Zemes zinātņu plašais lietojums. Ģeogrāfija un ģeoloģija ir redzamākās Zemes zinātņu jomas. Intervija ar Jāni Karušu un Ervīnu Lukševiču.

“Ja skatāmies iedalījumu pēc Latvijas zinātnes nozaru klasifikācijas, dabas jeb fizikālā ģeogrāfija kopā ar Zemes zinātni un vides zinātni veido vienu no dabaszinātņu nozarēm. Šajā grupā ietilpst arī citas ģeogrāfijas apakšnozares, lai gan pēdējā laikā strikti nodalīt ģeogrāfiju apakšnozarēs kļūst arvien pro­blemātiskāk, jo tikai starpdisciplināri pētījumi, ietverot dabas un sociālo sistēmu tās nedalāmībā un daudzveidībā, spēj nodrošināt kompleksu vides pārmaiņu izpēti,” atklāj Latvijas Universitātes (LU) Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes Dabas ģeogrāfijas katedras vadītāja profesore Agrita Briede.

Dabas ģeogrāfijas paspārnē ir gan augsnes zinātne, gan klimatoloģija, meteoroloģija, hidroloģija, bioģeogrāfija (apskata dzīvo organismu sugu izplatību) un ainavu ģeogrāfija. Daļēji tai var pieskaitīt arī ģeomorfoloģiju, kas pēta zemes reljefa formas un to rašanās procesus. Pati profesore nodarbojas ar klimata pētījumiem, īpašu uzmanību pievēršot klimata ekstrēmu analīzei.

“Apkopojot ilglaicīgos pētījumus, iezīmējas 1989. gads kā viens no lūzuma punktiem vairākos klimatu raksturojošos parametros. Tas skaidri redzams sniega segas saglabāšanās ilguma ziņā. No tā brīža vairāk nekā puse ziemu izceļas ar vēlu sniega segas parādīšanos un agru tās pazušanu, kas savukārt atspoguļojas upju palu noteces raksturā. Tomēr neskatoties uz vidējās gaisa temperatūras paaugstināšanos ziemā, sniega segas biezuma samazināšanās ir statistiski nebūtiska. Tas skaidrojams ar to, ka maksimālais sniega daudzums var rasties īsā laikā, pāris spēcīgos sniegputeņos, un tikpat ātri nokust, taču statistikā tomēr parādās. Visvairāk sniega rodas, kad gaisa temperatūra ir tuvu nullei – tā ir raksturīga pēdējā novērojumu perioda pazīme. Pētījumi par gaisa temperatūru liecina, ka biežāk parādās ilgstoši sausuma periodi vasarās, tropiskās naktis, kad gaisa temperatūra nenokrīt zem +20 grādiem.”

A. Briede ir iesaistījusies pētījumā arī par sausuma izpēti, aptverot vienpadsmit Centrālās un Austrumeiropas valstis, lai noskaidrotu klimata izmaiņu likumsakarības, tostarp tādas, kas varētu attiekties uz Latviju. Piemēram 2018., 2019. gadā, kad lielā daļā Eiropas valdīja ilgstošs sausums, arī pie mums jūtami pazeminājās gruntsūdens līmenis un akas daudzviet izžuva. “Tomēr, izvērtējot pēdējo piecdesmit gadu datus, netika iegūti būtiski pierādījumi tam, ka Baltijas valstu reģionā biežāki un ilgāki kļuvuši sausuma periodi. Varbūt vienīgi pavasaros, sniegam agri nokūstot, aprīlis un maijs ir kļuvuši sausāki.” Runājot par vējiem, profesore teic, ka piekrastes meteostaciju ilglaicīgos novērojumos uzrādās maksimālā vēja ātruma samazinājums.

Aerobioloģijas pētījumu virzienu fakultātē ir attīstījusi ģeogrāfijas zinātņu doktores Laimdota Kalniņa un Olga Sozinova. Pētot meteoroloģiskos apstākļus un ziedputekšņu koncentrāciju gaisā, top cilvēku veselībai nozīmīgas pro­gnozes, kas jo īpaši svarīgas alerģiskiem cilvēkiem. Lielu darbu Latvijas fenoloģijas attīstībā (dabas procesu novērojumu pilnveidošanā) ir ieguldījusi LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes docente Gunta Kalvāne. Šobrīd ir izveidota fenoloģisko novērojumu datubāze ar vairāk nekā četrdesmit tūkstošiem ierakstu, kas atbilstoši starptautiskajiem standartiem ir kodēti un pieejami visiem interesentiem.

