Eksperymentalne uwalnianie pierwiastków z „varnishu” skalnego przez związki przemysłowe wskazuje na zwiększone ryzyko dla petroglifów

Starożytne opowieści wyryte w kamieniu

Na odległym wybrzeżu północno‑zachodniej części Zachodniej Australii, skały Murujuga kryją ponad milion petroglifów — rysunków i nacięć w skale, których wiek może sięgać nawet 50 000 lat. Obrazy zwierząt, postaci i symboli to nie tylko skarb archeologiczny; są żywym zapisem kultury i duchowości ludności Aborygenów Ngurra‑ra Ngarli. Badanie stawia pilne pytanie o znaczeniu globalnym: w miarę rozwoju ciężkiego przemysłu wokół Murujuga, czy jego emisje cicho rozpuszczają tę właśnie „skórkę” skalną, która utrzymuje te rzeźby przy życiu?

Surowy krajobraz i krucha powłoka

Skały Murujuga to twarde formacje magmowe — gabro i granofir — powstałe miliardy lat temu. Przez dziesiątki tysięcy lat rozwija się na nich blada „skorupa wietrzenia” pokryta bardzo cienką, lecz niezwykle twardą ciemną powłoką nazywaną varnish skalnym. Ten nalot, bogaty w żelazo i mangan, jest częściowo tworzony przez wyspecjalizowane bakterie, które koncentracją metali i wiązaniem ich z minerałami ilastymi tworzą zwartą sieć. Petroglify powstawały przez zdzieranie tej ciemnej warstwy aż do bladej warstwy pod nią, więc sztuka dosłownie zależy od przetrwania tej „skórki”. Jeśli varnish rozpuszcza się lub łuszczy, kontrast wizualny znika i nacięcia zostają utracone.

Przemysł wkracza

Mimo tego kulturowego znaczenia, Murujuga jest dziś otoczone instalacjami przemysłowymi: zakładami oczyszczania i skraplania gazu, fabrykami nawozów i materiałów wybuchowych, nabrzeżami i nową produkcją mocznika. Obiekty te emitują co roku duże ilości tlenków siarki i azotu, amoniaku oraz azotanu amonu do atmosfery. W powietrzu gazy te tworzą silne kwasy i azotan, które osiadają na skałach. Pomiary pokazują, że pH powierzchni skał Murujuga spadło z bliskiego neutralnego (około 6,8) w czasach przedindustrialnych do wartości między 4,4 a 5,2 w wielu miejscach w pobliżu przemysłu, a niekiedy nawet niżej. Zakwaszenie sprzyja także wzrostowi bakterii, grzybów i porostów produkujących własne kwasy organiczne, co dodatkowo obniża pH i atakuje powierzchnię skały.

Testowanie, jak szybko „skórka” się uwalnia

Ponieważ procesy wietrzenia skał są naturalnie bardzo powolne, autorzy nie mogli po prostu czekać na zmiany. Zamiast tego usunęli zewnętrzną warstwę — varnish wraz ze skorupą wietrzenia — z już naruszonych skał, zmielili ją na drobny proszek i zanurzyli niewielkie próbki w roztworach naśladujących zanieczyszczenia przemysłowe oraz kwasy organiczne produkowane przez mikroby. Przez 24 godziny w temperaturze pokojowej eksponowali proszki na szeroki zakres kwasowości, a następnie mierzyli, ile z piętnastu pierwiastków, w tym manganu (Mn), żelaza (Fe), glinu (Al), krzemu (Si), kobaltu (Co) i niklu (Ni), przeszło do roztworu. Przy użyciu statystycznej analizy „punktów załamania” określili wartości pH, przy których tempo uwalniania tych kluczowych pierwiastków zaczyna gwałtownie rosnąć.

Gdy kwasowość przekracza granicę

Wyniki pokazują, że pierwiastki najważniejsze dla spójności varnishu zaczynają się rozpuszczać przy wartościach pH znacznie wyższych niż te obecnie notowane na powierzchniach skał Murujuga. Dla zanieczyszczeń nieorganicznych, jak kwas siarkowy i azotowy, mangan zaczął być zmywany z sproszkowanej skały przy około pH 6,1–6,5, a krzem i glin zaczęły przechodzić do roztworu przy spadku pH poniżej mniej więcej 6,5 i 4,3–4,7, w zależności od typu skały. W roztworach kwasów organicznych, które imitują kwasy produkowane przez kolonizujące mikroby, mangan, glin, krzem i nikiel zaczęły być uwalniane już przy niewielkim spadku pH poniżej neutralnego, około 6,7–6,9. Przy pH 4 — typowym dla bardziej dotkniętych miejsc — w ciągu zaledwie 24 godzin ekspozycji w warunkach laboratoryjnych można było usunąć do około 20% manganu i ponad połowę kobaltu z próbek granofiru. Chociaż układ eksperymentalny zwiększa kontakt w porównaniu z nienaruszoną skałą, jasno wykazuje, że obecny poziom zakwaszenia jest wystarczający, by destabilizować wewnętrzną sieć varnishu.

Co to oznacza dla sztuki skalnej i dalej

Te ustalenia wspierają obserwacje terenowe: ciemny nalot na niektórych skałach Murujuga przerzedza się, staje się bardziej porowaty i zmienia kolor w miarę utraty minerałów bogatych w mangan i przekształceń faz żelaza. Gdy te związki wymyją się z varnishu, nie da się ich odbudować w skali czasu ludzkiego życia. Badanie konkluduje, że obecne zakwaszenie powierzchni skał — napędzane emisjami przemysłowymi i przez kwasotwórcze mikroby, które one stymulują — stanowi poważne, trwające zagrożenie dla długoterminowego przetrwania petroglifów Murujuga. Aby chronić ten globalnie unikalny, nieodwracalny zapis kultury ludzkiej, autorzy argumentują, że przemysł musi wdrożyć dostępne technologie zmniejszające emisje gazów tworzących kwasy i cząstek azotu praktycznie do zera. Zwracają też uwagę, że te same procesy zagrażają kamiennym zabytkom i sztuce skalnej na całym świecie wszędzie tam, gdzie zanieczyszczenie powietrza i opad kwaśny spotykają wrażliwe powierzchnie kamienia.

Cytowanie: Black, J.L., Diffey, S.M., Oldmeadow, D.W. et al. Experimental release of elements from rock varnish by industrial compounds indicate increased risk to petroglyphs. npj Herit. Sci. 14, 90 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02358-1

Słowa kluczowe: konserwacja sztuki skalnej, zanieczyszczenie przemysłowe, varnish skalny, opad kwaśny, dziedzictwo kulturowe