Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce: aktualny

Transkrypt

Studia Limnologica et Telmatologica
5
1
Jeziorne osady rocznie laminowane
w północnej
Polsce...23-41
(STUD LIM TEL)
2011
23
Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce:
aktualny stan rozpoznania, postępy metodyczne
i perspektywy badawcze
Annually laminated lake sediments in northern Poland: current state of exploration,
progress in research methods and future outlook
Wojciech Tylmann
Katedra Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu, Wydział Oceanografii i Geografii, Uniwersytet Gdański; e-mail: [email protected]
Abstrakt: Jeziorne osady rocznie laminowane to nieocenione
archiwum przeszłych zmian środowiska. W niniejszej pracy przedstawiono zagadnienia teoretyczne i terminologiczne związane
z tworzeniem się i przetrwaniem laminacji w osadach oraz zaprezentowano podsumowanie wyników systematycznych poszukiwań
terenowych prowadzonych w północnej Polsce i mających na
celu odnalezienie nowych stanowisk zawierających jeziorne osady
rocznie laminowane. Wybór jezior przeprowadzono w oparciu o
cechy morfometryczne, takie jak głębokość i długość maksymalna.
W efekcie procesu selekcji i prac terenowych sprawdzono 85 jezior
i w 29 z nich stwierdzono osady laminowane. Najwięcej nowo odkrytych stanowisk zlokalizowanych jest w północno-wschodniej
Polsce. Typ laminacji charakterystyczny dla badanych jezior to laminacja biogeniczna. Podstawowa struktura warwy może być zdefiniowana jako para lamin obejmująca jasną laminą wiosenno-letnią
zbudowaną z autogenicznych węglanów (kalcyt) i ciemnej jesiennozimowej laminy zbudowanej ze składników detrytycznych. W kilku
jeziorach stwierdzono bardziej skomplikowane struktury, z kilkoma
laminami kalcytowymi deponowanymi w ciągu jednego roku lub
większym udziałem materiału minerogenicznego. Wyniki analiz
mikroskopowych cienkich szlifów i skanowania XRF wysokiej
rozdzielczości podkreślają, że archiwa te dają możliwość uzyskania zbiorów danych o rozdzielczości rocznej, co jest niezwykle
interesujące w kontekście szczegółowych badań zmian paleoklimatycznych i paleośrodowiskowych.
Słowa kluczowe: osady rocznie laminowane,
biogeniczna, struktura warw, północna Polska
laminacja
Abstract: Annually laminated sediments are invaluable archive of
past environmental change. This paper presents theoretical and
terminological issues related to formation of laminated sediments
and their preservation, and results of systematic field survey in
northern Poland with the aim of finding new sites containing annually laminated lake sediments. Selection of lakes was made according to morphometric variables, such as maximum depth and
length. By following a selection process and fieldwork we checked
85 lakes and discovered 29 new varved sites. Most of the newly discovered sites are located in northeastern Poland. Biogenic
lamination was found as characteristic type of lamination for the
investigated lakes. Basic varve structure can be defined as a couplet with pale spring/summer layer composed of autochthonous
carbonates (calcite) and dark fall/winter layer made of detritic
components. In some of the lakes we found more complex varve
structure with several calcite layers deposited during one year or
with more significant minerogenic input. Results of thin sections
analysis and high-resolution XRF scanning highlight that these
archives provide possibility to obtain data sets of annual resolution, and thus should be of prime interest for detailed studies of
paleoclimate and paleoenvironmental change.
Key words: annually laminated sediments, biogenic lamination,
varve structure, northern Poland
24
Wojciech Tylmann
Wstęp
Jednym z głównych problemów w badaniach przyrodniczych są aktualnie zmiany klimatyczne i wpływ człowieka na funkcjonowanie ekosystemów. Wiedza na temat
tych zmian w przeszłości jest niezbędna w kontekście właściwej interpretacji procesów zachodzących obecnie i w najbliższej przyszłości. Ze względu na skalę czasową ważną dla społeczności ludzkich, pożądana informacja powinna mieć rozdzielczość czasową lepszą od okresu trwania ludzkich pokoleń, czyli dekadową lub najlepiej roczną. Nieocenione w tej
kwestii są naturalne „archiwa”, które mają ciągły zapis zmian
środowiska i mogą być precyzyjnie datowane. Takimi właśnie archiwami są jeziora z rocznie laminowanymi (warwowymi) osadami (Brauer 2004; Tobolski 2000). W czasie ostatnich kilkudziesięciu lat sekwencje tych osadów były często
stosowane w rekonstrukcjach zmian środowiska i stały się
jednym z ważniejszych źródeł informacji o lokalnych, regionalnych i ponadregionalnych zmianach na kontynentach
(np. Bradbury, Dean 1993; Goslar i in. 1993; Schettler i in.
2006). Wspólnie z pierścieniami przyrostowymi drzew, naciekami jaskiniowymi, rdzeniami lodowymi i oceanicznymi
dostarczają wiedzy niezbędnej do wnioskowania o dynamice zmian globalnych klimatu (Mackay i in. 2003). Stanowiska osadów rocznie laminowanych, dzięki którym uzyskano ważne informacje o zmianach paleoklimatycznych i paleośrodowiskowych w Europie znane są z obszaru Eifel w
Niemczech (m. in. Brauer i in. 1999; Litt, Stebich 1999; Negendank, Zolitschka 1993), Szwajcarii (m. in. Lotter 1989) oraz
północnej Europy (m. in. Ojala 2001; Renberg, Segerström
1981; Saarnisto 1986; Wohlfahrt i in. 1998). Z obszaru Polski
znane jest szeroko jedno stanowisko – jezioro Gościąż położone w centralnej Polsce (Ralska-Jasiewiczowa i in. 1998).
Terminy lamina i warwa są w literaturze międzynarodowej jednoznacznie sprecyzowane. Pod pojęciem laminy rozumiana jest pojedyncza, dająca się rozróżnić makro- lub mikroskopowo warstwa, będąca efektem depozycji
w określonym czasie, najczęściej sezonie lub półroczu. Jednakże pojedyncze laminy mogą być również zapisem depozycji następującej w okresie znacznie krótszym, do jednodniowych cykli włącznie (Simola, Tolonen 1981). Termin
„warwa” natomiast oznacza zespół lamin odłożony w ciągu jednego roku. Warwa może składać się z różnej liczby lamin, w najprostszym układzie z dwóch (Brunskil 1969), ale
znane są przykłady dobrze udokumentowanych warw składających się z trzech (Bull, Kemp 1996; Kelts, Hsü 1978),
czterech (Renberg 1986; Dickman 1979) lub więcej lamin
(Saarnisto i in. 1977). Najczęściej cechą pozwalającą w łatwy sposób wyróżniać poszczególne laminy jest barwa, jednakże niekiedy osad nie wykazuje znaczących zmian barwy
i dopiero analiza uziarnienia lub składu biologicznego osadu uwidacznia różnice pomiędzy laminami.
Historia stosowania pojęcia warwa liczy sobie już
150 lat. Choć szeroko rozpropagował je szwedzki badacz De
Geer na początku XX stulecia (De Geer 1912), to już 50 lat
wcześniej pojęcie to pojawiło się na jednej z pierwszych map
Szwedzkiej Służby Geologicznej (Zolitschka 2007). W starszych opracowaniach termin warwa kojarzony był wyłącznie
z osadami glacjalnymi rytmicznie warstwowanymi (iły warwowe), jednakże wraz z postępem badań nad osadami jeziornymi znaczenie tego pojęcia zostało rozszerzone. Jak podaje
Renberg (1981) termin warwa oznacza „osad zdeponowany
w ciągu jednego roku”, a więc nie jest on znaczeniowo związany z żadnym typem środowiska depozycji osadu. Obecnie
przyjmuje się powszechnie, że jako osady warwowe można
określać również osady jezior niezwiązanych bezpośrednio
ze środowiskiem glacjalnym (Anderson i in. 1985; O’Sullivan
1983; Sturm 1979; Saarnisto 1986, Zolitschka 2007), a także osady morskie i oceaniczne (Kemp 1996). Podstawowym
warunkiem zaliczenia osadów laminowanych jako warwowe
jest dający się jednoznacznie wyróżnić cykl roczny. W tym
ujęciu termin osady warwowe można stosować zamiennie z
terminem osady rocznie laminowane. Nie należy natomiast
zamiennie stosować pojęcia warwowe i laminowane, gdyż
sam fakt występowania w osadach struktur typu laminacji
nie świadczy o ich rocznym charakterze.
Największą zaletą osadów warwowych jest możliwość uzyskania ciągłej skali czasowej w latach kalendarzowych, która może być dodatkowo zweryfikowana poprzez datowanie metodami izotopowymi i radiometrycznymi (np. Hajdas i in. 2000; Lang, Zolitschka 2001; Lamoureux 2001). Ze względu na te walory warwowa skala czasu
jest wręcz „marzeniem” paleolimnologów, ponieważ solidne
ramy geochronologiczne są niezbędnym elementem wiarygodnych rekonstrukcji paleośrodowiskowych. Oprócz kontroli czasu, warwochronologia daje możliwość precyzyjnego obliczania tempa sedymentacji osadów w dowolnym
fragmencie rdzenia bez konieczności interpolowania wartości pomiędzy punktami datowanymi. Kolejną zaletą jeziornych osadów rocznie laminowanych jest możliwość
uzyskania rozdzielczości czasowej lepszej od jednego roku
(np. Tiljander i in. 2002), co wynika z generalnie dużego
tempa sedymentacji mieszczącego się zwykle w granicach
od 0,5 do kilku milimetrów rocznie. Wysoka rozdzielczość
analizy może być osiągnięta przez zastosowanie nowoczesnych technik analizy obrazu (Francus 2004), badań mikrostrukturalnych (Brauer 2004; Lamoureux 1994) oraz niedestrukcyjnych technik skaningowych (Zolitschka i in. 2001).
Niezwykła waga informacji pozyskanych dzięki badaniom osadów rocznie laminowanych skłania do próby
przeglądu postępów w ich badaniach dokonanych w Polsce
w trakcie ostatnich kilku lat. Należy zaznaczyć, że niniejsza
praca dotyczy osadów jezior współcześnie istniejących i nie
będą tu przedmiotem rozważań osady warwowe plejstoceńskich zbiorników kopalnych. Po praktycznym zakończeniu
intensywnych prac nad osadami jeziora Gościąż ukoronowanym wydaniem znakomitej monografii (Ralska-Jasiewiczowa i in. 1998), dopiero w kilka lat później pojawiły się pierwsze informacje na temat nowych stanowisk osadów rocznie
Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...
laminowanych w północnej Polsce (Tylmann i in. 2006). Celem niniejszej pracy jest przedstawienie podsumowania poszukiwań terenowych prowadzonych przez autora w latach
2005-2009 oraz zarysowanie perspektyw związanych z wykorzystaniem rozpoznanych stanowisk, zarówno w ramach
już realizowanych projektów badawczych, jak i w przyszłych
zamierzeniach. Ponadto ze względu na znaczący postęp metodyczny od czasu opublikowania przeglądowych prac dotyczących badań osadów laminowanych (Więckowski 1991;
Goslar 1996; Tobolski 2000) warto również przybliżyć nowe
techniki stosowane w analizach tychże osadów.
Powstawanie laminacji rocznej w osadach i jej typy
Laminacja roczna w osadach dennych tworzy się i zachowuje tylko w specyficznych warunkach. W kompleksowy sposób procesy prowadzące do depozycji osadów rocznie laminowanych w wodach słodkich przedstawia O’Sullivan (1983) w swoim znakomitym przeglądzie ówczesnego rozeznania tematu. Praca ta była i jest nadal punktem
wyjścia dla wszystkich opracowań syntetyzujących wiedzę
w tym zakresie. Na podstawie analizy tego skomplikowanego obrazu zależności (ryc. 1) można w najprostszym uję-
25
ciu wyróżnić dwa fundamentalne uwarunkowania (Kemp
1996): (1) zróżnicowanie dostawy materii allochtonicznej,
produktywności jeziora lub procesów chemicznych, które
skutkuje zmianami w składzie osadów w cyklu rocznym;
oraz (2) warunki, dzięki którym struktura lamin nie ulega
niszczeniu przez bioturbację lub mieszanie osadów w wyniku procesów fizycznych. Pierwsze z uwarunkowań sprawia, że osady rocznie laminowane znajdowane są głównie w
jeziorach obszarów charakteryzujących się klimatem o silnych kontrastach sezonowych. Zróżnicowanie termiczne i
pluwialne jest odpowiedzialne za roczny rytm procesów fizycznych i chemicznych w samym jeziorze oraz jego zlewni, wpływa także na roczną sukcesję różnych grup organizmów w wodach jeziornych.
