Żywe laboratorium badawcze: Wulkan Mount St. Helens

Zobacz również

18 maja 2020 roku wypadła równo 40. rocznica wybuchu wulkanu Mount St. Helens w USA. Wydarzenie to chociaż prawie całkowicie nieobecne w świadomości społecznej, szczególnie w Polsce, stało się jednak jednym z ważniejszych wydarzeń w historii geologii, a nawet nauki w ogóle. Jest ono regularnie przywoływane przez środowiska przekonane o katastroficznej przeszłości naszej planety jako jeden z dowodów na obecność gwałtownych zjawisk geologicznych w historii Ziemi.

Oczywiście nie chodzi o to, aby ktokolwiek wątpił w obecność trzęsień ziemi, wybuchów wulkanów, uderzeń meteorów czy powodzi w historii naturalnej naszej planety. Chodzi o to, że erupcja wulkanu i 40-letnie obserwacje jej następstw, jak i kontrolowane badania, dały asumpt do weryfikacji podstawowego założenia współczesnej geologii bazującego na powszechnej akceptacji powolnego albo bardzo powolnego przebiegu wszystkich procesów geologicznych, procesom szybkim lub gwałtownym nadając znaczenie incydentalne.

Wybuch wulkanu, obserwacje i następstwa z nim związane mocno nadwyrężyły wiarę w zasadę uniformitarianizmu. Głuchy pomruk eksplozji sprzed 40 lat nadal jest słyszalny echem w salach wykładowych, laboratoriach i gabinetach wszystkich instytucji naukowych zajmujących się naukami przyrodniczymi. Jeszcze 50 lat przed erupcją w geologii bezwzględnie królował uniformitarianizm, czyli całkiem dowolne założenie, że wszystkie znane nam procesy przyrodnicze zachodziły w przeszłości zawsze w ten sam sposób jak obecnie.

Idea uniformitarianizmu powstała w roku 1785 w wyniku przemyśleń i głębokich, prawie mistycznych przeżyć Jamesa Huttona (1726–1797). Jego głębokie przekonanie o słuszności własnych przemyśleń doprowadziło do koncepcji ”głębokiego czasu”, a więc konieczności olbrzymiej jego ilości do wytłumaczenia otaczającego nas świata. Z czasem, przy pomocy różnych wpływowych osób, głównie Charlesa Lyella (1797–1875), pogląd ten zaczął się powoli rozprzestrzeniać, aby po kilkudziesięciu latach stać się w świecie naukowym normą. Od czasu przełomu wieków XIX/XX w świecie nauki powszechnym stało się podniesione do rangi dogmatu przekonanie, że każdy proces geologiczny w przeszłości postępował tak samo (w domyśle wolno) jak te same procesy obserwowane dzisiaj. Zjawiska erozyjne, w tym tworzenie osadów, postrzegano jako stałe, systematyczne procesy, wymagające ogromnej ilości czasu, aby mogły znacząco wpłynąć na przyrodę, zarówno ożywioną jak i nieożywioną.

(…) proces odnowy gatunków roślin i zwierząt nie potrzebuje wielu stuleci (…), aby zmienić martwy krajobraz w tętniący życiem ekosystem

Erupcja wulkanu Św. Heleny w 1980 roku wywołała wśród geologów konsternację, nakładając na laboratoria odpowiedzialność za wytłumaczenie samej erupcji, jak i późniejszych zjawisk z nią związanych, a naukowców skłaniając do zaakceptowania wydarzeń katastroficznych jako głównych i powszechnych czynników wpływających na geologiczną historię Ziemi. Wielu geologów zamiast uniformitarianizmu zaczęło używać nowego pojęcia – aktualizm.

