Zahlavi

Hledali dávné klima, našli současnost. Co lze vyčíst z tenké vrstvy vápence

22. 10. 2026

Jeskynní krápníky, tzv. speleotémy, vědci běžně využívají jako jakési přírodní archivy klimatu. Z jejich vrstev lze vyčíst informace o době jejich vzniku. Předpokládali tedy, že podobné informace budou ukryty i v tzv. bradavičnatých sintrech. Výzkum však ukázal, že tyto útvary jsou velmi mladé a významnou roli v jejich vzniku hraje množství a intenzita srážek. Nenesou informaci o tom, jaké klima panovalo před desítkami tisíc let. Mohou však vědcům pomoci pochopit, jak prostředí reaguje na klimatické změny v posledních desetiletích. Na výzkumu se podíleli vědci z ČR i zahraničí, kteří jsou zapojeni do projektu RES-HUM.

Na první pohled připomínají drobné krápníky. Vznikají v puklinách a spárách vápenců, v malých dutinách nebo na spodních stranách vápencových valounů. Uvnitř mají jemnou vrstevnatou strukturu, která může připomínat letokruhy stromu. Právě tato podobnost vedla vědce Václava Suchého, Kateřinu Pachnerovou Brabcovou a Ivo Světlíka z Ústavu jaderné fyziky Akademie věd ČR k otázce, zda by vápnité krusty nemohly uchovávat informace o klimatu v dávné minulosti. „Náš předpoklad vycházel z práce českého geologa a kvartérního badatele Vojena Ložka z roku 1963, který tyto útvary označil jako tzv. bradavičnaté sintry. Vzhledem k jejich vzhledu se nabízelo srovnání s jeskynními krápníky. Ty jsou dnes důležitým zdrojem informací o vývoji klimatu v minulosti, protože jejich vrstvy zachycují změny podmínek, za nichž vznikaly,“ uvedl Václav Suchý z Ústavu jaderné fyziky Akademie věd ČR.

Čtyřletý výzkum sedmičlenného mezinárodního týmu odborníků však původní představu vyvrátil. „Bradavčité sintry nejsou pozůstatkem dávných klimatických období. Jde o velmi mladé útvary, jejichž stáří nepřesahuje několik desítek let. Navíc jsou poměrně nestabilní. Krátce po vzniku začínají být narušovány biologickými procesy a erozí a postupně zanikají,” doplnil Suchý.

První popis v jeskyních mírného klimatického pásma

Jejich vnitřní vrstvení podle vědců souvisí s podmínkami prostředí, zejména s intenzitou srážek. Krusty sice nejsou vhodným nástrojem pro rekonstrukci klimatu před tisíci lety, mohou ale poskytovat informace o krátkodobých změnách prostředí v současnosti.

Výzkum přinesl ještě jedno důležité zjištění: zkoumané krusty nelze jednoduše zařadit mezi běžné vápencové sedimenty ani mezi klasické jeskynní krápníky. „Jsou jakýmsi hybridem mezi povrchovými sladkovodními vápenci a jeskynními speleotémami. Na jejich tvorbě se nepodílí pouze chemické srážení uhličitanu vápenatého (kalcitu), důležitou roli přitom hrají i živé organismy. Řasy, mechy, houby a mikroorganismy pomáhají zachycovat a stabilizovat drobné částice. Ty do puklin přináší voda. Na jejich povrchu se následně ukládá uhličitan vápenatý,” vysvětlil Suchý s tím, že vznik krust je výsledkem spolupráce několika procesů – vody, horniny, chemických reakcí a živých organismů. „Je zajímavé, že jsme našli útvary propojující dva na první pohled velmi odlišné světy. Část jejich vlastností připomíná tzv. pramenné vápence vznikající v prostředí povrchových krasových vod, část zase klasické jeskynní krápníky. Navíc je jejich vznik ovlivněn biologickou aktivitou,“ doplňují autoři studie.

Podobné biologicky ovlivněné krápníkovité útvary byly v minulosti popsány například z některých tropických a subtropických jeskyní. V jeskyních mírného klimatického pásma však dosud nebyly obdobné hybridní krusty podrobně popsány.

Voda a změna hydrologických podmínek

Význam objevu nespočívá pouze v popisu nového typu vápnitého útvaru. Studie ukazuje, jak citlivě mohou přírodní systémy reagovat na změny podmínek. Klíčovou roli zde sehrává voda a změna hydrologických podmínek se může promítnout do celého systému. To je zajímavé i v době současné klimatické změny, kdy se nemění jen teplota, ale i charakter srážek – jejich intenzita, sezónní rozložení nebo délka období mezi jednotlivými srážkovými událostmi.  

„Jednotlivá vápnitá krusta je velmi nestabilní a krátkověká. Může vzniknout, měnit se a zase zaniknout. Studium pomocí elektronového mikroskopu ukázalo, že zatímco se krusty srážejí, již jsou souběžně rozhlodávány a erodovány mechanickými vlivy i biologickou aktivitou (metabolizmem) některých mikroorganizmů na jejich povrchu. Oba tyto v podstatě protikladné procesy – tedy krystalizace novotvořeného karbonátu a jeho rozklad, působí v dynamické rovnováze a záleží na konkrétních místních podmínkách, který děj převládne. Resilience proto nemusí nutně znamenat, že každá jednotlivá součást systému přežije změnu. Důležitější může být schopnost celého systému reagovat, přizpůsobit se a pokračovat ve svých základních procesech. „Lze pozorovat, že za vhodných podmínek se proces vzniku a zániku těchto krust může dokonce cyklicky opakovat,” uvedl Václav Suchý.

