hrvatski

Algni vijenci kao markeri relativne promjene morske razine i klimatskih promjena tijekom kasnog holocena duž istočne obale Jadrana

Najveći broj istraživanja paleo-morske razine kako u Svijetu tako i duž istočne obale Jadrana odnose se na razdoblje kasnog holocena. Za istraživanje relativne morske razine tijekom posljednjih 2000 godina koriste se i kombiniraju različiti markeri (geomorfološki, sedimentološki, biološki, arheološki i povijesni izvori) koji su do sada korišteni i u istraživanjima duž istočne obale Jadrana (npr. Fouache i dr., 2000 ; Faivre i Fouache, 2003 ; Antonioli i dr. 2004 ; Benac i dr., 2004 ; Faivre i dr., 2010, 2011, 2013 ; Faivre i Butorac, u tisku). Izvan tropskog pojasa najznačajniji graditelji biokonstrukcija su koralinske alge koje pripadaju crvenim algama, a karakterizira ih tvrdi talus ojačan vapnenačkim naslagama unutar staničnih stjenki. Rasprostranjene su na stjenovitim obalama cijelog svijeta. Pod povoljnijim uvjetima alga Lithophyllum byssoides gradi algne vijence upravo u zoni biološke srednje razine mora koji se mogu datirati metodom 14C. Algni vijenci uglavnom se istražuju u Mediteranu (Laborel, 1986) i pokazali su se dobrim indikatorom nekadašnje morske razine duž mikroplimnih obala (Laborel i dr., 1994, Laborel i Laborel-Deguen, 1996 ; Faivre i dr., 2013), jer alge mogu živjeti samo u zoni plime i oseke. To je ujedno najviša biogena konstrukcija na Mediteranu (Rovere i dr., 2015). Istraživanje bioloških markera morske razine duž istočne obale Jadrana počelo je relativno nedavno (Faivre i dr., 2010, 2013) s ciljem dobivanja preciznijih rezultata za analizu i usporedbu različitih pokazatelja morske razine. Potencijal algnih biokonstrukcija danas je nedovoljno iskorišten zbog ne razriješenog pitanja marinskog rezervoar efekta (MRE), ili efekta spremnika, potrebnog za točnu kalibraciju rezultata dobivenih 14C analizom karbonata marinskog podrijetla. Osim toga budući da alga živi u zoni plime i oseke, tj. da je potopljena tijekom plime, a izložena atmosferskim uvjetima za vrijeme oseke postavlja se pitanje koji ugljik koristi alga L. byssoides i pitanje visine marinskog rezervoar efekta. Stoga je veliki dio ovog projekta bio posvećen upravo razrješavanju pitanja marinskog rezervoar efekta u Jadranu (Faivre i dr., 2015). Iako su istraživanja varijabilnosti MRE sve češća ima jako malo podataka za Jadran. Prva istraživanja MRE načinjena su na 6 uzorka infralitoralnih organizama iz pre-bomb razdoblja, (Siani i dr., 2000 ; Reimer i McCormac, 2002), dakle organizmi koji su izvađeni iz mora prije termonuklearnih pokusa. Rezervoar tih uzoraka varira od 242 - 487 14C god. Za određivanje MRE prvenstveno se koriste školjkaši, dok se o MRE algi vrlo malo zna. Budući da u muzejima u Hrvatskoj ne postoje uzorci alge Lithophyllum byssoidesa iz Jadrana iz razdoblja prije 1950. analizirane su najprije druge vrste alga (Corallina officinalis i Jania rubens) i školjkaši koje često nalazimo u algnim biokonstrukcijama. Rezultati 14C starosti i MRE morskih organizama pokazuju veliki raspon 14C starosti i rezervoara od 51 ± 26 do 869 ± 53 god 14C (Faivre i dr., 2015). Rezervoari analiziranih pre-bomb ljuštura školjkaša i algi iz Jadranskog mora bitno se razlikuju, iako i školjke i alge nastanjuju čvrste podloge, od mediolitoralne zone do plitkog mora, i jedni i drugi koriste C iz morske vode iz DIC-a, alge kao primarni proizvođači, a školjkaši (dagnje) kao selektivni primarni potrošači. S obzirom na dobivene rezultate istraživanja (veliku varijabilnost MRE) nastavili smo pretraživanje muzejskih zbirki u Europi (u potrazi za algom L. byssoides) te uspjeli dobiti i analizirati ukupno 8 uzoraka iz Mediterana i jedan uzorak iz Atlantika. Načinjene analize 14C uzoraka poznate starosti dale su direktne dokaze o rezervoaru alge L. byssoides koji prosječno iznosi R(t) 336 ± 47 14C god i R -28 ± 41 14C god. za karbonatne frakcije. Dobivene vrijednosti MRE znatno su homogenije i generalno su niže u odnosu na vrijednosti rezervoara školjki iz Mediterana u istom razdoblju koji iznosi 437 ± 115 14C god, ∆R 100 ± 99 14C god. Iako je rezervoar algi niži od rezervoara školjkaša razlika nije statistički značajna budući da se rezultati preklapaju unutar 1σ zbog velike varijabilnosti MRE kod školjkaša. U šest od devet uzoraka L. byssoides uočena je značajna razlika između rezervoara karbonatnih i organskih frakcija jer je MRE organskih frakcija znatno veći. δ13C organskih frakcija alge L. byssoides varira od 13.4‰ do -18.7‰ VPDB što znači da su vrijednosti relativno homogene unutar vrste. Dobivene δ13C vrijednosti ne pokazuju nedvojbeno koji ugljik alge koriste ali nešto niže vrijednosti rezervoara R(t) karbonatnih frakcija L. byssoides u odnosu na MRE školjkaša u Mediteranu može upućivati na parcijalno korištenje ugljika iz atmosfere do cca 20 % no to za sada nije moguće statistički potvrditi. Homogene vrijednosti L. byssoides δ13C upućuju na vrlo oštro razgraničene uvjete okoliša mediolitoralne zone u kojoj alga raste. Naš rad ujedno naglašava važnost pažljivo popisanih i očuvanih muzejskih zbirki za suvremena istraživanja u prirodnim znanostima (Bakran-Petricioli i dr. 2014). Kod istraživanja paleookoliša (globalnih promjena u okolišu) precizno određivanje starosti uzoraka od iznimne je važnosti. Sve veći interes za predviđanjem relativnih promjena morske razine i za utvrđivanjem uzroka tih promjena (Milne i dr., 2009) zahtijeva dobro poznavanje prošlosti jer samo dobro poznavanje i razumijevanje promjena u prošlosti omogućuje i realno predviđanje budućih promjena. Kada je razdoblje istraživanja kratko, kao što je to u našem slučaju (2000 god.) tada je preciznost još važnija. U okviru projekta Reconstruction of the Quaternary environment in Croatia using isotope methods nadalje, istraživanja relativne morske razine načinjena su na području Istre. Analizirane su četiri algne strukture na tri lokacije, dvije strukture na području južne Istre i dvije na području istočne istarske obale. U odnosu na algne vijence u Mediteranu čija širina maksimalno doseže i 2 m, ili one na području Srednjeg Jadrana gdje dosežu 1, 8 m (Faivre i dr., 2013) algni vijenci na području Istre znatno su manjih dimenzija. Na terenu je obavljeno kartiranje i uzorkovanje vijenaca. Dubine su korigirane na srednju morsku razinu. Datirano je ukupno 47 uzoraka algi i ljuštura školjkaša iz algnih biokonstrukcija s različitih dubina. Dobiveni su rezultati korigirani za lokalni rezervoar efekt. Time se je greška vezana za starost uzoraka značajno smanjila i omogućila izradu precizne krivulje relativne morske razine za razdoblje od 1500 godina na području Istre. Vertikalna greška iznosi ±10 cm, što je u odnosu na druge dostupne markere gotovo zanemarivo. Dobiveni podaci omogućuju distinkciju četiriju osnovnih faza promjena morske razine koje možemo povezati s fazama brzih klimatskih promjena. Tijekom ranog srednjeg vijeka morska razina bila je stabilna, potom je došlo do ubrzanog rasta morske razine tijekom toplog srednjeg vijeka. Na prijelazu u malo ledeno doba vidljiva je velika fluktuacija temperature i stabilizacija relativne morske razine, dok u drugom dijelu malog ledenog doba alge ne rastu što upućuje na vjerojatni pad relativne razine mora. U industrijskom razdoblju ponovo dolazi do rasta relativne morske razine. Korelacija između globalnih klimatskih faza i 18O alga jasno pokazuje da klimatske promjene na sjevernom Jadranu odgovaraju globalnim promjenama te da su algni vijenci jako dobri indikatori paleookoliša jer omogućuju rekonstrukciju paleoklime i paleo morske razine. Dobiveni su rezultati potom povezani s drugim indikatorima promjena morske razine.

projekt REQUENCRIM ; radionica ; kvartar ; izotopne metode ; algni vijenci ; rezervoar efekt ; 14C ; Jadran

nije evidentirano