Stopy v alpském ledu odhalují vývoj znečištění ovzduší ve středověké Anglii

TLDR: Analýza alpského ledu ukázala, že se v něm zachytily stopy olova dokumentující znečištění ovzduší v 12. a 13. století. Jejich intenzita koreluje s politickým vývojem v Anglii, tehdy největším producentem olova v Evropě.

Ecce plumbum!

Literární fráze „tajemství v ledu ukrytá“ je dobře známá a to i ve vědeckých kruzích. Pomiňme přímé nálezy zmrzlých artefaktů, prehistorických tvorů či eneolitických alpinistů. Dnes musíme na prvním místě zmínit možnosti analýzy dávných podnebných podmínek, složení atmosféry a podobně. A nejde jenom o zamrzlé bublinky vzduchu – sám led často obsahuje stopy některých látek, které se tehdy či onde ve vzduchu nacházely. Asi nejlepším příkladem je olovo, které sice mohou do vzduchu vyvrhnout vulkanické erupce, zároveň je ale výborným dokladem toho, že člověk kráčí po zemi a dělá na ní neplechu.

před časem se ukázalo, že díky proudění vzduchu se až v grónském ledovci zachovaly vrstvy stopových usazenin olova, které lze datovat do doby 1. stol. n. l. Římané totiž ve velkém hutnili stříbro, nejvíce asi na území dnešního Španělska – a vedlejším produktem zpracovávání stříbrné rudy je olovo. První přímo zachycené průmyslové znečištění tak můžeme hledat u Římanů.

Na podobném principu je postavena i nová studie mezinárodního týmu archeologů a environmentalistů. Pod vedením Christophera P. Lovelucka z katedry archeologie univerzity v Nottinghamu, doprovázeného vědátory z Harvardovy univerzity a univerzit v Maine a na Long Islandu, se badatelé zaměřili na alpský ledovec. Zde se jim podařilo nalézt stopy znečištění olovem, kterým v interdisciplinárně rozmáchlé studii navrhli velmi přesný kontext jak geografický, tak časový. Došli tak k závěru, že v ledu je možné s přesností na roky rozpoznávat stopy zpracovávání olova, které proudy vzduchu přivanuly až z Anglie. Ve sledovaném úseku konkrétně z Anglie let 1170–1216!

Pozdně středověké okno z anglického hrádku Inghtam spojované olovem (Zdroj: commons.wikipedia.org)

Cenné olovo

Badatelský tým vycházel ze studie z roku 1999, která už tehdy naznačila existenci stop větší míry znečištění ovzduší olovem pro druhou polovinu 12. století v severní Evropě. Autoři citují celou řadu historiků, kteří i na základě písemných pramenů předpokládali, že přelom 12. a 13. století je obdobím, kdy produkce olova v (především západní) Evropě dosahuje vrcholu překonávajícího po staletích i dávnou činnost Římanů.

Tato skutečnost je dána dvěma faktory: středověká Evropa ve velkém těžila a zpracovávala stříbrnou rudu a stříbro mělo možná ještě větší ekonomický význam, než zlato. Přitom součástí stříbrných rud často bývá i olovo. To ale nebylo pouhým odpadem, ale důležitou surovinou – olovo mělo využití ve stavebnictví, umění i v řemeslech. Například v oblastech rozvinuté gotiky se olovem ve velkém pokrývaly střechy velkých chrámů a spojovaly se jím destičky vitráží, a to už byla pořádná spotřeba. Olovo tedy bylo jak vedlejším produktem těžby stříbra, ale existovaly i samostatné olověné doly.

Impulsem k této nové studii byla snaha potvrdit závěry původní studie z roku 1999 s tím, že se autoři od začátku chtěli zaměřit na možnost hledání jemnějšího chronologického kontextu s ohledem na dějiny Anglie. Vycházeli totiž z jiných odhadů historiků, které říkaly, že Anglie mohla být možná největším producentem olova v tehdejší Evropě.

Jelikož i dřívější studie naznačovaly přenos znečištění ovzduší olovem na velkou vzdálenost, hledali autoři lokalitu, která by měla vhodné podmínky pro dlouhotrvající zalednění a zároveň jemné sledování chronologie. Jejich pozornost padla na švýcarskou lokalitu Colle Gnifetti. Zdejší alpský ledovec má totiž i z minulosti velmi pečlivě zpracovanou stratigrafii. Doslova laserovými řezy se podařilo zmapovat jednotlivé vrstvy, zpětně vysledovat roční přírůstky ledu a tak vytvořit metodu ledové chronologie sahající mnoho staletí do minulosti.