Choć znakomita większość jezior na Ziemi położona jest w obszarach o odpowiednich warunkach klimatycznych, sekwencje osadów rocznie laminowanych są dość rzadkie. Kluczową rolę w tej kwestii odgrywają bowiem warunki
przetrwania laminacji w osadach, które powinny zapewniać
brak postdepozycyjnych zaburzeń w osadach. W związku z
tym grawitacyjne przemieszczenia osadów, uwalnianie gazów w wyniku procesów rozkładu materii organicznej czy też
aktywność organizmów bentosowych powinny być niezna-
ATMOSFERA
EKOSYSTEM
JEZIORNY
POWIERZCHNIA
ZLEWNI
Osad autochtoniczny
Osad allochtoniczny
GŁĘBOKIE JEZIORA MONOMIKTYCZNE,
DYMIKTYCZNE I MEROMIKTYCZNE
PŁYTKIE JEZIORA
POLIMIKTYCZNE
JEZIORA Z DUŻĄ ZLEWNIĄ LUB ZLEWNIĄ
Z NIEUSTABILIZOWANĄ POKRYWĄ GLEBOWĄ
Słaba lub niekompletna miksja,
sezonowa lub stała anoksja przy dnie,
organizmy bentosowe rzadkie lub
nieobecne
Osady wymieszane dzięki
ruchom wody lub działalności
organizmów bentosowych
Silne sezonowe zróżnicowanie
dopływu materiału allochtonicznego
Tempo sedymentacji większe
od zasięgu powierzchniowego
mieszania osadów
Sezonowy cykl sedymentacji i produkcji
zachowany w rytmicznych zmianach
składu osadu
Skład osadu
względnie stały
OSADY
HOMOGENICZNE
Wody bogate w jony
węglanowe
LAMINACJA
BIOGENICZNA
Wody bogate w żelazo
I substancje humusowe
LAMINACJA
WAPIENNA
LAMINACJA
FERROGENICZNA
Rytmiczne zmiany składu osadu
Jeziora
dymiktyczne
Jeziora monomiktyczne
lub polimiktyczne
LAMINACJA
KLASTYCZNA
(sensu stricto)
LAMINACJA
KLASTYCZNA
(sensu lato)
Ryc. 1. Uwarunkowania i procesy prowadzące do powstawania i przetrwania laminacji rocznej w osadach jeziornych (O’Sullivan 1983,
zmodyfikowane)
26
Wojciech Tylmann
czące (O’Sullivan 1983). Idealne jezioro powinno być dobrze
osłonięte od wpływu wiatru, posiadać w miarę płaskie dno, a
jednocześnie być wystarczająco głębokie, aby mieć rozwiniętą stratyfikację wód z przynajmniej okresowymi warunkami beztlenowymi w wodach przydennych. Stratyfikacja powoduje izolację wód profundalnych od mieszania turbulencyjnego, które natlenia wody powierzchniowe. Zasoby tlenu
w hypolimnionie są więc szybko zużywane, a bioturbacja w
osadach nie występuje lub jest bardzo ograniczona. Potwierdzeniem związku pomiędzy występowaniem warunków beztlenowych i osadów rocznie laminowanych jest stwierdzany
fakt zgodności przestrzennego zasięgu występowania laminacji z obszarem dna pokrytym przez wody hypolimnionu w
jeziorach dymiktycznych lub monimolimnionu w jeziorach
meromiktycznych (Petterson i in. 1993).
Pomimo coraz lepszego rozpoznania udokumentowanego w licznych pracach (Larsen, Mac Donald 1993; Larsen i in. 1998; Ojala i in. 2000; Zillén i in. 2003) wiedza na
temat mechanizmów tworzenia się i przetrwania laminacji rocznej w osadach jest wciąż niekompletna. Kluczem do
lepszego zrozumienia tego zagadnienia są badania współczesnych procesów sedymentacji osadów w powiązaniu z
monitoringiem fizycznych i chemicznych właściwości wód
(Terranes i in. 1999; Ohlendorf, Sturm 2001; Douglas i in.
2002; Bluszcz i in. 2008). Tego typu badania pozwalają powiązać procesy zachodzące w jeziorze z ich efektem sedymentacyjnym w postaci warstwy (laminy) osadu o określonym składzie. Pozwala to również uzupełniać wiedzę w zakresie możliwych typów laminacji, które stwierdzane są w
osadach jezior różnych stref klimatycznych.
W literaturze istnieje wiele opracowań przedstawiających różne mechanizmy sedymentacji osadów rocznie laminowanych. Jak zwykle w takich przypadkach bywa, istnieją różnorodne, mniej lub bardziej szczegółowe podziały,
a ponadto tak samo rozumiane typy laminacji obdarza się
różnym nazewnictwem. Dla przykładu O’Sullivan (1983)
wyróżnia laminację ferrogeniczną, wapienną, biogeniczną
(okrzemkową), klastyczną oraz tzw. inne typy powstające
głównie w strefie klimatu tropikalnego i suchego, zaznaczając jednocześnie, że stopień rozeznania w tej kwestii jest niewielki i nie pozwala na sprecyzowanie konkretnych typów.
Saarnisto (1986) wyróżnia laminację okrzemkową, wapienną, ferrogeniczną i klastyczną. Lotter i Sturm (1994) proponują laminację fizyczną (klastyczną, allochtoniczną) oraz biochemiczną (autochtoniczną). Z kolei ci sami autorzy rok później (Sturm, Lotter 1995) proponują ten sam podział, jednak
stosując inne nazewnictwo, mianowicie laminację klastyczną
(odpowiednik fizycznej) oraz organiczną, która jest tożsama
z biochemiczną. W polskiej literaturze Goslar (1996) wyróżnia laminację ferrogeniczną, biogeniczną (okrzemkową); wapienną i klastyczną, czyli jest to podział odpowiadający wcześniejszym wydzieleniom Saarnisto (1986), natomiast Tobolski (2000) wyróżnia laminy biogeniczne i klastyczne, co jest
zdecydowanie bliższe podziałowi Sturma i Lottera (1995).
Pomimo pozornych różnic większość z tych podziałów jest w istocie bardzo zbieżna, różnice dotyczą tylko szczegółowości wydzieleń i stosowanego nazewnictwa. Wydaje się,
że pewne uporządkowanie wprowadzają najnowsze publikacje prezentujące zagadnienie powstawiania laminacji w osadach (Brauer 2004, Zolitschka 2007) wprowadzające trzy dobrze sprecyzowane typy laminacji: klastyczną, biogeniczną
(organiczną) i ewaporacyjną. Te typy różnią się między sobą
mechanizmami prowadzącymi do powstawania laminacji. W
typie klastycznym głównym czynnikiem sprawczym jest sezonowe zróżnicowanie wielkości dopływu materii allochtonicznej ze zlewni, a osad składa się głównie z materiału minerogenicznego o zróżnicowanym uziarnieniu. W przypadku
laminacji biogenicznej decyduje sezonowa zmienność produkcji biologicznej oraz procesów chemicznych z nią powiązanych, a także zróżnicowane nasilenie dopływu materiału
minerogenicznego. W tym typie wyróżnić można kilka podtypów w zależności od dominujących procesów odpowiedzialnych za roczny rytm depozycji. Laminacja kalcytowa
występuje w jeziorach o dużej dostawie jonów węglanowych
i charakteryzuje się obecnością przynajmniej jednej jasnej laminy związanej z wiosenno-letnim wytrącaniem kalcytu z
wody. Laminacja okrzemkowa jest wyróżniana na podstawie
zmiennego udziału różnych grup okrzemek oraz detrytusu
mineralnego i organicznego (coraz częściej laminacja taka
przez badaczy skandynawskich określana jest jako klastyczno-organiczna). Laminacja ferrogeniczną natomiast jest charakterystyczna dla jezior miękkowodnych o małej zawartości
wapnia i dużej zawartości żelaza, a mechanizm formowania
lamin zależy głównie od zmian warunków tlenowych i potencjału redoks decydujących o rozpuszczalności związków
żelaza. Laminacja ewaporacyjna natomiast powstaje w wyniku chemicznych procesów wytrącania minerałów z wody,
związanych ze wzrostem zasolenia i pH w wyniku intensywnego parowania z powierzchni wody. To powoduje stan nasycenia i wytracanie minerałów, najczęściej kalcytu, aragonitu, gipsu i halitu. Szczegółowe charakterystyki poszczególnych typów przedstawione są w pozycjach literatury zacytowanych powyżej. W odczuciu autora tak zarysowany podział
jest z jednej strony kompletny, a z drugiej strony wprowadzone zróżnicowanie na typy i podtypy porządkuje nie do końca
konsekwentne podziały wcześniejsze.
Postęp technologiczny
w badaniach osadów laminowanych
Jak w każdej dziedzinie nauki, również w badaniach
laminowanych osadów jeziornych w ostatnich kilkunastu
latach doszło do znacznych zmian związanych z postępem
technologicznym. Niektóre z tych zmian można nazwać rewolucyjnymi, ponieważ pozwoliły one na uzyskiwanie zupełnie nowego wymiaru prowadzonych badań, zarówno w aspekcie jakościowym, jak i ilościowym. Kompleksową informację o aktualnym stanie zaawansowania tech-
nik badawczych znaleźć można w kilkutomowej serii monograficznej Developments in Paleoenvironmental Research
(DPER) wydawanej sukcesywnie od 2001 roku. Poszczególne tomy dotyczą konkretnych zagadnień i redagowane
są przez osoby uznawane za autorytety w danej dziedzinie
badań. Poniższy przegląd należy natomiast traktować jako
wybór najważniejszych, zdaniem autora, kierunków zmian i
osiągnięć w tym zakresie. Nie zawiera on zagadnień związanych z postępem technik numerycznych, kalibracji ilościowej danych proxy, czy też imponującej ilości nowych wskaźników paleośrodowiskowych stosowanych obecnie w badaniach paleolimnologicznych.
Standardem w badaniach osadów laminowanych
stało się potwierdzenie mechanizmu rocznej depozycji w
postaci analizy materiału zgromadzonego w pułapkach sedymentacyjnych. Specjalne urządzenia z mechanizmem
zmieniającym pojemniki pozwalają na śledzenie współczesnej sedymentacji w interwałach kilkunastodniowych lub
krótszych. Ma to duże znaczenie, gdyż procesy sedymentacji osadów nie są jednostajne w cyklu rocznym. Tempo sedymentacji osadów zimą, w warunkach występowania pokrywy lodowej jest zazwyczaj bardzo niskie. Jak pokazuje przykład jeziora Sacrower (Bluszcz i in. 2008) depozycja kalcytu wiosną i wczesnym latem zachodzić może w kilku krótkich fazach. Również dostawa materiału minerogenicznego ze zlewni ma często charakter krótkich impulsów,
które wykryć można tylko przy odpowiednio częstym po-
27
bieraniu próbek z pułapki. Aby uchwycić dynamikę współczesnych procesów sedymentacji w cyklu rocznym trzeba
więc dysponować próbkami miesięcznymi lub pobranymi
w jeszcze krótszych interwałach czasowych. Przy tak szczegółowym opróbowaniu możliwa jest identyfikacja okresów
wzmożonej depozycji określonych związków lub pozostałości organizmów i powiązanie tych informacji ze składem
poszczególnych lamin zachowanych w osadzie.
