letén Demény Attila, Kele Sándor, Kern Zoltán, Schöll-Barna Gabriella

Átírás

1 Trendek és s eredmények a paleoklimatológiai kutatás s terület letén Demény Attila, Kele Sándor, Kern Zoltán, Schöll-Barna Gabriella Cél Éghajlati tényezık (pl. hımérséklet, csapadék, napfénytartam, szélirány, szélerısség, tengerfelszíni hımérséklet, stb.) múltbeli váltakozásának rekonstrukciója: relatív változások (pl. hideg-meleg, száraz-nedves) kvantitatív meghatározás

2 Vizsgáland landó képzıdmények Jégfúrómagok Korallok Tengeri üledékek, foraminiferák Tavi üledékek, biogén és autigén karbonátok Travertínók, mésztufák Barlangi karbonátok, cseppkövek Faévgyőrők Kagylók Geokémiai módszerekm Nyomelem-geokémia (Mg, Sr, P, ritkaföldfémek, stb.) Stabilizotóp-geokémia (H,C,O)

3 Stabilizotópos vizsgálatok Méréstechnika: izotóparánymérı tömegspektrométer D/H, 13 C/ 12 C, 15 N/ 14 N, 18 O/ 16 O és 34 S/ 32 S arányok változása a geoszférákban Finnigan Delta +XP R minta R sztenderd δ = 1000 [ ], R sztenderd Alkalmazási terület: - tengeri üledékek - szárazföldi képzıdmények (édesvízi mészkı, tavi üledék, cseppkı, kagyló, faévgyőrő, stb.) Jégmagfúrások Grönland, Antarktisz, stb GISP2 (Greenland Ice Sheet Project), GRIP (Greenland Ice Core Project), EPICA (European Project for Ice Coring in Antartica) Petit et al A jégmag mintáinak gázbuborékjaiban megırzıdött atmoszferikus δ 18 O összetétel fordítottan arányos a tengervíz δ 18 O összetételével, így alkalmas a jégtömeg becslésére. A jégfúrások adatai alapján a CO 2 -tartalom és a hımérséklet emelkedése között legfeljebb néhány évszázad lehet, ami a korhatározás hibájával egybeesik.

4 Mirıl ad információt a karbonátok stabilizotóp összetétele? Karbonát δ 18 O értékének változása: változás a víz δ 18 O értékében és/vagy az üledékképzıdési hımérsékletben: esı, levegı hımérséklet, párolgás Karbonát δ 13 C értékének változása: változás a forrásvíz δ 13 C-ben és/vagy a kalcit képzıdési folyamatban vagy változás a flórában és/vagy a produktivitásban; párolgás; hımérséklet; vegetáció változás a vízgyőjtı területén: C3-C4 növények Mirıl ad információt a travertínók stabilizotóp összetétele? Travertínó képzıdés általában meleg, nedves klímán (hiánya pl. paleotalajosodás, szárazulati eseményre utalhat) δ 13 C és δ 18 O értékek szelvények közötti korrelációja KLÍMA hatása Általában a δ 18 O emelkedésével a δ 13 C csökken, ami a nagyobb talaj komponens hozzáadódását jelenti a meleg periódusok során. A travertínók δ 18 O értékeiben való különbségeket a csapadék δ 18 O értékének megváltozása okozza ami a levegı hımérsékletváltozásának tulajdonítható Pl. az édesvízi mészkövek estén a δ 18 O értékét egyensúlyi kiválás esetén tehát a lerakó víz hımérséklete és izotópos összetétele határozza meg és 1ºC hımérsékletváltozás a vízben 0,24 δ 18 O változásnak felel meg a képzıdı karbonátban

5 Nyomelem-geok geokémia Mésztufa üledékek Mg/Ca Sr/Ca δ 13 C Mg/Ca, Sr/Ca: hımérséklet, vízösszetétel Növekvı Mg/Ca, Sr/Ca és δ 13 C értékek. Megnövekedett tartózkodási idı a rezervorában. Andrews (2006) Stabilizotóp-geok geokémia Mésztufa üledékek

6 Forrásh shát t típust pusú travertínók Kamara-forráshát, Törökország Akköy y forrásh shát t (Törökorsz kország) ~ év U/Th elemzések alapján: ~ év 44

7 Akköy y forrásh shát t (Törökorsz kország) Uysal et al. (2009): a forráshátak a hideg/száraz idıszakok üledékei 45 Akköy y forrásh shát t (Törökorsz kország) TEKTONIKA >>> klíma 46

8 A GERECSE ÉDESVÍZI MÉSZKİ ELİFORDULÁSAI KORRELÁCIÓ JÉGMAGFÚRÁSSAL A gerecsei édesvízi mészkövek stabil oxigénizotópos összetételének illeszkedése a Vostok jégmagfúrás alapján rekonstruált paleohımérsékleti görbéhez.

9 KORRELÁCIÓ SPECMAP-al A SPECMAP görbéje az északi félgömb jégtömegének változását jelzi a plankton foraminiferák δ 18 O értéke alapján. Öt különbözı mélytengeri fúrás δ 18 O eredményeinek átlagolásával hozták létre korolása pedig számos tényezı alapján, indirekt módon, interpolációval történt. Klímaváltozás a középsı bronzkorban Ny É K D Trió-barlang, Mecsek Siklósy et al Klímaváltozási esemény?

10 Trió-barlang, Mecsek (ages, yr BP) δ 18 O (, V-SMOW) (ages, yr BP) δ 13 C (, PDB) Vulkáni hatás? P 2 O 5 wt% La ppm Al 2 O 3 wt% Távolság (mm) Sr ppm Jó korreláció a Spannagel (Ausztria, Vollweiler et al., 2006) és a Sofular (Törökország, Fleitmann et al., 2009) barlangok cseppköveivel. Trió & Sofular caves δ 13 C (PDB) δ 13 C (PDB) age (yr BP) Szénizotópos összetétel talajaktivitás Siklósy et al Melegedési esemény egyaránt kimutatható

11 Ordacsehi, bronzkor A cseppkıadatokkal egyezıen a kagylóadatok meleg/száraz fázist jeleznek ~3700 évvel ezelıtt. GISP2 ice core data δ 18 O (SMOW) age (yr BP) ftp://ftp.ncdc.noa.gov A jégfúrásban alig érzékelhetı felmelegedési fázis jelentıs hatása mutatható ki Közép-Európában.

12 Növényi makro- és mikrofosszíliák nagy felbontású elemzése Biogén n karbonátok alkalmazása a paleoklimatológi giában Élılények által kiválasztott (pl. kagylók, csigák, korallok, tüskésbırőek, Foraminifera) Széles elterjedés: tenger-édesvíz-szárazföld Módszerek: Stabilizotóp-geokémia Nyomelemek Mire következtethetünk? Hımérséklet Tengeráramlások/Csapadék/vízbefolyások hatása Biológiai produktivitás változása Klimatikus változékonyság

13 Régészeti héjak h vizsgálata Paleoklimatológiai alkalmazás Kagylóhéjak nagy felbontású vizsgálatával, a nagyobb változásokon túl, kis léptékő változások és szezonális különbségek is kimutathatók Elınye: gyakori, archeológiai lelıhelyeken (táplálkozás része egyes korokban) Régészeti feltárásból származó Unio héjak Esettanulmány: Balatonkeresztúr-Réti-dőlı késı rézkori telepe Balatonkeresztúr r RétiR ti-dőlı késı rézkori lelıhely M7 autópálya építése során MTA Régészeti Intézet

14 -Ásatási gödrökbıl származó héjak (Unio sp.) -Kormeghatározás: gödrök edény-tipológiával, illetve radiokarbonnal Késı rézkor: Baden I-IV Késı klasszikus Baden III-IV Kora klasszikus Baden IIb-IIIa Boleráz Ib, Ib-IIa átmeneti: IIa, IIb calbp calbp ~5310 calbp calbp Régészeti hátth ttér Bolerázi idıszak Lazább, szórtabb szerkezet A domboldal, mai mocsaras Nagyberek széléhez közel esı részei is kihasználva Száraz éghajlatot kedvelı juh és kecske dominál Településnyomok elhelyezkedése Állatcsontok Késıi klasszikus Baden Már csak egy szők területre koncentrálódnak, kp.-i része platón A löszhát alsó régiói kihasználatlanok Pollen újra-erdısödés vadászott állatok aránya nı nedvesebb mocsarasabb körülményeket kedvelı sertés tartás Éghajlatbeli változás???

15 Párolgás Csapadék hatása Régészeti háttérrel összhangban, δ 18 O, δ 13 C jelentıs változás: átmeneti fázisok során: csapadékosabb éghajlat A kora/késı klasszikus bádeni során újra szárazodás, amit a régészeti anyag nem jelez A csapadék hatását azonnali alkalmazkodás követte

16 a δ 18 O és a Mg/Ca jól tükrözi a hımérsékletet, de erıs az egyedfejlıdési hatás Sr/Ca nem alkalmas hımérsékletjelzésre (metabolikus folyamatok) Mg/Ca T: fajfüggı Pinna nobilis Freitas et al. (2005) Erısödı trendek a paleoklíma kutatásban sban. A proxi adatokból kiolvasható változásokból számszerősített éghajlati rekonstrukció Globális vs helyi/regionális Az utóbbi év: mert a jelen és közeljövı éghajlatváltozásainak értékeléséhez ez a leginkább referencia értékőnek tekinthetı éghajlati állapot.

17 Proxi - model összehasonlítás Fontos: a proxi alapján számszerősített rekonstrukció Elengedhetetlen: a bizonytalanság megadása (lásd pl. SUPRAnet) A pontosabb rekonstrukciók segíthetnek kiválasztani a meglehetısen széles tartományban ingadozó éghajlati modell(eredmény)ek közül azokat amelyek esetében az ingadozás a valóságos tartományon kívül esik (túl nagy vagy túl kicsi) Nagy felbontású éghajlati rekonstrukciók k jelentısége Pl. a nyert adatok és összefüggések figyelembevételével az éghajlati modellek becslése pontosítható

18 Köszönjük a figyelmet!