Wydarzenie wywarło duży wpływ również na nauki biologiczne. Spostrzeżono, że regeneracja flory i fauny na zdewastowanym obszarze wokół wulkanu nastąpiła niezwykle szybko. Okazało się, że proces odnowy gatunków roślin i zwierząt nie potrzebuje wielu stuleci, nawet na tak jałowym i pozbawionym życia terenie, aby zmienić martwy krajobraz w tętniący życiem ekosystem. Naukowcy zaakceptowali również dowody na to, że zwykłe i codzienne procesy osadowe oraz erozyjne mają o wiele mniejszy wpływ na zapis skalny niż wydarzenia katastroficzne takie jak np. erupcje wulkaniczne.

Krótka dygresja

Od czasu wybuchu wulkanu Mount St. Helens pojęcie uniformitarianizmu (lub uniformitaryzmu) zostało właściwie zarzucone i zastąpione pojęciem aktualizmu. O ile uniformitarianizm zakładał totalność, czyli odnosił się zarówno do samych procesów, jak i ich przebiegu, zakładając dowolnie ich niezmienność, to aktualizm jest jakby „połową” uniformitarianizmu i zakłada niezmienność tylko w zakresie obecności procesów, dopuszczając możliwość różnego tempa ich przebiegu.

Aktualizm: wszystkie procesy zachodziły w przeszłości tak samo jak dzisiaj i nie było w przeszłości innych procesów niż te, które obserwowane są obecnie

Gradualizm: procesy zachodzą ciągle w tym samym tempie

Katastrofizm: możliwość zmiany tempa przebiegu procesów         

W przeciwieństwie do aktualizmu istnieje pogląd dopuszczający istnienie procesów, które nie zachodzą obecnie. Pogląd ten został nazwany non-aktualizmem.

Non-aktualizm: te same procesy przebiegały w przeszłości inaczej oraz istniały inne procesy, których obecnie nie obserwujemy                                                      

Tym samym rzeczywistość teoretyczna nam się skomplikowała i obecnie nasz stosunek do badania rzeczywistości przyrodniczej musimy niuansować na przynajmniej 4 kategorie:

  1. aktualizm gradualistyczny
  2. aktualizm katastroficzny
  3. non-aktualizm gradualistyczny
  4. non-aktualizm katastroficzny

Szybka depozycja

Wszystkie obserwowane i opisywane zdarzenia związane z wybuchem wulkanu Mount St. Helens istotnie przyczyniły się i przyczyniają się nadal do poparcia tezy zapisanej w Księdze Rodzaju o zaistnieniu w geologicznej przeszłości Ziemi wielkiej powodzi o globalnym zasięgu.

Przyczyną relatywnie nagłej zmiany podejścia naukowców do tej kwestii była bezpośrednia obserwacja skutków aktywności wulkanicznej Mount St. Helens. Geolodzy udokumentowali, że od czasu pierwszej erupcji w 1980 roku na zboczach wulkanu oraz w jego otoczeniu utworzyły się nowe warstwy osadowe o wysokości do 120 m.

Osady te powstały w wyniku opadów z powietrza, przepływów piroklastycznych, osuwisk, a nawet przepływu strumieni wodnych. Geolodzy zauważyli, że tak zwane osady laminowane mogą zostać wytworzone bardzo szybko. Wcześniej twierdzono, że formowanie się warstw laminowanych trwa wiele lat. Zakładano, jak przy okazji kilku innych procesów, że jedna warstwa pojawia się raz na rok. Teraz wiemy, że założenie to jest fałszywe. Jedna masywna depozycja materiału z wulkanu Mount St. Helens zaowocowała powstaniem 25-metrowej drobno laminowanej formacji w ciągu kilku godzin! W ten sposób nowe obserwacje i następcze badania wykazały, że szybka depozycja materiału wulkanicznego jest normą, a nie wyjątkiem.

Świecka nauka wykorzystała obserwację powolnego opadania (sedymentacji) osadów, takich jak glina czy osad wapienny (mikryt), jako argument za powolną ewolucją starej Ziemi, twierdząc, że wszystkie gliny powstają przez powolne osadzanie się materiału z wody stojącej. Opinię publiczną udało się przekonać i nadal utrzymywać w tym, modnym wówczas, a przestarzałym dzisiaj poglądzie, że do wyjaśnienia obecności grubych warstw skalnych potrzeba ogromnej ilości czasu.