Analiza struktury warw i elementów ją budujących
jest wartościowym narzędziem pozwalającym na odtworzenie procesów formowania się warw, a dzięki temu również
na rekonstrukcję warunków środowiskowych i klimatycznych w trakcie depozycji osadu. Obecnie podstawową techniką badań struktury warw są analizy mikroskopowe cienkich szlifów. Chociaż metoda ta jest znana od dość dawna, od
kilku lat stała się ogólnie przyjętym standardem i niemal wyparła wcześniej stosowane techniki, np. analizę replik na taśmie przylepnej (Simola 1977), lub liczenie warw wprost z
odsłoniętej powierzchni osadu. Samo przygotowanie próbek
obejmujące pobór, impregnację i wykonanie cienkich szlifów jest niezwykle praco- i czasochłonne, jednak daje zdecydowanie najlepsze możliwości dokładnej analizy struktury. Różne sposoby impregnacji osadów do przygotowywania
cienkich szlifów z osadów jeziornych omówione są dokładnie w pracy Boesa i Fagel (2005). Wysokiej jakości cienki szlif
umożliwia identyfikację pozostałości organizmów lub rodzaju materiału budującego poszczególne laminy (ryc. 2). Dzię-
Ryc. 2. Struktura warw biogenicznych na przykładzie osadów jeziora Łazduny (fot. D. Enters). Po lewej: obraz mikroskopowy trzech
warw w świetle spolaryzowanym. Po prawej: powiększenie ukazujące strukturę pojedynczej warwy. Objaśnienia: Viv – wiwianit, D –
okrzemki, Chry – cysty złotowiciowców, AOM – amorficzna materia organiczna, Cc – kryształy kalcytu
28
Wojciech Tylmann
ki temu można sprecyzować roczny cykl depozycji materiału na dnie badanego jeziora i określić podstawową strukturę warwy. Poprzez porównanie cech poszczególnych warw
(miąższość, stopień zachowania pozostałości organizmów,
wielkość kryształków kalcytu, ilość materiału minerogenicznego itp.) można natomiast wnioskować o rodzaju i intensywności zmian zachodzących w środowisku depozycji analizowanych osadów. Dzięki postępowi technicznemu
znacznie zmienił się również sposób zliczania warw. Pierwotnie całość analizy, czyli określenie strukturalnych elementów warwy, ustalenie granic pomiędzy warwami oraz
ich liczenie, odbywało się pod mikroskopem. Łatwo sobie wyobrazić jak wiele czasu zajmowała analiza np. 10 000
warw z jednego stanowiska. W niektórych przypadkach liczono warwy wprost z odsłoniętej powierzchni osadu, jeśli
ich wyrazistość na to pozwalała. Powodowało to jednakże
konieczność pracy w pomieszczeniu o odpowiednio niskiej
temperaturze, w przeciwnym razie w trakcie czasochłonnego procesu ustalania granic pomiędzy warwami i ich liczenia dochodziło do stopniowego ubytku wilgotności osadu, prowadzącego do powstawania pęknięć i pogarszania
się jakości powierzchni osadu. Kolejnym sposobem jest liczenie lamin z wysokiej jakości negatywów fotograficznych,
co było praktykowane w przypadku jeziora Gościąż (Goslar
1993). Obecnie coraz częściej stosowaną techniką jest skanowanie cienkich szlifów w dużej rozdzielczości w skanerze płaskim, w świetle normalnym i z użyciem filtrów polaryzacyjnych. Światło spolaryzowane podkreśla kontrasty
w barwie pomiędzy pojedynczymi laminami, dzięki czemu
niekiedy ukazują się elementy, które na obrazie zeskanowanym w świetle normalnym są bardzo trudno dostrzegalne
lub wręcz niewidoczne. Tak uzyskany obraz poddaje się obróbce graficznej mającej na celu głównie korekcję jasności,
zwiększenie kontrastu i wyostrzenie granic (Saarinen, Petterson 2001). W niektórych przypadkach pomaga również
przekształcenie obrazu kolorowego w czarno-biały. Efekty
niekiedy w zaskakujący sposób poprawiają wizualne możliwości wyznaczania granic pomiędzy warwami (ryc. 3) i pozwalają na ich zliczanie w specjalnych programach komputerowych, w trybie manualnym lub nawet automatycznym.
Zasada automatycznego zliczania zazwyczaj polega
na wykreślaniu krzywych skali szarości, a następnie zliczaniu jasnych i ciemnych pików. Taki sposób ma kilka zalet,
m.in. proces jest niezwykle szybki, wyniki przedstawione są
w przyjaznej graficznej postaci, a przede wszystkim rezultaty są bardzo obiektywne i oparte na powtarzalnych matematycznych procedurach (Walanus, Goslar 1993; Weber
i in. 2010). Inną próbą zautomatyzowania procesu liczenia
lamin jest analiza wyników skanowania metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej XRF wysokiej rozdzielczości.
W tym przypadku wykorzystywane są zmiany składu chemicznego pomiędzy poszczególnymi laminami, a potencjalnym wskaźnikiem może być zawartość wapnia (w przypadku laminacji kalcytowej) lub żelaza i manganu (Marshall i
Ryc. 3. Efekt graficznej obróbki obrazu cienkiego szlifu z osadów jeziora Szurpiły (fot. M. Kinder). A – cienki szlif zeskanowany w świetle normalnym; B – cienki szlif zeskanowany w świetle spolaryzowanym; C – obraz uzyskany po korekcji ekspozycji i kontrastu.
in. 2010). Należy jednakże pamiętać, że automatyczne zliczanie warw dzięki zastosowaniu specjalistycznych algorytmów i programów komputerowych daje wiarygodne rezultaty tylko w przypadku idealnego stanu zachowania laminacji, co nie jest częstym przypadkiem. Niestety zazwyczaj
fragmenty idealnie zachowanej i regularnej laminacji przeplatają się z sekcjami, w których laminacja jest mniej wyrazista. W takich przypadkach automatyczne zliczanie powinno być dokładnie weryfikowane liczeniem manualnym,
co zatraca podstawowy sens automatyzacji procesu liczenia.
Tym niemniej prace zmierzające do ulepszania algorytmów
obliczeniowych uznać należy za bardzo cenne, bo mogą one
choć w części zmniejszyć czasochłonność opracowywania
warwochronologii, co jest szczególnie ważne przy analizie
długich sekwencji osadów, liczących kilkanaście lub kilkadziesiąt tysięcy lat.
Rewolucyjną zmianą w badaniach osadów laminowanych jest stosowanie niedestrukcyjnych technik analizy
cech fizycznych i składu chemicznego. Techniki te zostały
w dużej mierze rozwinięte podczas badań osadów głębokomorskich i oceanicznych, a następnie zaadoptowane przez
badaczy osadów jeziornych. Najlepszym przykładem jest
metoda XRF, dzięki której możliwe jest określanie zmienności składu chemicznego osadu bez konieczności pobierania próbek z rdzenia. Metoda XRF znana jest w chemii
od wielu lat, jednakże w ostatnich kilkunastu latach pojawiły się zautomatyzowane urządzenia dedykowane specjalnie do badań rdzeni osadów (Zolitschka i in. 2001). Pomiar w tej technice odbywa się bez bezpośredniego kontaktu z próbką, co zapewnia możliwość odzyskania materiału w stanie niezmienionym. Jest to szczególnie cen-
ne w badaniach wielowskaźnikowych, gdzie pojawiają się
problemy z niewystarczającą ilością materiału do przeprowadzenia wszystkich zaplanowanych analiz. Obecnie produkowane skanery XRF są precyzyjne i wydajne. Jedną z
głównych zalet jest niezwykle wysoka rozdzielczość analizy – w jednym centymetrze rdzenia wykonać można kilkadziesiąt pomiarów składu pierwiastkowego, co jest zupełnie
nieosiągalne przy tradycyjnym opróbowaniu i analizie poszczególnych próbek. Kolejnym atutem jest szybkość analizy. Przy wykorzystaniu tego typu urządzeń możliwe jest
wykonanie oznaczeń zawartości kilkudziesięciu pierwiastków w kilkuset próbkach osadu w ciągu zaledwie kilku godzin. Tak wielkie możliwości techniczne sprawiają, że analiza geochemiczna rdzeni osadów jeziornych zyskała zupełnie nowy wymiar, szczególnie ważny w badaniach osadów
laminowanych, gdyż niezwykle wysoka rozdzielczość analiz pozwala wychwycić roczny cykl zmian składu chemicznego osadów. Analizy XRF wykonuje się również na zaimpregnowanych bloczkach osadu, które stosuje się do wykonywania cienkich szlifów. Można wówczas uzyskać jeszcze
większą rozdzielczość zapewniającą wykrywanie najdrobniejszych struktur w osadach (Brauer i in. 2009).
Kolejną metodą niedestrukcyjną o dużym potencjale jest spektroskopia w zakresie widzialnym (VIS-RS;
380-730 nm). Metoda ta używana jest do wykrywania organicznych i klastycznych składników osadów. Zaletą jej jest
zautomatyzowanie i szybkość pomiarów pozwalająca przeskanować kilka metrów rdzenia z rozdzielczością 1mm lub
lepszą w ciągu jednego dnia. Trudnym etapem badania jest
analiza widm pomiarowych i interpretacja danych, jednakże pierwsze prace pokazują, że możliwe jest ilościowe skalibrowanie wyników jako wskaźników paleoklimatycznych
(Trachsel i in. 2010; von Gunten i in. 2009). Wydaje się, że
dalsza eksploracja możliwości jakie daje ta metoda może
prowadzić do znacznego postępu i niebawem stanie się to
technika standardowo wykorzystywana w pierwszym etapie analizy rdzeni osadów jeziornych.
Metoda analizy obrazu (image analysis) polega na
uzyskaniu ilościowej informacji o składzie osadu z cyfrowych obrazów jego powierzchni, po odpowiednim ich przetworzeniu w specjalistycznych programach komputerowych.
Nie wymaga ona wielkich nakładów finansowych i umożliwia analizę rdzeni osadów w dużej rozdzielczości. Standardowa procedura obejmuje kilka etapów poczynając od wykonania zdjęć wysokiej jakości, następnie ich przetworzenie
(kalibracja kolorów, filtrowanie etc.) oraz wykonywanie pomiarów na tak przygotowanych obrazach. Pod pojęciem image analysis kryje się szeroka gama technik pozwalających na
zliczanie warw, pomiar ich miąższości, a także ustalanie składu osadu na podstawie dokładnej analizy jego barwy. Analizie poddawać można zarówno przetworzone zdjęcia cyfrowe, jak również zdjęcia rentgenowskie (Ojala 2004). Doskonałe efekty daje analiza obrazów uzyskanych ze skaningowego mikroskopu elektronowego i odpowiednio przygo-
29
towanych, zaimpregnowanych preparatów z osadów (Dean i
in. 1999). Można dokonywać pomiarów poszczególnych elementów dostrzegalnych w obrazie osadu, np. mikrofosyliów,
uziarnienia osadu, rozmiarów kryształów etc. Odpowiednio
skonstruowane algorytmy umożliwiają automatyczne wyszukiwanie i klasyfikacje pewnych elementów w osadzie, np.
cyst złotowiciowców, sporomorf lub kryształów. Kompleksowy przegląd zastosowań tej metody zawiera tom DPER pod
redakcją Francusa (2004).
Dotychczasowy stan rozpoznania
osadów rocznie laminowanych w Polsce
Jak podaje Więckowski (1991) w swoim niezwykle
szczegółowym przeglądzie postępów badań nad jeziornymi osadami laminowanymi, po raz pierwszy w Polsce laminację stwierdzono w osadach północnej części Jeziora Mikołajskiego. Miąższość laminowanej sekcji osadu wynosiła zaledwie 40 cm i stanowiła spągowy odcinek rdzenia o
długości ponad 4 metrów (Więckowski 1966). W późniejszych latach, głównie dzięki sondzie tłokowej konstrukcji
Więckowskiego pobierano rdzenie osadów z wielu jezior
w różnych regionach Polski i w niektórych z nich stwierdzano fragmenty laminowane. Zazwyczaj sytuacja ta dotyczyła części spągowych o miąższościach od kilkunastu do
kilkudziesięciu centymetrów (Więckowski 1978, 1991). Jak
podaje ten sam autor, w kilku jeziorach głęboko zalegające serie osadów laminowanych osiągały większe miąższości, np. w jeziorze Flosek oraz Kwiecko było to niemal 6 metrów. Jednym z bardziej znanych stanowisk tego typu jest
jezioro Perespilno położone we wschodniej części Pojezierza Łęczyńsko-Włodawskiego. Roczna laminacja obejmuje
tam również fragment spągowy o miąższości 3 metrów, w
którym naliczono ok. 3000 warw (Bałaga i in. 1998). Przydatność wszystkich tych stanowisk do rekonstrukcji paleośrodowiskowych była jednak ograniczona, ze względu na
niewielki okres czasu objęty osadami rocznie laminowanymi, zwykle związany z początkowym (późny glacjał/wczesny holocen) stadium funkcjonowania jeziora. Z oczywistych względów nie było również możliwości opracowania
absolutnej kalendarzowej skali czasu dla tych fragmentów.
Przełom w badaniach rocznie laminowanych osadów jeziornych w Polsce nastąpił w 1985 roku, kiedy to
wydobyto rdzeń osadów z jeziora Gościąż położonego w
centralnej Polsce, na Pojezierzu Gostynińskim. Kompletny
profil osadów wykazywał strukturę laminowaną o różnym
stopniu zachowania (Goslar 1998). Od spągu do głębokości 7,3 m stan zachowania laminacji był bardzo dobry i pozwolił na obliczenie ilości warw z bardzo małą niepewnością (9662±92). W stropowym odcinku profilu o długości 7,3
m laminacja była stosunkowo słabo zachowana, co pozwoliło
na estymację ilości warw z dużą niepewnością (2900+500/-200).
Stanowisko to było przez wiele lat obiektem wszechstronnych badań i zyskało międzynarodowe znaczenie. Wyniki
30
Wojciech Tylmann
uzyskane w ramach interdyscyplinarnych badań wniosły
wielki wkład do poznania przemian środowiska przyrodniczego w późnym glacjale i holocenie. Bardzo szczegółowe
i kompletne opracowanie osadów jeziora Gościąż (Goslar i
in. 1995; Ralska-Jasiewiczowa i in. 1998) stanowi przykład
doskonałego wykorzystania możliwości związanych z rocznie laminowanymi osadami jeziornymi.
Paradoksalnie, sukces programu badawczego związanego z jeziorem Gościąż spowodował zastój w poszukiwaniach innych stanowisk. Jezioro Gościąż „wchłonęło” całe
zespoły badawcze na wiele lat i wydaje się, że zapanowało przeświadczenie, iż jest ono wyjątkiem, a szanse na odnalezienie stanowiska o porównywalnej wartości w aspekcie rekonstrukcji paleośrodowiskowych są minimalne. Jedyne znane autorowi prace dotyczyły Jeziora Miłkowskiego na Pojezierzu Mazurskim, gdzie miąższość osadów jest
znaczna (ok. 25 m) i są one częściowo laminowane (Wacnik 2009). W tym samym okresie odkryto wiele stanowisk
osadów laminowanych na pojezierzach polodowcowych w
Finlandii (np. Ojala i in. 2000) czy Szwecji (np. Wohlfarth
i in. 1998; Zillén i in. 2003). Doprowadziło to po kilkunastu latach do znacznej dysproporcji w rozpoznaniu stanowisk osadów rocznie laminowanych w Polsce i w innych
krajach Europy (ryc. 4). Ten sugestywny obraz stał się jedną z przyczyn podjęcia systematycznych poszukiwań nowych stanowisk na obszarze pojezierzy młodoglacjalnych
północnej Polski.
30°
20°
0°
10°
10°
20°
30°
40°
50°
Założenia metody systematycznych poszukiwań
Strategię poszukiwań nowych stanowisk osadów laminowanych w północnej Polsce wzorowano na wcześniejszych doświadczeniach z obszaru Finlandii (Ojala i in. 2000),
Szwecji (Zillén i in. 2003), a także prac dotyczących obszaru
USA i Kanady (Larsen, MacDonald 1993; Larsen i in. 1998).
Początkowo poszukiwania miały charakter typowo eksploracyjny, bez sprecyzowanego zakresu przestrzennego (Tylmann i in. 2006). Niezwykle obiecujące wyniki pierwszych
prac terenowych skłoniły do ścisłego sprecyzowania obszarów testowych i uporządkowania metodyki prowadzonych
prac. W latach 2005-2006 wypracowano spójne zasady postępowania terenowego, które później stosowano konsekwentnie w odniesieniu do wszystkich badanych obiektów.
Podstawowe elementy postępowania badawczego przedstawia ryc. 5. Są one rezultatem zarówno wyniANALIZA UWARUNKOWAŃ POWSTAWANIA
I PRZETRWANIA LAMINACJI W OSADACH
- warunki klimatyczne
- uwarunkowania morfologiczne
- uwarunkowania geologiczne i hydrologiczne
WYBÓR OBSZARÓW TESTOWYCH
- duża jeziorność
- dokumentacja morfometryczna
60°
ANALIZA DANYCH MORFOMETRYCZNYCH
Morze
Norweskie
60°
1
- głębokość maksymalna
- długość maksymalna
- ukształtowanie dna
3
ie
2
ck
4
łty
ANALIZA MAP TOPOGRAFICZNYCH
I GEOLOGICZNYCH
M
or
ze
Ba
Morze
Północne
5
6
50°
9
7
8
POLSKA
10
11
13
12
14 15
16
- osłonięcie jeziora
- zalesienie linii brzegowej
- inwentaryzacja cieków
- rodzaj utworów powierzchniowych
Morze Czarne
17
40°
18
19
Morz
e Śr
POBÓR RDZENI OSADÓW STROPOWYCH
- punkt o największej głębokości
- próbnik grawitacyjny
- wstępna ocena w terenie
ódzie
mne
ANALIZA LABORATORYJNA
Ryc. 4. Znane stanowiska jeziornych osadów rocznie laminowanych w Europie. Objaśnienia: 1, 2 – Szwecja (>100 jezior); 3 – Finlandia (>50 jezior); 4 – Loch Ness; 5 – Belau; 6 – Hämelsee; 7 –
Woserin; 8 – Sacrower See; 9 – Gosciąż; 10 – Meerfelder Maar;
11 – Holzmaar; 12 – Steisslingen; 13 – Pavin; 14 – Baldeggersee; 15
– Soppensee; 16 – Längsee; 17 – Lago Mezzano; 18 – Lago Grande
di Monticchio; 19 – Van
- opis makroskopowy
- dokumentacja fotograficzna
- analiza cienkich szlifów
- skanowanie XRF wysokiej rozdzielczości
Ryc. 5. Schemat postępowania badawczego stosowanego w systematycznych poszukiwaniach stanowisk jeziornych osadów rocznie laminowanych w północnej Polsce
ków wyżej cytowanych autorów, jak i własnych doświadczeń zdobytych w trakcie pierwszych prac terenowych. Stanowią logiczny ciąg czynności, które w efekcie prowadzą do
skutecznych poszukiwań stanowisk osadów laminowanych.
Wydaje się, że wypracowaną strategię poszukiwań można
zastosować na innych obszarach młodoglacjalnych.
Analiza uwarunkowań
Na podstawie obszernej literatury sprecyzowano główne uwarunkowania prowadzące do powstawania
i przetrwania laminacji w osadach jeziornych. Pierwszym
z nich są odpowiednie warunki klimatyczne przejawiające się silnymi kontrastami sezonowymi. Chociaż uznać należy, że w całej północnej Polsce panują odpowiednie warunki klimatyczne do tworzenia się laminacji w osadach,
to w północno-wschodniej Polsce są one najlepsze. Wynika to ze znacznego gradientu klimatycznego przejawiającego się wzrostem kontynentalizmu w kierunku wschodnim.
Przekonywującym wskaźnikiem może być różnica w ilości
dni ze średnią temperaturą powietrza poniżej 0ºC wynosząca ponad 90, od <10 dni w zachodniej części do >100 dni
w północno-wschodniej Polsce (Lorenc 2005), co ma oczywiście wpływ na długość zalegania pokrywy lodowej na jeziorach. Wyniki wieloletnich obserwacji zjawisk lodowych
na jeziorach zlokalizowanych wzdłuż transektu W-E w północnej Polsce (Skowron 2003) wskazują, że średnia długość
zalegania pokrywy lodowej waha się od 54 dni w części zachodniej do 99 dni w części wschodniej. Dłuższy okres z
pokrywą lodową podkreśla sezonowy kontrast w uwarunkowaniach procesów fizycznych i biologicznych w jeziorze,
co powinno sprzyjać depozycji materiału o zróżnicowanym
składzie i w efekcie tworzeniu się lamin.
Drugą grupę analizowanych uwarunkowań można
określić jako morfologiczne i dotyczą one zarówno samej
misy jeziornej, jak i jej bezpośredniego otoczenia. Czynniki
te decydują o stopniu odizolowania od wpływów zewnętrznych wód przydennych jeziora, stanowiących bezpośrednie
środowisko sedymentacji osadów. Najlepsze warunki przetrwania laminacji w osadach panują w jeziorach o relatywnie niewielkiej powierzchni i dużej głębokości. Taki korzystny układ kształtu misy jeziornej sprzyja ograniczonemu zasięgowi mieszania turbulencyjnego, prowadzi do czasowej
lub nawet permanentnej anoksji w wodach przydennych, co
z kolei ogranicza możliwość zaburzania delikatnych struktur sedymentacyjnych przez organizmy bentosowe. Również
niebagatelną rolę w ograniczaniu wpływu czynników zewnętrznych na jezioro odgrywa ukształtowanie powierzchni oraz pokrycie terenu zlewni bezpośredniej. Najbardziej
korzystna sytuacja dotyczy jezior głęboko wciętych w powierzchnię zlewni i otoczonych obszarami leśnymi.
Trzecia grupa uwarunkowań decyduje o możliwościach sezonowej dostawy materiału mineralnego ze zlewni, co jest szczególnie ważne w przypadku depozycji lamin
klastycznych lub klastyczno-organicznych. Najważniejsze w
31
tej kwestii jest istnienie dopływu (bądź kilku dopływów),
za pośrednictwem których materiał mineralny doprowadzany jest do jeziora. Istotna jest również budowa geologiczna zlewni, zwłaszcza występowanie utworów drobnoziarnistych (mułki i iły). Tego typu osady transportowane
są w zawiesinie ciekami, a po wprowadzeniu do jeziora deponowane są w strefie głębokowodnej. Dzięki temu w czasie wiosennych wezbrań formowana jest charakterystyczna lamina zbudowana niemal wyłącznie z materiału mineralnego. Warwy zawierające laminy tego typu stwierdzano
wielokrotnie na obszarze Skandynawii (Ojala i in. 2000; Zillén i in. 2003).
Jako najbardziej prawdopodobny mechanizm powstawania laminacji na obszarze zainteresowania przyjęto
sezonową zmienność produkcji biologicznej w jeziorze oraz
procesów chemicznych z nią powiązanych. Zatem spodziewany typ laminacji to laminacja biogeniczna, a ogólne warunki korzystne dla jej powstawania panują na całym obszarze północnej Polski. Na podstawie zróżnicowania warunków klimatycznych można wskazać obszary bardziej
predysponowane, ale nie można wykluczyć żadnego obszaru. Uwarunkowania związane z sezonowym dopływem
materiału minerogenicznego mogą mieć znaczenie w specyficznych przypadkach, ale całościowo ich znaczenie jest
drugorzędne. Rolę determinującą występowanie osadów laminowanych odgrywać powinny więc warunki przetrwania laminacji w osadach. Całościowa analiza uwarunkowań doprowadziła do konkluzji, że w przypadku pojezierzy młodoglacjalnych północnej Polski zasadnicze znaczenie mogą mieć uwarunkowania morfologiczne, gdyż to one
w głównej mierze wpływają na warunki przetrwania laminacji w osadach.
Wybór obszarów testowych
Głównym celem prowadzonych prac było oczywiście znalezienie nowych stanowisk, które mogłyby się stać w
przyszłości obiektami szczegółowych badań interdyscyplinarnych. Jednakże pierwsze wyniki pozwoliły także sprecyzować drugi cel, mianowicie uzyskanie zbioru danych mogących pomóc w analizie czynników odpowiedzialnych za
tworzenie się i zachowywanie laminacji w osadach jezior
północnej Polski. Zdecydowano się więc na wybór obszarów testowych, w których prowadzono następnie systematyczne prace poszukiwawcze obejmujące wszystkie wyselekcjonowane jeziora.
Obszary testowe ustalono w oparciu o dwa kryteria.
Po pierwsze powinien to być obszar o dużej jeziorności, tak
aby na stosunkowo niewielkim obszarze można było zbadać wiele pojedynczych obiektów. Po drugie występujące w
potencjalnym obszarze testowym jeziora powinny posiadać
wiarygodną dokumentację morfometryczną. Ważne jest,
aby ta dokumentacja nie był ograniczona do danych liczbowych, ale zawierała również plan batymetryczny. Takie parametry jak powierzchnia czy głębokość maksymalna jezio-
32
Wojciech Tylmann
ra nie są wystarczające i dopiero mapa ukazująca ukształtowanie powierzchni misy jeziornej daje właściwe wyobrażenie o możliwych warunkach sedymentacji osadów w danym jeziorze. W przypadku pojezierzy północnej Polski sytuacja w tej kwestii jest więcej niż zadawalająca, gdyż dla
wszystkich jezior o powierzchni większej od 10 ha istnieją
plany batymetryczne i są one zgromadzone wraz z podstawowymi wskaźnikami morfometrycznymi w jednym zwartym wydawnictwie (Jańczak 1996; 1997; 1999).
Bazując na tej informacji można było w racjonalny i uzasadniony sposób dokonać wyboru obszarów o dużym potencjale występowania osadów laminowanych. Zdecydowano się skoncentrować poszukiwania na trzech obszarach: Pojezierzu Kaszubskim, Krainie Wielkich Jezior
Mazurskich oraz Pojezierzu Suwalskim. Charakteryzują się
one największą jeziornością, a ponadto w każdym z nich
jest przynajmniej kilkadziesiąt jezior spełniających kryteria morfometryczne.
Analiza danych morfometrycznych
W obrębie obszarów testowych wykonano analizę planów batymetrycznych wszystkich jezior o powierzchni powyżej 10 ha oraz utworzono bazę danych morfometrycznych. Jeziora o powierzchni mniejszej wyeliminowano
ze względu na brak wystarczającej dokumentacji morfometrycznej. Wybór obiektów badań oparto na dwóch podstawowych kryteriach: głębokości maksymalnej jeziora i jego
długości maksymalnej. W literaturze przedmiotu te parametry są często używane jako pierwsze wskaźniki jezior, w
których szansa na występowanie osadów laminowanych jest
duża. Przyjmowane są różne wartości graniczne głębokości
maksymalnej, oscylujące od kilku do kilkunastu metrów. Na
podstawie badań 297 jezior USA i Kanady oszacowano minimalną głębokość niezbędną do przetrwania laminacji w osadach na 12-17 metrów w zależności od przyjętego modelu
(Larsen i in. 1998). Niższą wartość (7 m) przyjęto w poszukiwaniach prowadzonych na obszarze szwedzkiej prowincji
Värmland (Zillén i in. 2003). W wyniku badań 195 jezior w
Finlandii stwierdzono, że najpłytsze jeziora, w których odnaleziono osady laminowane miały zaledwie 5-6 metrów głębokości, jednakże większość stanowisk miała głębokość ponad
10 metrów. Z kolei Saarnisto (1986) na podstawie wcześniejszych badań stwierdza, że osady laminowane znajdowane są
najczęściej w jeziorach o głębokości ponad 15 metrów. Kierując się zasadą, iż w głębszym jeziorze prawdopodobieństwo
występowania warunków korzystnych dla przetrwania laminacji w osadach jest większe oraz aby zmaksymalizować efektywność poszukiwań przyjęto 15 metrów jako wartość minimalną dla głębokości jeziora. Ponadto zgodnie z sugestiami
Saarnisto (1986) wprowadzono drugie kryterium, mianowicie długość maksymalną, jednakże traktowano to kryterium
bardziej elastycznie. Jako wartość graniczną przyjęto maksymalnie 1,5 kilometra, a następnie korzystając z planów batymetrycznych wprowadzono korekty uwzględniające jezio-
ra o nieco większej długości maksymalnej, ale charakteryzujące się występowaniem odizolowanych głęboczków, w których warunki sedymentacji osadów powinny być odpowiednie dla przetrwania laminacji. Łącznie przeanalizowano kilkaset planów batymetrycznych i wybrano 85 jezior spełniających wyżej opisane kryteria morfometryczne.
Analiza map topograficznych i geologicznych
Aby uzupełnić informację zgromadzoną w bazie danych morfometrycznych analizowano szczegółowo usytuowanie każdego z wyselekcjonowanych jezior. Korzystając
z map topograficznych określano różnicę pomiędzy rzędną
zwierciadła wody a wysokością form terenu otaczających
jezioro. Na podstawie obrazów satelitarnych określano stopień zalesienia linii brzegowej. Ponadto identyfikowano cieki dopływające do jezior. Rodzaj utworów powierzchniowych w zlewni jeziora określano na podstawie map geologicznych. Uzyskane w ten sposób informacje posłużyły do
analizy potencjalnego wpływu poszczególnych uwarunkowań na występowanie osadów laminowanych.
Pobór rdzeni osadów stropowych
Strategia badań terenowych oparta została na poborze krótkich rdzeni stropowych osadów jeziornych, co jest
czynnością stosunkowo łatwą, niezbyt czasochłonną i tanią.
W odróżnieniu od metody głębokich wierceń pobór krótkich rdzeni umożliwia objęcie badaniami dużej grupy jezior, dzięki czemu daje spore szanse na odnalezienie odpowiednich stanowisk. Zastosowanie takiego podejścia uzasadnia również fakt, iż stwierdzenie laminacji w osadach
powierzchniowych oznacza duże prawdopodobieństwo
(choć nie pewność), że pełna sekwencja osadów danego jeziora jest laminowana.
Korzystając z planów batymetrycznych, punkt poboru rdzenia lokalizowano dokładnie w obszarze dna położonym na największej głębokości. Następnie pobierano
osad próbnikiem grawitacyjnym z możliwością dodatkowego wbicia próbnika w osad (Tylmann 2007). Jako element
chwytny stosowano rurę pleksi o średnicy 60 mm, rozciętą
wzdłuż na dwie połowy i sklejoną taśmą wodoodporną. Po
wydobyciu rdzenia na powierzchnię natychmiast transportowano go na brzeg, gdzie odklejano taśmy i rdzeń otwierano. W ten sposób uzyskiwano wgląd w wewnętrzną strukturę rdzenia bezpośrednio w terenie, dzięki czemu można było
rozpoznać strukturę osadu i zabezpieczyć do dalszych analiz laboratoryjnych rdzenie osadów uznane za interesujące.
Analiza laboratoryjna
W warunkach laboratoryjnych, na oczyszczonych
i wyrównanych powierzchniach oceniano jakość zachowania laminacji i jej podstawowe cechy (miąższość pojedynczych lamin, wyrazistość granic), wykonano dokumentację fotograficzną oraz pobierano próbki do wykonania
cienkich szlifów, które następnie analizowano pod mikro-
skopem petrograficznym. Dzięki temu określano skład poszczególnych lamin i podstawową strukturę warwy reprezentującej roczny cykl depozycji osadu w jeziorze. Metodą skanowania XRF wysokiej rozdzielczości zbadano również skład chemiczny osadów w wytypowanych rdzeniach.
33
jezior, co podkreśla wagę dysponowania planami batymetrycznymi w procesie selekcji jezior. Prace terenowe przeprowadzono w latach 2005-2009 na wszystkich z wytypowanych jezior. Ponieważ metodyka prac terenowych ewoluowała w ciągu pierwszych dwóch lat, prace na niektórych
jeziorach przeprowadzono ponownie w latach późniejszych, tak aby skompletować wszystkie rdzenie z obszarów
testowych według identycznej metodyki. Miąższość pobranych rdzeni wahała się od 50 do 90 centymetrów i w każdym przypadku rdzeń posiadał niezaburzoną warstwę graniczną woda-osad.
Występowanie osadów laminowanych stwierdzono w 29 jeziorach (ryc. 6). Najwyższą skuteczność zastosowanej metody uzyskano w Krainie Wielkich Jezior Mazurskich, gdzie 15 z 27 sprawdzonych jezior zawierało osa-
Nowe stanowiska jeziornych osadów laminowanych
Zbiór wytypowanych jezior liczył 85 obiektów. Rozpiętość wartości podstawowych cech morfometrycznych
oraz wybranych cech środowiska wodnego w podziale na
obszary testowe przedstawia tab. 1. Wartości maksymalne
długości przekraczające założone kryterium (1,5 km) wynikają z korekty dokonanej na podstawie analizy planów
batymetrycznych. Na tej podstawie do bazy dodano aż 25
wysokość
(m n,p,m,)
powierzchnia
(ha)
długość
maksymalna
(km)
głębokość
maksymalna
(m)
głębokość
średnia (m)
wskaźnik
odsłonięcia
przewodność
(µS cm-1)
odczyn (pH)
Ca (mg L-1)
Tab. 1. Zakres podstawowych cech wyselekcjonowanych jezior w podziale na wyznaczone obszary testowe (na podstawie Jańczak 1996,
1997, 1999)
Pojezierze Kaszubskie
(n=25)
116–205
10–51
0,5–1,3
15–40
3,3–13,4
0,1–10,4
40–450
6,0–8,1
2–46
Kraina Wielkich Jezior
Mazurskich (n=27)
116–147
10–292
0,4–3,9
17–43
5,0–12,9
1,2–30,7
40–390
7,6–9,1
6–67
Pojezierze Suwalskie
(n=33)
122–247
10–228
0,5–3,3
15–50
3,5–17,4
1,0–17,8
170–521
7,9–8,5
10–90
Obszar testowy
14
15
16
17
18
19
21
20
23
22
24
Pregoła
a
rapa
Łeb
ia
na
za
pr
ie
W
up
Węgo
Gdańsk
Sł
Ły
54
54
a
Reg
Pa
rsę
ta
Eł
k
da
Br
a
Gwd
a
brz
sła
Bie
O
m
a
Drawa
53
ca
wę
Dr
Pis
Wi
ul
a
Wkr
Narew
ew
53
Noteć
O
dr
Bu
g
a
Warta
Gościąż
ra
Ob
maksymalny zasięg
ostatniego zlodowacenia
Warszawa
52
granice państw
52
50
15
16
23
22
17
18
19
20
25
0
50
100 km
21
Ryc. 6. Jeziora sprawdzone w trakcie poszukiwań terenowych. Punktami czerwonymi oznaczono zidentyfikowane stanowiska zawierające rocznie laminowane osady jeziorne, natomiast punktami czarnymi jeziora, w których osadów laminowanych nie stwierdzono
34
Wojciech Tylmann
dy laminowane. W przypadku Pojezierza Suwalskiego było
to 9 z 33 sprawdzonych jezior, natomiast na Pojezierzu Kaszubskim z 25 jezior osady laminowane odnaleziono tylko
w pięciu przypadkach.
Ze względu na różny stopień zachowania laminacji
pobrane rdzenie klasyfikowano jako laminowane w całości, laminowane częściowo oraz homogeniczne (ryc. 7). W
przypadku, gdy laminacja obejmowała cały pobrany rdzeń,
często stwierdzano niewielkiej miąższości warstwy masywne będące zapisem spływu materiału po stokach misy. W
kilku przypadkach stwierdzono laminację w powierzchniowych 20-30 cm osadu, która następnie zanikała. Najczęściej
związane to było z przejściem jasnego i bezstrukturalnego osadu węglanowego w ciemny osad organiczny. Wydaje się, że jest to klasyczny przykład wpływu wzmożonej eutrofizacji na depozycję osadów w jeziorze (Lüder i in. 2006).
W warunkach umiarkowanej trofii nie dochodzi do długotrwałych deficytów tlenowych w hypolimnionie i panują
dobre warunki utleniania materii organicznej. W związku
z gwałtownym wzrostem trofii spowodowanym działalnością człowieka w zlewni jeziora, w hypolimnionie zaczynają pojawiać się warunki beztlenowe, które wraz z postępem
eutrofizacji utrzymują się w ciągu pełnych okresów stratyfikacji wód. To sprawia, że rozkład materii organicznej jest
powolny, możliwości bioturbacji ograniczone i tworzą się
warunki dogodne do depozycji osadów laminowanych. W
efekcie zmienia się barwa osadu z jasnoszarego na ciemnobrunatny lub czarny oraz jego struktura, z masywnej na laminowaną. Jednym z najbardziej przekonywujących wizualnie przykładów takiego procesu jest rdzeń pobrany z jeziora Garbas (ryc. 7).
Logiczne powiązanie składu lamin z sezonową
zmiennością procesów zachodzących w jeziorach strefy
umiarkowanej pozwalają sądzić, że laminacja ma charak-
ter roczny a zespoły lamin reprezentujące jeden rok można
nazywać warwami. Potwierdzają to również pierwsze wyniki datowania osadów metodami izotopowymi (14C i 210Pb)
ukazujące dużą zgodność wyników z metodą warwochronologiczną (Kinder i in. 2011).
Analizy mikrostrukturalne wskazują, że w jeziorach
północnej Polski dominuje biogeniczny typ laminacji, charakteryzujący się występowaniem jasnej laminy wiosenno-letniej bogatej w węglan wapnia i ciemnej jesienno-zimowej składającej się głównie z detrytusu organiczno-minerogenicznego. Ten prosty układ jest niekiedy komplikowany poprzez zmienną dostawę materiału minerogenicznego lub kilkukrotną depozycję kalcytu w jednym roku (ryc.
8). Przykładem dużej roli dopływu materiału allochtonicznego może być jezioro Jaczno na Pojezierzu Suwalskim,
w którym stwierdzono dość złożony mechanizm laminacji. W strukturze pojedynczej warwy wyróżnić można kilka lamin: (1) zbudowaną z kryształów kalcytu z niewielkim
udziałem okrzemek; (2) zbudowaną z małych kryształów
kalcytu, amorficznej materii organicznej i okrzemek; (3) laminę złożoną wyłącznie z okrzemek; (4) grubą laminę złożoną z materiały detrytycznego, w głównej mierze kwarcu,
minerałów ilastych i fragmentów organicznych; (5) laminę zbudowaną z amorficznej materii organicznej i (6) cienką laminę zbudowaną wyłącznie z okrzemek. Wydaje się że
znaczny udział materiału minerogenicznego to efekt intensywnych opadów latem lub jesienią. Duży dopływ jest uwarunkowany rzeźbą terenu: północny basen jeziora Jaczno,
z którego pobrany był rdzeń, otoczony jest bardzo stromymi stokami o wysokości przekraczającej niekiedy 70 metrów, ponadto w dużej części odlesionymi. Pomimo złożoności struktury pojedynczej warwy ich zliczanie nie nastręcza w tym przykładzie trudności ze względu na występowanie jednej, wyraźnej laminy kalcytowej znaczącej sezon
Ryc. 7. Przykłady różnej struktury osadów stropowych stwierdzone podczas badań terenowych. A – struktura homogeniczna; B – struktura laminowana; C – struktura częściowo laminowana
wiosenny i wczesne lato. Dwu- lub nawet kilkukrotną depozycję kalcytu w ciągu jednego roku stwierdzono w jeziorze
Potopy na Pojezierzu Suwalskim (ryc. 8), gdzie w strukturze
pojedynczej warwy wyraźnie zaznacza się kilka jasnych lamin o niewielkiej miąższości, będących zapisem sedymentacyjnym kilku okresów zakwitów glonów. Jeszcze bardziej
skomplikowany układ lamin stwierdzono w jeziorze Perty
położonym również na Pojezierzu Suwalskim (ryc. 8). Cykliczny charakter tego układu sugeruje, iż mamy do czynienia z sedymentacją roczną, aczkolwiek potwierdzenie tego
wymaga szczegółowego rozpoznania sezonowej zmienności materiału osadzanego na dnie tego jeziora.
Średnia miąższość warw waha się pomiędzy poszczególnymi jeziorami w szerokich granicach, od <1 mm
do >10 mm (ryc. 9), z najczęściej spotykanymi wartościa-
Ryc. 8. Przykłady różnego stopnia skomplikowania struktury
warw w jeziorach północnej Polski. Czerwone linie oznaczają granice pomiędzy poszczególnymi warwami. A – struktura z jedną
wyraźną laminą kalcytową w ciągu roku i kilkoma laminami zbudowanymi z materiału organicznego i minerogenicznego (jezioro
Jaczno); B – struktura z różną ilością lamin kalcytowych w ciągu
roku, zespoły jasnych lamin kalcytowych o niewielkiej miąższości
oddzielone są ciemną laminą o większej miąższości zbudowaną z
autochtonicznego materiału organicznego i materiału minerogenicznego (jezioro Potopy); C – złożona struktura warw w jeziorze
Perty, dokładne potwierdzenie mechanizmu powstawania laminacji wymaga monitoringu współczesnej sedymentacji z zastosowaniem pułapki sedymentacyjnej
35
mi rzędu 1-3 mm. Jednakże, w kilku jeziorach stwierdzono
miąższości wręcz niespotykane, osiągające kilka centymetrów. W Jeziorze Żabińskim położonym w Krainie Wielkich
Jezior Mazurskich rdzeń o długości 110 cm zawierał 136±6
warw, co daje średnią miąższość pojedynczej warwy równą
8 mm, ale pojedyncze warwy miały miąższość przekraczającą 15 mm. Jeszcze bardziej wymowny przykład to jezioro
Głęboka Kuta położone w tym samym obszarze, z którego
w 2011 roku pobrano rdzeń o długości 246 cm. Naliczono w
nim zaledwie niespełna 200 warw i obserwowano fragmenty rdzenia z regularnymi warwami o miąższościach rzędu
2-3 cm. Tak duże tempo sedymentacji osadów możliwe jest
w jeziorach o wyraźnym przegłębieniu otoczonym bardzo
stromymi stokami. Wówczas następuje ciągły ruch grawitacyjny przewodnionych osadów po stoku i w efekcie szybkie jego gromadzenie się w najgłębszym miejscu. Jeśli proces ten ma charakter ciągłego i powolnego ruchu nie powoduje zaburzenia laminowanej struktury gromadzącego się
osadu. Jednak takie uwarunkowania morfologiczne powodują również duże prawdopodobieństwo występowania ruchów o większej dynamice, tzw. spływów turbidytowych, z
których materiał odkłada się w postaci warstw masywnych,
często stwierdzanych również w opisywanych w niniejszej
pracy rdzeniach. Zjawisko to jest oczywiście bardzo niekorzystne, gdyż powoduje przerwy w laminacji osadu, a ponadto może powodować erozję osadów, na których następuje depozycja turbidytowa. Rozmiar tej erozji jest zwykle
bardzo trudny do oszacowania.
Ryc. 9. Porównanie różnej miąższości warw w stropowych osadach jezior północnej Polski. A – jezioro Łazduny, miąższość pojedynczej warwy 1-2 mm; B – Jezioro Żabińskie, miąższość pojedynczej warwy 5-10 mm
36
Wojciech Tylmann
Potencjał nowych stanowisk i perspektywy badawcze
Odkrycie nowych stanowisk osadów rocznie laminowanych w północnej Polsce może stanowić zdecydowany impuls do prowadzenia badań interdyscyplinarnych,
które zainteresują międzynarodową społeczność naukową.
Już sama zaskakująco duża ilość zlokalizowanych stanowisk
stanowi informację rzucającą nowe światło na możliwości, jakie dają badania jezior pojezierzy młodoglacjalnych
w Polsce. Oczywiście należy pamiętać, że nie wszystkie stanowiska będą idealnymi obiektami badań. Stan zachowania laminacji, występowanie warstw masywnych i inne problemy stwierdzone już w trakcie poszukiwań sugerują, że
pomimo dużej liczby potencjalnych obiektów badawczych,
uzyskanie w pełni laminowanego rdzenia osadów obejmującego swym zasięgiem czasowym późny glacjał i holocen będzie niezwykle trudne. Zazwyczaj taki zakres czasowy jest najbardziej pożądany, gdyż pozwala on zrekonstruować zmiany środowiska od zaniku ostatniego zlodowacenia do współczesności. Jednakże, istnieje wiele innych
kierunków badawczych, które można podjąć w oparciu o
krótsze czasowo serie osadów rocznie laminowanych. Również skomplikowane niekiedy układy fragmentów laminowanych i warstw masywnych stanowią ciekawy materiał z
punktu widzenia sedymentologii osadów jeziornych. Zamiast powielać ugruntowane już schematy zmian środowiska na przestrzeni np. całego holocenu na kolejnych stanowiskach, należałyby raczej zwrócić się w stronę specyficznych problemów, które można rozwiązać stosując nowoczesne techniki i podejścia badawcze. Poniższe rozważania stanowią subiektywny osąd autora dotyczący możliwości wykorzystania licznych stanowisk osadów rocznie laminowanych w północnej Polsce, oparty w dużej mierze na dotychczas zrealizowanych pracach.
Standardem w badaniach rocznej depozycji osadów
stały się eksperymenty z użyciem pułapek sedymentacyjnych. Choć urządzenia te znane są od dawna to zaskakująco
niewiele prac dotyczących polskich jezior wspomaga się tą
metodą. Przy odpowiedniej szczegółowości opróbowania,
np. pobierania materiału z pułapki w odstępach miesięcznych lub częściej, można uzyskać precyzyjny obraz sezonowej zmienności sedymentacji w badanym jeziorze. Stwierdzenie, że sedymentacja osadów w jeziorach to ciągły i powolny proces jest oczywiście prawdziwe z perspektywy czasu geologicznego, ale badania w krótkich interwałach czasowych ukazują zmienną dynamikę sedymentacji związaną z rytmem sezonowego natężenia procesów w jeziorze.
Zmienność ta może być bardzo duża, od minimalnych wartości zimą (w warunkach występowania pokrywy lodowej),
do krótkotrwałych okresów bardzo intensywnej depozycji
osadów węglanowych późną wiosną i latem. Co więcej, intensywna depozycja węglanów może zachodzić kilkukrotnie w ciągu roku (Bluszcz i in. 2008). Potwierdzają to wyniki kilkuletnich badań prowadzonych na jeziorze Suminko
na Pojezierzu Kaszubskim, w którym zidentyfikowano trzy
okresy wzmożonej depozycji węglanów: kwiecień, lipiecsierpień oraz, co zaskakujące, październik-listopad (Tylmann i in. 2012). Powiązanie dynamiki procesów zachodzących w jeziorze (struktura termiczno-gęstościowa, stosunki tlenowe etc.) ze zmianami składu chemicznego wody
i efektem w postaci sezonowego zróżnicowania składu deponowanych osadów może doprowadzić do szczegółowego
rozpoznania procesów sterujących sedymentacją osadów w
polskich jeziorach. Chociaż badania takie są długotrwałe i
niełatwe z logistycznego punku widzenia, z pewnością więcej wysiłku należałoby skierować w tym właśnie kierunku.
Dysponowanie rdzeniami osadów z zachowaną
roczną laminacją od stropu stwarza możliwość kalibracji
metod służących do datowania tak młodych osadów, np.
210
Pb i 137Cs. Warwową skalę czasu można wówczas zastosować jako standard, względem którego testowane są poszczególne metody lub modele obliczeniowe. Przykładem takiego zastosowania osadów rocznie laminowanych mogą być
wyniki datowania osadów jeziora Łazduny położonego w
Krainie Wielkich Jezior Mazurskich (Tylmann i in., w druku). Zastosowano cztery różne metody (warwochronologia,
210
Pb, 137Cs i OSL), a w przypadku datowania 210Pb wiek obliczano stosując kilka dostępnych modeli (CFCS, CIC, CRS,
SIT; Carroll, Lerche 2003). Osiągnięte wyniki wskazały na
znaczne rozbieżności rezultatów uzyskiwanych przy zastosowaniu różnych modeli w stosunku do kalendarzowej skali czasu. Rozbieżności te zwykle zwiększają się wraz z wiekiem osadu i w osadach starszych od 60-80 lat mogą być nieakceptowalne. Zdecydowanie najlepsze rezultaty (czyli najbardziej zbliżone do warwowej skali czasu) uzyskano stosując model SIT, który staje się narzędziem coraz bardziej popularnym wśród osób zajmujących się datowaniem tą metodą. Testowanie możliwości i potencjalnych błędów osiąganych przy różnych technikach datowania jest z pewnością ważnym kierunkiem badawczym, chociażby ze względu na wagę jaką przywiązywać się powinno do wiarygodnej
skali czasowej w każdej rekonstrukcji paleośrodowiskowej.
Osady rocznie laminowane dają również możliwość
badań w bardzo wysokiej rozdzielczości czasowej. Stosując
nowoczesne techniki analizy niedestrukcyjnej (XRF, VIS-RS)
można uzyskać roczne, lub nawet sezonowe zmiany składu
chemicznego osadów. Możliwe jest zatem badanie z wielką dokładnością wybranych okresów, tzw. okien czasowych,
które są interesujące ze względu na zmiany, które tych okresach zachodziły. W połączeniu z innymi analizami o podwyższonej rozdzielczości (palinologiczną, diatomologiczną, izotopową) daje to niezwykły potencjał. Wydaje się, że
jest to szczególnie interesujący kierunek badań, gdyż ogólny zarys zmian środowiska w holocenie jest już znany, natomiast wiele nowego wnieść mogą badania o szczegółowości nieosiągalnej jeszcze kilkanaście lat temu. Już obecnie
prace dotyczące nagłych i krótkotrwałych zmian klimatycznych należą do najbardziej „modnych”, a wiele zagadnień z
tym związanych jest jeszcze niewyjaśnionych. Stanowiska w
północnej Polsce prezentują w tej kwestii wielki potencjał z
kilku względów. Po pierwsze, tempo sedymentacji osadów
jest zwykle na tyle duże, że pozwala na osiągnięcie rozdzielczości rocznej. Po drugie, dominujący typ laminacji biogenicznej daje całą paletę wskaźników paleośrodowiskowych
możliwych do wykorzystania. Kolejnym atutem jest fakt, że
chronologia warwowa oparta na tym typie laminacji jest
zazwyczaj bardzo pewna, a proces zliczania warw można
wspomagać dodatkowymi technikami, np. analizą wyników
skanowania XRF. Uzyskiwane wyniki mogą być niezwykle
sugestywne, tak jak w przypadku jeziora Jaczno (ryc. 10).
Wyraźne i cykliczne zmiany składu chemicznego obejmują zawartość pierwiastków będących wskaźnikami dopływu
materii minerogenicznej (Si, K, Zr), wapnia który wskazuje
okresy depozycji kalcytu, a także pierwiastków mobilnych
w zmieniających się warunkach redukcyjno-oksydacyjnych
(Fe, Mn).
37
Aby rozszerzyć przestrzenną reprezentatywność
uzyskanych wyników sensowna jest korelacja badań prowadzonych wzdłuż transektów reprezentujących znacząca zmienność warunków środowiskowych. W przypadku
północnej Polski najbardziej atrakcyjny wydaje się transekt
równoleżnikowy (W-E) ze względu gradient klimatyczny.
Skoordynowane badania stanowisk rozlokowanych wzdłuż
tego transektu powinny rzucić światło na nowe aspekty
zmian środowiska w skali regionalnej i mogą stanowić poważną wartość dla studiów modelowania zmian klimatu.
Ponadto, możliwe jest również rozszerzenie tego transektu o już zbadane stanowiska z obszaru Niemiec (np. Lüder
i in., 2006) lub republik nadbałtyckich (Veski i in., 2003), co
wydaje się jeszcze bardziej obiecującą perspektywą, która
umożliwiłaby identyfikację zależności w zmianach klimatycznych pomiędzy regionami. W tym kierunku zmierzają
interdyscyplinarne prace w ramach projektu NORPOLAR
Ryc. 10. Sezonowe zmiany składu chemicznego osadów jeziora Jaczno (fot. D. Enters). Zmienność zawartości pierwiastków uzyskano
dzięki skanowaniu XRF wysokiej rozdzielczości
38
Wojciech Tylmann
prowadzone od 2007 roku (Tylmann i in. 2008). Dotyczą
one osadów czterech jezior (Lubińskie, Suminko, Łazduny
i Szurpiły) zlokalizowanych wzdłuż transektu W-E przez
całą rozciągłość równoleżnikową północnej Polski. Ich celem jest czasowo-przestrzenna rekonstrukcja zmian klimatycznych i środowiskowych w skali całego holocenu i wkraczają one obecnie w fazę syntezy wyników analiz szczegółowych z poszczególnych stanowisk.
Z pewnością jednym ze sposobów wykorzystania
potencjału nowych stanowisk osadów rocznie laminowanych jest skierowanie się ku badaniom ilościowym. Wymaga to organizacji zbiorów testowych jezior i stosowania metod statystycznych, ale potencjalne efekty wydają się warte poniesienia znacznego wysiłku. Krokiem w tym kierunku jest projekt CLIMPOL (Climate of northern Poland during the last 1000 years: Constraining the future with the
past) ufundowany w ramach Polsko-Szwajcarskiego Programu Badawczego. Jego celem jest ilościowa rekonstrukcja
zmian temperatury powietrza w północnej Polsce w ostatnim tysiącleciu oparta na analizach rocznie laminowanych
osadów Jeziora Żabińskiego. Jednym z efektów projektu ma
być również organizacja zbioru testowego jezior i opracowanie funkcji przejścia (transfer functions) umożliwiających ilościowe kalibrowanie wyników analiz złotowiciowców, ochotkowatych i okrzemek, w aspekcie zmian klimatycznych, troficznych i odczynu wód.
Podsumowanie
Przedstawione wyniki poszukiwań nie wyczerpują możliwości w tej kwestii. Nawet pobieżna analiza innych
obszarów pojeziernych w północnej Polsce wskazuje, że nie
brak tam obiektów spełniających kryteria morfometryczne,
które okazały się tak skuteczne w lokalizacji jezior z osadami rocznie laminowanymi. Można zapewne odnaleźć kolejne stanowiska, być może o potencjale jeszcze większym od
przedstawionych w niniejszej pracy. Najlepszym przykładem niech będzie Jezioro Czechowskie położone w Borach
Tucholskich, w którym osady rocznie laminowane zostały
odkryte przez Prof. Mirosława Błaszkiewicza z Zakładu Zasobów Środowiska i Geozagrożeń IGiPZ PAN w Toruniu.
Wstępne wyniki badań realizowanych wspólnie z GeoForschungsZentrum w Poczdamie i obejmujących stropowy
fragment rdzenia są bardzo obiecujące (Ott i in. 2011). W
przekonaniu autora, interdyscyplinarne projekty dotyczące stanowisk osadów rocznie laminowanych, z zaangażowaniem wielu ośrodków badawczych, mogą dać nowy impuls do postępu w polskich badaniach osadów jeziornych.
Niezbędna w tej kwestii jest również współpraca międzynarodowa, gdyż tylko to daje dostęp do najnowocześniejszych technik analitycznych oraz, a może przede wszystkim,
umożliwia transfer wiedzy.
Z ogromnej ilości publikowanych prac naukowych
i prezentacji przedstawianych na międzynarodowych kon-
ferencjach dotyczących badań osadów jeziornych (np. International Paleolimnology Symposium, International Limnogeology Congress) wynika, że we współczesnych badaniach w tej dziedzinie dominują dwa główne trendy. Pierwszy z nich to poszukiwanie stanowisk o jak najdłuższym zapisie czasowym, sięgającym kilkuset tysięcy lub nawet kilku milionów lat. Pierwsze sukcesy jakimi były bez wątpienia badania wspierane przez ICDP (Fritz i in. 2006), dotyczące takich jezior jak Bajkał, Titicaca czy Malawi, spowodowały ogromne zainteresowanie zespołów z całego świata. Możliwość uzyskania zapisu zmian środowiska obejmującego kilka cykli glacjalno-interglacjalnych jest tak atrakcyjna, że nie ma obecnie zakątka Ziemi gdzie nie są realizowane projekty, bądź przynajmniej prowadzone poszukiwania tej kwestii. Jednak badania takie są niezwykle kosztowne i niosą za sobą duże ryzyko. Badane jeziora leżą zwykle
w odległych rejonach gdzie brak podstawowej infrastruktury, są bardzo głębokie, a miąższość osadów może sięgać setek metrów. Niełatwo więc wydobyć z nich to co spoczywa
na dnie, a dodatkowo nie zawsze najlepsze nawet rozpoznanie gwarantuje uzyskanie naprawdę wartościowego rdzenia
osadów. Ponadto, dużych problemów nastręcza chronologia tak długich sekwencji osadów, wykraczających znacznie
poza zasięg metody radiowęglowej. W efekcie możliwości
interpretacji mogą być ograniczone i efekt nieadekwatny do
wysiłku organizacyjnego i poniesionych nakładów.
Drugi z kierunków polega na maksymalnym wykorzystaniu postępu technicznego w zakresie pomiarów analitycznych, poszukiwania nowych wskaźników paleośrodowiskowych oraz rozwijania metod opracowywania wyników. Modelowy przykład takiego podejścia to badania zespołów skandynawskich i szwajcarskich, od wielu lat prowadzących prace na tych samych obiektach z coraz nowszą
i udoskonaloną metodyką. Obejmuje to eksperymenty ukazujące potencjalne zastosowania nowych technik analizy do
badania osadów jeziornych, niezwykle szczegółowe badania
mikrostrukturalne (np. Tiljander i in. 2002), badania procesów wczesnej diagenezy i ich wpływu na zapis zmian środowiska w osadach (np. Gälman i in. 2008, 2009), rozwijanie procedur analizy danych umożliwiających ujęcie ilościowe w rekonstrukcjach paleośrodowiskowych (np. Larocque-Tobler i in. 2009, 2010, 2011; Stewart i in. 2011). Postęp
w możliwościach interpretacji zagadnień wcześniej niedostrzeganych bądź uznanych za nierozwiązywalne jest zadziwiający. Można w ten sposób uzyskiwać spektakularne rezultaty badając jeziora niekoniecznie położone na krańcach
świata. Wydaje się, że jest to najlepsza droga do rozwijania
badań paleolimnologicznych w Polsce.
Podziękowania
Wyniki przedstawione w niniejszej pracy są efektem
projektów MNiSW: DFG/46/2007 pt. „Badania osadów laminowanych jezior północnej Polski (NORPOLAR)” oraz
N N306 275635 pt. „Zapis zmian klimatycznych i środowiskowych w rocznie laminowanych osadach jezior północnej Polski (TRANSECT-PL)”. Wykonanie prac terenowych
nie byłoby możliwe bez pomocy pracowników oraz studentów Katedry Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu Uniwersytetu Gdańskiego, a także bez zawsze pomocnej postawy Prof. Romana Gołębiewskiego. Szczególne podziękowania kieruję do Prof. Bernda Zolitschki z Uniwersytetu w
Bremie, który zaraził mnie pasją badania osadów laminowanych i wprowadził w świat „warwologów”.
Literatura
Anderson R.Y., Dean W.E., Bradbury J.P., Love D. 1985. Meromictic lakes and varved sediments in North America. US Geol
Surv Bull 1607: 1–19.
Bałaga K., Goslar T., Kuc T. 1998. A comparative study on the Late-Glacial/early Holocene climatic changes recorded in laminated sediments of Lake Perespilno – introductory data. W: M.
Ralska-Jasiewiczowa, T. Goslar, T. Madeyska, L. Starkel (eds.)
Lake Gościąż, Central Poland. A Monographic Study. Part 1.
W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences:
175–180.
Bluszcz F., Kirilova E., Lotter A.F., Ohlendorf C., Zolitschka B.
2008. Global radiation and onset of stratification as forcing
factors of seasonal carbonate and organic matter flux dynamics in a hypertrophic hardwater lake (Sacrower See, northeastern Germany). Aquatic Geochemistry 14: 73–98.
Boes X., Fagel N. 2005. Impregnation method for detecting annual laminations in sediment cores: An overview. Sedimentary
Geology 179: 185-194.
Bradbury J.P., Dean W.E. 1993. Elk Lake, Minnesota: Evidence for
rapid climate change in the north-central United States. Geological Society of America Special Paper 276: 1-336.
Brauer A. 2004. Annually laminated lake sediments and their palaeoclimatic relevance. W: H. Fischer, T. Kumke, G. Lohmann
(ed.) The climate in historical times. Towards a synthesis of
Holocene proxy data and climate models. Springer Verlag:
109-128.
Brauer A., Dulski P., Mangili C., Mingram J., Liu J. 2009. The potential of varves in high-resolution paleolimnological studies. PAGES News 17(3): 96-98.
Brauer A., Endres C., Negendank J.F.W. 1999. Lateglacial calendar
year chronology based on annually laminated sediments from
Lake Meerfelder Maar, Germany. Quaternary International 61:
17-25.
Brunskil G.J. 1969. Fayetteville Green Lake, New York. III: Precipitation and sedimentation of calcite in a meromictic lake with
laminated sediments. Limnology and Oceanography 14: 830847.
Bull D., Kemp A.E.S. 1996. Composition and origins of laminae in
late Quaternary and Holocene sediments from the Santa Barbara Basin. W: A.E.S. Kemp (ed.) Palaeoclimatology and Palaeoceanography from Laminated Sediments. Geological Society Special Publication 116: 143-156.
39
Carroll J., Lerche I. 2003. Sedimentary processes: quantification
using radionuclides. Elsevier: 1-272.
Dean J.M., Kemp A.E.S., Bull D., Pike J., Patterson G., Zolitschka B.
1999. Taking varves to bits: Scanning electron microscopy in
the study of laminated sediments and varves. Journal of Paleolimnology 22: 121–136.
De Geer G. 1912. A geochronology of the last 12,000 years. Proceedings of the International Geological Congress, Stockholm
(1910) 1: 241-257.
Dickman M.D. 1979. A possible varving machanism for meromictic lakes. Quaternary Research 11: 113-124.
Douglas R.W., Rippey B., Gibson C.E. 2002. Interpreting sediment
trap data in relation to the dominant sediment distribution
process in a lake. Arch Hydrobiol 155: 529–539.
Francus P. (ed.) 2004. Image analysis, sediments and paleoenvironments. Developments in Paleoenvironmental Research. Springer: 1-330.
Fritz S., Johnson T., Baker P., Colman S., Dean W., Peck J. 2006.
Large lake drilling projects supported by U.S. National Science Foundation Earth Systems History Program. PAGES News
14(2): 19-20.
Gälman V., Rydberg J., Bigler C. 2009. Decadal diagenetic effects on
d13C and d15N studied in varved lake sediment. Limnol Oceanogr 54(3): 917–924.
Gälman V., Rydberg J., Sjöstedt de-Luna S., Bindler R., Renberg I.
2008. Carbon and nitrogen loss rates during aging of lake sediment: Changes over 27 years studied in varved lake sediment.
Limnol Oceanogr 53(3): 1076–1082.
Goslar T. 1998. Floating varve chronology of Lake Gosciąż. W: M.
Ralska-Jasiewiczowa, T. Goslar, T. Madeyska, L. Starkel (eds.)
Lake Gościąż, Central Poland. A Monographic Study. Part 1. W.
Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences: 97–99.
Goslar T. 1996. Rocznie laminowane osady jeziorne. W: E. Mycielska-Dowgiałło, J. Rutkowski (eds.) Badania osadów czwartorzędowych. Wybrane metody i interpretacja wyników. WGiSR
UW: 236-248.
Goslar T. 1993. Chronologia warwowa późnoglacjalnej i wczesnoholoceńskiej części osadu laminowanego jeziora Gościąż. W:
M. Ralska-Jasiewiczowa (ed.) Jezioro Gościąż – stan badań
nad osadami dennymi i środowiskiem współczesnym. Polish
Botanical Studies. Guidebook Series 8: 145-155.
Goslar T., Arnold M., Bard E., Kuc T., Pazdur M.F., Ralska-Jasiewiczowa M., Różański K., Tisnerat N., Walanus A., Wicik B.,
Więckowski K. 1995. High concentration of atmospheric 14C
during the Younger Dryas cold episode. Nature 377: 414-417.
Goslar T., Kuc T., Ralska-Jasiewiczowa M., Różański K., Arnold M.,
Bard E., van Geel B., Pazdur M.F., Szeroczyńska K., Wicik B.,
Więckowski K., Walanus A. 1993. High-resolution lacustrine
record of the Late Glacial/Holocene transition in central Europe. Quaternary Science Reviews 12: 287-294.
Hajdas I., Bonani G., Zolitschka B. 2000. Radiocarbon dating of
varve chronologies: Soppensee and Holzmaar lakes after ten
years. Radiocarbon 42: 349-353.
Jańczak J. (ed.) 1996. Atlas jezior Polski. Tom I. Bogucki Wydawnictwo Naukowe: 1-268.
Jańczak J. (ed.) 1997. Atlas jezior Polski. Tom II. Bogucki Wydawnictwo Naukowe: 1-256.
40
Wojciech Tylmann
Jańczak J. (ed.) 1999. Atlas jezior Polski. Tom III. Bogucki Wydawnictwo Naukowe: 1-240.
Kelts K., Hsü K.J. 1978. Freshwater carbonate sedimentation. W:
A. Lehrman (ed.) Lakes. Geology, chemistry, physics. Springer
Verlag: 295-323.
Kemp A.E.S. (ed.) 1996. Palaeoclimatology and Palaeoceanography from Laminated Sediments. Geological Society Special
Publication 116: 1-258.
