TLDR: Studie odhaluje nejen tajemství stability a neměnnosti toku Nilu, ale také překvapivě říká, že se stejného koryta drží už 30 milionů let.

Věčná řeka

Věčný Nil, nesmrtelný Nil – staří Egypťané by rozuměli, co těmito slovy myslím. Nil chápali jako více, než jen řeku. Viděli v něm spíše božstvo, dárce všeho života a jedinou záruku úrody v jinak nehostinné zemi. Díky geologickým, archeologickým i paleontologickým studiím se tušilo, že na přívlastku „věčný“ něco bude. Řeka totiž vykazovala nebývalou stabilitu, co se směru toku týče. Už dříve se tak tušilo, že Nil bude patřit mezi řeky mimořádně staré. Již dříve se ale ukázalo, že dlouhodobé odhady, už tak velkorysé, byly ještě hrubě podhodnocené.

Nejnověji to v roce 2019 naznačila sudie mezinárodních geovědátorů z Floridy, Texasu, Itálie či Izraele publikovaná v žurnálu Nature Geoscience. Tým pod vedením profesora Claudio Faccena z University of Texas se zabýval otázkou stability nilského toku v souvislosti s geologickým formováním oblasti. Při té příležitosti náhodou objevil, že současný tok je starý možná až 30 milionů let. A to věru není málo, přátelé!

Neměnný tok Nilu byl po dlouhou dobu jistou geologickou záhadou. U dlouhověkých vodotečí se totiž obvykle daly sledovat změny koryta či přímo směrů toku, známe to z mnoha evropských řek. Nejčastěji přijímaná hypotéza doposud hovořila o stáří cca 6 milionů let, což samo o sobě je pozoruhodné, s 30 miliony se ale dostáváme do úplně jiných sfér. Přesnější je tedy říci, že i teorie o vyšším stáří nilského koryta se i už objevila, nový výzkum ale poprvé přináší jasnější důkazy.  Velkou otázkou vedle stáří toku pak bylo i to, jaké geologické procesy vlastně Nil na začátku zformovaly – nová studie přináší spojenou odpověď na obě otázky.

Unikátní geologie nilského toku

Na začátku tedy bylo pátrání po geologických podmínkách, které definují stabilitu toku. Základní charakteristikou Nilu je kaskádovitost jeho toku. Pozvolné klesání od jihu k severu na dlouhé délce toku mu dává stabilitu a v souhrnu takřka přímý směr. Tok samozřejmě není přímou linkou, ale jako by se do oné pomyslné linky stále vracel. Geologické podloží Nilu je ve studii přirovnáno k rovnoměrně nakloněnému dopravníkovému pásu, který začíná vysoko posazenou Etiopskou vysočinou a končí nížinami kolem delty Nilu.

Studium geologické minulosti celé soustavy ukázalo autorům nové studie detaily již dříve předpokládaného. Vulkanické sedimenty Etiopské vysočiny svědčí o náhlém (z geologického hlediska) vyzdvižení celé oblasti. Zároveň se ukazuje, že po prvotním vulkanickém zformování zůstala vrchovina po další miliony let v neměnné výšce. To dokazují pro změnu archaické sedimenty v deltě Nilu, které odpovídají době vzniku vysočiny.

Klíčem ke stabilitě Etiopské vysočiny je její „podepření“ pevným zemským pláštěm. Zjednodušeně řečeno, jako by zemská kůra v oblasti vysočiny byla zespodu podpírána masivními tlaky pláště. Ještě zjednodušeněji: v oblasti Etiopie stojí pod zemí obr Atlas a drží celý tok Nilu krásně nakloněný. No, dobře, to je už trochu moc zjednodušená metafora – vystihuje ale kde a jakým směrem zemské tlaky působí.

Právě kombinace různých geologických metod dokázala, že se Etiopská vysočina zformovala před výše řečenými 30 miliony let. Jak jsme řekli, toto číslo bylo skloňováno i dříve, přímé důkazy se podařilo dát dohromady i teď. Navzdory dříve navržené dataci totiž nebylo jasné, jak se mohla geologická oblast udržet tak dlouho neměnná. Převratnost celé studie pak spočívá právě v tom, že se podařilo identifikovat jev, který za celým fenoménem stojí.

