Zmiany klimatu i zakwaszenie oceanów zagrażają podwodnemu dziedzictwu kulturowemu

Ukryte muzea pod falami

Na dnie mórz i oceanów na całym świecie spoczywają ślady dawnych cywilizacji — zatopione miasta, porty, wraki statków i rzeźby z kamienia. Zazwyczaj myślimy o zmianach klimatu jako o zagrożeniu dla niedźwiedzi polarnych czy raf koralowych, ale badania pokazują, że niebezpieczeństwo dotyczy też tych podwodnych kapsuł czasu. W miarę jak oceany pochłaniają więcej dwutlenku węgla z atmosfery i stają się bardziej kwaśne, same skały, które przechowują naszą historię, zaczynają się rozpuszczać, powoli wymazywać detale, które przetrwały tysiące lat.

Dlaczego woda morska działa przeciw kamieniowi

Oceany pełnią rolę wielkich regulatorów klimatu, pochłaniając ciepło i znaczną część dwutlenku węgla wytwarzanego przez działalność człowieka. Ta usługa ma swoją cenę: gdy dwutlenek węgla rozpuszcza się w wodzie morskiej, tworzy słaby kwas obniżający pH. Od epoki przedindustrialnej średnia kwasowość oceanów wzrosła już o około 30% i prognozuje się dalszy wzrost, jeśli emisje gazów cieplarnianych pozostaną wysokie. Chociaż naukowcy od dawna badają, jak to szkodzi organizmom morskim — zwłaszcza tym tworzącym muszle — niewiele uwagi poświęcono temu, co oznacza to dla podwodnego dziedzictwa kulturowego wykonanego z węglanowych skał, takich jak marmur i wapień.

Testowanie starych kamieni w oceanach przyszłości

Aby wypełnić tę lukę, autorzy zaprojektowali eksperyment naśladujący oceany przeszłości, teraźniejszości i możliwej przyszłości. Skoncentrowali się na czterech powszechnych historycznych kamieniach budowlanych: marmurze z Carrary, rzymskim travertynie, gęstym wapieniu znanym jako kamień Istria oraz bardziej kruchym, porowatym wapieniu. Niektóre próbki umieszczono na rok przy naturalnych emisjach dwutlenku węgla u wybrzeży wyspy Ischia we Włoszech, gdzie bąbelki gazu wulkanicznego tworzą łaty wody morskiej o różnych poziomach kwasowości. Inne trafiły do specjalnego zbiornika laboratoryjnego, w którym precyzyjnie kontrolowano temperaturę, ciśnienie i pH. Poprzez wielokrotne skanowanie powierzchni kamienia w trzech wymiarach zespół mierzył, ile materiału zostało utracone i jak zmieniła się tekstura w każdym z warunków.

Od powolnego wietrzenia do gwałtownej erozji

Wyniki pokazują, że warunki oceanu dziś i w przeszłości powodują jedynie niewielkie ścieranie większości tych kamieni — często mniej niż milionowa metra rocznie dla marmuru i gęstego wapienia, a nieco więcej dla porowatego wariantu. Jednak gdy pH spada do wartości oczekiwanych pod koniec tego stulecia przy wysokich emisjach, tempo utraty gwałtownie wzrasta, a przy jeszcze niższym pH przyspiesza dramatycznie. Przy pH 7,0 na przykład porowaty wapień może tracić setki mikrometrów powierzchni rocznie, co jest ponad dziesięciokrotnie większą utratą niż przy współczesnych poziomach pH. Zależność ma charakter wykładniczy: umiarkowany dalszy spadek pH może oznaczać wielokrotnie większą erozję, szczególnie w przypadku słabszych, bardziej porowatych kamieni.

Życie na kamieniu: przyjaciel i wróg

Badanie śledziło także, jak organizmy morskie kolonizują kamienie, ponieważ biologia może zarówno osłaniać, jak i atakować powierzchnię. W wodach o współczesnym pH twardoskorupowe organizmy, takie jak pąkle i organizmy tworzące rury, wraz z twardymi czerwonymi algami, tworzą grube powłoki. Te chropowate, nierówne przyrosty dramatycznie zmieniają teksturę kamienia i mogą w niego zdzierać, ale jednocześnie działają jak pewnego rodzaju zbroja, częściowo chroniąc podłoże. W miarę zwiększania kwasowości wody ogólna różnorodność biologiczna spada: pąkle i wiele briozoów znika, pozostawiając głównie miękkie algi albo brak znaczącego porostu w najbardziej skrajnych warunkach. Bez tych naleciałości goły kamień jest bardziej bezpośrednio narażony na atak chemiczny.

Wgląd w przyszłą galerię dna morskiego

Łącząc dane eksperymentalne z projekcjami modeli klimatycznych dotyczącymi przyszłego pH oceanów, autorzy stworzyli linie czasowe i globalne mapy ryzyka. Przy silnych działaniach ograniczających emisje erozja kamienia utrzymałaby się na poziomach zbliżonych do przedindustrialnych przez to stulecie. Jednak przy ścieżce wysokich emisji rozpad podwodnego kamiennego dziedzictwa mógłby stać się cztery do sześciu razy szybszy niż w przeszłości, z szczególnie intensywnymi uszkodzeniami w zimnych, wysokich szerokościach geograficznych, które pochłaniają więcej dwutlenku węgla. Symulacje cyfrowe sugerują, że marmurowa rzeźba pozostawiona pod wodą przez 500 lat w takim przyszłym oceanie mogłaby stracić drobne rysy twarzy i detale powierzchni; bardziej delikatne kamienie mogłyby utracić centymetry materiału w zaledwie sto lat — zniszczenia, które kiedyś trwałyby tysiąclecia.

Ratowanie historii, zanim się rozpuści

Dla osób niebędących specjalistami przesłanie jest jasne: te same procesy, które zagrażają koralom i małżom, cicho erodują podwodne zapisy historii człowieka. Zakwaszenie oceanów, napędzane naszymi emisjami węgla, zmienia niegdyś trwały kamień w powoli kurczącą się powłokę dawnej formy. Utrzymanie niskich emisji utrzymuje pH oceanów bliżej ich historycznego zakresu, zyskując czas dla tych zanurzonych miejsc. Równocześnie zarządcy dziedzictwa będą potrzebować nowych strategii — od starannej dokumentacji i skanowania 3D po selektywną konserwację i nowatorskie powłoki ochronne — aby zapewnić, że opowieści wyryte w podwodnym kamieniu nie znikną w bardziej korozyjnym morzu.

Cytowanie: Germinario, L., Munari, M., Moro, I. et al. Climate change and ocean acidification pose a risk to underwater cultural heritage. Commun Earth Environ 7, 157 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03184-w

Słowa kluczowe: zakwaszenie oceanów, archeologia podwodna, dziedzictwo kulturowe, zmiany klimatu, erozja kamienia