Samo zjawisko wytrącania się gliny ze stojącej wody jest procesem podlegającym obserwacji i badaniu, ale skały gliniaste nie powstawały w taki sposób. Skały takie jak łupki czy mułowce często wykazują cienkie laminaty o grubości kilku milimetrów. Warstwy te nie powstały w wyniku depozycji osadów w stojącej wodzie. Niedawne dowody empiryczne wskazują na to, że laminowana glina musi osadzać się w warunkach dostarczających energię za pomocą poruszającej się wody. Wyniki eksperymentów zgadzają się z przewidywaniami naukowców kreacjonistycznych, którzy interpretują nakładanie warstw gliny tworzącej mułowce i łupki jako osady nie powstające cyklicznie w krótkich okresach porównywalnych do zalewania plaż przez fale, ale podczas trwającego trochę ponad rok Wielkiego Potopu1.

Jest jeszcze jedno odkrycie, które również zaskoczyło geologów uniformitarystycznych. Chociaż niektóre skały bogate w wapień zostały uznane za tworzące się w środowiskach wysokoenergetycznych, to osad węglanowy zawsze był uważany za powstały w „spokojnym środowisku oceanicznym”. Badania laboratoryjne wykazały jednak, że mikryt również jest osadzany przez poruszającą się wodę. Wapienie laminowane, podobnie jak laminowane mułowce, nie są wynikiem powolnego procesu sedymentacji, jak uważano wcześniej2.

Według autorów ostatnich badań, eksperymenty wykazują jednoznacznie, że muły węglanowe mogą gromadzić się również w warunkach dopływu energii. Dodali także: „Obserwacje współczesnych środowisk węglanowych i zapisów skalnych sugerują, że osadzanie mułów węglanowych przez prądy wodne mogło być powszechne w trakcie całej historii geologicznej”3.

Szybka erozja

Wulkan Mount St. Helens pokazał również, że efekty erozji mogą pojawiać się znacznie szybciej niż wcześniej twierdzono. Erupcyjne uderzenie pary z krateru wulkanu Mount St. Helens oraz wulkaniczne spływy błota i popiołu szybko odmieniły krajobraz wokół wulkanu wraz z jego szlakami wodnymi. Depozyty lawinowe pokryły znaczący obszar jeziora, blokując pierwotny szlak za sprawą „gruzu” o objętości przekraczającej kilometr sześcienny, wytyczając tym samym rzece North Fork Toutle zupełnie nowy kurs.

Po mniejszej erupcji z dnia 19 marca 1982 r. błoto ze stopionego śniegu i lodu spłynęło w dół doliny rzeki North Fork Toutle, rzeźbiąc nowy kanion o głębokości ponad 40 metrów. „Mały Wielki Kanion” jest wersją Wielkiego Kanionu w skali około 1:40, będąc demonstracją szybkiego przepływu i ogromnej ścierającej siły strumienia wody.

(…) już od dziesięcioleci wiadomo, że przy wartościach tempa erozji ustalonych przez uniformitarystów, kontynenty w założonym przez nich czasie trwania Ziemi powinny już dawno zostać zredukowane do poziomu morza

Kreacjoniści często używają tej analogii, zastrzegając odpowiednio większą skalę do wyjaśnienia możliwości szybkiego powstawania 40 razy większego Wielkiego Kanionu za sprawą podobnego mechanizmu. Erozja w odpowiednich warunkach może zachodzić szybko, a kreacjoniści uważają, że Wielki Potop dostarczył wystarczającej ilości wody do wyrzeźbienia kanionów oraz gór ukształtowanych przez erozję w dosyć krótkim czasie. Dotyczyło to zwłaszcza okresu cofania się wód po Wielkim Potopie podczas wypiętrzania się kontynentów, kiedy woda z wielką energią ściekała z wyniesień terenu i przepływając przez masy lądowe obłożone miękkimi jeszcze depozytami, docierała do nowo tworzących się basenów oceanicznych.

