A földtörténet legnagyobb részében a „bűzös trutyiként” aposztrofált anyag még nem létezett a szárazföldön. Végül 458 millió évvel ezelőtt elkezdett felhalmozódni, örökre megváltoztatva a bolygó életét.
Évekkel ezelőtt Neil Davies geológus Bolíviába utazott, hogy fosszilis halakat vizsgáljon. Többet akart megtudni az ősi partvidékről, melynek közelében ezek az állatok körülbelül 460 millió évvel ezelőtt úszkáltak, illetve azok kihalási körülményeiről is. Úgy tűnt, a halak abba a homokos iszapba fulladtak bele, melyet a folyók rövid idő alatt, talán egy vihar alkalmával a tengerbe mostak.
Hasonló módon elpusztult és azonos korú kőzetekben felhalmozódott őshal-maradványok a világ más részein is megjelennek. Pusztulásuk még azelőtt történhetett, hogy a növények meghódították volna a földrészeket, tehát mindeddig a folyópartok nem rendelkeztek olyan gyökerekkel, vagy szárakkal, melyek csapdába ejtették volna az iszapos üledéket. Globálisan kivetítve ezt a jelenséget, a hatások jelentősek lennének. Nem csak a part menti életre, hanem a bolygó egészére is. Növények nélkül a folyók megfosztanák a földrészeket minden sártól és agyagtól – az iszap fő összetevőitől – és ezeket az üledékeket a tengerbe juttatná. Ennek eredményeként a földrészek kopárrá válnának, a tengerekben pedig elpusztult halak tömegei hevernének.
Miután a növények megjelentek bolygónkon, a dolgok megváltoztak. Az iszap a folyópart mentén a növényzethez tapadt és megrekedt, ahelyett, hogy egyenesen a tenger felé vette volna az irányt. Davies az egyesült királyságbeli Cambridge-i Egyetemen munkatársaival megbecsülte, hogy a szárazföldi növények körülbelül 458 – 359 millió évvel ezelőtti terjeszkedése egybeesik az iszap mennyiségének több mint tízszeres dúsulásával, jelentős módosító hatást gyakorolva a folyómedrek alakulására. „Az első növények érkezése, majd az iszap alapvetően megváltoztatta a világ működését.” – mondta Davies. Az élet olyan eszközöket fejlesztett ki, melyek képesek megbirkózni az új viszonyokkal, az élet és a tájak mai napig jellemző változatosságát eredményezve. A növények felelősek ennek a változásnak a nagy részéért, de az iszap is hozzájárult azzal, hogy összetartó erőt teremtett a földrészeken – ellentétben a homokkal ugyanis, a nedves iszap erősen összetapad.
növekedésével. Már a legkorábbi, kezdetleges növények megjelenésekor is elkezd felhalmozódni, igazi elterjedése azonban a fák és cserjék kifejlődésével gyorsul fel.
Davies most azon dolgozik, hogy kitalálja, vajon a korai növények az iszapképződés mértékét növelte-e, vagy helyben tapadt-e meg, esetleg mindkét szerepet eljátszották. „Ez egy olyan történet, melyet érdemes egyértelműsíteni. Az iszap ugyanis az egyik leggyakrabban, és legnagyobb mennyiségben előforduló anyag. Nagyon nehéz elképzelni, hogy a földtörténet nagy részében nem létezett ilyen a szárazföldön.”
A szakember szerint a kutatás olyan területekhez járulhatna hozzá, mint a mérnöki tudomány, azon belül is például a gátak építésével kapcsolatos előkészületek. Emellett a növényzet által a folyók áramlását és az üledékfelhalmozódást befolyásoló tényezők megértése elősegíthet néhány, korábban kudarcba fulladt árvízvédelemre irányuló törekvést is, amilyenek például a Mississippi folyó kapcsán történtek. Amikor a geológusok iszapról beszélnek, apró, nedves, összetapadt részecskékre utalnak, melyek alkotóelemei az idő múlásával a szél, az eső, a jég és a hó hatása révén válnak le a nagyobb sziklákról. A gombák és különféle mikrobák ugyancsak képesek lebontani a kőzetet, ezáltal finom alapanyagot képezni az iszaphoz.
A növények tömeges megjelenése előtt az iszap a folyók közvetítésével rövid idő alatt a tengerbe jutott. Miután a növények elterjedtek, nemcsak üledéket tartottak vissza, hanem gyökereik fizikailag is aprózni kezdték a kőzetet, vegyi anyagok kibocsátása révén pedig tovább mállasztották azokat. Ezáltal a növények felgyorsították a geológusok által csak „kontinentális iszapgyárnak” nevezett folyamatot. A kutatók az 1960-as évek óta észlelték, hogy a folyók, melyek a növények szárazföldre érkezése előtt léteztek, a geológiai rekordok tanulsága alapján gyakran teljesen másképp néztek ki, mint azok, melyek a földrészek egykori „kizöldülésekor” alakultak ki. A legkorábbi folyók a mai alaszkai kavicsos part mentiekhez hasonlítottak.
