hrvatski

Zapisi kvartarnih promjena u sigama i njihova evaluacija na temelju recentnih uvjeta u spiljama sjeverne Dalmacije

U okviru znanstvenog projekta Rekonstrukcija regionalnih paleoklimatskih promjena – zapisi iz siga sjeverne Dalmacije provedena su istraživanja u speleološkim objektima na potezu od Dugog otoka do vršne zone Velebita: spilja Strašna peć (74 m n. v., Dugi otok), spilja Manita peć (570 m n. v., kanjon Paklenice), i Spilja u Zubu Buljme (1250 m n. v., srednji Velebit, NP Paklenica). Prvi dio istraživanja odnosio se na utvrđivanje recentnih uvjeta taloženja siga u spiljama što je nužno za evaluaciju vjerodostojnosti paleoklimatskih zapisa, a praćeni su: i) mikroklimatski elementi (relativna vlaga i temperature zraka u spiljama, te temperature zraka na površini i količine oborina) ; ii) način i intenzitet prokapavanja u spiljama ; iii) izotopni sastav oborina i prokapnice (δ18O i δ2H), te iv) izotopni sastav recentnog kalcita (δ18O i δ13C). U Strašnoj peći, uz adekvatne mikroklimatske uvjete utvrđeno je mjesto ujednačenog intenziteta prokapavanja i izotopnog sastava (∆δ18O=0.7‰). Pripadajuća siga je uzorkovana i uz paleokolišne promjene, potencijalan je materijal i za rekonstrukciju paleoseizmičkih aktivnosti. U Manitoj peći provedena su najopsežnija istraživanja, uz očekivano odgovarajuće spiljske mikroklimatske uvjete. Od tri mjesta gdje se prikupljala prokapnica, za daljnja istraživanja uzorkovane su dvije sige, bitno različite po morfologiji i recentnim hidrološkim značajkama prokapnog mjesta. Dok je siga MP2 bila prihranjivana dobro homogeniziranom vodom (∆δ18O=0.9‰) ujednačenog prokapavanja, siga MP3 je recentnom hidrologijom odudarala od idealnih uvjeta (∆δ18O=1.3‰ i periodično prokapavanje vezano za intenzivne oborine). No, kako je okršavanje iznimno dinamičan proces, nije nužno ista situacija bila i u prošlosti. U Spilji u Zubu Buljme, unatoč ujednačenom prokapavanju i dobro homogeniziranoj prokapnici (∆δ18O=0.8‰), istraživanja neće biti nastavljena zbog neadekvatnih spiljskih mikroklimatskih uvjeta (prevelike amplitude temperature zraka od 5, 3 °C i varijacije relativne vlage zraka 95-100%) što uzrokuje neravnotežno taloženje kalcita iz spiljske vode. Sezonske varijacije u δ18O i δ2H kišnice upućuju na miješanje atlantskih i sredozemnih zračnih masa, s tim da niti u jednom dijelu godine, niti na jednoj od ovih lokacija, ne dominiraju atlantske mase, već samo dijelomično modificiraju sredozemne. Drugi dio istraživanja uključio je analize siga MP2 i MP3 iz Manite peći kako bi se na temelju i) U-Th i 14C datiranja (24 + 3 uzorka), te ii) varijacije stabilnih izotopa (>600 uzoraka rezolucije 1 mm) utvrdile paleoklimatske promjene. Hendy testovi napravljeni na 7 slojeva sigovine (3 na MP2 i 4 na MP3) pokazali su da se taloženje siga iz prokapnice odvijalo u ili vrlo blizu ravnotežnih uvjeta, unatoč današnjem hidrološki neodgovarajućem prihranjivanju sige MP3. Ravnotežni uvjeti taloženja dodatno su potvrđeni replikacijom izotopnog zapisa u istovremeno taloženim dijelovima siga, što daje sigurnost da su varijacije izotopnog sastava uzrokovane isključivo promjenama temperature, odnosno klime. Sige su taložene tijekom razdoblja MIS 5 – MIS 3, dok je siga MP2 imala i kraću holocensku epizodu rasta. Najupečatljivije promjene zabilježene su porastom δ13C s -7‰ na 0‰ (VPDB) u obje sige, neposredno prije prekida taloženja, ukazujući na pogoršanje klimatskih uvjeta na prijelazu iz interglacijala u glacijal. Varijacije δ18O podudaraju se sa zapisima iz grenlandske ledene jezgre (NGRIP) te zapisima iz siga sjevernoalpskih spilja (Boch et al., 2011) i turske spilje Sofular (Fleitmann et al., 2009) gdje više δ18O vrijednosti odgovaraju toplijim interstadijalima, dok su negativnije δ18O vrijednosti vezane za hladnije stadijale. Na temelju takvih zapisa može se zaključiti da tijekom toplijih razdoblja nije dominirao tzv. amount effect, tj. efekt snižavanja δ18O vrijednosti usljed većih količina oborina. Taj efekt istovremeno dominira u izraelskim spiljama Soreq i Pequin (Bar-Matthews et al., 2003) i talijanskoj spilji Antro del Corchia Cave (Zanchetta et al., 2007) te su varijacije njihovog izotopnog sastava inverzne u odnosu na zapis iz Manite peći. References: Bar-Matthews, M., Ayalon, A., Gilmour, M., Matthews, A., Hawkesworth, C.J. (2003): Sea- land oxygen isotopic relationships from planktonic foraminifera and speleothems in the Eastern Mediterranean region and their implication for paleorainfall during interglacial intervals. Geochim. Cosmochim. Acta. 67/17, 3181-3199. Boch, R., Cheng, H., Spötl, C., Edwards, R. L., Wang, X., Häuselmann, Ph. (2011): NALPS: a precisely dated European climate record 120–60 ka. Clim. Past. 7, 1247-1259. Fleitmann, D., Cheng, H., Badertscher, S., Edwards, R.L., Mudelsee, M., Gokturk, O.M., Fankhauser, A., Pickering, R., Raible, C.C., Matter, A., Kramers, J, Tuysuz, O. (2009): Timing and climatic imprint of Greenland interstadials recorded in stalagmites from Northern Turkey. Geophys. Res. Lett. 36. L19707. Zanchetta, G., Drysdale, R.N., Hellstrom, J.C., Fallick, A.E., Isola, I., Gagan, M.K., Pareschi, M.T. (2007): Enhanced rainfall in the Western Mediterranean during deposition of sapropel S1: stalagmite evidence from Corchia cave (Central Italy). Quat. Sci. Rev. 26/3-4, 279-286.

sige; promjene u paleookolišu; kvartar; sjeverna Dalmacija

Projekt Sveučilišta u Zadru 60200 (2012-2015): Rekonstrukcija regionalnih paleoklimatskih promjena – zapisi iz siga sjeverne Dalmacije