W rzeczywistości już od dziesięcioleci wiadomo, że przy wartościach tempa erozji ustalonych przez uniformitarystów, kontynenty w założonym przez nich czasie trwania Ziemi powinny już dawno zostać zredukowane do poziomu morza. Ostatnie badania potwierdziły, że średnie tempo erozji odsłoniętego skalistego podłoża wynosi około 12 metrów na milion lat. Spowodowałoby to całkowitą erozję większości kontynentów w przeciągu mniej niż 50 milionów lat. Mimo to, one nadal istnieją4.

Szybkie usunięcie roślinności

Erupcja wulkanu Mount St. Helens w 1980 roku spowodowała największe osunięcie się ziemi, jakie kiedykolwiek zarejestrowano od północnej strony góry. Ponad 3,3 miliardy metrów sześciennych skał i lodu poruszających się z prędkością przekraczającą 240 km/h rozerwało zbocze góry, wyzwalając niszczycielski podmuch pary. Około 25% tego materiału trafiło do jeziora Spirit. Lawina o objętości około 680 milionów metrów sześciennych uderzyła w jezioro Spirit i utworzyła gigantyczne tsunami, które rozerwało zbocza wzgórz na północ od jeziora. Olbrzymia fala wody podcięła około milion wielkich drzew u ich podstawy i przetransportowała podcięte drzewa jako kłody z powrotem do jeziora, gdy woda opadła. Wiele z tych drzew unosiło się w pozycji pionowej, z korzeniami skierowanymi w dół. Po przeprowadzeniu badań w 1985 roku oszacowano, że na dnie jeziora osiadło ponad 19 000 pionowych kłód.

Dr Harold Coffin z instytutu Geoscience Research Institute odkrył, że wiele pionowych drzew na dnie jeziora było rozmieszczonych losowo, a nie zbitych razem. Zauważył również, że wiele z tych

drzew osiadło w błocie na różnych płaszczyznach, co sprawiało wrażenie depozycji w różnym czasie.

Kreacjoniści nadal wykorzystują utworzoną na jeziorze zaporę z drzew, jak i zatopione kłody w jeziorze Spirit, jako analogię do prawdopodobnie tak samo przebiegających zniszczeń, które miały miejsce podczas okresu Wielkiego Potopu. Drzewa zatopione pionowo są argumentem do wyjaśnienia licznych skamieniałych drzew wielowarstwowych, rozciągających się w poprzek złóż węgla od niżej do wyżej położonych warstw. Obserwacje te pomagają również wyjaśnić istnienie skamieniałych lasów takich jak Specimen Ridge w Parku Narodowym Yellowstone. Znajdujemy tam pionowo ułożone drzewa na różnych poziomach stratygraficznych, które mogły zostać umieszczone tam jednoczasowo podczas Wielkiego Potopu.

Dziś, 40 lat później, na jeziorze Spirit nadal unosi się ogromna zapora z bali. Oznacza to, że gdyby zapora ta została zasypana przez kolejne depozyty, poskutkowałoby to przekształceniem się drzew w pokład węgla. Uformowanie pokładów węgla również nie zajmuje dużo czasu. Potrzeba jedynie odpowiednich warunków, aby pokłady węgla utworzyły się w kilkadziesiąt lat. W warunkach laboratoryjnych udaje się zmienić szczątki roślinne w pełnowartościowy węgiel w ciągu roku5.

