Cykle Milankovicia, czyli naturalne zmiany klimatu

Czy istnieją jakieś naturalne procesy, które wpływają na klimat Ziemi? I to tak bardzo, że decydują o tym, czy będzie na niej ciepło i przyjemnie, czy może zimno i lodowato? Owszem, znamy takie zjawiska i potrafimy przewidzieć ich skutki w przyszłości. Jednymi z nich są cykle Milankovicia, przewidziane teoretycznie w latach 40. przez serbskiego astronoma. Drobne wahania ziemskiej orbity i osi powodują zmianę nasłonecznienia półkul, co przy długim czasie oddziaływań może wpływać na klimat globalnie.

Precesja
Pierwszy efekt jest związany z precesją osi obrotu planety. Ziemia wiruje z dostateczną prędkością aby jej usytuowanie przestrzenne stabilizował efekt żyroskopowy. Jest jak bączek który po rozkręceniu nie przewraca się, bo tajemnicza siła utrzymuje go w pionie. Efekt ten jednakowoż nie jest wciąż dostatecznie silny aby całkiem oprzeć się zaburzeniom. Oddziaływania grawitacyjne słońca i księżyca, nie działające na oś zupełnie prostopadle z powodu jej lekkiego przekrzywienia, powodują że oś zatacza koło w długim okresie około 26 tysięcy lat.
Sam ten fakt nie miał by specjalnego znaczenia dla klimatu, gdyby orbita ziemi była zupełnie kolista. Jest jednak elipsą, toteż raz Ziemia jest bliżej słońca a raz dalej. Może się to wydać zaskakujące, ale Ziemia jest najbliżej słońca wtedy, gdy panuje u nas zima, dokładnie 3-4 stycznia, a najdalej w lipcu. Wynika to tylko stąd, że aktualnie oś ziemi jest skierowana w okolice Gwiazdy Polarnej. W takim ustawieniu zimą biegun północny jest skierowany nieco od słońca a latem nieco do, a to właśnie różnice nasłonecznienia mają dla danej półkuli najistotniejsze znaczenie jeśli chodzi o pogodę sezonową.
Do tego dochodzi cykl obrotu w przestrzeni punktów aphelium (najdalej) i peryhelium (najbliżej), powodujący, że trochę doganiają zmiany precesyjne. W efekcie co 21 tysięcy lat dana półkula doznaje zimy bądź w największym oddaleniu bądź w największym zbliżeniu

Za kilka  tysięcy lat precesja skieruje oś ziemi w inną stronę, wówczas w trakcie naszej, północnopólkulowej zimy ziemia będzie najdalej a w czasie lata najbliżej. I znów, samo to nie miało by wielkiego znaczenia dla klimatu, bo w końca raz bardziej przygrzeje jedną półkulę a raz drugą, gdyby nie fakt że najwięcej lądów jest położonych na półkuli północnej. Lądy mają to do siebie że część ich stanowią góry i wyżyny, tereny położone wyżej niż średni poziom morza a co za tym idzie nieco chłodniejsze. Niektóre tak bardzo, że lodowce utrzymują się tam cały rok. Lądy ponadto łatwiej się wychładzają niż morza. Morze pod wpływem mrozu częściowo zamarza, lecz cyrkulacja powoduje, że tuż pod lodem woda ma zwykle kilka stopni na plusie, co hamuje narastanie warstwy lodu a za sprawą pewnego przewodnictwa cieplnego lodu, także zbytnie ochładzanie się powietrza. Nic więc dziwnego, że na naszej półkuli zimą jądrami mrozu z których na okoliczne tereny spływa najchłodniejsze powietrze, nie jest ocean arktyczny, tylko wielki obszar lądowy Syberii, Kanady i czapa lodowcowa Grenlandii.

Gdy precesja spowoduje, że na półkuli z przewagą lądów największe oddalenie nałoży się na okres zimowy a zbliżenie na letni, te drobne zmiany natężenia promieniowania spowodują zaostrzenie klimatu. Zimy będą nieco zimniejsze a lata nieco cieplejsze. Wbrew pozorom nie nastąpi jednak całkowite "wyrównanie" na zasadzie tu trochę na plus, tam na minus więc wychodzi na zero. Zimą spada śnieg, który odbija promienie słońca i potem gdy przychodzi cieplejsza pora utrudnia nagrzewanie powietrza. Zimniejsze zimy to więcej śniegu i dłuższe jego topnienie. Więcej śniegu to także więcej pożywki dla lodowców górskich. Dla trwania lodowca mniejsze znaczenie ma to jak bardzo stopnieje latem, a większe ile urośnie zimą. Zmiany precesji wobec eliptycznej orbity powodują zatem, że na półkuli z przewagą lądów, co pewien czas lodowce łatwiej przybierają na wadze.

Zmiana elipsy

Ale eliptyczna orbita Ziemi wiąże się z drugim efektem - otóż stopień tego jak bardzo jest ona spłaszczona (ekscentryczność), nie jest stały. Oddziaływania planet powodują, że raz jest nieco bardziej wydłużona a raz nieco bardziej kolista. Jest to proces trochę nieregularny, ale można go opisać jako cykl długi na 100 tysięcy lat.Co to powoduje? 

Bardziej kołowa orbita to także średnio rzecz biorąc nieco większa odległość od słońca, co ma wpływ na nasłonecznienie całej planety. Ilość energii docierającej do Ziemi przez cały rok zmniejsza się wtedy w stosunku do stanu gdy orbita jest bardziej eliptyczna, o około 0,1%. Dodatkowo większa ekscentryczność orbity wzmacnia efekt klimatyczny związany z precesją osi. Okresy największej eliptyczności orbity bardzo dobrze nakładają się na okresy przerw między epokami lodowcowymi.

