Rekonstrukcja warunków paleośrodowiskowych vistulianu na podstawie analizy nacieków jaskiniowych z Demänovskiego Systemu Jaskiniowego (Niżne Tatry)

• Main Author: Podgórska, Dorota
• Other Authors: Gradziński, Michał, Pawlak, Jacek
• Format: Other/Unknown Material
• Language: Polish
• Published: 2019
• Subjects: kras; \delta^{18}O; \delta^{13}C; paleoklimat; plejstocen; Karpaty Centralne; karst; palaeoclimate; Pleistocene; Central Carpathians; Greenland; Dane; Tempa; Greenland ice cores
• Online Access: https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/87262

Rekonstrukcja warunków paleośrodowiskowych podczas vistulianu została przeprowadzona na podstawie trzech nacieków pochodzących z Demänovskiego Systemu Jaskiniowego położonego w Niżnych Tatrach (Słowacja). Badaniom poddano naciek DIC2, polewę VD1 i stalagmit PD4. Nacieki zostały dobrane tak, aby reprezentowały różne części jaskini. Wiek badanych nacieków został określony metodą U-Th. Z uzyskanych danych utworzono modele wiek-głębokość, które pozwoliły na ustalenie tempa wzrostu badanych nacieków i umożliwiły analizy zmienności w czasie cech mikrofacjalnych oraz proporcji izotopów trwałych C i O. Badane nacieki krystalizowały w czasie: naciek DIC2 od około 104 ka do 72 ka, polewa VD1 od około 68 ka do 32 ka, a stalagmit PD4 od około 47 ka do 35 ka. Przeprowadzone obserwacje petrograficzne pozwoliły na wydzielenie następujących mikrofacji: kolumnowej, dendrytycznej, rytmicznie laminowanej oraz igłowej. Krystalizacja nacieków w czasie około 104-87 ka, 80-72 ka oraz 68-32 ka (to jest w czasie MIS 5c, MIS 5a, późnego MIS 4 i MIS 3) dowodzi, że na terenie Niżnych Tatr panowały wówczas sprzyjające warunki, umożliwiające rozpuszczanie węglanowego podłoża w strefie epikrasu, migrację wody perkolacyjnej i wytrącanie nacieków jaskiniowych. Zapis z krzywych izotopowych tlenu (δ18O) i węgla (δ13C) w badanych naciekach odpowiada zgrubnie zmianom paleoklimatycznym zaobserwowanym na terenie Europy. Dane te odzwierciedlają również zmiany zapisane w krzywych grenlandzkich. Z dużym prawdopodobieństwem w krzywych zmienności δ18O zostały zidentyfikowane ekwiwalenty grenlandzkich interstadiałów GI 14, GI 11 lub 12 i GI 8 lub 9. Stosunkowo wysokie wartości δ18O z nacieków wzrastających w czasie późnego MIS 4 i MIS 3 są interpretowane jako efekt preferencyjnego zasilania tych nacieków 'ciężką izotopowo' wodą z opadów letnich, natomiast wysokie wartości δ13C dowodzą ubogiej wegetacji i słabo rozwiniętych gleb podczas wzrostu tych nacieków. The reconstruction of paleoenvironmental conditions during the Vistulian period was based on three speleothems formed in the Demänová Cave System in the Low Tatra Mountains (Slovakia). The investigation was based on the speleothem DIC2, the flowstone VD1 and the stalagmite PD4. The speleothems were selected to represent different parts of the cave. The age of the speleothems was determined using U-series dating and the age-depth models were created. They allowed determining the growth rate of the speleothems as well as performing time analysis of microfacies variability and changes of C and O stable isotope ratios. The studied speleothems crystalized in the following periods: speleothem DIC2 from ca. 104 ka to 72 ka, flowstone VD1 from ca. 68 ka to 32 ka and stalagmite PD4 from ca. 47 ka to 35 ka. Petrographic observations allowed the distinction of the following microfacies: columnar, dendritic, rhythmically laminated and acicular. The crystalization of speleothems during: ca. 104-87 ka, 80-72 ka and 68-32 ka, that is during the MIS 5c, MIS 5a, late MIS 4 and MIS 3, proves that favourable conditions were present in the area of the Low Tatra Mountains, which allowed the dissolution of carbonate bedrock in the epikarst zone, migration of percolating water down the karst massif and precipitation of speleothems in the cave. The variations of δ13C and δ18O of the speleothems studied correspond to palaeoenvironmental changes recorded so-far in Europe. They reflect the changes recorded in Greenland ice cores as well. The record of the Greenland interstadials GI 14, GI 12 or GI 11, and GI 9 or GI 8 have been detected in δ18O variations of the studied speleothems. The relatively high values of δ18O are interpreted as resulted from preferential feeding of the speleothems which grew during the late MIS 4 and MIS 3 by ‘isotopically heavy’ summer water. The high values of δ13C prove scarce vegetation and weakly developed soils during the growth of these speleothems.