Ślady stóp na zielonym piasku, czyli dlaczego plaże mają różne kolory

W 2011 r. w płytkim morzu u wybrzeży Holandii, pomiędzy Hagą a miejscowością Hoek van Holland, rozpoczęto usypywanie olbrzymiej hałdy piasku o długości ok. 4 km i szerokości blisko 1 km. Dwa lata później sztuczna wyspa była gotowa. Zawierała 21 mln m³ materiału. Holendrzy nazwali ją Zandmotor, czyli Silnik Piaskowy. Morze szybko połączyło ją ze stałym lądem i tak powstał piaszczysty półwysep, którego dni z założenia były policzone. Zakładano, że przestanie istnieć mniej więcej w ciągu ćwierć wieku, zniszczony przez morze. Jednak jego zniknięcie nie poszłoby na marne. Wręcz przeciwnie. Ci, którzy podjęli decyzję o usypaniu góry piachu, chcieli, aby natura sama dokonała dzieła zniszczenia. Bez tego bowiem nie mogłaby następnie dokonać dzieła stworzenia.

W Holandii od setek lat trwa wojna morza z lądem. Odbywa się ona na wielu frontach, a ważną rolę w tych zmaganiach odgrywają plaże. To one stanowią pierwszą strefę obronną przed wodą. Sztormowe wiatry i fale, które powracają każdego roku, obchodzą się brutalnie z wybrzeżem. Osłabione przez erozję plaże trzeba więc regularnie wzmacniać. Inaczej woda w końcu by się przez nie przedarła i po pokonaniu pasa wydm zalała kraj, którego jedna czwarta powierzchni leży w depresji. Wzmacnianie plaż zwykle polega na wzbogacaniu ich piaskiem wydobytym uprzednio z dna morskiego. Odbywa się to przeważnie co kilka lat, ale taka operacja jest destrukcyjna dla morskiej flory i fauny. Najlepiej byłoby oczywiście wycofać się z zagrożonych terenów, ale w przypadku Holandii taki wariant nie wchodzi w grę. Inny scenariusz to zwiększenie częstości odnawiania plaż. Robota w sam raz dla Syzyfa, niezwykle kosztowna i powodująca jeszcze większą degradację szelfu kontynentalnego. Dlatego postanowiono usypać Zandmotor. Zakładano, że przybrzeżne prądy morskie będą stopniowo zabierać piasek, który zasili i wzmocni plaże na odcinku o długości ok. 20 km. Inicjatywę oddano przyrodzie. Miała sama zadbać o to, by piasek trafił we właściwe miejsce.

Tak się stało. Gdy w zeszłym roku podsumowywano 10 lat istnienia „piaskowej góry”, naukowcy, a zebrało się ich na konferencji w Hadze prawie 200, nie kryli satysfakcji. – W tej chwili jest to najlepiej chroniony fragment holenderskiego brzegu. Wróg nie niszczy już naszych fortyfikacji, lecz sam je wznosi – mówił prof. Marcel Stive z TU Delft, inicjator usypania Zandmotoru. Ocenił, że jego twór przetrwa jeszcze wiele dekad. Badaczy najbardziej zaskoczyła olbrzymia popularność świeżo powstałych plaż wśród ptaków morskich oraz… amatorów kitesurfingu. Ptaki przylatywały, aby szukać pokarmu i odpoczywać na brzegu małej laguny, zaistniałej w wyniku odcięcia wód przez mierzeję, którą uformowały prądy przybrzeżne transportujące piasek. Kitesurferzy przybywali w poszukiwaniu wrażeń. Swoje dołożył też wiatr, który porywał drobny materiał i zaczął usypywać na brzegu wydmy – drugą strefę obronną przed morzem.

Na granicy dwóch żywiołów

Podczas wspomnianej konferencji policzono, że w ciągu 10 lat Zandmotor stał się głównym bohaterem 14 projektów naukowych. Ponad połowę z nich zainicjowali geomorfolodzy specjalizujący się w badaniach brzegów morskich. Zyskali fantastyczną okazję, by z roku na rok, a nawet z miesiąca na miesiąc obserwować nieustanne zmagania lądu z morzem wzdłuż brzegu.