Zmiana pochylenia osi
Ale powróćmy do osi ziemi. Oprócz tego, że wykonuje ona w długim okresie obroty precesyjne, to dodatkowo nie jest stale przekrzywiona wobec orbity o taki sam kąt. Obecnie jest odchylona od kierunku prostopadłego o 23,5°, może jednak naprostować się do 21° lub bardziej przekrzywić do 24,5°.

Przekrzywienie osi ziemi przy jej stałym (w krótkim czasie) położeniu, powoduje dwa ważne efekty związane z naświetleniem - słońce nie pada dokładnie prostopadle na ląd tylko na równiku, lecz każdego dnia odchyla się od niego nieco na północ lub południe. W dniu przesilenia zimowego północnego, gdy oś jest najbardziej odchylona od słońca, świeci ono w zenicie 23,5° na południe od równika, a w dniu przesilenia letniego, 23,5° na północ. Dokładnie na równiku świeci w zenicie dwa razy do roku w równonoc. Linie maksymalnego odchylenia od równika to zwrotniki, a strefa między nimi, to strefa międzyzwrotnikowa. Jest ona najlepiej oświetlona a co za tym idzie najgorętsza.

Drugi natomiast efekt to istnienie stref polarnych. W dniu przesilenia zimowego oś ziemi jest odchylona w stronę przeciwną niż słońce, i to o kąt 23,5°. Obszar oddalony o tyleż od bieguna jest wówczas zacieniony całą dobę, panuje tam noc polarna, co stwarza idealne warunki dla wychładzania powietrza i powierzchni. W miarę upływu dni od przesilenia słońce zaczyna docierać coraz dalej aż w dniu równonocy pojawia się na samym biegunie. W związku z tym trwająca pół roku noc polarna występuje tylko na samym biegunie, wbrew częstemu mniemaniu, że tyle trwa noc za kołem podbiegunowym ogółem. Na polskiej stacji arktycznej Hornsund noc polarna trwa 3,5 miesiąca a nie 6.

Co takiego powoduje dla tych stref zmiana pochylenia osi? Gdy jest bardziej pochylona, strefa międzyzwrotnikowa się poszerza, toteż pasy dziennych górowań w zenicie oddalają się, a obszary po przeciwnej stronie niż aktualnie najlepiej doświetlane, widzą słońce pod nieco większym kątem. Efekt jest taki że tereny przyrównikowe nieco się ochładzają.
Z kolei przy biegunach większe obszary doznają zarówno nocy polarnej jak i dnia polarnego. Efektem ogólnym jest lekkie schłodzenie obszarów przyrównikowych i lekkie ocieplenie przybiegunowych, czyli większe wyrównanie temperatur globalnych.
Większe naprostowanie osi (zmniejszenie pochylenia) lekko ochładza tereny przybiegunowe a nagrzewa równikowe.

Nie miało by to znaczenia na planecie o równomiernym rozłożeniu lądów, ale w naszym przypadku najwięcej lądów znajduje się na północ od równika. A te, jak wspominałem, chętniej ulegają zlodzeniu niż morza.

Suma czyli jak rosną lodowce
Te cykliczne zjawiska różnie się na siebie nakładają, wywołując globalne lub lokalne zmiany ilości energii ze słońca. W najbardziej sprzyjającym układzie zmiany całkowitej energii sięgają do 10%.
Ochłodzeniom sprzyja sytuacja, gdy oś ziemi jest bardziej naprostowana (mniejszy kąt), gdy aphelium następuje gdy na półkuli z przewagą lądów jest zima i gdy orbita jest bardziej zaokrąglona, co ochładza ciepłą porę roku na całej planecie. Wówczas powierzchnia lodowców w górach i na wyżynach przyrasta i daje o sobie znać dodatnie sprzężenie zwrotne - więcej lodu to więcej odbitego słońca i mniejszy stopień nagrzania powietrza. Mniejsze nagrzanie powietrza to mniejsze topnienie i zwiększenie powierzchni lodowców. W przypadku grubych czap lodowcowych znaczenia nabiera też wzrost wysokości górnej części lodowca, którego szczyt dociera do chłodniejszych warstw atmosfery. 

Wszystkie te efekty powodują, że przy niewielkim wymuszeniu ochłodzenia związanym z cyklami nasłonecznienia, na lądach następują zmiany potęgujące efekt, i zwiększające ochładzanie. Duże ochłodzenie półkuli z przewagą lądów, na których lodowce narastają łatwiej niż na morzu, przekładają się na ochłodzenie klimatu globalnie.

Prześledzenie historii epok lodowcowych i okresów ciepłych przekonuje, że w dużym stopniu nakładanie się tych trzech cykli tłumaczy epizody ochłodzenia i ocieplenia, najlepszą korelację widać dla precesji i ekscentryczności orbity. Istnieją pewne rozbieżności, mogące wiązać się z procesami tektonicznymi czy położeniem Układu Słonecznego w galaktyce, ale w dużym stopniu tłumaczą dlaczego ocieplenia i ochłodzenia następują w pewnych określonych latach.

Jak będzie?
No właśnie. Te procesy zachodzą cały czas. 12 tysięcy lat temu zakończyła się dzięki nim epoka lodowcowa. Co zatem rysuje się w przyszłości? Coś takiego:

Niemal idealne nałożenie się peryhelium i zimy półkuli północnej, ulega rozstrojeniu. Już teraz są oddzielone o kilkanaście dni (przesilenie 22-23 grudnia, peryhelium 3-4 stycznia) a w miarę upływu czasu odchylenie będzie rosło.
Nachylenie osi ziemi wobec orbity zmniejsza się z szybkością 0,011* rocznie.
Kolistość orbity rośnie.