Kinder M., Tylmann W., Piotrowska N., Poręba G., Enters D.,
Ohlendorf C., Zolitschka B. 2011. Age-depth modeling based
on the multiple dating approach: a case study from Lake Szurpily, Northeastern Poland. 5th International Limnogeology
Congress. Programme and abstracts volume. Konstanz, Germany: 134.
Lamoureux S. 2001. Varve chronology techniques. W: W.M. Last,
J.P. Smol (eds.) Tracking environmental change using lake sediments: Physical and geochemical techniques. Kluwer Academic Publishers: 247-260.
Lamoureux S. 1994. Embedding unfrozen lake sediments for thin
section preparation. Journal of Paleolimnology 10: 141-146.
Lang A., Zolitschka B. 2001. Optical dating of annually laminated lake sediments. A test case from Holzmaar/Germany. Quaternary Geochronology (Quaternary Science Reviews) 20:
737-742.
Larocque-Tobler I., Grosjean M., Kamenik C. 2011. Calibrationin-time versus calibration-in-space (transfer function) to quantitatively infer July air temperature using biological indicators (chironomids) preserved in lake sediments. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 299: 281-288.
Larocque-Tobler I., Grosjean M., Heiri O., Trachsel M., Kamenik C. 2010. Thousand years of climate change reconstructed from chironomid subfossils preserved in varved lake Silvaplana, Engadine, Switzerland. Quaternary Science Reviews
29: 1940-1949.
Larocque-Tobler I., Grosjean M., Heiri O., Trachsel M. 2009. High-resolution chironomid-inferred temperature history since ad 1580 from varved Lake Silvaplana, Switzerland: comparison with local and regional reconstructions. The Holocene
19(8): 1201-1212.
Larsen C.P.S., MacDonald G.M. 1993. Lake morphometry, sediment mixing and the selection of sites for fine resolution palaeoecological studies. Quaternary Science Reviews 12: 781–791.
Larsen C.P.S., Pienitz R., Smol J.P., Moser K.A., Cumming B.F.,
Blais J.M., MacDonald G.M., Hall R.I. 1998. Relations between lake morphometry and the presence of laminated lake sediments: A re-examination of Larsen and MacDonald (1993).
Quaternary Science Reviews 17: 711–717.
Litt T., Stebich M. 1999. Bio- and chronostratigraphy of the Lateglacial in the Eifel region, Germany. Quaternary International 61: 5-16.
Lorenc H. (ed.) 2005. Atlas klimatu Polski. IMGW: 1-116.
Lotter A., Sturm M. 1994. The Study of Environmental Dynamics
by Means of Laminated Sediments: Results from Switzerland.
PACT 41: 15-24.
Lotter A.F. 1989. Evidence of annual layering in Holocene sediments of Soppensee, Switzerland. Aquatic Sciences 51: 19-30.
Lüder B., Kirchner G., Lücke A., Zolitschka B. 2006. Palaeoenvironmental reconstructions based on geochemical parameters
from annually laminated sediments of Sacrower See (northeastern Germany) since the 17th century. Journal of Paleolimnology 35: 897-912.
Mackay A., Battarbee R., Birks J., Oldfield F. (eds.) 2003. Global
Change in the Holocene. Arnold: 1-528.
Marshall M., Schlolaut G., Nakagawa T., Brauer A., Lamb H., Staff
R., Bronk Ramsey C., Brock F., Bryant C., Yokoyama Y., Tada
R., Haraguchi T. & Suigetsu 2006 project members. 2010. Suigetsu Varves 2006: utilizing µXRF and X-radiography for varve counting. First workshop of the PAGES Varve Working
Group. Programme and abstracts. Palmse, Estonia: 63-65.
Negendank J.F.W., Zolitschka B. (eds.) 1993. Paleolimnology of European maar lakes. Lecture Notes in Earth Sciences 49, Springer Verlag: 1-513.
Ohlendorf C., Sturm M. 2001. Precipitation and dissolution of
calcite in a Swiss high alpine lake. Arct Antarct Alp Res 33:
410–417.
Ojala A.E.K. 2004. Application of X-ray radiography and densitometry in varve analysis. W: P. Francus (ed.) Image Analysis, Sediments and Paleoenvironments. Kluwer Academic Publishers: 187-202.
Ojala A.E.K., 2001, Varved lake sediments in southern and central Finland: long varve chronologies as a basis for Holocene paleoenvironmental reconstructions, Geol. Survey of Finland: 1-41.
Ojala A.E.K., Saarinen T., Salonen V.P. 2000. Preconditions for the
formation of annually laminated lake sediments in southern
and central Finland. Boreal Environment Research 5: 243–255.
O’Sullivan P.E. 1983. Annually laminated lake sediments and the
study of Quaternary environmental changes. Quaternary
Science Reviews 1: 245-313.
Ott F., Brademann B., Słowiński M., Dulski P., Plessen B., Błaszkiewicz M., Brauer A. 2011. First results of the varved sediment
record from Lake Czechowskie. Zmiany paleoklimatyczne w
przeszłosci geologicznej. Referaty i postery. PIG, Warszawa: 38.
Petterson G., Renberg I., Geladi P., Lindberg A., Lindgren A. 1993.
Spatial uniformity of sediment accumulation in varved lake
sediments in northern Sweden. Journal of Paleolimnology 9:
195–208.
Ralska-Jasiewiczowa M., Goslar T., Madeyska T., Starkel L. (eds.)
1998. Lake Gościąż, central Poland. A monographic study.
W.Szafer Institute of Botany: 1-340.
Renberg I. 1981. Formation, structure and visual appearance of
iron-rich, varved lake sediments. Verhandlungen Internationalen Vereinigung für Limnologie 21: 94-101.
Renberg I. 1986. Photographic demonstration of the annual nature of a varve type common in N. Swedish lake sediments. Hydrobiologia 140: 93-95.
Renberg I., Segerström U. 1981. Application of varved lake sediments in paleoenvironmental studies. Wahlenbergia 7: 125133.
Saarinen T., Petterson G. 2001. Image analysis technique. W: W.M.
Last, J.P. Smol (eds.) Tracking environmental change using lake
sediments: Physical and chemical techniques. Kluwer Academic Publishers: 23-39.
Saarnisto M. 1986. Annually laminated lake sediments. W: B.E.
Berglund (ed.) Handbook of Holocene palaeoecology and palaeohydrology, Wiley & Sons: 343-370.
Saarnisto M., Huttunen P., Tolonen K. 1977. Annual lamination
of sediments in Lake Lovojärvi, southern Finland, during the
past 600 years. Annales Botanici Fennici 14: 35-45.
Schettler G., Liu Q., Mingram J., Stebich M., Dulski P. 2006. EastAsian monsoon variability between 15,000 and 2000 cal. yr
BP recorded in varved sediments of Lake Sihailongwan (northeastern China, Long Gang volcanic field). The Holocene 16:
1043-1057.
Skowron R. 2003. Ice sheet in the lakes of the Polish lowland. Distribution, differences and trends. Limnological Review 3:
205–212.
Simola H. 1977. Diatom succession in the formation of annually
laminated sediment in Lovojärvi, a small eutrophicated lake.
Annales Botanici Fennici 14: 143-148.
Simola H., Tolonen K. 1981. Diurnal laminations in the varved
sediment of Lake Lovojärvi, South Finland. Boreas 10: 19-26.
Stewart M.M., Larocque-Tobler I., Grosjean M. 2011. Quantitative
inter-annual and decadal June-July-August temperature variability ca. 570 BC to AD 120 (Iron Age-Roman Period) reconstructed from the varved sediments of Lake Silvaplana, Switzerland. Journal of Quaternary Science 26: 491-501.
Sturm M. 1979. Origin and composition of clastic varves. W: C.
Schlüchter (ed.) Moraines and Varves, Balkema: 281-285.
Sturm M., Lotter A.F. 1995. Lake sediments as environmental archives. EAWAG News 38E: 6-9.
Terranes J.L., McKenzie J.A., Bernasconi S.M., Lotter A.F., Sturm
M. 1999. A study of oxygen isotopic fractinaction during bioinduced calcite precipitation in eutrophic Baldeggersee, Switzerland. Geochimica et Cosmochimica Acta 63: 1981–1989.
Tiljander M., Ojala A., Saarinen T., Snowball I. 2002. Documentation of the physical properties of annually laminated (varved)
sediments at a sub-annual to decadal resolution for environmental interpretation. Quaternary International 88: 2–12.
Tobolski K. 2000. Przewodnik do oznaczania torfów i osadów jeziornych. PWN: 1-507.
Trachsel M., Grosjean M., Schnyder D., Kamenik C., Rein B. 2010.
Scanning reflectance spectroscopy (380–730 nm): a novel method for quantitative high-resolution climate reconstructions
from minerogenic lake sediments. Journal of Paleolimnology
44: 979-994.
Tylmann W. 2007. Pobór i opróbowanie powierzchniowych, silnie uwodnionych osadów jeziornych o nienaruszonej strukturze - uwagi metodyczne i stosowany sprzęt. Przegląd Geologiczny 55(2): 151-156.
Tylmann W., Szpakowska K., Ohlendorf C., Woszczyk M., Zolitschka B. 2012. Conditions for deposition of annually laminated sediments in small meromictic lakes: a case study of Lake
Suminko (northern Poland). Journal of Paleolimnology 47:
55-70.
Tylmann W., Woźniak P.P., Czarnecka K., Jaźwiecka M. 2006. New
sites with laminated lake sediments in north-eastern Poland:
preliminary results of field survey. Limnological Review 6:
283-288.
41
Tylmann W., Ohlendorf C., Zolitschka B. 2008. NORPOLAR –
projekt badań osadów laminowanych jezior północnej Polski.
Studia Limnologica et Telmatologica 2(1): 33-36.
Tylmann W., Enters D., Kinder M., Moska P., Ohlendorf C., Poręba G., Zolitschka B. Multiple dating of varved sediments from
Lake Łazduny, Northern Poland: towards an improved chronology for the last 150 years. Quaternary Geochronology, submitted
Veski S., Heinsalu A., Alliksaar T., Vassiljev J., Saarse L. 2003. Reconstruction of paleoenvironment from annually laminated
lake sediments of Lake Rouge Tougjörv, SE Estonia. Abstracts
9th Intern. Paleolim. Symp. Espoo, Finland: 185.
von Gunten L., Grosjean M., Rein B., Urrutia R., Appleby P. 2009.
A quantitative high-resolution summer temperature reconstruction based on sedimentary pigments from Laguna Aculeo, central Chile, back to AD 850. The Holocene 19: 873–881.
Wacnik A. 2009. Vegetation development in the Lake Miłkowskie
area, north-eastern Poland, from the Plenivistulian to the late
Holocene. Acta Paleobotanica 49(2): 287–335.
Walanus A., Goslar T. 1993. Komputerowe pomiary grubości lamin. W: M. Ralska-Jasiewiczowa (ed.) Jezioro Gościąż – stan
badań nad osadami dennymi i środowiskiem współczesnym.
Polish Botanical Studies. Guidebook Series 8: 121-125.
Weber M.E., Reichelt L., Kuhn G., Pfeiffer M., Korff B., Thurow
J., Ricken W. 2010. BMPix and PEAK tools: New methods for
automated laminae recognition and counting—Application
to glacial varves from Antarctic marine sediment. Geochem
Geophys Geosyst 11, Q0AA05.
Więckowski K. 1991. Rola laminowanych osadów jeziornych w badaniach paleolimnologicznych. Przegląd Geograficzny 63(3):
325-342.
Więckowski K. 1978. Bottom deposits in lakes of different regions
of Poland (their characteristics, thickness and rates of accumulation). Pol Arch Hydrobiol 25: 483–489.
Więckowski K. 1966. Osady denne Jeziora Mikołajskiego. Prace
Geograficzne Inst. Geogr. PAN 57: 1-111.
Wohlfahrth B., Holmquist B., Cato I., Linderson H. 1998. The climatic significance of clastic varves in the Angermanälven Estuary, northern Sweden, AD 1860 to 1950. The Holocene 8:
521-534.
Zillén L., Snowball I., Sandgren P., Stanton T. 2003. Occurrence
of varved lake sediment sequences in Värmland, west central
Sweden: lake characteristics, varve chronology and AMS radiocarbon dating. Boreas 32: 612–626.
Zolitschka B. 2007. Varved lake sediments. W: S.A. Elias (ed.) Encyclopedia of Quaternary Science. Elsevier: 3105-3114.
Zolitschka B., Mingram J., van der Gaast S., Jansen J.H.F., Naumann R. 2001. Sediment logging techniques. W: W.M. Last,
J.P. Smol (eds.) Tracking environmental change using lake sediments: Physical and chemical techniques. Kluwer Academic
Publishers: 137-153.

Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce: aktualny

Transkrypt

Podobne dokumenty

Problemy związane z rekultywacją jezior polimiktycznych

Geochemiczne badania osadów jeziornych strefy umiarkowanej