Masiv ledovce v Colle Gnifetti (Zdroj: Samuel Marending)

Tak odtud vítr vane!

Jako referenční roky si autoři studie zvolili úsek let 1170–1216. Ten vymezuje období dramatických událostí spojených se třemi králi z rodu Plantagenetů: Jindřichem II., Richardem Lví srdce a Janem Bezzemkem. Předpokládali totiž, že jde o období, kdy je sice královská vláda nestabilní, zároveň se ovšem země bouřlivě hospodářsky rozvíjí a hlavně – v některých oblastech Anglie a Skotska se masivně těží a zpracovává stříbro a olovo.

A skutečně, předpoklad se ukázal být správným. Pokud můžeme věřit výše zmíněné ledové chronologii – tedy že můžeme vývoj složení ledu opravdu sledovat s přesností na roky – pak pro řečená léta analýza stopových prvků ukázala nebývale vysokou přítomnost olova. Kde by se ale na alpské lokalitě Colle Gnifetti vzalo olovo z Anglie?

Otázka má stejnou odpověď, jako kde se v Grónsku vzalo římské olovo z Hispánie. Díky stálému proudění vzduchu. Studie pracuje s modely dlouhodobých proudění, která si navzdory krátkým výkyvům zachovávají značnou stabilitu. Samozřejmě, meteorologické algoritmy počítají s tím, že trendy se po staletí nemění – což je zase nepřímo potvrzeno tím, že máme nějakou představu o tom, jak po tisíciletí funguje kontinentální klima a proudění vzduchu od moře.

V rámci těchto modelů se ukazuje, že vzdušné proudy od britských ostrovů, i s jistou tolerancí, míří přímo na Alpy. Toto je velmi důležitý předpoklad pro korektní vyznění studie. Středověká Anglie nebyla jediným místem, kde se předpokládá masivní zpracovávání stříbra a olova. Možná nejvýznamnější lokalitou pro středozápadní Evropu byla saská strana Krušných hor – odtud ale větry vanou do Polska a přes naše území na Balkán. Stejně tak jiné velké evropské lokality, ve Francii a Španělsku, nejsou v trase proudů do sledované oblasti centrálních Alp. Dodejme ještě, že české země prosluly těžbou stříbra až o 50 až 100 let později a proto je studie nijak nezmiňuje.

Modely proudění vzduchu. Jsou označeny hlavní evropské lokality výroby olova a poloha švýcarského ledovce ze studie (Zdroj: A. More & the Climate Change Institute, University of Maine)

Statistika jako klíč ke komparaci

Pro účely studie bylo použité netknuté ledové jádro vyvrtané už v roce 2013. To bylo analyzováno kombinovanou metodou iontové chromatografie a plasmové spektrometrie, čímž byly zjištěny koncentrace olova. Sekundárně pak byly laserem s ultrajemným rozlišením určeny jednotlivé vrstvy ročního přírůstku. Díky tomu se skutečně podařilo vytvořit kroniku obsahu olova (a dalších látek) ukládajících se na povrchu přirůstajícího ledovce rok po roku. Vznikla tak absolutně datovaná křivka koncentrace olova.

Autoři ale zároveň pracovali i s historickými prameny. Položili si totiž ambiciózní cíl: pokusit se najít stejně jemně i projevy jednotlivých událostí oněch desetiletí. Díky výborně dochovaným záznamům královské pokladny bylo možné sestavit i zde jistou statistiku s přesností na roky. Sledovaly se údaje ze dvou největších oblastí těžby olova a stříbra – Carlisle a Derbyshire Peak District. Klíčové přitom bylo statisticky kvantifikovat dvě hodnoty: platby držitelů licence na provoz dolů do královské pokladny (tzv. „farm payment“) a množství zapsaného olova ze všech britských dolů do královského majetku (používala se jednotka „cart-loads“, vozy, odpovídající asi tuně).

Všechny tyto zjištěné hodnoty se daly spojit do různých grafů, spolu se zanesenými historickými událostmi a sledovat, zda jsou nějaké dějinné trendy rozpoznatelné. A světe div se – ono to funguje!