Wygląda zatem na to, że wszystkie efekty zmierzają ku ochłodzeniu. Obecny okres klimatyczny, holocen, rozpoczęty 12 tysięcy lat temu po zakończeniu epoki lodowcowej, osiągnął maksimum temperatur około 6 tysięcy lat temu. Od tego czasu średnie temperatury spadały. Lokalne minimum nastąpiło pod koniec średniowiecza i w renesansie, w okresie tzw. "małej epoki lodowcowej" gdy to swoje dołożyło słońce o wyjątkowo małej aktywności. Zgodnie z obliczeniami wymuszenia związane z cyklami Milankovicia powinny wywołać niezwykle powolny spadek temperatur globalnych. W ciągu ostatnich 100 lat byłby to spadek o 0,01K, właściwie trudny do zauważenia, w sumie można by było uznać klimat za stabilny. Dalsze ochładzanie następowałoby na tyle wolno, że ochłodzenie się klimatu Polski do obecnego w Szwecji zajęłoby kilkanaście wieków, a epoka lodowcowa pojawiłaby się dopiero za kilka tysięcy lat.

Zatem my i nasze prawnuki możemy spać spokojnie. Lądolód w Warszawie to rzecz która wprawdzie się zdarzy, ale wówczas gdy nie będzie już ani potomków którzy nas będą pamiętać, ani też pewnie i Polski.

Tymczasem...
Tymczasem wbrew przewidywaniom wynikłym z cykli zmian nasłonecznienia, w ciągu ostatnich 150 lat temperatura na ziemi wzrosła o 1 stopień. Jest to sytuacja bez precedensu, bo nie dość że następuje niezwykle szybko, to jeszcze wbrew wymuszeniom które w ciągu kilkuset ostatnich tysięcy lat regulowały klimat planety. Wygląda więc na to, że nie jest to zmiana naturalna. I jak na razie nie udowodniono aby odpowiadał za to czynnik w pełni naturalny, nie związany z destrukcyjnymi działaniami ludzkiej cywilizacji.

Drobne rośliny kwiatowe (7.) - Czworolist

Latem podczas spaceru po lesie w okolicach Terespola zupełnie przypadkowo natknąłem się na niską, nie specjalnie rzucającą się w oczy roślinę, o bardzo charakterystycznym wyglądzie:

Był to czworolist. Niska roślina cieniolubna, wyrastająca z długożyjącego kłącza (ponoć jeden osobnik może rosnąć w danym miejscu nawet 200 lat). W danym sezonie kłącze wytwarza jeden pęd, na nim cztery liście i jeden kwiat. Brak płatków korony, zamiast nich widać tylko zielone listki okwiatu. Pręciki długie, z jasnożółtymi pylnikami, słupek czarny, błyszczący, w formie czarnej kulki. Po przekwitnięciu powstaje czarna jagoda.

Źródła podają, że lubi miejsca zacienione i jest charakterystyczny dla lasów naturalnych lub półnaturalnych, liściastych o żyznej glebie. Miejsce w którym znalazłem stanowisko nie wyglądało zbyt dziko, mógł to był jednak las po odnowie naturalnej, to jest bez specjalnego dosadzania drzew. Był to pas lasu między kwartałami nasadzeń z przewagą gatunków liściastych raczej nie typowych dla nasadzeń, a więc olch, topoli, grabów a nawet robinii akacjowych, otoczony z dwóch stron zastanawiającymi wałami ziemnymi.

Roślina dawniej była stosowana jako lecznicza, do ran, owrzodzeń i stanów zapalnych skóry. Wewnętrznie w małych ilościach na drgawki i skurcze oraz przy kokluszu czy przewlekłym kaszlu, sproszkowany korzeń jako środek wymiotny. Przypisywano mu własności odtruwające od rtęci i arszeniku, sam jednak jest rośliną silnie trującą, głównie za sprawą saponin (odpowiadających pewnie za działanie wykrztuśne) i alkaloidów o działaniu nasercowym. Zdarzały się zatrucia dzieci i dorosłych przy zjadaniu dużej, czarnej jagody, i to pomimo jej ponoć dość nieprzyjemnego smaku.

Może być sadzony jako dekoracyjna roślina okrywowa w miejscach zacienionych. Wykazuje dużą zmienność. Nawet w jednej kępie zdarzają się osobniki o pięciu liściach i/lub pięciu listkach okwiatu i do dwunastu pręcików. Także ja takie znalazłem:

Diamentowy pył czyli śnieg z bezchmurnego nieba

Zjawisko to pojawia się zimą, podczas szczególnie mroźnych dni - na niebie nie widać żadnych większych chmur a mimo to daje się zauważyć opadające powoli połyskliwe cząstki. Ze względu na odblaskową powierzchnię nazywa się je diamentowym pyłem.

Są to płaskie kryształki lodu wytrącające się wprost z powietrza. Zwykle mają postać sześciokątnych lub trójkątnych tabliczek o rozmiarach ułamków milimetra. Najlepiej widać je w linii pod lub nad słońcem, wtedy powiem opadające na płask jak liście kryształki wyraźnie odbijają światło. Z powodu tego wyróżnienia kierunku błyski często formują słup światła pod i nad słońcem, a nocą też księżycem czy nawet sztucznymi światłami miejskimi.
Można wówczas obserwować na poziomie ziemi zjawiska zwykle obserwowane wysoko w chmurach, w sprzyjających warunkach powstaje halo lub słońca poboczne, które dzięki powstawaniu w kryształkach blisko ziemi można obserwować na tle budynków czy drzew. Wszystko zależy od tego jakiego rodzaju kryształków jest najwięcej.