Szybka odnowa roślinności

Obserwacje naturalnych procesów odnowy środowiska po różnych katastrofach wchodzą w zakres zainteresowań naukowców kreacjonistycznych. Są one podstawą dla prób ekstrapolacji badanych procesów na zjawisko ogólnoświatowego odtwarzania życia po Wielkim Potopie. Wulkan Mount St. Helens służy tutaj w pomniejszonej skali jako model świata, który został zniszczony i przez to zmieniony przez Boga w wyniku Jego sądu. Biblia mówi, że gdy zaczął się potop „trysnęły z hukiem wszystkie źródła Wielkiej Otchłani i otworzyły się upusty nieba” (Rdz 7:11). To otworzenie ”wnętrzności Ziemi” najprawdopodobniej obejmowało też globalną aktywność wulkaniczną, która trwała na całej ziemi przez 150 dni (Rdz 7:24; 8:2). Wyobraźmy sobie skalę zniszczenia! Czy w ogóle możliwy jest jakikolwiek powrót do stanu pierwotnego po takim masowym zniszczeniu?

Wyspa wulkaniczna Surtsey jest dobrym przykładem dojrzałego i zróżnicowanego krajobrazu, który powstał zaledwie w przeciągu kilku miesięcy po utworzeniu się wyspy na Oceanie Atlantyckim w 1963 r. Naukowiec, który zajmował się badaniami terenu, stwierdził w 2008 roku, że „Surtsey zawsze dostarcza nam niespodzianek… Każdego roku odkrywamy około 20 nowych gatunków [form życia]”. Od czasu powstania wyspy Surtsey, powstało łącznie około 60 gatunków roślin, w tym mchy, porosty oraz wiecznie zielone krzewy. Jej szybko rozwijający się ekosystem jest potężnym dowodem przeciwko krytykom, którzy twierdzą, że ekosystem naszej planety nie mógłby się zregenerować w dwa tysiące lat po Wielkim Potopie6.

W 2015 roku opublikowano badania dotyczące „ekosystemów rzecznych, które pokazują ’niesamowitą’ początkową regenerację po usunięciu zapory” w zachodniej części Stanów Zjednoczonych. W artykule na ten temat napisano:

Prowadząc badania w Waszyngtonie, ekolog Christopher Tonra obserwował złoża zbiornikowe wyglądające jak księżycowe krajobrazy, które powracały do tętniących życiem oaz, zmieniając się w bogate siedliska życia z wodospadami – krajobraz, którego wcześniej tam nie obserwowano, przynajmniej w ciągu ostatniego stulecia. „Patrzyłem na to pełen zdumienia, to było niesamowite przeżycie ”- powiedział.

Omawiany przez nas najbardziej znaczący wybuch wulkaniczny w XX-wiecznej Ameryce świadczy o podobnej, niezwykłej odnowie zdewastowanego środowiska.

Erupcje wulkanu zmieniły (…) istotnie sposób postrzegania przebiegu procesów geologicznych przez świeckich naukowców, którzy stali się bardziej skłonni do zaakceptowania katastrofizmu

Wybuch Mount St. Helens w 1980 roku zniszczył wokół wulkanu wszystko, co żywe. Gaz, popiół oraz stopione gorące skały podgrzane do ponad 530 st. C wyjałowiły obszar 60 km2 ziemi, pozostawiając szary krajobraz, niczym na księżycu, zupełnie pozbawiony roślin i zwierząt. Ale tak jak przewidywali ekologowie, pierwsze życie roślinne zaczęło powracać  już po roku.

Odbudowa biologiczna obszaru wulkanu Mount St. Helens okazała się być wspaniałym żywym laboratorium służącym do badań tego, w jaki sposób ekosystemy i gatunki odnawiają się nawet po tak poważnych zaburzeniach ekologicznych. Biolodzy z uniwersytetu w Washington obserwowali odbudowę dwóch obszarów ziemi wokół wulkanu, pokrytych szybko spływającymi masami wód i błota – laharami. Odkryli, że istnieją uderzające różnice między laharami. Obszar lahar otoczony lasem odzyskał zdrowy ekosystem porośnięty sosnami i jodłami znacznie szybciej niż lahar odizolowany od lasu, który nadal pokryty jest w większości jedynie trawami7.

