Naslov
Sige – arhivi paleookolišnih promjena
(Speleothems - archives of palaeoenvironmental changes)

Autori
Surić, Maša

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Sažeci sa skupova, sažetak, znanstveni

Izvornik
Final Workshop - Završna radionica, Zbornik sažetaka, HRZZ-IP-2013-11-1623 REQUENCRIM / Krajcar Bronić, Ines - Zagreb : Institut Ruđer Bošković, 2018, 15-17

ISBN
978-953-7941-22-2

Skup
Završna radionica: Rekonstrukcija okoliša u Hrvatskoj tijekom kvartara primjenom izotopnih metoda (REQUENCRIM)

Mjesto i datum
Zagreb, Hrvatska, 12.11.2018

Vrsta sudjelovanja
Predavanje

Vrsta recenzije
Nije recenziran

Ključne riječi
projekt REQUENCRIM, radionica, kvartar, izotopne metode, sige, spilje
(project REQUENCRIM, workshop, quaternary, isotope methods, speleothems, caves)

Sažetak
Sige su sekundarni karbonatni sedimenti koji nastaju u špiljama kristalizacijom (najčešće) kalcita iz vode prokapnice prezasićene na CaCO3 (Slika 1). Tijekom taloženja one inkorporiraju različite izotope koji omogućavaju rekonstrukciju brojnih promjena koje su se odvijale u okolišu u vrijeme njihova rasta. Osim što se na temelju radioaktivnih izotopa U-Th niza i 14C sige mogu razmjerno precizno datirati, varijacije stabilnih izotopa ukazuju na paleookolišne promjene u smislu fluktuacije temperature, količine oborine, prevladavajuće vegetacije i sl. Paleoklimatska uloga siga prepoznata je još prije pola stoljeća (Hendy & Wilson, 1968), no intenzivnije korištenje siga u paleookolišnim studijama započelo je prije 15-ak godina kad su se uvidjele brojne prednosti siga pred drugim ‘arhivima’ sličnih podataka, kao što su jezgre leda i dubokomorskih sedimenata koje pokrivaju oceanska i polarna područja, dok se sige mogu pronaći u krškom okolišu na svim kopnenim područjima. Osim toga, njihovo je datiranje tehnikom masene spektrometrije omogućilo rekonstrukciju okoliša u jako visokoj rezoluciji, nekada čak i do sezonskih promjena. Uz to, osim najčešće korištenih varijacija omjera stabilnih izotopa kisika i ugljika, u sigama je moguće pratiti i varijacije koncentracije elemenata u tragovima, mineraloške i petrografske promjene, sastav fluidnih inkluzija, prisutnost organskih molekula, pa čak i polena i vulkanske prašine. Još jedna od prednosti siga je njihov rast u špiljskom okolišu dobro zaštićenom od atmosferskih prilika, ali i jednostavnost čuvanja i arhiviranja uzoraka za buduće analize (što je u slučaju jezgri leda i dubokomorskih sedimenata bitno zahtjevnije). Iako je klasični krš kojem pripada i Hrvatska bio kolijevka karstoloških istraživanja, sige su u znanstvenim istraživanjima u Hrvatskoj u upotrebi od 70-ih godina prošlog stoljeća i to u okviru arheoloških, paleontoloških i speleoloških studija, dok su se u paleookolišnim istraživanjima prvo koristile za rekonstrukciju kolebanja morske razine i tek potom za paleoklimatske rekonstrukcije (pregled svih dosadašnjih istraživanja u Surić, 2018). Unatoč maloj površini (ali s >10000 speleoloških objekata), Hrvatska nudi izniman potencijal u ovoj disciplini zbog geografskog položaja na granici između sredozemnih maritimnih i srednjoeuropskih kontinentskih utjecaja. Pomicanje te granice uslijed globalnih klimatskih promjena već je zabilježeno u sigama susjednih područja (Luetscher et al. 2015) i namjera je projektom REQUENCRIM ustanoviti kako su hrvatska područja tijekom značajnih klimatskih događaja (LGM, 8, 2 ka) reagirala po pitanju temperature, distribucije oborina, vegetacije i dr. Temeljni preduvjet za ovakva istraživanja, odnosno za vjerodostojnost paleoklimatskog zapisa, jest pretpostavka da se kalcit siga taložio u izotopnoj ravnoteži s vodom prokapnicom pri čemu bi varijacije kisikovih izotopa bile isključivo odraz temperaturnih promjena (odnosno klime s obzirom da je u špiljama u principu temperatura stalna i jednaka prosječnoj godišnjoj temperaturi zraka tog područja). Zbog tog preduvjeta, naizgled manje bitan, ali neophodan i po trajanju duži dio ovih istraživanja je monitoring. Pod monitoringom se podrazumijeva praćenje atmosferskih uvjeta u špiljama i na površini, intenziteta prokapavanja, količine oborina te izotopnog sastava kišnice, prokapnice i recentnog kalcita. Nakon najmanje 1-godišnjeg praćenja, poželjno je za analize uzeti sige iz stabilnih špiljskih uvjeta, koje su prihranjivane vodom ujednačenog izotopnog sastava (δ18O i δ2H) i čiji je recentni kalcit taložen u izotopnoj ravnoteži s prokapnicom. Dodatna potvrda ravnotežnih uvjeta je i repliciranje izotopnog signala u sigama iz istog razdoblja (Dorale and Liu, 2009), a provodi se i tzv. Hendy test duž lamina siga (Hendy, 1971), kako bi se isključila mogućnost utjecaja kinetičke frakcionacije na izotopni signal. U okviru REQUENCRIM projekta rekonstrukcija paleookolišnih promjena temeljila se na varijacijama omjera stabilnih izotopa kisika i ugljika (δ18O i δ13C) u kalcitu sedam siga iz špilja s tri različita područja: Nove Grgosove špilje kod Samobora (središnja Hrvatska), Lokvarke (gorska Hrvatska) i špilje Modrič (primorska Hrvatska). U Novoj Grgosovoj i Lokvarci monitoring voda provodio se 1 godinu, atmosferski uvjeti praćeni su dvije godine u Novoj Grgosovoj, odnosno 4 godine u Lokvarci, dok je kompletan monitoring u špilji Modrič u potpunosti nastavljen i neće se prekidati ni po završetku projekta. U-Th datiranje provodilo se na School of Earth Sciences, University of Melbourne, Australija, 14C datiranje na Institutu Ruđer Bošković i University of Georgia, Atlanta, SAD, dok su izotopne analize voda i kalcita obavljene dijelom na University of Melbourne, a dijelom u Geological and Geochemical Research, Research Centre for Astronomy and Earth Sciences Hungarian Academy of Sciences, Mađarska. Sa znanstvenicima navedenih ustanova uspostavljena je suradnja koja će se nastaviti u području istraživanja paleoekoloških zapisa u sigama i po završetku projekta. Uz ranije navedene prednosti siga pred drugim 'arhivima', brojne su i nesigurnosti i zapreke koje se tijekom monitoringa, analiziranja i interpretacije mogu javiti: od jednostavnog kvara opreme koji naruši kontinuirani monitoring, prestanka rasta sige neovisno o okolišnim uvjetima ili rekristalizacije, preko nepoznavanja početne aktivnosti prilikom 14C datiranja ili povećanog sadržaj detritusa tijekom U-Th datiranja, pa do problema određivanja dominantnog uzroka izotopnog signala (temperatura, količina oborina, porijeklo oborina i dr.) (Surić, 2017). Neovisno o tome, ova istraživanja rezultiraju spoznajama koja upotpunjuju sliku kvartarnih promjena u Europi i bit će temelj budućim multidisciplinarnim studijama.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Geologija, Interdisciplinarne prirodne znanosti

POVEZANOST RADA