Zwykle opad tego rodzaju jest na tyle rzadki, że trudny do zauważenia, jeśli nie wie się na co patrzeć. Rzadko tylko bywa na tyle gęsty, że powietrze wydaje się nieco zamglone. Na obszarach arktycznych występuje bardzo często. W centralnych obszarach Antarktydy może wręcz stanowić główny opad trwający do kilkudziesięciu dni, bowiem wyże i bardzo niska wilgotność nad tym kontynentem zwykle uniemożliwiają powstawanie normalnych chmur. Poza tymi terenami może się pojawić w zasadzie wszędzie gdzie pojawiają się odpowiednio silne mrozy, poniżej -10 czy -15 stopni C. Sam obserwowałem je wiele razy.

Jeden z najciekawszych zdarzył mi się w lutym 2012 podczas fali silnych mrozów. Uczyłem się wtedy jeszcze w Siedlcach i po przyjeździe do miasta wczesnym rankiem zauważyłem po pierwsze migoczące cząstki w powietrzu, a po drugie dziwny, jajowaty kształt słońca:

Powyżej i poniżej tarczy pojawiały się słupy świetlne, które nadawały mu szczególny kształt.

Gdy dotarłem do akademika opad jeszcze się nasilił, a do słupów dołączyło kolejne ciekawe zjawisko - podsłońce. Jest to jasna plama widoczna pod słońcem, pod horyzontem, na tej samej głębokości co jego wysokość nad horyzont. Zwykle jest obserwowane z samolotów lub wysokich gór, dlatego byłem zaskoczony tym, że mogłem obserwować je wyglądając z okna na pierwszym piętrze.

Podsłońce powstaje jako refleks od kryształków lodu w kształcie tabliczek, które opadają płasko kołysząc się na boki. Gdy zaburzenia ruchu są duże, formuje się słup świetlny, gdy są małe przeważa ustawienie płaskie a sumą błysków jest fałszywy obraz słońca wyglądający jak odbity w płaszczyźnie równoległej do ziemi.

Udało mi się nagrać to zjawisko, dzięki czemu widać że jest to złożenie wielu błysków światła odbitych przez cząstki pyłu diamentowego:



Do najbardziej spektakularnych zjawisk wywoływanych przez pył diamentowych, należą jednak słupy świetlne nad sztucznymi światłami. Jeśli zagęszczenie kryształków jest duże, każda latarnia w okolicy może zostać zwieńczona słupem o właściwym jej kolorze.

Oczywiście na terenie dużego miasta wygląda to lepiej, tutaj przykład słupów obserwowanych nad alaskańskim miastem Anchorange:

A tu nad Moskwą:

W Polsce widywałem to zjawisko kilka razy, ale nie wyglądało tak efektownie, głownie przez słaby kontrast na rozjaśnionym niebie.

Do wyjątkowej sytuacji doszło w zeszłym roku w Finlandii - pył diamentowy pojawił się w warstwie powietrza wysoko nad ziemią, przez co zamiast słupów obserwowano krótkie odcinku. Nad miastem Eury słupy widziane od dołu przypominały punkty. Ponieważ każdy pojawiał się dokładnie nad każdą latarnią, a te ustawiono przy ulicach, świetlne punkty wyrysowały na niebie mapę przedmieść:

Dość dokładną:

W tym samym czasie bardziej na północy krótkie odcinki słupów nad ukrytą za lasem drogą, wraz z zorzą polarną, stworzyły niezwykły widok:

Zachęcam do obserwacji. Może tej zimy podobne widoki trafią się u nas.

Spacer zimowy

Coś na ochłodę - opis pewnego nie długiego spaceru, podczas którego wiele widziałem i dużo utrwaliłem. I oto co wówczas widziałem i myślałem.

Na przełomie stycznia i lutego 2012 roku nadeszło kilkanaście na prawdę mroźnych dni. Nie raz temperatury spadały nocą poniżej -20 stopni a w dzień utrzymywały się około minus kilkunastu, dlatego wychodząc na spacer opatuliłem się porządnie. Tym co zimą zawsze mnie zachwyca i ciekawi, jest wielka rozmaitość form, jakie przyjmuje lód, śnieg i szron, pod wpływem zamarzania, topnienia, omywania przez wodę i kształtowania na wietrze. Pod tym względem tylko chmury mogą konkurować z lodem, woda płynna w zbiornikach jest bowiem pod względem formy zwykle jednakowa.

Najpierw udałem się na koniec ulicy, w okolice mostku gdzie wcześniej widziałem połać odwianego lodu na powierzchni zamarzniętej Krzny. W kilku miejscach szybszy nurt nie pozwalał całkiem zamarznąć powierzchni, toteż wieczorem znad tych miejsc unosił się wilgotny opar. W efekcie z każdej nierówności strzelały lodowe paprocie, płatki fraktalnych zbiorowisk kryształków.

Szczególnie wyraźne było to w miejscu gdzie odsłaniała się woda wpływająca do rzeki z rowu. Silne parowanie sprawiło, że brzeg pokrywy pokrył się ozdobną koronką paprociolistnych kryształków.

W innym miejscu, na świeżym lodzie, lód przybrał postać grubych igieł, długich na kilka centymetrów:

Już ta miejscowa różnorodność form lodowych, była dla mnie dobrą zapowiedzią dla dalszej wędrówki.

Śniegu nie było wtedy dużo - leżało go jakieś 10-15 cm, już uleżałego, z kruchą warstewką mocniej zmrożonego na samym wierzchu. W niektórych miejscach dało się stanąć na tej warstwie bez załamywania. Gładka, błyszcząca powierzchnia zachowywała wszelkie ślady. Gdzieniegdzie na brzegu widać było ślady ptaków, które podlatywały tu mając zapewne nadzieję znaleźć niezamrożoną połać wody.
Mimo mrozu i krótkiego dnia słońce odbijające się od śniegu sprawiło, że się zgrzałem. Było jasno, światło wydawało się nieco rozproszone na delikatnej mgiełce. Nawet cienie nie były zupełnie ciemne, podbarwione na błękitno od nieba jak na obrazach impresjonistów. Tylko trzciny stanowiły tutaj jakąś cieplejszą przeciwwagę.