Ne tikai zelta meklētāji

“Sabiedrībā ļoti bieži sastopama stereotipiska izpratne par to, ar ko nodarbojas ģeologi ikdienā. Visizplatītākais priekšstats, ka viņi meklē tikai naftu un zeltu, taču ģeologu darbības lauks ir krietni plašāks. Protams, viņi meklē arī citus derīgos izrakteņus, tostarp granti, smilti un kūdru, kas ir svarīgi resursi Latvijas tautsaimniecībai, taču jau studējot un vēlākajā darba dzīvē mūsu absolventi saskaras ar inženierģeoloģiju, kas ir grunts stāvokļa novērtēšana pirms būvniecības, atklāj LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes Ģeoloģijas nodaļas vadītājs Dr. Jānis Karušs.

“Piemēram, izbūvējot “Rail Baltica” dzelzceļa līniju, vispirms ģeologi, veicot kontrolurbumus, izvērtē, vai grunts celtniecības darbiem ir piemērota vai tomēr drošības apsvērumu dēļ jāmaina sliežu ceļu atrašanās vieta. Tāpat ģeologu atzinums nepieciešams, veidojot dziļurbumus dzeramā ūdens ieguvei, jo jāzina, cik dziļi atrodas ūdeni nesošais grunts slānis, vai tajā pietiks val­gmes ilgstošai lietošanai un vai tuvumā pazemē neatrodas gruntsūdens kvalitāti apdraudošs piesārņojuma avots, teiksim, kādas reiz videi nedraudzīgi strādājošas rūpnīcas atstātais mantojums. Šāda piesārņojuma kartēšana arī ietilpst ģeologu pienākumos ne tikai analizējot urbjot iegūtos iežu paraugus, bet arī mērot dažādus zemes parametrus – elektrovadītspēju, blīvumu, magnētiskās īpašības.”

Arktiskie pētījumi

Jānis Karušs stāsta, ka LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultāte piedalās starptautiskos pētniecības projektos un sadarbojas ar daudzām ārvalstīm. Polāro pētījumu partneri ir Ukraina, Polija un Dānija, ģeo­fizikālo – Krievijas un Vācijas speciālisti. Jau labu laiku veiksmīga sadarbība izveidojusies ar Somijas augstskolām, kur studenti no Latvijas piedalās rūdu meklēšanas kursā, apgūstot lauka ģeologu prasmes.

Kā vienu no pēdējā laika nozīmīgākajiem projektiem viņš min arktiskos pētījumus. “Tos kopā ar kolēģi Kristapu Lamsteru veicam kopš 2014. gada. Četrreiz esam bijuši Islandē, divreiz Svalbārā – Norvēģijas polārajā arhipelāgā – un pa reizei Grenlandē un Antarktīdā. Šajās ekspedīcijās nodarbojamies ar ģeofizikāliem pētījumiem. Izmantojam ģeoradaru – speciālu ierīci, kas izstaro elektromagnētiskos viļņus, ļaujot nomērīt gan ledāju biezumu, gan noskaidrot tā struktūru – vai tur ir tīrs ledus vai ūdens un akmeņu piejaukums vai pat tukšumi. Pētījumu mērķis ir izstrādāt šiem ledājiem ļoti precīzus trīsdimensionālus modeļus.

Pēdējos gados izmantojam arī bezpilota lidaparātu – dronu, lai kartētu ledāja virsmu. Mūsu ievāktie dati ir ārkārtīgi vērtīgi pasaules zinātniekiem, jo nav daudz cilvēku, kuri veic tiešos ledāju mērījumus. Mūsdienās lielā mērā ledāju pētījumi notiek, izmantojot satelītdatus un datormodelēšanu, jo ir sarežģīti nokļūt arktiskajos apgabalos un fiziski grūti iegūt datus. Tāpēc, dodoties polārajās ekspedīcijās, zināmā mērā aizpildām tukšu nišu – iegūstam augstas kvalitātes datus, kurus var izmantot citos pētījumos.”

Konkrētus secinājumus par ledāju izmaiņām iespējams izdarīt, pēc kāda laika atgriežoties sākotnējo pētījumu vietā un veicot atkārtotus mērījumus, kā to paveikusi LU pētnieku komanda 2019. un 2021. gadā, kad apsekoti Svalbāras ledāji. Atklājies, ka pāris gadu laikā ledājs ir ievērojami nokusis. “Tas ir viens no retajiem ledājiem pasaulē, kuriem šāds augstas izšķirtspējas monitorings (regulāra uzmērīšana) tiek īstenots. Sen vairs nav noslēpums, ka ledāji kūst, taču sekot līdzi šim procesam un redzēt, cik strauji tas notiek, – šādus tiešos pētījumus veic vien pāris vietās uz zemeslodes, tādēļ esam lepni, ka mūsu fakultātes speciālisti ledāju izpētē ir starp vadošajiem pētniekiem pasaulē.”