Rotace tepla v plášti drží vysočinu…vysoko

Tým použil počítačovou simulaci, která potvrdila jejich geologické objevy a zároveň modelovala dle dostupných dat předpokládaný vývoj 40 milionů let deskové tektoniky v oblasti. Podle modelu mělo před 30 miliony let dojít k výronu magmatu mezi pláštěm a kůrou (a signifikantním vylitím lávy na povrchu), což vyzdvihlo Etiopskou vysočinu. To odpovídá i geologickému profilu oblasti. Zároveň se zde utvořila oblast tzv. plášťové konvekce.

To je jev, který – opět zjednodušeně řečeno – stojí za celým pohybem tektonických desek. V podstatě dochází k transportu tepla ze zemského pláště a vzniku „rotačních“ proudů v rámci pláště. Od jádra ke kůře, v rámci zemského pláště. V rámci těchto proudů se můžou utvářet tzv. plášťové chocholy, které vedou teplejší materiál skrze kůru až na povrch. Jak jsme řekli, tyto jevy probíhají po celé zemi a nejspíše jsou jedním z motorů planetární tektoniky. Zároveň se oblast takové rotace tepla či materiálu může utvořit i lokálně v rámci většího systému. Právě na toto ukazují počítačové modely výzkumného týmu a naznačují to i terénní zjištění. Přirovnání k dopravníkovému pásu je tak vlastně ještě přesnější – hluboko pod prameny a tokem řeky proudí v rotaci síly, které drží vše vyzdvižené, jako když se točí kola pásu.

Jak modely, tak terénní zjištění pak znovu a znovu ukazují stáří 30 milionů let. Před touto nesmírnou dobou se zdvihla vysočina a zrodil se Nil, který od té doby teče stále stejně. Samozřejmě, na regionální úrovni meandrů, kataraktů a konkrétního koryta docházelo jistě ke změnám – ale globálně Nil svůj tok nijak radikálně nezměnil. Počítačová simulace byla dokonce natolik přesná, že i nasimulovala místa předpokládaných říčních kataraktů zhruba tam, kde se skutečně nachází.

Nejen Nil

Simulace také ukázala to, co se předpokládala i dříve. Vědci totiž uváděli, že Nil by měl z logiky vývoje Africké desky už dávno změnit svůj tok západním směrem. Jenomže stejný proces, který vyzdvihl Etiopskou vysočinu naklonil i oblast dnešního Egypta a Súdanů a tak plně determinoval směr nilského toku. Ten se tedy nestočil „přirozeným“ západním směrem – a my díky studii víme proč – což mělo vlastně zásadní důsledky i pro vývoj lidstva. Nil se stal páteří jedné z nejstarších civilizací také díky tomu, že zůstal tak vodnatým tokem, přinášejícím s pravidelnými záplavami hlínu a vláhu. Kdyby „uhnul“ před miliony let hlouběji do střední Afriky, jeho charakter by byl jiný. A jiné by byly i dějiny lidstva.

V závěru studie pak autoři nabízejí obecnější aplikaci svých zjištění. V podstatě zdůrazňují důležitost své metodiky – spojení široce pojatých geologických dat a komplexních geofyzikálních modelů přináší i novátorské výsledky. Autoři také představují hypotézy, jak hlubinné pohyby pláště mohou dříve netušeným způsobem ovlivňovat to, co se děje na povrchu. Klíčem k poznání těchto procesů můžou být podle autorů právě toky velkých řek. Do budoucna tak stejný tým připravuje obdobné simulace i pro Žlutou řeku a řeku Kongo.

A Nil? Ten si dál klidně plyne od Etiopie po Středozemní moře. Tak jako miliony let před námi – tak jako bude miliony let po nás. Pokud tedy někdo neudělal chybu ve výpočtu, ale tím si tu poetiku nebudeme kazit.

Vzniklo původně v roce 2019. 

[Petr Zajíček]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!