Takie batalie rozgrywają się na całym świecie. Oceany i morza są żywiołem wiecznie ruchliwym, podczas gdy lądy tworzą stabilny, sztywny fundament skalny. W efekcie brzegi to jeden z najbardziej zmiennych i dynamicznych krajobrazów na globie. A jest tych brzegów sporo na Ziemi. Łączna ich długość – jak policzyli eksperci z World Resources Institute – wynosi ok. 1,6 mln km. To ponad pięć razy więcej niż odległość Ziemi do Słońca i mniej więcej 40 ziemskich równików. Jednak nie należy się zanadto przyzwyczajać do tej liczby. W przypadku żywiołu tak zmiennego nawet dane naukowe i terminy są płynne. W teorii granicę pomiędzy wodą i lądem nazywamy linią brzegową. Względnie łatwo ją wyznaczyć, gdy mamy do czynienia z jeziorem. Gorzej, gdy trzeba ją wskazać palcem tam, gdzie z jednej strony znajduje się morze, którego poziom nieustannie się waha czy to z powodu falowania, czy pływów. Dlatego na mapach rysuje się umowną linię brzegową, odpowiadającą średniemu poziomowi wody w zbiorniku. Zabawne jest to, że jej długości właściwie nie da się zmierzyć. W zależności od tego, jaką przyjmiemy skalę, uzyskamy inny wynik. Linia wymalowana na mapie w większej skali będzie dłuższa niż na mapach w mniejszej skali. Ten paradoks wynika z jej fraktalnych właściwości.

Bardziej pojemnym terminem jest „brzeg”. W ten sposób określa się pas lądu, który styka się z akwenem. Strefę tę ogranicza najwyższy i najniższy poziom wody. Oczywiście i tu pojawiają się wątpliwości terminologiczne, bo poziom wody to jedno, a jej falowanie to drugie. Dlatego niektórzy badacze zamiast o brzegu wolą mówić o strefie brzegowej, w której trwa odwieczne siłowanie się obu żywiołów (przy udziale trzeciego, bo wszak bez wiatru nie byłoby fal). Bogactwo kształtów i barw należy tu do największych na globie, a jedną z najpowszechniej występujących form rzeźby terenu są oczywiście plaże. Z wielu powodów ludzie interesują się nimi od dawna i ingerują w nie bez wahania, gdy tylko pojawi się taka potrzeba. Wiele z nich zniknie, jeśli morza podniosą się i zaczną agresywniej atakować ląd. Wtedy nawet takie innowacje jak Zandmotor mogą nie pomóc.

Karetą do morza

Większości z nas plaża kojarzy się pozytywnie – z węższym lub szerszym pasem drobnego piasku delikatnie opadającym w stronę morza. Każdego roku dziesiątki milionów mieszkańców globu wylegają na takie plaże, aby się na nich opalać i kąpać w morzu. Ale takie korzystanie z pasa piasku to nowinka, która pojawiła się dopiero w XVIII w. Wcześniej plaże, także te szerokie i piaszczyste, budziły respekt, a nawet lęk. Brzegi morskie kojarzyły się z nieujarzmioną groźną przyrodą – sztormami, powodziami, falami tsunami i rozbitymi statkami albo też z monstrami czyhającymi w otchłaniach i mogącymi w każdej chwili wyskoczyć na ląd i porwać marzyciela, który stracił czujność i zagapił się na zachodzące słońce.

Zmiana nastąpiła mniej więcej w połowie XVIII w. – głównie za sprawą lekarzy z Wielkiej Brytanii, Niemiec, Francji i innych krajów północno-zachodniej Europy. To oni zaczęli swoim pacjentom z wyższych klas zalecać kąpiele w chłodnym morzu oraz wdychanie morskiego powietrza jako sposób na wzmocnienie organizmu i metodę leczenia takich dolegliwości i chorób jak krzywica, artretyzm, impotencja, trąd czy gruźlica. Przebywanie na plaży stało się popularnym, pożądanym, a w końcu modnym sposobem spędzania czasu. Wkrótce powstały pierwsze kurorty nadmorskie, w których na chętnych czekały zadaszone wozy zwane w Anglii bathing machines. Osoby spragnione kąpieli wsiadały do nich, przebierały się w strój kąpielowy, następnie były zawożone do płytkiego morza, po czym po schodkach schodziły do wody. Kobiety i mężczyźni oddawali się tej aktywności oddzielnie, ponieważ – zgodnie z ówczesną etykietą, która utrzymała się przez półtora wieku aż do początku XX w. – w strojach kąpielowych nie wolno było pokazywać się w miejscach publicznych. Plażę wygładzono i oczyszczono, aby była bardziej cywilizowana, a mniej dzika. Spacerowano wzdłuż niej, urządzano pikniki, ale zawsze w ubraniu i pod parasolem.

Nie był to jeszcze czas kąpieli słonecznych. Moda na opalanie przyszła dopiero na początku XX w. Wtedy też ostatecznie porzucono segregację płciową. Wkrótce w sklepach pojawił się pierwszy olejek do opalania, a plaże zaczęły się zapełniać najpierw dziesiątkami tysięcy osób, które szybko zmieniły się w setki tysięcy, a potem w miliony. Piaszczyste brzegi morskie stały się dobrem natury pożądanym przez masy. Sama przyroda miała jednak coraz mniej do powiedzenia w takich miejscach, które niegdyś były synonimem pustki i ucieczki od cywilizacji.