Jānis Karušs gan apšauba, vai tuvākajā nākotnē ledāju kušanas dēļ piedzīvosim strauju ūdens līmeņa celšanos pasaules okeānā. Drīzāk arvien biežāk piedzīvosim ekstremālus laikapstākļus – lielu aukstumu vai karstumu, kas būs netipisks attiecīgajam gadalaikam.

Ko slēpj Latvijas zemes dzīles?

Jautāts par mūsu valsts panākumiem netradicionālo derīgo izrakteņu meklēšanā, Jānis Karušs Latvijas izredzes sekot Norvēģijas veiksmes stāstam vērtē kā diezgan nereālas. “Nafta tik komerciāli nozīmīgos apmēros Baltijas jūrā noteikti nebūs atrodama. Pieļauju, ka kaut kur ir dažas ne pārāk apjomīgas iegulas, taču to apgūšana pārskatāmā nākotnē būtu ekonomiski neizdevīga. Drīzāk mums vairāk jāskatās uz sauszemi – pamatklintāju, kas pagaidām maz pētīts, taču, ņemot ­vērā jau ­iegūtos datus, mūsu pazeme glabā daudz rūdu minerālu. Jo īpaši svarīgi to iegūšanas iespējas izsvērt Eiropas kontekstā, jo ES ir vēlme sevi vairāk nodrošināt ar iekšējiem resursiem. Tādēļ nav izslēgts, ka pārskatāmā nākotnē Latvijā varētu iegūt dažādu metālu rūdas no kristāliskajiem iežiem.”

Viens no scenārijiem – dzelzsrūdas ieguve Vidzemes ziemeļos pie Staiceles un Latgales dienvidos, kur konstatētas lielas magnētiskā lauka anomālijas. Lai saprastu, vai rūdas ieguve būtu ekonomiski izdevīga, atklāts paliek jautājums, kādā dziļumā iegulas atrodas un cik tās ir apjomīgas. “Vēl mums ir Kurzemes batolīts – liela slāņveida intrūzija (magmatiska procesa rezultātā zemes garozā ieplūdis šķidrs materiāls) –, kurā sastopami dažādi ķīmiskie elementi, kas ļoti noderīgi moderno tehnoloģiju attīstībā. Par šo objektu jau nopietnu interesi izrādījušas vairākas ārzemju kompānijas. Kurzemes batolīts līdz galam vēl nav izpētīts, taču vienā no mūsu fakultātes nākotnes pētniecības vīzijām ietilpst pievērsties sīkākai batolītā atrasto elementu izpētei.”

Neapšaubāmi zinātniskiem pētījumiem nepieciešams finansējums. Lai gan nākamā gada valsts budžetā plānots vairāk naudas zinātnei, Jānis Karušs uz naudas palielinājumu raugās skeptiski, uzskatot, ka tas būtiski neizmainīs situāciju pētījumu jomā. “Protams, nesēžam rokas klēpī salikuši. Zinātnieki vienmēr meklē risinājumus. Šobrīd ļoti lielā mērā Latvijas zinātne balstās uz Eiropas projektiem. Ģeologiem ir diezgan cieša saikne arī ar nozares uzņēmumiem, un mēs regulāri veicam pētījumus, kurus pasūta konkrēti Latvijas uzņēmumi. Parasti viņus interesē derīgie izrakteņi un iespējamie piesārņojuma avoti.” Kā vienu no šādas sadarbības piemēriem J. Karušs min Salaspils pašvaldību, kuras teritorijā nesen izveidojās karsta kritene. Pētījumā tika noskaidrots, cik droša no līdzīgu procesu atkārtošanās ir kritenes tuvākā apkaime. Arī “Latvijas valsts meži” dažkārt vēlas zināt, vai plānotais meža ceļš būs ekspluatācijā drošs.

Ģeoloģijas kalpone – paleontoloģija

Līdzās mineraloģijai, klimatoloģijai un citām Zemes zinātnēm minama arī paleontoloģija, kuru kāds paleontologs nosaucis par bioloģijas nemīlēto māsu. Kāpēc tā? LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes Pamatiežu ģeoloģijas katedras vadītājs profesors Ervīns Lukševičs skaidro, ka paleontoloģijā specializējas ļoti maz pētnieku un Latvija nav izņēmums – pie mums paleontologus varot saskaitīt uz abu roku pirkstiem. Un tomēr viņa vadībā izstrādāti veseli četri doktora darbi!

