Globalne, regionalne i lokalne czynniki...

Globalne, regionalne i lokalne czynniki warunkujące zapis paleoklimatyczny i paleośrodowiskowy w ukraińskich sekwencjach lessowo-glebowych wzdłuż doliny Dniepru – od obszarów proksymalnych do dystalnych strefy peryglacjalnej



Streszczenie

Celem projektu jest rekonstrukcja plejstoceńskich przemian paleogeograficznych zapisanych w sekwencji osadów lądowych, głównie klasycznych lessów, powszechnie występujących wzdłuż ukraińskiego odcinka doliny Dniepru, największej rzeki pogranicza Europy Środkowej i Wschodniej. Współcześnie rzeka przecina w poprzek kilka stref roślinno-krajobrazowych (las→lasostep→step).

Lessowe osady są utworzone z pyłu mineralnego wynoszonego w okresach zimnych plejstocenu (glacjały) przez wiatr, z terenów bogatych w taki luźny drobnofrakcyjny materiał (jak np. obszerna dolina wielkiej rzeki) i osadzony na ówczesnej powierzchni terenu w postaci pokryw o zmiennej grubości i zasięgu przestrzennym; w okresach ciepłych (interglacjały, interstadiały) był utrwalany przez roślinność i stanowił skałę macierzystą dla formowania kolejnych gleb. W plejstocenie strefa długiej (980 km) i generalnie subpołudnikowej doliny Dniepru charakteryzowała się przestrzennym gradientem klimatycznym, ponieważ klimat był wyraźnie inny w europejskich obszarach okresowo przykrytych przez lądolody skandynawskie i w obszarach położonych poza ich zasięgiem. Osady lessowe położone wzdłuż tej doliny, w tzw. peryglacjalnej strefie klimatycznej, można więc podzielić na a) proksymalne, tj. deponowane w obszarach z osadami glacjalnymi oraz b) dystalne – położone na ich przedpolu, i tu znajdziemy długie, dobrze zachowane i często kompletne sekwencje lessowo-glebowe, gdzie wiek warstw najstarszych przekracza 1 milion lat.

Geoarchiwa lądowe, do jakich należą lessy, stanowią jedne z najlepszych, bo ciągłych rejestratorów zmian paleoklimatycznych i palośrodowiskowych. Rozwój nowoczesnych metod badawczych pozwala z dużą rozdzielczością wyodrębnić informacje o czynnikach kształtujących czwartorzędowe warunki klimatyczne, ale poprawna i wiarygodna rekonstrukcja wymaga oddzielenia stopnia oddziaływania warunków lokalnych (jak rzeźba) i regionalnych (jak zaburzenia cyrkulacji atmosferycznej pod wpływem obecności i oscylacji lądolodów) na charakter i częstotliwość zmian zarejestrowanych w sekwencjach lessowo-glebowych, oraz odróżnienia ich od rytmów zmian globalnych, dokumentowanych w rejestrach głębokomorskich i lodowych. Ma to niezwykle ważne znaczenie w osiągnięciu celu nadrzędnego, jakim jest prawidłowa korelacja stratygraficzna zdarzeń natury klimatycznej i środowiskowej odtworzonych w konkretnym stanowisku, z zapisami w innych, bliższych i dalszych położeniach, bo tylko wtedy możliwe jest osiągnięcie zgodności na poziomie regionalnym i ponadregionalnym, a także globalnym. Wybrany do badań obszar to znakomity poligon do studiów nad zależnością pomiędzy różnymi czynnikami wpływającymi na informację paleoklimatyczną i paleośrodowiskową zarejestrowaną w lessach. Zostaną one określone wzdłuż doliny Dniepru w wybranych stanowiskach dolinnych i wysoczyznowych na dystansie blisko 700 km – od wysp lessowych na północy po ich zwarte i miąższe pokrywy na południu na wybrzeżu Morza Czarnego.

Metodyka badań: Realizacja projektu oparta jest na zebraniu i zestawieniu danych geologicznych, paleoekologicznych, paleoklimatycznych i chronostratygraficznych. Zostało już dokonane dobre rozpoznanie terenu badań. Wytypowano wstępnie blisko 19 profili położonych wzdłuż doliny Dniepru i po obu stronach rzeki, a badanych szczegółowo będzie 8. Część badań będzie realizowana bezpośrednio w terenie (analiza sedymentologiczna, paleopedologiczna, podatności magnetycznej). Z wysoką rozdzielczością będą pobrane próbki, poddane następnie analizom laboratoryjnym (litologiczna, geochemiczna, mikromorfologiczna, paleobotaniczna, paleomagnetyczna, kolorymetryczna oraz datowaniu). Badania paleomagnetyczne będą przeprowadzone w 2 profilach nadczarnomorskich, gdzie spodziewamy się wyznaczenia granicy epok Brunhes/Matuyama (0,87 miliona lat) jako ważnego repera czasowego. Planuje się także określenie kierunków i siły wiatru w oparciu o analizę nośników podatności magnetycznej, określonych za pomocą pomiarów jej anizotropii. Przy takim ujęciu szeregu celów cząstkowych pracy, nasz projekt ma znaczenie zarówno metodyczne, jak i poznawcze, ponieważ ostatecznym wynikiem będzie:

a) rozpoznanie roli czynników (od lokalnych po globalne) w procesie formowania poszczególnych członów sekwencji lessowo-glebowych; 

b) rekonstrukcja i charakterystyka środowiskowa plejstoceńskich stref paleokrajobrazowych przecinanych przez dolinę Dniepru oraz

c) określenie skali przemieszczeń tych stref pod wpływem zmian klimatycznych. Współcześnie wzdłuż tej doliny przebiega klimatyczna granica pomiędzy wpływami atlantyckimi i kontynentalnymi cyrkulacji atmosferycznej, dlatego też celem projektu jest także określenie tych relacji w plejstocenie. Projekt jest inicjatywą wspólną i będzie realizowany w zespole uznanych badaczy lessów z Polski i z ośrodka kijowskiego.

Oczekiwane efekty: Rekonstrukcje tak jak i prognozowanie zmian klimatu to jedno z największych wyzwań współczesnych nauk o Ziemi i środowisku. Śledzenie jego zmienności i uwarunkowań służy zrozumieniu warunków rozwoju cywilizacji i społeczeństwa od czasów paleolitu. Wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu będą przedstawiane na konferencjach naukowych ogólnopolskich i międzynarodowych oraz w formie cyklu artykułów publikowanych w specjalistycznych czasopismach naukowych o wysokim współczynniku wpływu. Gwarancją powodzenia i szerokiego rozpowszechnienia otrzymanych rezultatów są dotychczasowe sukcesy publikacyjne polsko-ukraińskiego zespołu.

Publikacje:

  • Mroczek P., Łanczont M., Gozhik P., Komar M., Nawrocki J., Hołub B., Standzikowski K., Bogucki A., 2020. Lithology of L1 loess on the northern edge of European loess in the Upper Dnieper River Basin. [In:] Sobczyk A., Ratajczak-Skrzatek U., Kasprzak M., Kotowski A., Marciszak A., Stefaniak K. (Eds.), Conference Proceedings INQUA, 28th September 2020, Quaternary Stratigraphy – palaeoenvironment, sediments, palaeofauna and human migrations across Central Europe, 90-90.