Idąc ścieżką wzdłuż brzegu wydeptaną przez jakichś wcześniejszych spacerowiczów dotarłem do resztek tamy przy ujściu małej rzeczki Klukówki. Był to jaz podpiętrzający zazwyczaj poziom rzeki, wówczas jeszcze zawalony po ostatniej wiosennej powodzi, kiedy to gałęzie, liście i trzciny osadziły się na jego konstrukcji, a parcie wody wyrwało stalowe podpory z betonowych płyt. Wtedy było to właściwe tylko na pół dzikie bystrze ujęte w betonowe koryto, gdzie zachował się niezamarznięty prąd.

Zaciekawiło mnie, że na obrzeżach tego prądu, tam gdzie szybka, wzburzona woda stykała się z brzegiem, powstał lód w formie zaokrąglonych, posklejanych wypustek, tworzony zapewne wskutek omywania rozpryskami:

Taki bąbelkowaty lód narastał od brzegu w formie półprzezroczystych wachlarzy, w których dał się zauważyć drzewkowaty wzór pęcherzyków powietrza.

Na najciekawsze miejsce natknąłem się jednak nieco dalej, już poza niezamarzłym odcinkiem prądu, na wysokim brzegu na skraju wykaszanej latem łąki. Dał się tam zauważyć większą pryzmę śniegu, zupełnie jakby pozostałość po odśnieżaniu, z której dochodziło coś jakby para lub dym. Z początku sądziłem, że może to być szczyt żeremia z którego uchodzi cieplejsze powietrze, bobry bowiem ostatnio mocno pracowały w okolicy, ogryzając nabrzeżne wierzby na kształt zaostrzonych ołówków. Dopiero z bliska okazało się, że prawda była inna, jeszcze bardziej zaskakująca:

Pod śniegiem znalazł się stóg trzcin i trawy, wyciągnięty wiosną po powodzi podczas oczyszczania koryta, widziałem go tu zresztą latem. Była to zbita masa źdźbeł z przymieszką wodorostów. Nakryty dobrze izolującą białą kołderką, zawilgotniały, zaczął widać fermentować aż zagrzał się i najwyraźniej od tego zapalił. Bez wielkiego płomienia, jedynie w formie powoli trawiącego stos żaru, ogień trwał pod śniegiem mimo wielkich mrozów, aż wreszcie stos częściowo zapadł się, odsłaniając spopielałe wnętrze:

Bezpośrednio przy zwęglonej części dobrze było czuć ciepło. Dym podbarwiał na brązowo płat śniegu przy zapadłej części. Znacznie wyraźniej było to jednak widać na brzegu pryzmy, gdzie zwisały sople utworzone ze stopionego żarem śniegu, zabarwione od dymu na ciemnobrązowo:

Dym unoszący się znad tlącej trzciny zawierał wilgoć, dlatego wokół zauważyć się dało rozmaite formy szronu i sadzi. Na powierzchni śniegu na krawędzi pojawiały się wyrostki, z kryształkami lodu w formie odstających na boki łusek, dzięki czemu każdy był tępo zakończony:

Dalej, na odsłoniętych nie spalonych częściach roślin owiewanych jeszcze wilgotnym tchnieniem pryzmy ale już poza zasięgiem dymu, z gałązek i liści strzelały drobne, nitkowate wręcz igiełki lodowe, obrastające wolne powierzchnie połyskliwym mchem:

I to właśnie tam, w najbardziej od wiatru osłoniętych zakątkach powstawały kryształki najdelikatniejsze, drżące i osypujące się od stąpnięć, w formie pojedynczych igieł:

Na których jednak w miejscach, gdzie wraz z przesuwaniem się żaru zaczął docierać dym, zaczęły tworzyć się znów odstające na boki łuski:

Oceniając po wielkości pryzmy, żar mógł trawić przykrytą śniegiem trzcinę chyba aż do roztopów w połowie miesiąca.
Ze względu na dużą rozpiętość jasności najlepiej widok ujmuje to nieco drgnięte HDR

Przed zachodem słońca wróciłem do domu.
(mapka okolicy spaceru)

Najciekawsze rośliny

Kilka przykładów roślin na które natknąłem się szukając czegoś innego, a które zdecydowanie wyróżniają się od innych.

Piestrzennikowate
Rośliny w pełni pasożytnicze z rzędu pieprzowców rosnące w Afryce i Ameryce Południowej. Pasożytują na korzeniach roślin, głownie akacji i wilczomleczów, całe życie spędzając pod ziemią. Ich pozbawione chlorofilu, zredukowane człony i brak wyraźnych korzeni sprawiły, że przez pewien czas uważano je za grzyby.