Kolory plażowe

Nie wszystkie brzegi morskie zostały przeobrażone przez człowieka. Na globie wciąż istnieje sporo naturalnych plaż, choć niestety szybko ubywa takich, na których nie znajdziemy plastikowych śmieci. Naukowa definicja plaży – ta z podręczników do geomorfologii brzegów morskich – jest dość pojemna. Oznacza każdy naturalny sedyment, który gromadzi się na brzegu. Tym sedymentem może być piasek, żwir, a nawet kamienie. Im drobniejszy jest osad, tym bardziej płaski jest brzeg. Piaszczysta plaża opada w stronę morza pod kątem najwyżej kilku stopni. Plaże żwirowe mogą mieć nachylenie 8–10°, a kamieniste – nawet 20°.

Najczęstszym składnikiem mineralnym plaż jest kwarc, czyli krystaliczna odmiana krzemionki (SiO₂). Większość piasków i żwirów występujących na Ziemi to kryształki kwarcu. Minerał ten ma bowiem dużą odporność chemiczną i mechaniczną. Prawie nie rozpuszcza się w wodzie. W przyrodzie występuje powszechnie i stanowi składnik wielu skał magmowych. Kiedy znajdą się one na powierzchni planety, natychmiast zaczyna je niszczyć erozja. Po milionach lat takiej destrukcji macierzysta skała przestaje istnieć, a pozostają z niej głównie krystaliczne ziarenka niemal niezniszczalnego kwarcu. Woda porywa je, transportuje na znaczne odległości, a potem pozostawia na brzegu, choć czasami, np. podczas sztormu, wraca po nie, aby ponieść dalej. Podczas transportu ziarenka kwarcu zostają posegregowane według rozmiarów. Większe są porzucane wcześniej, drobniejsze wędrują dalej. Im dalej od niszczonych przez morze skał, tym drobniejszy i bardziej jednolity jest plażowy piasek. Czemu jednak ma kolor żółty, skoro czysty kwarc jest przezroczysty? Barwi go domieszka żelaza. Im więcej tej domieszki, tym żółty kolor staje się bardziej nasycony i stopniowo przechodzi w delikatny brąz.

Poza plażami żółtymi bardzo powszechne, szczególnie w strefie tropikalnej, m.in. na Karaibach, są plaże białe. Ich główny budulec stanowi aragonit – minerał węglanu wapnia (CaCO₃). Jego źródłem są rozmaite ciepłolubne organizmy wyposażone w węglanowe pancerzyki, np. koralowce czy małże. Po śmierci opadają na dno morza, gdzie ich skorupki zostają roztarte na drobniutki piasek, który prądy morskie i fale wyrzucają na brzeg. Formowanie się takich białych węglanowych plaż może trwać nawet setki milionów lat.

Rarytasem są plaże utworzone w całości przez muszle. Takich miejsc znajdziemy na Ziemi kilka. Należy do nich Shell Beach w zatoce Shark w Australii Zachodniej. Na długości ok. 60 km i do głębokości 10 m brzeg jest tam pokryty gigantycznymi ilościami muszelek należących do jednego tylko gatunku – małża Fragum erugatum z rodziny sercówkowatych, zamieszkującego płytkie wody Oceanu Indyjskiego w pobliżu Australii. Niezwykła Shell Beach to dzieło sztormów wyrzucających na brzeg muszle, które wcześniej opadły na dno zatoki.

Barwa biała i żółta nie wyczerpują palety plażowych kolorów. Mamy jeszcze czerń, zieleń, a nawet róż. Czarne plaże są charakterystyczne dla wulkanicznych wysp oraz fragmentów wybrzeży sąsiadujących z wychodniami bazaltów – najpopularniejszych skał wulkanicznych, którym ciemną barwę nadają minerały z grupy piroksenów. Najbliżej nas takie plaże znajdują się m.in. na greckiej wyspie Santorini (Kamari), Teneryfie (El Bollullo), Islandii (np. Vík) oraz we Włoszech (na Wyspach Liparyjskich) i Azorach (Praia da Vitória). Wiele takich plaż odnajdziemy na wulkanicznych archipelagach Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego. Zielone są znacznie rzadsze od czarnych. One także powstały dzięki erozji skał bazaltowych, tym razem takich, w których dominują nie czarne pirokseny, ale zielone oliwiny. Najsłynniejsza z nich to Papakolea na południowym krańcu Hawai’i – największej wyspy Hawajów, ale zielonkawy odcień możemy dostrzec na wielu bazaltowych plażach, na których jest trochę więcej kryształków oliwinów.

Natomiast różowe plaże odnajdziemy na Bermudach – podzwrotnikowym archipelagu na północnym Atlantyku. Za ich powstanie odpowiada jednokomórkowy organizm – otwornica Homotrema rubrum, zamieszkująca płytkie wody wokół Bermudów. Przytwierdza się ona do skał lub raf koralowych, a po śmierci jej okrągła czerwona skorupka zbudowana z węglanu wapnia opada na dno, gdzie miesza się z drobinkami białego aragonitu. Finalnie morze dostarcza ten różowawy sedyment na brzeg. Dodajmy, że znaczna część tej kolorowej materii powstała dzięki papugorybom, które od rana do wieczora skubią rafę, posilając się rosnącymi na niej glonami. Przy okazji konsumują też otwornice, których węglanowe pancerzyki są jednak dla nich niestrawne, więc wydalają je do wody jako drobny piasek. Ten jest następnie przenoszony na brzeg, gdzie wylegują się plażowicze. Papugoryby występują nie tylko wokół Bermudów. Żyją w całej strefie tropikalnej i wszędzie wydalają niestrawione kalcytowe resztki, przyczyniając się do wzmacniania plaż. Naukowcy oszacowali, że duża papugoryba wytwarza rocznie ok. 400 kg aragonitowych odchodów. To z nich powstało wiele pięknych białych plaż Karaibów, Malediwów czy Hawajów.

Plażowicze ze skrzydłami

Plaże są wszędzie, także za kołem polarnym, choćby w Antarktyce. Nam takie lokalizacje mogą się wydać mało atrakcyjne, bo i temperatura nie ta, i słońce zbyt słabe, i zamiast piasku tylko żwir i kamienie. Za to pingwiny bardzo sobie cenią takie miejsca. Na przykład ciągnąca się przez 11 km czarna kamienista McDonald Beach na wulkanicznej Wyspie Rossa jest jednym z głównych mateczników pingwinów Adeli. Na tym wolnym od lodu przez cały rok kawałku wybrzeża mieszka ok. 40 tys. par tych ptaków. Z innego powodu sławę zyskała inna czarna plaża – Ridley – znajdująca się na końcu długiego na 60 km antarktycznego Półwyspu Adare’a. Owszem, i tu mieszka mnóstwo pingwinów Adeli – w latach 1981–2012 ich kolonia liczyła ponad 200 tys. par – ale to także miejsce zimowania pierwszej antarktycznej wyprawy, którą kierował norweski polarnik Carsten Borchgrevink. On i jego ludzie wylądowali tu w lutym 1899 r. i zbudowali chatę, w której mieszkali przez rok. Raczej się nie opalali w tym czasie. Domek Borchgrevinka i jego kompanów wciąż stoi na Ridley Beach.

Niezwykłe plaże, niestety coraz częściej odwiedzane też przez turystów przybywających tu statkami, oferuje Deception Island w pobliżu Półwyspu Antarktycznego. To czynny wulkan wystający z wody na kilkaset metrów. Na jego wolnych od lodu plażach, oczywiście także czarnych, mieszka jakieś 100 tys. par pingwinów maskowych. Jak na Antarktydę warunki są tu dość komfortowe – nawet dla ludzi, ponieważ ciepło geotermalne generowane przez wulkan ogrzewa plaże wokół wyspy. Można więc rozebrać się do kostiumu kąpielowego i zanurzyć w ciepłym bazaltowym piasku. Chętnych do kąpieli morskiej nie ma.

Na koniec odwiedźmy jeszcze dwa takie miejsca. Pierwszym są przepiękne piaszczyste (tym razem żółte) plaże Wyspy Saundersa, należącej do archipelagu Falklandów. Znajduje się tu olbrzymia kolonia pingwinów białobrewych, które gdy wchodzą do błękitnych wód oceanu lub z nich wychodzą, wyglądają niczym zdeterminowani plażowicze zażywający kąpieli na którejś z karaibskich wysp. Z Falklandów niedaleko jest do Georgii Południowej – raju pingwinów, a także południowych słoni morskich i czterech innych gatunków fok. Wielkie ptaki i jeszcze większe ssaki zgodnie wylegują się tu na licznych plażach, z których najpopularniejsza znajduje się w St. Andrews Bay. Przez okrągły rok przebywa tu ok. 150 tys. pingwinów królewskich, tworzących największą na świecie kolonię tych ptaków. Tłok panujący na tym małym skrawku brzegu dziwnie przypomina tłok na którejś z popularnych plaż wypełnionych ludźmi. Brakuje tylko parasoli, leżaków i sprzedawców popcornu.