“Paleontoloģija nodarbojas ar dažādu organismu atlieku pētīšanu, kas atrodamas zemes dzīlēs. Latvija pasaulē izceļas ar lielu daudzumu seno organismu atradumu, ar ko pamatoti lepojamies. Galvenokārt tās ir devona perioda bruņuzivis un senākie četrkājaiņi. Pirms apmēram 400–360 miljoniem gadu lielāko daļu mūsu valsts teritorijas klāja jūra un te dzīvoja jūras zivis. Lodes mālu karjers Latvijā ir vienīgā vieta pasaulē, kur atrasti tik unikāli eksemplāri kā gandrīz veselas bruņuzivis ar acu plātnītēm, spurām un astēm, dažkārt trūkstot vien nelieliem ķermeņa fragmentiem. Savukārt Ketleru svītas nogulum­iežu atsegumos Skrundas apkārtnē atrastais dinozauru un mūsu pašu priekšteces Ventastegas galvaskauss ir trešais vislabāk saglabājies devona četrkāja paraugs pasaulē. Lai arī diezgan trausls, tomēr tas sniedz mums lielisku ieskatu tā laika faunas pārstāvju uzbūvē.”

Ervīns Lukševičs norāda, ka paleontoloģijas attīstībai Latvijā paveras lieliskas perspektīvas, īpaši mugurkaulnieku paleontoloģijai, jo atrasto devona fosiliju ziņā mūsu valsts stāv blakus Lielbritānijai, Francijai un Vācijai. Pirmie atradumi tagadējās Latvijas teritorijā datēti jau ar 19. gadsimta 20. gadiem. Nozīmīgs arī fakts, ka Krievijas paleontoloģijas pamatlicējs ir rīdzinieks Kristiāns Panders. “Pēc fosilijām ir ļoti viegli noteikt nogulumiežu vecumu. Latvijā ir diezgan labi izpētīta ģeoloģiskā struktūra, ko nevar teikt par daudzām citām valstīm. Fosiliju atradumi var skaidri norādīt, kur meklēt naftu, ogles, dzelzsrūdu, jo ir zināms, kurā Zemes attīstības periodā eksistēja konkrēti senie dzīvnieki, augi, baktērijas un veidojās attiecīgie derīgie izrakteņi.”

Lai gan ne pārāk bieži, tomēr arī amatieriem laimējas atrast sen dzīvojušu dzīvnieku atliekas, kuru noteikšanā tad talkā nāk paleontologi. Profesors atceras gadījumu, kad zemūdens mednieki jūras piekrastes dibenā starp Liepāju un Ventspili atrada mamuta zobu, kas pirmajā acu uzmetienā atgādināja neparastu akmeni. Nereti līdzīgi atradumi gan nav fosilijas, tādēļ svarīgs ir speciālista atzinums. “Ģeoloģijas, tostarp paleontoloģijas pētījumi, ielūkojoties Zemes pagātnē, zināmā mērā ļauj mums pro­gnozēt iespējamo notikumu attīstību uz mūsu planētas nākotnē, ko izmanto arī klimatologi. Pēdējo 500 miljonu gadu laikā uz planētas Zemes ir notikušas piecas lielas sugu izmiršanas. Ne vienmēr pie vainas bijis aukstums, jo gaisa temperatūras pazemināšanās notikusi pamazām, daudzām sugām, piemēram, ziloņiem, paspējot pielāgoties. Izaugot biezam apmatojumam, viņi evolūcijas rezultātā pārvērtās par mamutiem. Daudz lielāku ļaunumu ir paveikuši strauji uznākušie karstuma periodi, krasi izmainot Zemes ekosistēmas,” atklāj E. Lukševičs.

EKSPERTA VIEDOKLIS

Vajadzīgas plašas zināšanas

Dr.ģeol. Jānis Karušs, LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes Ģeoloģijas nodaļas vadītājs: “Lai sekmīgi iestātos un studētu LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātē, vidusskolā būs krietni par maz labi apgūt tikai ģeogrāfiju. Nopietna uzmanība jāpievērš arī fizikai, ķīmijai, bioloģijai un matemātikai, jo gan studējot, gan vēlākajā darba dzīvē šajos mācību priekšmetos gūtās zināšanas būs nepieciešamas. Būs jāprot arī augstā līmenī darboties ar datortehniku. Ne tikai izmantojot dažādas specifiskas programmas, bet arī pašiem programmējot. Dažkārt topošajiem studentiem ir maldīgs priekšstats par mācīšanos ģeogrāfos, asociējot to ar karšu zīmēšanu. Mūsdienās zinātniskā pētniecība ir ļoti starpdisciplināra. Tas nozīmē, ja ir vēlme nodarboties ar ģeoloģiju, piemēram, meklēt devona zivis vai derīgos izrakteņus, pietiekami augstā līmenī jāpārzina arī citas dabaszinības un informācijas tehnoloģijas.”

Raksts publicēts Latvijas Avīzē, 2022. gada 10. janvārī.
Publikācija sagatavota ar Latvijas vides aizsardzības fonda finansiālo atbalstu.