Organy rośliny uległy tak znacznemu zredukowaniu, że nie jest pewne czy części podziemne to grube korzenie czy pędy. Nie stwierdzono też aby występowały na nich liście, nawet w formie przekształconej (w przypadku kaktusów, przekształconymi liśćmi są ciernie). Wytwarzają mięsiste kwiaty wystające nisko nad ziemią, czasem zakwitające pod ziemią, zwykle o niemiłym zapachu padliny, który przyciąga muchy i chrząszcze. W przypadku niektórych gatunków kwiaty wytwarzają ciepło, być może w celu zwiększenia intensywności zapachu, lub przyciągnięcia much składających jajeczka na świeżej padlinie. Twardy owoc o miękkim, soczystym miąższu jest jadalny, bywa używany jako pasza dla zwierząt

Welwiczja przedziwna
Bardzo stary, nietypowy gatunek rośliny pustynnej, rosnącej w Afryce. Ma niezwykle powolny wzrost, w zamian żyje niezwykle długo, nawet po 2 tysiące lat. Wytwarza palowy korzeń z którego wyrasta bardzo krótki pień, który przyrasta bardziej wszerz niż wzdłuż, przez co u najstarszych osobników przypomina płytę o średnicy półtora metra i grubości pół metra. Z pnia wyrastają jedyne dwa liście, powoli przyrastające przez całe życie oraz zamierające i strzępiące się na końcach, dorastające do sześciu metrów długości. Targane wiatrem rozdzielają się wzdłuż, stąd wrażenie że roślina posiada wiele taśmowatych liści. Roślina może przy ich pomocy wchłaniać wodę z rosy lub mgieł nadchodzących znad oceanu.

Korzeń palowy, przypomina bardzo grubą marchew. Ponoć dorasta nawet do 30 metrów głębokości.

Llareta
Bardzo drobna krzewinka z rodzaju Azorella, należąca do rodziny selerowatych. Niektóre gatunki z tego rodzaju są uprawiane w ogradach na skalniakach. Ten konkretny gatunek (Azorella compacta ) żyje na pustyni Atacama, tworząc z czasem soczyście zielone, nieregularne kępy, wypełnione zbitą masą uschniętych gałązek. Rozrasta się z prędkością ok. 1,5 cm rocznie, ponieważ zaś niektóre kępy osiągają kilka metrów średnicy osobniki mogą żyć nawet 2-3 tysiące lat.

Parasitaxus
Nazwę łacińską można by tłumaczyć dosłownie jako "pasożytniczy cis" - i właściwie mówi to wszystko co trzeba o tej roślinie. To jedyna roślina iglasta (nagonasienna) będąca pasożytem. Poprzez ssawki korzeniowe podbiera soki z drzewa Falcatifolium taxoides, będącego zresztą pod względem botanicznym bliskim krewniakiem. Jest endemitem na Nowej Kaledonii.
Rośnie jako nieduży krzew o czerwonawych gałązkach, pozbawiony liści. Dorasta maksymalnie do dwóch metrów. Jego korzenie obrastają korzenie żywiciela, jednak nie tworzą ssawek lecz prawdopodobnie korzystają z pośrednictwa grzybów mikoryzowych - grzyby pobierają substancje odżywcze z rośliny żywicielskiej, zaś pasożyt pobiera je od grzyba. Jest to raczej rzadki typ pasożytnictwa.[1]

Rhuizanthella gardneri
Australijski gatunek pasożytniczego storczyka, który nie tylko cały czas przebywa pod ziemią, ale też pod ziemią kwitnie i owocuje.

Co jednak zaskakujące, jego kwiaty zachowały żywe barwy oraz wydzielają przyjemny zapach. Kwiatostan zawiera około 100 drobnych kwiatków osłoniętych różowo zabarwionymi, łuskowatymi liśćmi.Kwiat nie przebija powierzchni ziemi, najwyżej unosi mały kopczyk spękanej gleby. Zapylają go podziemne owady, termity i komary, oraz zapewne także muchy wchodzące przez spękaną ziemię. Po przekwitnięciu tworzy kilka mięsistych owoców zawierających pyliste nasiona, które nie są rozsiewane dalej, choć być może w ich roznoszeniu pomagają małe torbacze.
 Podobnie jak Parasitaxus storczyk ten jest mykoheterotrofem, a więc pasożytuje na roślinach za pośrednictwem grzybów. W tym przypadku jedynym żywicielem jest pewien krzew z rodziny mirtowatych.


Nasięźrzał pospolity
Drobna roślina zielna przez długi czas uważana za paproć, jednak w rzeczywistości należąca do starszej od paproci i skrzypów grupy Psylota. Wytwarza w danym sezonie jeden liść i kłos zarodniowy. Cechą wyróżniającą jest ogromna ilość chromosomów, od 460 u roślin rosnących w Europie do 1200 u roślin amerykańskich.
Znana jest też jako roślina której przypisywano właściwości magiczne. Ludowy przesąd nakazywał kobiecie chcącej aby jakiś mężczyzna się w niej zakochał, zerwać roślinę w środku nocy wypowiadając odpowiednie zaklęcie. Ponieważ kłos zarodniowy przypomina wyglądem nie rozwinięte kwiaty konwalii lub babki, nasięźrzał był nazywany kwiatem paproci.

Nietypowo brzmiąca nazwa to zapewne zlepieniec wyrażenia "Na się źrzał" czyli "na się spoglądał" ("źrzenie" to staropolskie określenie patrzenia, stąd staropolskie "źrzadło" czyli zwierciadło, i "poźrzenie" czyli nowopolskie spojrzenie). Nasięźrzał był dawniej określeniem napoju miłosnego, a więc mającego wywołać, że ci którzy go wspólnie wypiją, będą "na się patrzeć", aż wraz z utrwaleniem się konkretnych nazw różnym miłosnym nasięźrzałom osadził się jako nazwa tej konkretnej rośliny.[2]

Podejźrzon wirginijski
Kolejny Psylota o nietypowej biologii, tym razem wyjątkowy przypadek transferu horyzontalnego.  Gatunek o szerokim rozpowszechnieniu, rośnie w Ameryce, terenach górzystych Azji i Skandynawii, znane jest jedno stanowisko w Polsce. Podobnie jak nasięźrzał posiada dość dużą ilość chromosomów (do 184), dla genetyków najciekawsze są jednak jego mitochondria, zawierające dość dużo genów nie związanych z produkcją energii. Porównanie niepasującego fragmentu z innymi roślinami ujawniło, że w dalekiej przeszłości mitochondria podejźrzona wchłonęły niemal cały genom pewnej rośliny z rodziny sandałowatych, prawdopodobnie pasożytniczej jemioły, co być może wpłynęło na zdolność do przystosowywania się do zróżnicowanych środowisk. Tym samym w roślinie rozmnażającej się przez zarodniki, znalazły się geny rośliny kwiatowej.

