na Zemi mohl rozvinout teprve tehdy, jakmile pronikání záření zabránila vznikající ozónová vrstva. Mimořádně nebezpečné jsou proto úvahy válečných stratégů o proražení ozónové vrstvy nad územím protivníka a tím umožnění průniku ultrafialových paprsků a zničení všeho živého.

Podle jedné z hypotéz způsobuje oteplování Země pokles množství kosmického ionizujícího záření. Tomu ovšem neodpovídá statistika, podle které jeho množství ve 2. polovině 20. století spíše roste, zatímco zářivost Slunce a také jeho magnetická aktivita klesá (obr. 134, obr. 135 ukazuje, že maximum bylo v letech 1985–1987).

Dopad meteoritů

Mimořádný význam pro geologický a tím i biologický vývoj Země se připisuje dopadům meteoritů. V prvotním stádiu vývoje zemské kůry mělo dokonce dojít k „meteoritickému dešti“, který poznamenal morfologii jejího povrchu a ovlivnil složení zemské kůry.

Např. tzv. „česká kotlina“ měla podle názoru některých geologů vzniknout dopadem velkého meteoritu, který ovlivnil její morfologii a tektonickou stavbu vůbec.

Kráter objevený v roce 1995 na mexickém poloostrově Yucatan způsobil nepochybně vznik obřích vln tsunami a mohl vyvrhnout do ovzduší takové množství prachu, že nastalo šero a tím ochlazení. Kráter je zakryt z velké části mořskými sedimenty, měl v průměru 177 km, asteroid dopadl před 65 miliony let a měl údajně velikost 10 km³. S touto událostí je spojováno vyhynutí velkých dinosaurů a také některých dalších skupin živočich a rostlin. Podrobný paleontologicko-stratigrafický výzkum však ukázal, že mezi oběma jevy je časový interval zhruba 300 000 let.

Nově byl objeven útvar připomínající kráter pod ledem východní Antarktidy. Údaje z družic indikující změny gravitace jsou interpretovány jako obří kráter o průměru 480 km, který měl vzniknout na rozhraní permu a triasu a způsobit největší vymírání organismů v dějinách Země, kdy vyhynulo 90 % všech organizmů na pevnině i na moři. Jednoznačně ovšem není prokázáno, že jde o meteoritický kráter ani jeho stáří (předpokládá se 250 milionů let). Může jít např. o sopečný útvar a vymírání mohlo být způsobeno změnou chemizmu vody v mořích a účinky rozsáhlých erupcí sibiřských trapů v té době. Takové erupce ovšem mohly být dopadem asteroidu iniciovány.

Zdá se, že podle propočtů mohou rozsáhlé katastrofy, zejména v hustěji osídlených oblastech způsobit i daleko častější malá tělesa, která ještě neumíme v mnoha případech včas identifikovat. V současnosti jsou monitorovány dráhy asi 7000 asteroidů, které by se podle propočtů mohly střetnout se Zemí. Dráhy pro ně jsou propočítávány na mnoho let dopředu, aby bylo možno reálné nebezpečí srážky odvrátit buď vychýlení tělesa z jeho dráhy, nebo jeho rozprášení jaderným výbuchem. Tak byla předem vypočítána dráha asteroidu, který v lednu 2008 proletěl rekordně blízko Země (538 000 km). Měl průměr asi 200 km a nyní jsou propočítávány údaje o rychlosti jeho otáčení kolem vlastní osy, aby bylo možno zjistit, jestli je celistvý nebo jde jen o volný shluk kamenů.

Dopady malých meteoritů jsou zcela běžné. V poslední době se zdánlivě častěji vyskytují malé meteority, které dopadly do lidských obydlí (2004 Suffolk v Anglii, 2006 Auckland na Novém Zélandě, 2007 Prievidza na Slovensku). Četnost takových náhod však souvisí spíše s globalizací informací a snad i s rostoucí hustotou osídlení Země.

Dvacet nejznámějších struktur, považovaných za meteoritové krátery

Místo	Lokalita	Průměr kilometrů
Vredefort	Jižní Afrika	300
Sudbury	Kanada	250
Chicxulub	Mexiko	170
Popigal	Rusko	100
Manicouagan	Kanada	100
Acraman	Austrálie	90
Katunky	Rusko	80
Siljan	Švédsko	52
Kara-Kul	Tádžikistán	52
Keurusselkä	Finsko	30
Ries	Německo	24
Boltyš	Ukrajina	24
Rochechouart	Francie	23
Dellen	Švédsko	19
Ternovka	Ukrajina	11
Vepriai	Litva	8
Kärdia	Estonsko	7
Gardnos	Norsko	5
Dobele	Lotyšsko	4,5
Steinheim	Německo	3,8

Výměna látek s kosmem

Kromě velkých meteoritů dopadají na Zemi asi 2 tuny mikrometeoritů denně. V pomalu se usazujících hlubokomořských sedimentech tvoří kosmická hmota až 60 %. Teoreticky se tak mohla Země zvětšit během miliard let vývoje až o 8 miliard tun kosmické hmoty.

Naopak ze zemské atmosféry uniká velké množství plynů do kosmického prostoru. Jejich množství je velmi rozdílně interpretováno, jisté však je, že je podstatně menší než přínos z vesmíru. Spíše teoretickou možností je zanesení organizmů z Vesmíru na Zemi, jak předpokládá hypotéza panspermie. Za určitých okolností (vhodná velikost a složení meteoritů) je to možné. Cizí organizmy by pak mohly vyhubit velmi rychle ty pozemské. I s takovou možností je třeba počítat a lidé by na ni měli být připraveni.

Vlivy Měsíce

Měsíc velmi silně ovlivňuje Zemi, zejména přitažlivostí, jako nejbližší kosmické těleso, a ovlivněním elektromagnetického pole.

Gravitační působení

tzv. slapové jevy, se projevuje mořským přílivem a odlivem, ale i v litosféře. Způsobuje podobné pohyby kapalné a plynové fáze a dokonce i pevné fáze. Působení je ovšem nerovnoměrně rozložené, což ve svých důsledcích ztěžuje i výzkum vlivů na člověka. Statistiky uvádí např. zvýšené působení na psychiku při měsíčním úplňku – četnější rodinné spory, zvýšený nákup erotické literatury, zvýšená konzumace alkoholu v období předcházejícím úplňku apod.

Je nepochybné, že lunární cyklus ovlivňuje biologické procesy (pohyby mořských řas a rozsivek související s přílivem a odlivem). Jistě není náhodou, že ženská perioda 29,5 dne přesně odpovídá střídání měsíčních fází. Bylo by velmi zajímavé zjistit, jak k této koincidenci během fylogenetického vývoje člověka došlo. Mimochodem je zjevná i v češtině: měsíční vlivy v obou významech toho slova mají protějšek v souznění slov luna a lůno.

Dalším možným vlivem je specifické spektrální složení měsíčního světla. Uvádí se úspěšné pokusy s úpravou nepravidelné menstruace ve spánku světlem, odpovídajícím měsíčnímu.

Obrazový doprovod