Drobné krusty z Českého krasu tak nabízejí překvapivě názorný příklad toho, že stabilita a odolnost nejsou totéž. Systém může být proměnlivý, jeho jednotlivé části mohou zanikat, a přesto může celý proces pokračovat.

Výzkum badatelé vedli v Českém krasu – v oblasti tvořené převážně prvohorními usazeninami (vápenci, břidlicemi) silurského a devonského stáří s četnými krasovými jevy včetně jeskyní patřících k největším v Čechách. Na mnoha místech jsou právě zde popsané typy vápnitých krust dobře pozorovatelné, v řadě přirozených i umělých výchozů, včetně lomů. Při výzkumu vědci použili komplex navzájem provázaných analytických metod – optickou, CL a elektronovou mikroskopii, radiouhlíkové datování i rentgenovou difrakční analýzu (XRD).

Vědci z České republiky i zahraničí

Na vzniku studie Bridging the gap: Anatomy of recently growing calcareous crusts in the Bohemian Karst se podíleli specialisté z Ústavu jaderné fyziky Akademie věd ČR, Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, Institutu struktury a mechaniky hornin Akademie věd ČR a čínských vědců z China University of Petroleum v Pekingu. Publikována byla na webu Harward University, na ScienceDirect.com i v databázi Mindat.org.

Odkaz na plné znění textu: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0037073825000168

Výzkumný tým tvořilo sedm specialistů. Zhruba polovinu doby ze čtyřletého výzkumu zabralo vlastní analytické zpracování odebraných vzorků. Některá terénní pozorování, z nichž badatelé při práci vycházeli, byla starší a sahala do poloviny 80. let 20. století. V současnosti se vědci zabývají řadou spojitých otázek, které výzkum vápnitých krust provází, například aplikací absolutního radiouhíkového datování různých organických materiálů ve vztahu ke geologické historii Českého krasu obecně. 


O projektu

Projekt RES-HUM je zaměřený na objasnění základních principů resilience lidské společnosti v historické perspektivě s využitím dlouhých časových řad a na přenos získaných poznatků do společenské praxe. Podílí se na něm odborníci z archeologie, dějin umění, antropologie, genetiky, geologie, klimatologie, botaniky, geofyziky či jaderné fyziky. RES-HUM je jediným projektem špičkového výzkumu z oblasti humanitních věd a umění podpořeným v rámci výzvy Špičkový výzkum financované z Operačního programu Jan Amos Komenský. Odborným manažerem projektu je Jiří Macháček, profesor archeologie a vedoucí Ústavu archeologie a muzeologie na Filozofické fakultě Masarykovy univerzity v Brně.


Kontakt:

Václav Suchý
Ústav jaderné fyziky AV ČR
sediment1@seznam.cz

TZ ke stažení zde.

Detailní pohled na nárůsty bradavičnatých sintrů na těžbou obnažené ploše svislé pukliny ve vápenci.

Detailní pohled na nárůsty bradavičnatých sintrů na těžbou obnažené ploše svislé pukliny ve vápenci.

Foto: Václav Suchý
Uvnitř drobných jeskynní podél zkrasovělých vrstevních ploch vápenců vytvářejí bradavičnaté sintry nárůsty podobné jeskynním stalaktitům.

Uvnitř drobných jeskynní podél zkrasovělých vrstevních ploch vápenců vytvářejí bradavičnaté sintry nárůsty podobné jeskynním stalaktitům.

Foto: Václav Suchý
Bradavičnaté sintry krystalizují také v podvěsu na spodních stranách vápencových skalních převisů.

Bradavičnaté sintry krystalizují také v podvěsu na spodních stranách vápencových skalních převisů.

Foto: Václav Suchý
Bradavičnaté sintry krystalizují také v podvěsu na spodních stranách vápencových skalních převisů.

Bradavičnaté sintry krystalizují také v podvěsu na spodních stranách vápencových skalních převisů.

Foto: Václav Suchý
Detailní pohledy na vápnité krusty tvořené bradavičnatými sintry na vrstevních plochách vápence.

Detailní pohledy na vápnité krusty tvořené bradavičnatými sintry na vrstevních plochách vápence.

Foto: Václav Suchý
Vápnité krusty, okrově zabarvené půdními minerály, vyplňující systém puklin v devonském vápenci.

Vápnité krusty, okrově zabarvené půdními minerály, vyplňující systém puklin v devonském vápenci.

Foto: Václav Suchý

Humanitní a filologické vědy

Vědecká pracoviště

Výzkumné projekty ústavů této sekce mají rovněž význam pro celonárodní kulturu a vzdělanost. V literární vědě je třeba nově zpracovat poválečné období české literatury, včetně literatury nezávislé. Naproti tomu klasická studia se soustřeďují na latinské písemnictví v našich zemích a na soupis našich literárních památek do r. 1800. Jazykověda se orientuje na výzkum národního jazyka a jeho historického vývoje v jeho spisovné i nespisovné podobě. Pozornost filozofie je upřena ke studiu filozofických směrů 20. století - k fenomenologii, filozofii existence, ale i k analytické filozofii a teorii vědy - stejně jako k odkazu myslitelů jako J. A. Komenský či J. Patočka. Literatura a jazyky slovanských zemí jsou předmětem naší slavistiky. Orientalistika, která má u nás dlouhou tradici, se věnuje studiu orientálních jazyků, dějinám a kultuře Předního východu, Indie, Číny a arabského světa. Etnografie a folkloristika se vedle tradičních témat hmotné a duchovní lidové kultury zabývá i aktuálními problémy etnických studií emigrace a reemigrace i adaptací jiných etnik v českém prostředí. Rovněž výzkum české hudební kultury je příspěvkem této sekce k poznání a ochraně našeho kulturního dědictví. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 360 zaměstnanci, z nichž je asi 250 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce