Ukończyła Pani studia wyższe na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie, ale doktorat obroniła już w Zurychu. Dlaczego postanowiła Pani kontynuować edukację akurat w Szwajcarii?
Od zawsze fascynowała mnie wiedza. Pasję do nauki zaszczepił we mnie mój nauczyciel fizyki, który zachęcał swoich uczniów do spełniania marzeń.
Początkowo miałam zamiar skończyć fizykę i wrócić do Hrubieszowa, skąd pochodzę, aby uczyć w szkole. Był to jednak tylko taki mój „szkic życiowy”. Podczas studiów poznałam wielu nowych ludzi, w tym Wojtka Hajdasa (też studenta fizyki), z którym później się związałam. Po obronie pracy magisterskiej zaczęłam pracę w Instytucie Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego PAN w Krakowie. Wojtek z kolei został doktorantem na Uniwersytecie Jagiellońskim, ale ze względu na specyfikę swoich badań większość pomiarów fizycznych musiał wykonywać w Szwajcarii. Jego wyjazdy przerodziły się w studia doktoranckie na wydziale fizyki ETH w Zurychu. Laboratorium radiowęglowe było wówczas częścią Instytutu Fizyki Jądrowej i jako jedno z niewielu zaadaptowało do pomiarów akcelerator Van der Graaffa, czyli niezwykle ważne narzędzie badawcze w fizyce niskich energii. Szukano tam kogoś do prowadzenia preparacji próbek. Równocześnie trwał też projekt wykorzystujący metodę 14C (datowanie węglowe), do którego potrzebowano doktorantki albo doktoranta. Postanowiłam spróbować. Wyjechałam do Szwajcarii i w ten sposób rozpoczęłam swoją przygodę z datowaniem węglowym.
Jakie doświadczenia wyniosła (i nadal wynosi) Pani z pracy w Laboratorium Radiowęglowym w Zurychu, uznawanym za jedno z najlepszych laboratoriów na świecie?
Kiedy zaczęłam tam pracować, było to jedno z pierwszych laboratoriów radiowęglowych, gdzie – jak już wspomniałam – do badań używano akceleratorowej spektometrii masowej (AMS, ang. accelerator mass spectrometry). Pomiary AMS były ciągle udoskonalane. Z tych osiągnięć czerpałam i wciąż czerpię nową wiedzę, bo narzędzia do tych pomiarów są obecnie bardzo efektywne i precyzyjne. Jako geochronolożka mogę w dość krótkim czasie uzyskać odpowiedzi na moje pytania. To ważne w geochronologii, ponieważ wiek próbki zależy od wyboru materiału, który jest potem badany. Ten fakt jest coraz bardziej dostrzegalny, bo im dokładniejsze pomiary i mniejsze próbki, tym większa możliwość efektu zanieczyszczenia. Pytanie o efekt zanieczyszczenia małych próbek było w centrum rozważań w mojej pracy doktorskiej nad osadami jeziornymi. Dotyczy ono także innych materiałów, jakie datujemy w naszym laboratorium.
Moje doświadczenie zawodowe zbudowałam dzięki niezliczonym kontaktom i współpracy z naukowcami niemal z całego świata. Ale nawiązanie tych kontaktów nie byłoby możliwe, gdyby nie praca w tym miejscu.
Zajmuje się Pani datowaniem próbek różnego rodzaju materiałów, oznaczając izotopy węgla. Ocenia Pani wytwory człowieka, określane mianem „archiwów przeszłości”. Na czym dokładnie polega Pani praca? Jakie narzędzia Pani wykorzystuje?
Dla dokładnego datowania kluczowa jest separacja właściwego materiału. Datowanie oznacza uzyskanie faktycznego wieku próbki. Aby to osiągnąć, potrzebne jest oszacowanie albo zrozumienie kontekstu próbek i ich właściwe pobranie. Następnym ważnym krokiem jest identyfikacja zanieczyszczeń i ich usuwanie. Może się to odbywać w różny sposób. Czasem są potrzebne tradycyjne, a czasem nowe metody. Ja używam sitek do przesiewania osadów, mikroskopu typu binokular oraz spektrometru FT-IR. Ważne w takim procesie są wykorzystywane w naszym laboratorium możliwości szybkiego pomiaru 14C. Kolejnym punktem badań jest interpretacja rezultatów i ich przekazywanie. W pewnym sensie to ciągła komunikacja z archeologami czy geologami – od momentu, kiedy planują przesłanie próbek, aż do opublikowania danych. Nie muszę być autorem danej publikacji, jestem „14C doradczynią” albo – tak jak mnie ostatnio nazwał jeden z archeologów – „14C Oracle”. Prowadzę też wykłady o datowaniu dla archeologów i geologów, a dla fizyków pracownię eksperymentalną.
Jest Pani pracownikiem Centrum ECOTECH-COMPLEX UMCS. W jaki sposób będzie Pani łączyć badania prowadzone w Lublinie z tymi wykonywanymi w Zurychu? Jakie wyzwania stoją przed Panią w najbliższej przyszłości?
Od wielu lat jestem związana z Uniwersytetem Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie ze względu na współpracę z prof. dr. hab. Radosławem Dobrowolskim. W ostatnim czasie nasza kooperacja się rozszerzyła. Ma na to wpływ powstanie nowych, interesujących projektów związanych z badaniami klimatycznymi i archeologicznymi. Pracę w UMCS rozpoczęłam 1 października 2022 r., a moja pierwsza wizyta na Uczelni miała miejsce w grudniu. Planuję przyjechać do Lublina jeszcze na wiosnę i jesienią. Na szczęście wiele zadań, takich jak m.in. pisanie publikacji i realizowanie wspólnych projektów, możemy wykonywać zdalnie. W przyszłości chciałabym przeprowadzić na Uczelni kilkudniowe kursy i wykłady dedykowane preparatyce wstępnej i preparatyce próbek z różnych obiektów.
Wiem, jak wiele ciekawych zagadnień i pytań naukowych wymaga analizy geochronologicznej. Jestem przekonana, że laboratorium preparatyki wstępnej w Lublinie może być bardzo pomocne w tych pracach. Dzięki mojej ostatniej wizycie na UMCS mam świadomość, jakie urządzenia powinny znaleźć się na wyposażeniu laboratorium w Centrum ECOTECH-COMPLEX. Ich skompletowanie będzie sporym wyzwaniem. Miejsce to ma jednak ogromny potencjał. Myślę, że lokalizacja laboratorium właśnie tam może otworzyć drogę do szerszego zastosowania metody 14C przez naukowców z UMCS.
Wiemy już, że jest Pani geochronolożką wykorzystującą datowanie radiowęglowe w badaniach klimatu i środowiska. Ale Pani praca jest ważna również dla archeologii, dziedzictwa kulturowego i kryminalistyki. W jaki sposób pomaga ona w rozwijaniu tych dziedzin nauki?
Datowanie węglowe jest metodą, która ma zastosowanie w wielu dziedzinach badań naukowych, ponieważ ramy czasowe są podstawą do zrozumienia procesów i zmian zachodzących w środowisku naturalnym.
Moja praca doktorska była skoncentrowana na chronologii szwajcarskiego jeziora Soppensee i wykorzystaniu jej do rozszerzenia skali czasowej 14C i jej kalibracji z użyciem innej niezależnej metody np. dendrochronologii. W tym samym czasie dokładnie badane były pierwsze odwierty rdzeni lodowych GISP i GRIP uzyskanych z Grenlandii. Naukowcy chcieli odkryć przyczynę bardzo szybkich zmian klimatycznych, takich jak gwałtowne ochłodzenie młodszego dryasu (ang. younger dryas), trwające 1000 lat, które zdominowało badania paleoklimatyczne wszelkich naturalnych archiwów. Jezioro Soppensee jest małe, ale wyjątkowe, bo w jego osadach dennych widoczne są roczne warstwy, które nazywamy varves (z języka szwedzkiego). Są one odpowiednikiem słojów w drzewie. W swoich badaniach skupiłam się na stworzeniu chronologii warstw 14C. Dzięki temu można było ustalić np. kiedy drzewa ponownie pojawiły się w dolinach alpejskich lub kiedy pierwsze oznaki działalności człowieka związane z wycinaniem lasów w okolicy jeziora zmieniły środowisko.
Metoda 14C ma szerokie zastosowanie m.in. w archeologii, bo daje możliwość datowania szczątków organicznych oraz różnych cennych znalezisk, np. fragmentów jedwabiu. Tego typu informacje są niezbędne do ich czasowego przyporządkowania. Bardzo często analizujemy próbki z wykopalisk archeologicznych. Datowanie węglowe pozwala także na określenie wieku różnych dóbr kultury: drewnianych figur, manuskryptów, tkanin czy obrazów. Jednym z wyjątkowych obiektów, które badaliśmy w naszym laboratorium, był Akt Konfederacji Szwajcarskiej (Bundesbrief – tzw. Karta Federalna). Badanie tego dokumentu miało związek z toczącą się debatą na temat jego autentyczności. Ostatecznie mogliśmy udowodnić, że powstał w XIII w., ale nie byliśmy w stanie stwierdzić, czy rzeczywiście został podpisany w 1291 r.
Nasze analizy pozwalają na wykrycie kopii i falsyfikatów np. dzieł sztuki, poprzez określenie zawartości 14C w materiałach użytych przez artystę. Analizowałam wiele takich próbek, które okazały się być zrobione później niż zadeklarowano w ich opisach, tzn. były falsyfikatami. Nie mogę jednak o nich mówić, ponieważ jestem zobowiązana do zachowania tajemnicy.
W kryminalistyce z kolei użycie opisywanej metody polega przede wszystkim na określeniu wieku i identyfikacji ofiar. Tutaj na szczęście jesteśmy proszeni o pomoc tylko w wyjątkowych przypadkach.
Pełni Pani funkcję prezydentki w Division on Climate: Past, Present & Future (CL), czyli jednego z wydziałów European Geosciences Union (EGU). Co należy do Pani zadań w tej organizacji?
Jestem członkiem Europejskiej Unii Nauk o Ziemi od 20 lat, tzn. od czasu jej powstania w 2002 r. To stowarzyszenie naukowców liczące ok. 18 tys. członków. Organizacja ta została powołana w celu szerzenia nauk o Ziemi m.in. poprzez organizowanie corocznych kongresów (GA – General Assembly). Członkowie rady, czyli prezydenci i prezydentki, wybierani są na dwuletnią kadencję, a ich głównym zadaniem jest ułożenie programu naukowego kongresu. Proces przygotowań trwa od września do kwietnia i jest dość intensywny. W tym roku CL, które jest jedną z większych grup programowych, ma 41 sesji z ok. 1000 abstraktów. Udało mi się dotrzeć do informacji, że prężnie działa też Pani w Anthropocene Working Group. Anthropocene Working Group została powołana w 2009 r., aby zbadać i zdefiniować antropocen jako nową jednostkę stratygraficzną. Ja dołączyłam do tej organizacji w 2014 r., kiedy zaczęto wskazywać, że początek antropocenu powinien być zdefiniowany blisko roku 1950. W chronologii datowania węglowego rok 1950 jest określany rokiem 0 BP (Before Present). Wówczas pojawił się nadmiar izotopów węgla 14C wyprodukowany wskutek testów bomby wodorowej. Wymusiło to na geochronologach zatrzymanie ich skali czasowej na roku 1950. Dla mnie interesujące było to, że ta sama granica miała wyznaczyć początek antropocenu. I tak jest faktycznie, bo to czas, kiedy działalność człowieka (chociażby mierzona w ilości zużycia energii), zaczęła rosnąć w niesamowitym tempie. Jest wiele materiałów, tworzyw, produktów, które pojawiły się na świecie właśnie w wyniku działalności ludzi. Przykładem jest wszechobecny i praktycznie niezniszczalny plastik. Jako specjalistka ds. 14C jestem aktywnie włączana w projekty, które mają na celu badanie kilku zagadnień dokumentujących zmiany, jakie nastąpiły po 1950 r.
Co uważa Pani za swój największy sukces zawodowy, najważniejsze osiągnięcie?
Dla mnie sukcesem jest każda udana analiza przekazanych mi próbek. Udana jest wtedy, gdy zmierzony poziom izotopów węgla 14C jest pomocny w odpowiedzi na pytanie postawione przez osoby prowadzące badania. Niektóre datowania, nad jakimi osobiście pracowałam, dały podstawy do dalszych badań i dociekań naukowych. Były to próbki osadów z jezior i oceanów, a także z różnych miejsc na świecie, włączając w to: Alaskę, Argentynę, Chile, Nową Zelandię, Chiny, Indonezję, ale też niemal wszystkie kraje Europy. Datowanie próbek z Polski, zwłaszcza m.in. jedwabnych tkanin z Gródka koło Hrubieszowa, oraz pomoc przy ustalaniu chronologii Grodów Czerwieńskich cieszy
mnie szczególnie. Chętnie wracam też do mojej pracy doktorskiej, która wciąż dostarcza wielu aktualnych tematów do badań. Dzięki niej 10 lat temu można było przetestować nowatorski projekt datowania specyficznych molekuł (biomarkerów). Dziś takie analizy są już prowadzone rutynowo.
Moim największym osiągnięciem jest jednak fakt, że zawsze byłam i nadal jestem zaangażowana w badania z zakresu różnych dziedzin nauki. Często jestem pytana o najważniejszą, najciekawszą próbkę, którą badałam. To bardzo trudne pytanie. Bo choć nasze analizy Ötzi (człowieka lodu) czy też obrazu Leonarda Da Vinci odbijają się echem w mediach, to próbki liści i kwiatów rosnących tysiące lat wcześniej na Ziemi, które zachowały się do dziś, są równie fascynujące.
Jaka jest, Pani zdaniem, pozycja kobiet w nauce? Jak ich sytuacja zmieniła się na przestrzeni lat?
Kiedy zaczęłam studia doktoranckie, byłam jedyną studentką w mojej grupie. Od tamtej pory minęło 30 lat. Teraz jestem jedyną kobietą wśród 44 naukowców (tzw. senior scientists) w departamencie fizyki ETH. Myślę, że bardzo powoli, ale jednak czasy się zmieniają i kładzie się coraz większy nacisk na równouprawnienie. Ważną rolę spełnia wsparcie nowych pokoleń studentek i młodych naukowców. W Polsce są 14C specjalistki i specjaliści, co jest wielką zasługą emerytowanej już prof. dr hab. Anny Pazdur z Politechniki Śląskiej w Gliwicach, która wychowała nowe pokolenia geochronologów. Myślę, że moja współpraca na UMCS z prof. dr hab. Ireną Pidek i dr Magdaleną Suchorą ma podobny potencjał. Niestety, przed nami jeszcze długa droga, zanim obecność kobiet w nauce będzie oczywista, dlatego też udzielam się w EGU jako prezydentka. Chcę podkreślić, że jestem pierwszą prezydentką CL wymienionego wyżej wydziału i cieszę się, że będę miała następczynię. Mam nadzieję, że różne inicjatywy zaowocują tym, iż obecność specjalistek w poszczególnych dziedzinach nauki będzie coraz bardziej widoczna.
Rozmawiała Magdalena Wołoszyn
Fot. Bartosz Proll