Trudno natomiast powiedzieć jak mogło do tego dojść, skoro jemioły nie pasożytują na roślinach zielnych.

Amborella
Amborella to szczególna roślina - należy do wyjątkowo starego rodzaju, jaki oddzielił się od linii genetycznej pozostałych okrytonasiennych na samym początku, około 130 milionów lat temu, jest więc spokrewniona w linii prostej z przodkiem większości znanych roślin lądowych. I jak na wyjątkowo stary gatunek przystało, jej genom jest dość skomplikowany. Podobnie jak podeźrzon jej mitochondria zawierają geny pochodzące od innych roślin, ale w tym przypadku jest ich wyjątkowo dużo - na jeden gen własny przypada średnio sześć genów innych organizmów. Wchłaniała geny na potęgę.
Wśród pożyczonych znalazły się trzy pełne genomy mitochondrialne mszaków, trzy zielonych alg i fragmenty pochodzące z genomów 150 roślin okrytonasiennych.[3] Są to główne glony i rośliny rosnące w pobliżu rośliny w naturalnym środowisku. W jakiś sposób dochodziło do fuzji chromosomów między amborellą a gatunkami z którymi się stykała.
Nie bardzo wiadomo po co jej to wszystko.

Miłorząb
Bardzo stary rodzaj roślin nagozalążkowych, charakterystyczne skamieniałe liście znane są aż z Permu około 270 mln lat temu. Wywodzą się prawdopodobnie z paproci nasiennych. Największe zróżnicowanie gatunków stwierdzono dla okresu kredowego, miłorzęby rosły wówczas pospolicie na całej Laurazji (superkontynent, który rozpadł się na Amerykę północną, Europę i Azję); po wyginięciu dinozaurów różnorodność rodzaju stopniowo spadała a znane gatunki zmniejszały swój zasięg. Poza miłorzębem dwuklapowym wyróżniono jeszcze tylko gatunek Ginkgo gardneri, którego skamieniałości znaleziono w Szkocji.
Do naszych czasów przetrwał tylko jeden gatunek, Ginkgo biloba czyli miłorząb dwuklapowy (nazywany też japońskim), którego zasięg na świecie stopniowo się kurczył aż wreszcie dwa miliony lat temu zaczął występować wyłącznie w pewnej chińskiej dolinie górskiej, gdzie w średniowieczu odkryto go i upowszechniono.

Miłorzęby charakteryzowały się wyjątkowo powolnym tempem ewolucji. Miłorząb dwuklapowy pojawia się w skamieniałościach sprzed kilkudziesięciu milionów lat. To niezwykłe, że gatunek ten, zachowując rozpoznawalne cechy, utrzymał się tak długo. Wiąże się to zapewne z długowiecznością i późnym wiekiem od którego zaczyna wydawać nasiona - drzewa mogą osiągać wiek 2-3 tysięcy lat, zaczynają wydawać owoce w wieku około 50-60 lat.
Miłorzęby są drzewami dwupiennymi, co oznacza że jedne osobniki wydają kwiaty męskie a inne żeńskie. Pyłek z nasion męskich jest przenoszony przez wiatr na rośliny żeńskie, gdzie osiada na odsłoniętych zalążkach. Po pęknięciu, z ziarenek pyłku wydostają się ruchome plemniki w kształcie jajka ze spiralnym zaostrzonym końcem z którego wyrasta kilkaset rzęsków, które powoli przebijają się do komórki jajowej. Ruch plemników jest tak powolny, że zwykle właściwe zapłodnienie następuje po upływie kilku miesięcy, niedługo przed opadnięciem owocu lub już po, wewnątrz wyrosłego wokół zalążni dużego zarodka, mylonego z pestką.
Wokół zalążka tworzy się żółtawa osnówka o niemiłym zapachu zjełczałego masła lub wymiocin, nadawanym przez kwas masłowy i kapronowy, z tego powodu zwykle w szkółkach ogrodniczych sprzedawane są tylko nie owocujące osobniki męskie.

Miłorzęby zasadniczo są roślinami dość wytrzymałymi, dobrze radzą sobie w warunkach miejskich, są mrozoodporne. Szczególnym przypadkiem są cztery drzewa które przetrwały atak atomowy na Hiroszimę i jako jedyne stare drzewa w mieście odżyły i żyją do dziś.

------------
[1] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-3040.2005.01378.x/abstract
[2] Zygmunt Glogier, Encyklopedia Staropolska,
[3] https://www.missouriwestern.edu/biology/wp-content/uploads/sites/211/2015/01/amborella-mitochondrial-fusion.pdf

Tsunami, Fukushima i co dalej?

Zaciekawiło mnie jak wygląda sytuacja w strefie skażonej po awarii w elektrowni w Fukushimie. Mówiło się, że po dekontaminacji do wielu miejsc będzie można wrócić, że nie będzie jak w Czarnobylu, gdzie zamknięto ogromny kawał terenu, w którym już teraz napromieniowanie mieści się w normach.

Zacznijmy może od pewnego nieporozumienia - elektrownia nazywała się Fukushima I, ale została nazwana od nazwy prefektury. Główne miasto rejonu Fukushima leży daleko od elektrowni i nie uległo skażeniu.

Jedną z ewakuowanych miejscowości była wieś Kawauchi w prefekturze Fukushima, leżąca 20 km od elektrowni, skąd wysiedlono 2,7 tysiąca osób. Mniej skażona, zachodnia połowa została ponownie otwarta w marcu 2012 roku, bardziej skażona wschodnia została podzielona na dwie strefy, jedna z możliwością czasowego przebywania. Cały czas trwała dekontaminacja, usuwanie skażonych materiałów budowlanych, wymiana ziemi. W roku 2014 kolejna część wsi została otwarta. Ostatnie domy uznano za bezpieczne w czerwcu tego roku. Do wsi wróciła większość dawnych mieszkańców.
http://www.fukushima...ews.html?id=686

Najbliżej elektrowni znajduje się miasto Okuma, elektrownia leżała na przedmieściach. Dzielnice przybrzeżne (te których nie zniszczyło tsunami) pozostają zamknięte, mają zostać przekształcone w rezerwat, bardziej oddalone dzielnice są strefą czasowego przebywania, możliwy był powrót mieszkańców do osiedli na obszarze górskim. Aktualny plan jest taki aby zbudować nową dzielnicę na lesistym stoku, który został mało dotknięty opadem.

Miasto Naraha leży bardzo blisko elektrowni, ale kierunek wiatrów spowodował, że skażenie było niewielkie. Większym problemem były zniszczenia po tsunami, które objęły większość terenu. W 2015 roku obowiązek ewakuacji zniesiono w całym mieście. W tym roku zaczęła się odbudowa domów.
http://www.dw.com/en...ping/a-19104019

Wieś Katsuaro leży dalej niż 20 km od elektrowni ale dokładnie na osi opadu radioaktywnego, dlatego też została ewakuowana. Po dwóch latach teren podzielono na trzy strefy, jedną z możliwością stałego powrotu, drugą z możliwością przebywania czasowego i mniejszą strefę zamkniętą. W miarę upływu czasu i dekontaminacji zmniejszano restrykcje i od czerwca tego roku 90% obszaru miejskiego jest otwarta. Na razie chęć powrotu wyraziło tylko 10% mieszkańców. Oprócz strachu przyczyną jest zapewne brak komunikacji (zniszczonych podczas trzęsienia dróg nie naprawiano) i otwartych sklepów.
http://www.asahi.com...1606120031.html

Miasto Tamura ewakuowano, ale już w 2014 roku zniesiono obowiązek ewakuacji, do domów wróciło ok. 1/3 dawnych mieszkańców. W Minamisona, gdzie 1100 osób zginęło podczas tsunami, obowiązek ewakuacji zniesiono  już w 2012 roku. chęć powrotu wyraziło 80% mieszkańców, o ile będzie do czego:
http://www.japantime...y-independence/

W Hirono mieszkańcy mogli powrócić do domów już w 2012 roku, ale powróciło ok. 1/4 dawnej populacji. W Tamioka teoretycznie już 2013 roku można było powrócić do części miejscowości, ale nakaz ewakuacji przedłużono jeszcze o 5 lat, bo na razie nie ma do czego wracać - część miasta została zmieciona przez tsunami, infrastruktura drogowa i media są dopiero odbudowywane.

Miasta Namie i Futaba pozostają zamknięte.

Do końca 2017 roku nakaz ewakuacji ma zostać zniesiony na 80% obszaru.

Pojawiają się też głosy, że strefa zamknięta została wprowadzona niepotrzebnie i wynika z wyśrubowanych japońskich norm, są bowiem miejsca na świecie w których żyją ludzie a w których promieniowanie tła jest większe niż w zamkniętych miastach:
http://www.bbc.co.uk...d-asia-35761136

Budowniczy z Amatrice

Czy można zostać bohaterem, po prostu dobrze wykonując swoją robotę? Jeśli w przyszłości uratuje to komuś życie, to tak.

Sierpniowe trzęsienie ziemi w okolicach włoskiego miasta Amatrice należało do najgorszych w historii kraju. Zginęło w nim 298 osób, a zabytkowe centrum miasta uległo zniszczeniu. Jak zwracano uwagę zawaliły się nie tylko stare budynki, zbudowane z małych kamiennych złomów, ale często też nowe lub modernizowane jak szkoła podstawowa czy ratusz, które w 2012 roku przeszły remont z dostosowaniem do norm antysejsmicznych. Powodem tego mogło być omijanie norm lub użycie słabszych niż zadeklarowane materiałów.

Nie wszyscy jednak tak robili. 88-letni dziś Saro Rubei, były rzeźnik, budował okolicznym mieszkańcom domy o dużej trwałości. Jak sam tłumaczył, od dziecka bał się trzęsień ziemi, dlatego gdy przeniósł się za miasto najpierw zbudował swój dom o mocnej konstrukcji, a potem zaczął budować w tej technologii inne domy. W okolicach Amatrice postawił z dobrze dobraną ekipą kilkadziesiąt domów, głównie domków letniskowych, stosując stalową konstrukcję i sprężony beton. Gdy przeszedł na emeryturę otworzył stajnię i gospodarstwo agroturystyczne.

W czasie trzęsienia ziemi w jego domu jedynie pospadały obrazy i rzeczy z półek, a w ogrodzie stłukły się donice z kwiatami. Już po trzęsieniu przychodzili do niego ludzie ze zbudowanych przezeń budynków, aby podziękować za solidną robotę. Ponoć ani jeden się nie zawalił. W centrum Amatrice zniszczony został między innymi jego dawny dom rodzinny, zginęła w nim jego 90-letnia siostra.

Co ciekawsze, Rosario nie ma formalnego wykształcenia w kierunku architektury. Doświadczenia nabrał sam pomagając na budowach.

-------
*  http://www.repubblica.it/cronaca/2016/09/06/news/il_muratore-eroe_di_amatrice_per_paura_del_terremoto_ho_costruito_case_solide_-147253272/?refresh_ce