Cum se citește istoria climei într-o stalagmită. Peștera Urșilor și memoria climatică a continentului

Cum putem afla cum era clima Europei în urmă cu mii de ani, înainte de stații meteo, sateliți sau înregistrări scrise? Răspunsul vine dintr-un loc neașteptat: din adâncul peșterilor, în stalagmitele care cresc lent, milimetru cu milimetru și care păstrează o ”arhivă naturală” a climei trecutului.

O astfel de stalagmită a fost folosită și într-o cercetare ale cărei rezultate au făcut nu doar lumină în trecutul climatic al Europei de acum aproximativ 5200 de ani dar a adus și premiul „Ștefan Hepites” al Academiei Române, Secția ȘTIINȚE GEONOMICE, premiu acordat în data de 10 decembrie 2025 în cadrul ceremoniei găzduită de Aula Academiei Române ((https://acad.ro/evenimente/evenimente/2025/90_Premiile_Acad.html).

Este vorba despre lucrarea intitulată ”Contraste hidroclimatice între sudul și nordul Europei aproximativ 5200 de ani în urmă” (”Winter hydroclimate contrasts between southern and northern Europe at ~5.2 ka”, autori Virgil-Gabriel Drăgușin (România), Vasile Ersek (Marea Britanie), Monica Ioniță Scholz (Germania), Bogdan P. Onac (SUA) și Dominik Fleitmann (Elveția).

De ce stalagmitele? Pentru că în peșteri, ele cresc încet, strat cu strat, păstrând în structura lor o memorie detaliată a mediului și a climei. Studiul lor ne arată că schimbările de azi nu pot fi înțelese fără o privire atentă asupra trecutului.

„Stalagmită pe care am analizat-o are vreo 6600 de ani. A crescut în ultimii 6600 de ani”, explică Bogdan Onac, doctor în geologie, profesor la Facultatea de Geoștiințe a Universității South Florida din Statele Unite și profesor asociat la Universitatea „Babeș-Bolyai” din Cluj-Napoca.

Dar locul de unde provenea această stalagmită era cu totul special: Peștera Urșilor din Munții Bihor, cea mai cunoscută peșteră turistică din România.

„Peștera Urșilor este peștera numărul unu turistic a României. A fost descoperită în 1975 și până în 1980 s-au făcut foarte multe studii pentru a înregistra climatul din peșteră – temperatură, umiditate, curenți de aer, faună”, explică Bogdan Onac.

După deschiderea oficială pentru public, cercetătorii au început să observe efectele turismului intens asupra mediului subteran.

„Ambele studii, și pe partea de climat, și pe partea de faună, au arătat că numărul mare de turiști are un impact negativ asupra mediului subteran. (...) O sută de oameni încălzesc atmosfera. Dacă nu există o perioadă tampon între grupuri, temperatura din peșteră, care este normal 10–11 grade, ajunge la 14 grade și apoi urcă la 16”.

Această constatare a dus la o întrebare esențială: cum mai poate fi studiat climatul natural, neafectat, al peșterii? „Știind toate chestiile astea, am zis: haideți să luăm niște stalagmite și să vedem ce putem afla despre climatul din trecut, pentru că ceea ce se întâmplă astăzi ne dă peste cap totul.”

„Stalagmitele nu cresc în continuu cu aceeași viteză. Câteodată cresc mai repede, câteodată se opresc, în funcție de condițiile de mediu”, spune și Virgil Drăgușin, dr. în geologie, cercetător la Institutului de Speologie „Emil Racoviță” al Academiei Române, Departamentul de Geospeologie și Paleontologie, membru al echipei de cercetători laureați cu Premiul Academiei Române.

Apa care se infiltrează prin sol joacă un rol esențial, spune el: ”stalagmitele nu se pot forma fără aportul de CO₂ din dezagregarea materiei organice din sol”. Pentru a construi un model de creștere cât mai precis, sunt necesare numeroase datări – fiecare costisitoare. „O singură datare costă între 500 și 700 de euro. Cu cât faci mai multe, cu atât ai un model mai detaliat și o cunoaștere mai bună.”

La sfârșitul anilor ’90, cercetarea paleoclimatică era limitată de costuri și infrastructură.

„În 96–98, datările pentru vârste absolute erau foarte scumpe, izotopii nu se făceau în România. Am făcut totul în Norvegia. Am avut doar cinci datări și am luat câțiva milimetri între probele de izotop. Rezoluția noastră a fost destul de slăbuță”, adaugă și Bogdan Onac.

Chiar și așa, studiul a devenit unul de referință. Asta și pentru că ”au fost foarte puține studii în această parte a Europei pe Holocen, ultimii 10–11 mii de ani, iar lucrarea noastră primește și acum foarte multe citări”, mai spune el..

Anii următori au adus posibilitatea reluării cercetării la un nivel mult mai detaliat.

„Am scos probele de izotop la o jumătate de milimetru distanță. Față de doi milimetri înainte, este foarte mult.” Numărul de datări a crescut, iar cronologia a devenit mai precisă. „Am avut de data aceasta 11 datări, ca să avem vârsta stalagmitei mult mai precisă.”

Analiza se bazează pe măsurarea izotopilor stabili de carbon și oxigen din calcitul stalagmitei. Însă interpretarea lor nu este simplă. „În spatele acelor valori sunt foarte multe procese fizico-chimice care se suprapun și trebuie să știi foarte bine aceste procese ca să le poți separa”, spune Virgil Drăgușin.

Studiul discutat nu pornește de la zero, ci de la o reanaliză a unor date mai vechi, folosind metode mult mai precise decât cele disponibile în trecut.

„Aceasta fusese deja publicată și analizată începând din anii ’90, apoi în 2002 s-a publicat un alt articol, cu tehnica de atunci. Iar acum s-a făcut o reanaliză mult mai detaliată și mult mai precisă, și a trebuit reinterpretat totul”, explică Virgil Drăgușin. Procesul a fost unul îndelungat. „Toată reanaliza și toată scrierea au durat cam doi ani de zile, până să reușim să trimitem articolul la publicat”.

Cercetarea s-a concentrat pe o stalagmită provenită din Galeria Lumânărilor din Peștera Urșilor, o zonă bogată în formațiuni spectaculoase.

”Ideea inițială a fost nu doar una științifică, ci și educativă”, mai spune Bogdan Onac: „am tăiat stalagmita și ideea a fost ca, după ce scoatem o feliuță pentru analize, să o expunem în Peștera Urșilor, ca să arătăm ce schimbări climatice au fost și cum se suprapun cu istoria.”

Cercetarea nu se oprește la România. Datele din Peștera Urșilor sunt puse în relație cu stalagmite din Portugalia, Germania, Italia, Israel și Liban, completează Virgil Drăgușin.

„Puterea acestui studiu este că se uită la același indicator – izotopii de oxigen – dar din mai multe părți ale Europei.”

Deși studiul analizează un trecut îndepărtat, concluziile sunt extrem de actuale.

„O schimbare în modul de circulație a atmosferei influențează foarte diferit continentul european și acest model din trecut ar trebui luat în considerare în previziunile pentru viitor.”

Iar cercetările nu se opresc aici. Studiul stalagmitelor face parte dintr-un efort mai amplu de înțelegere a istoriei mediului. „Fiecare studiu de acest fel ne ajută să cunoaștem din ce în ce mai bine istoria climei și să vedem cum se modifică mediul sub anumite condiții.”

Despre toate acestea, pe larg, la Idei în nocturnă. Diaspora. Dincolo de granițe, realizatoare Corina Negrea.

”Imagine din articol, in care se observa partea de stalagmita pe care am efectuat datările (dreptunghiurile negre) si analizele izotopice (benzile verticale gri)”

Bogdan Onac este profesor la Universitatea South Florida (SUA) și profesor asociat la Universitatea „Babeș-Bolyai” din Cluj-Napoca. A obținut licența și doctoratul în geologie la universitatea clujeană, urmate de o bursă postdoctorală Fulbright la Pennsylvania State University (SUA) și de un stagiu de cercetare postdoctorală la Universitatea din Lund (Suedia). Studiile sale se concentrează pe analiza depozitelor de gheață, guano și speleoteme din peșteri și tuburi de lavă, utilizate ca arhive pentru reconstrucția climatului și a schimbărilor paleoambientale. Cercetările realizate se bazează pe observații de teren detaliate, datarea precisă prin metoda uraniu-thoriu și analize mineralogice și de izotopi stabili, cu scopul de a contribui la înțelegerea mecanismelor schimbărilor climatice bruște, topirii rapide a calotelor glaciare și variațiilor nivelului mării.

A publicat peste 150 de articole științifice în reviste de prestigiu ca „Science”, „Nature” și „Nature Geoscience”; este autor și coautor pentru 12 volume. În calitate de redactor-șef al revistei „International Journal of Speleology” și membru în mai multe comitete editoriale, a influențat semnificativ direcția cercetărilor carstice și speologice la nivel global. (https://acad.ro/institutia/comunicate/2025/17_43_oraStiinta_BogdanOnac.html).

Virgil Drăgușin este dr. în geologie, cercetător în cadrul Institutului de Speologie „Emil Racoviță” al Academiei Române.

Expertiza sa se concentrează pe utilizarea speleotemelor și altor sedimente din peșteri ca arhive naturale pentru reconstrucția schimbărilor de mediu din trecut, folosind în principal analiza izotopilor stabili.

Cercetările sale acoperă arii geografice vaste, de la peșterile de mare altitudine din Munții Făgăraș și sistemele carstice din Mehedinți, până la relieful unic din Dobrogea.

Pe lângă studiul speleotemelor, Virgil Drăgușin a cercetat fenomene complexe din mediul subteran, de la mareele termice atmosferice observate în peșteri, până la dinamica dioxidului de carbon. Recent, studiile sale au adus în atenție descoperiri importante pe litoralul românesc, cum ar fi evenimente tectonice în zona Mangaliei în perioada istorică modernă, sau caracterizarea peșterilor scufundate de pe platforma continentală, un important habitat pentru specii marine.

Specializarea sa în folosirea izotopilor stabili pentru studiul mediului a generat rezultate științifice valoroase și pentru probleme majore ale antropologiei. El a realizat studii privind climatul din timpul tranziției de la oamenii de Neanderthal la oamenii anatomic moderni, sau din momentul prezenței primilor hominini in Eurasia, acum aproximativ 2 milioane de ani.