Ezek a kavicsos alaszkai folyók sok olyan mederrel rendelkeznek, melyek áthaladnak a homokos partokon, folyamatosan süllyednek és mivel időnként túlfolynak, újabb medreket formálnak, vagyis újra és újra átalakulnak. Ellenben a növények megakadályozzák az eróziót, az iszap pedig összetartó erőt képez, így a folyók kevésbé valószínű módon fognak ilyen fonatos szerkezetet kialakítani. Ehelyett egyetlen medret fejlesztenek ki, amely a tájhoz igazodva egy összefüggő S alakban kanyarog, ahogyan ma a Mississippi, vagy az Amazonas folyók egyes szakaszaikon teszik.
A folyók alakja jelentéktelennek tűnhet, azonban messzemenően hatással bír a benne és a környezetében lévő életre. Például a kanyarulatokban, ellentétben az egyenes vonalú szakaszokkal, megváltozhat a víz hőmérséklete, vagy kémiai tulajdonsága, ezáltal új mikrokörnyezet alakulhat ki, melyhez a növényeknek és az állatoknak is alkalmazkodniuk kell.
Még a legkorábbi, mohákra emlékeztető növények is megváltoztathatták az üledékfelhalmozódást a folyópartokon. Kis méretük ellenére ezek is képesek voltak befolyásolni a víz mozgását azzal, hogy lelassította annak áramlását. Ahogy a növények mintegy 386 millió évvel ezelőtt fa méretűvé váltak, a szél lassítása sem volt akadály. A szél által felkapott finom szemcsék a fák ágaiban elakadó széllökések következtében a talajra hullottak, még több üledéket felhalmozva.
Az iszap teljesen más közeget biztosít az élethez. Ez új kihívásokat jelentett az állatok, mint például a korai százlábúak és férgek számára. A rajta történő átjutáshoz utóbbiak hasadékokban, testük összehúzásával, majd kiterjesztésével, útjukból a vizet kiszorítva haladtak előre. Ez mechanikailag különbözik a homokon történő haladástól, ott ugyanis az állatnak valahogyan félre kell hordania az útjába kerülő anyagot.
Egyszóval a korai szárazföldi férgeknek és rovaroknak olyan testrészeket kellett kifejleszteniük, amelyekkel képesek lehettek a megváltozott közeghez új típusú mozgásformákkal alkalmazkodni. Ez utóbbiak pedig segíthették az iszap formálását, ennek során ugyanis megváltoztatták az üledékek eloszlását, és befolyásolhatták annak kémiáját is. Egyes gerinctelenek például üledékeket fogyasztottak, azokból kiszűrve a táplálékot, a belekben zajló kémiai reakciók révén pedig finom szemcsék alakulhattak ki, hozzájárulva az iszapos frakció kialakulásához. Legnagyobb befolyása ezeknek a korai állatoknak mégis az iszap mozgatására volt, így lehetővé téve az anyag hatékonyabb elterjedését. Az egy mederben futó folyók megjelenésével az iszapnak több lehetősége adódhatott az átéri terjedésre, ilyen síkságok ugyanis nehezen fejlődnek ki a fonatos szerkezetű folyók mentén, melyek partjai a víz emelkedésével könnyen összeomlanak.
Napjaink folyói, melyek mentén az ember erdőirtásokat végzett, megmutatják, hogy a növényzet teljes hiánya miként billenti ki a folyópartokat egyensúlyi állapotukból és bontja meg az összetartó erőt. A kaliforniai Sacramento folyó mentén például azok a területek, melyeket a gazdák megtisztítottak, hogy helyükön szántóföldet alakítsanak ki, sokkal érzékenyebbé váltak az eróziós folyamatokra, mint az erdősített területek. Aktivisták egy csoportja ezért a folyópart stabilitását helyreállítandó, több mint egymillió palántát ültettek.
A növények és az iszap kölcsönhatásának megértése hozzájárulhat a pusztuló folyópartok stabilabb állapotba való visszaállításához. Ha ugyanis nem értjük, mi vezeti a folyót egyik állapotból a másikba, akkor ezt nehéz megtenni. Mivel napjainkban az élet egy jelentős része a folyók körül forog, fontos azt megfelelően kezelni.
SZOUCSEK ÁDÁM
A cikk a Természet Világa 2020. szeptemberi számában (151. évf. 9. sz.) jelent meg.