Kiedy Noe z rodziną patrzyli na ponure i jałowe krajobrazy popotopowe, musieli się zastanawiać, jak długo przyjdzie im żyć w takich warunkach. Otoczenie wulkanu Mount St. Helens szybko podniosło się ze zniszczeń po klęsce żywiołowej. Już po 20 latach biologowie zauważyli powrót wszystkich gatunków form żywych, rozwijających się na obszarze przypominającym strefę jak po wybuchu termojądrowym. Dziś ta już 40-letnia strefa to bujnie zadrzewiony las. Noe i jego rodzina bez wątpienia byli świadkami takiej samej szybkiej regeneracji po Wielkim Potopie, która trwała nie więcej niż kilkadziesiąt lat.

Wnioski

Wulkan Mount St. Helens w ciągu 40 lat dostarczył nam wielu danych empirycznych, które wspierają katastrofizm, obalając twierdzenia uniformitarianizmu. Erupcje wulkanu zmieniły również istotnie sposób postrzegania przebiegu procesów geologicznych przez świeckich naukowców, którzy stali się bardziej skłonni do akceptowania katastrofizmu. Kreacjoniści nadal będą wykorzystywać kwestię następstw wybuchów wulkanu Mount St. Helens jako żywe laboratorium i jednocześnie model w miniaturze, aby móc badać zarówno możliwe skutki niszczycielskich wydarzeń takich jak Wielki Potop, jak i przebieg możliwych dla naukowych obserwacji, szybkich procesów odnowy Ziemi po katastrofach ekologicznych.

Dodatkowo, Mount St. Helens, będąc obiektem badań czysto naukowych oraz celem wypraw turystycznych, staje się powoli w naszej świadomości naturalnym monumentem, pomnikiem zjawisk katastroficznych oraz świadectwem ich wpływu na losy ludzkości, jak i na rozwój przyrody.

Przypisy:

  1. Snelling, A. A. 2009. Earth’s Catastrophic Past, vol. 2. Dallas, TX: Institute for Creation Research, 493-499.
  2. Boggs Jr., S. 2006. Principles of Sedimentology and Stratigraphy, 4th ed. Upper Saddle River, NJ: Pearson/Prentice Hall, 159-167.
  3. Schieber, J. et al. 2013. Experimental Deposition of Carbonate Mud from Moving Suspensions: Importance of Flocculation and Implications For Modern and Ancient Carbonate Deposition. Journal of Sedimentary Research. 83 (11): 1025-1031.
  4. Blatt, H., G. Middleton, and R. Murray. 1980. Origin of Sedimentary Rocks, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc.
  5. John Larsen, „From Lignin to Coal in a Year,” Nature 31 (March 28, 1985), p. 316.
  6. Thorarinsson, S. 1967. Surtsey: The New Island in the North Atlantic. S. Eysteinsson, trans. New York: Viking Press.
  7. Thompson, A. Mount St. Helens Still Recovering 30 Years Later. Live Science. Posted on livescience.com May 17, 2010, accessed March 5, 2020.

Opracowano na podstawie: T. Clarey i F. Sherwin, ”Mount St. Helens – Living laboratory for 40 years”, Acts&Facts, Institute for Creation Research, maj 2020, s. 10-13.

Zobacz również

Popularne artykuły

Czy istnieją biologiczne dowody na niedawne stworzenie życia?

Podczas jednej z moich częstych wizyt w biurze dyrektora liceum, jego indywidualna opieka dostarczyła mi lekcję życia, o której nigdy nie zapomniałem. Jego słowa...

Alpejskie ofiolity: pozostałości zaginionego oceanu

W 1813 roku francuski geolog Alexandre Brongniart opublikował artykuł na temat mineralogicznej klasyfikacji skał1, w którym wprowadził nową nazwę „ofiolity” dla zestawu...

Czy istnieje projekt w przyrodzie?

Projekt w przyrodzie - trzy argumenty Argument pomysłowości William Paley w 1802 roku opublikował książkę zatytułowaną...