Graf komparující míru znečištění ledu ve zkoumané lokalitě (červená linka) a intenzitu výroby olova ve dvou hlavních dolech Anglie. Autoři vytvořili jakousi kvantifikaci dvou zdrojů – záznamů o platbách těžařů a záznamů o dodávkách suroviny. Vysvětlují to tím, že ani jeden z těchto druhů záznamů není pro dané roky kompletní, je proto potřeba vytvořit společné zhodnocení. V původní studii naleznete i grafy oddělené, Ty ale nemají dle autorů tak dobře vypovídající hodnotu. Je pravda, že grafu chybí osa pro číselné hodnoty modré linky, autoři sledovali hlavně měnící se trendy v komparaci se znečištěním. (Zdroj: Christopher P. Loveluck et al.)

Historická kronika psaná olovem do ledu

Vlastně bych byl k premise takové studie skeptický. Nevěřil bych, že je možné s přesností na roky hledat otisky dějinných událostí 12. století v množství produkce olova. Autoři studie ale hrdě hlásí, že se jim to povedlo. Samozřejmě, jistá obezřetnost je na místě a třeba se v budoucnu objeví i nějaká kritika. Jejich závěry jsou ale mimořádně přesvědčivé. Autoři porovnali koncentraci olova v ledu z Colle Gnifetti a jimi kvantifikovanou křivku intenzity produkce olova. Uvádějí přitom, že obecně je v míře nárůstu a poklesu vidět shodu 89 %, v případě komparace dílčích lokalit v Británii je pak shoda 59-78 %.

Zároveň tyto růsty a poklesy mají odpovídat dějinným událostem. Kupříkladu, každá smrt krále a přechod moci na jeho následníka, což znamenalo vždy několik let neklidu, se projevily ročním propadem produkce olova i stop znečištění. Jakmile ale byla vláda upevněná, okamžitě produkce – a platby držitelů dolů – vystřelily nahoru. Turbulentní události, jako spory Jindřicha II. s církví, účast Richarda I. na křížové výpravě či válka vedoucí k přijetí Magna Carta Janem Bezzemkem, se také projevovaly propadem plateb z těžby. Ne vždy samozřejmě vše sedí, míra znečištění má několik vrcholů, které neodpovídají číslům zachyceným v královských účtech. Také jednotlivé doly měly odlišný historický vývoj. Proto ne vždy úpadek platby ze sledovaných dolů znamená, že jinde v Británii se netěžilo a nehutnilo.

Skutečným majstrštykem je pak pravděpodobné zachycení otisku události kolem smrti Thomase Becketa. Když byl tento arcibiskup v roce 1170 zavražděn po sporech s králem, dostává se Jindřich II. do papežské klatby. Chaos v království se do té doby projevuje úpadkem těžby i nízkou mírou znečištění. Snaha vykoupit se z klatby vede k tomu, že král začal v druhé polovině 70. let masivně sponzorovat kláštery – mimo jiné olovem na střešní krytiny. A opravdu – míra těžby i znečištění najednou letí nahoru!

Král Jindřich II. a arcibiskup Thomas Becket. Kámoši jak hrom – Henry a Tom! (Zdroj: anonymní iluminace, dle commons.wikipedia.org)

Průmyslové znečištění bez průmyslové revoluce

Studie má dvě roviny a autoři si jsou toho vědomi. Na jedné straně máme fascinující sledování dějinných událostí jako faktorů ovlivňujících míru hutnění olova a následné znečištění alpského ledu. Musím říci, že takto pojaté studii fandím díky její nápaditosti, ale uznávám, že v této rovině se vleze nejvíc kritiky. Není někdy přání otcem myšlenky, skutečně měly jednotlivé události tak dramatický vliv na míru těžby, skutečně můžeme věřit písemným účtům 13. století? Chápete – trochu si zarýpat musíme.

Na druhou stranu, environmentální rovina zjištění je obecně platná a mimořádně zajímavá. Máme před sebou situaci, kdy člověk poměrně značně znečišťoval ovzduší olovem dávno před průmyslovou revolucí. Podle autorů se v ledu podobné hodnoty objevují znovu až v 17. století a v roce 1890. V pozdějších staletích totiž těžba stříbra a olova postupně upadla nebo nebyla tak intenzivní – a až průmyslová revoluce přinesla nové zdroje olověného znečištění.

Představa, že jsme si začali atmosféru špinit až ve století páry je tak mylná. Už staří Římané…no, a taky středověcí Evropané (nezapomínejme na ostatní lokality, jako například zmiňované Krušné hory), to uměli do vzduchu pěkně fouknout. Průmyslové znečištění ovzduší tak můžeme překvapivě zařadit k mnohem starším tradičním zvykům, než by se na první pohled zdálo.

[Petr Zajíček]

(Zdroj: commons.wikimedia.org)


Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze