•Paleoekologie = studium vztahů organizmů a prostředí v minulosti. • •Analýza biologických fosilních dokladů je založena na principu aktualismu - většina živočichů i rostlin nalézaných v kvartérním záznamu žije i v současnosti. • •Kvartérní paleoprostředí a jeho změny lze interpretovat na poměrně vysokém stupni spolehlivosti. • •Biologické fosilní doklady: - mikrofosílie - makrofosílie - •Nezbytný sedimentární a geomorfologický kontext paleoekologického zázanamu. • • • Mořské prostředí v kvartéru Oscilace mořské hladiny během posledních čtyř glaciálů obr Labeyrie et al. (2003) balt1 Holocenní vývoj Baltského moře Ehlers (1996) BS1+2 Holocenní transgrese v černomořské pánvi Ryan, Pitman (2000) terasy Terasy korálových útesů, Papua New Guinea (konstantní výzdvih 0,5 mm/rok) IGBP-PAGES (2001) Hlubokomořské sedimenty mocnost kvartérních sedimentů v Pacifiku ~ 300 m, v Atlantiku ~ 500 m (ve vrtech kratší časové úseky, lepší rozlišení záznamu) hiáty v sedimentaci - eroze mořskými proudy, sesuvy, turbidity, nutno hledat plošiny s minimální redepozicí - např. Salomon Plateau v z. Pacifiku korelace mezi vrty – markers, datování Klastická složka hlubokomořských sedimentů jemný terigenní materiál - jíl frakce prach a jemný písek navátý větrem, antropogenní - popel z parníků hrubší částice - IRD (Heinrichovy vrstvy) během maxima posledního glaciálu - zvýšený přínos terigenního materiálu do moří (obnažené šelfy, zvýšená eroze říční, glaciální, eolická) než v interglaciálních podmínkách Organická složka hlubokomořských sedimentů hlavní komponenta hlubokomořských sedimentů (schránky foraminifer, radiolarií, diatom) Vertikální zonalita organických sedimentů - 0–2000 m sedimenty s fragmenty schránek měkkýšů - 2000–4500 m globigerinová bahna - pod 4500 m červené hlubokomořské jíly • CCD – Carbonate Compensation Depth Záznam 18O/16O (δ18O) ze schránek foraminifer ® rekonstrukce kvartérní klimatické historie. 18O/16O sample – 18O/16O standard δ18O = x 1000 18O/16O standard Sedimentární sekvence hlubokých moří zaznamenávají globální klimatické změny. http://www.teara.govt.nz/files/p-9047-niwa.jpg http://descentintotheicehouse.org.uk/wp-content/uploads/Capture4.jpg OIS2 Izotopické složení mořské vody v glaciálu a interglaciálu Lowe a Walker (1997) Kontinentální zalednění http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5c/Perito_Moreno_Glacier_Patagonia_Argentina_Luca_G aluzzi_2005.JPG Zalednění severní polokoule http://www.qpg.geog.cam.ac.uk/lgmextent.html lgm max rez Sedimentární prostředí ledovce Lowe, Walker (1997) mocnostfenoscan Mocnost skandinávského kontinentálního ledovce Lowe, Walker (1997) rebound1 Full-size image (342 K) Dehls et al. 2000, QSR 19, 1447 - 1460 A shaded relief map of Fennoscandia, showing the current apparent uplift rates (in mm/yr) as well as the locations of earthquakes with magnitudes greater than 3.0 since 1965 morava Pleistocenní zalednění Moravy a Slezka Růžičková et al. (2003) Nývlt et al. (2011) sevCechy Kontinentální zalednění severních Čech Růžičková et al. (2003) Nývlt et al. (2011) horskecz Horský ledovec a jeho uloženiny Růžičková et al. (2003) Pleistocenní zalednění Alp Sněžná (firnová) čára se v posledním glaciálu nacházela o 1200 m níže než dnes, ve stř. pleistocénu o 1300-1400 m níže než v současné době Fitzsimons a Veit, 2001 Developments in Quaternary Science, Vol.15, Zalednění Krkonoš • Fig1_color ČERNÉ JEZERO – MORÉNA (GEOMORFOLOGICAL SITUATION) • DSCF5995 DSCF5334 ČERNÉ JEZERO - MORÉNA • Fig2_color ČERNÉ JEZERO – MORÉNA PROFILE • Fig4 ČERNÉ JEZERO – MORÉNA POLLEN PROFILE moreny Růžičková et al. (2003) Periglaciální procesy - permafrost, geliflukce - mechanické (mrazové) zvětrávání - eolická činnost - říční činnost - svahové procesy - denudační a akumulační oblasti ČR - permafrost2 Rozšíření permafrostu na s. polokouli dnes a v blízké budoucnosti National Geographic permafrost1 Charakter permafrostu National Geographic klin Mrazové klíny Czudek (2005) http://www.geology.cz/aplikace/fotoarchiv/sobr.php?r=700&id=7384 www.geology.cz Mrazové klíny kryodef2 kryodef2 Polygonální půda http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Permafrost_stone-rings_hg.jpg http://www.geology.cz/aplikace/fotoarchiv/sobr.php?r=700&id=18497 Pingo (Kanada) http://aurora.uwaterloo.ca/home/sites/default/files/imagecache/resize_original_image/photo_gallery/ Permafrost/Canada%20Pingo%20Park%201-Sep%202002-Peter%20Jalkotzy.jpg www.ccin.ca Nivní prostředí K:\sKEN\příklady\FOTKY-Geomorf\DSCF9183.JPG Vandenberghe J (2003) Climate forcing of fluvial system development: an evolution of ideas. Quaternary Science Reviews 22:2053–2060 vltava Terasový systém Vltavy Kovanda et al. (2001) divocici Sedimentární tělesa divočící řeky Růžičková et al. (2003) http://farm3.static.flickr.com/2668/3692799011_fe2466461b.jpg Divočící řeka meandrujici Sedimentární tělesa meandrující řeky Růžičková et al. (2003) charloton2 Meandrující říční tok Charlton (2008) ložek Řez korytem se sedimenty divočícího a meandrujícího toku Ložek (1973) charloton3 Sedimenty toku laterálně aktivního a neaktivního Charlton (2008) BOHEMIA LOWLAND HRABANOVSKÁ ČERNAVA LABE RIVER MEANDERS PRAHA CHRÁST 13 410 – 13 228 BP KOZLY 1 3900 – 3672 BP KOZLY 2 7029-6644 BP KOZLY 3 9684 - 9452 BP CHRÁST (BŘÍZOVÁ 1999) LABE RIVER MEANDERS PRESENT-DAY LABE RIVER • STŘEDNÍ POLABÍ KOZLY 2 KOZLY 3 KOZLY 1 CHRÁST (BŘÍZOVÁ 1999) CHRÁST LABE RIVER MEANADERS – GEOLOGICAL SITUATION DSCF1273 DSCF1277 DSCF1283 40 cm 130 cm 130 cm 170 cm 230 cm 170 cm CHRÁST PROFILE LITHOLOGY HOLOCENE YOUNGER DRYAS INTERSTADIAL 13 090 – 12 861 BP 12 789 – 12 678 BP 7 508 – 5 323 BP • Chrást - pollen diagram-3 CHRÁST – POLLEN PROFILE Jezerní sedimenty Jezerní sedimenty - klastické (autochtonní, allochtonní) - - chemické – karbonáty (jezerní křída) – bahenní rudy (Finsko, Skotsko) – solná jezera (natronová – Na2CO3, Na2SO4, boraxová-Na2B4O7.10 H2O) - - organické – diatomit (křemelina), – rašeliny, slatiny http://nwcreation.net/images/geology/scablands/lakemissoula.jpg Glaciální jezero Missoula US Geology Survey http://geology.isu.edu/Digital_Geology_Idaho/Module13/LakeMissoula.gif jezero-rez Teplotní rozvrstvení vodního sloupce v jezeře tepelny_rezim Říhová Ambrožová, 2007 PALEOEKOLOGIE STŘEDNÍHO LABE nový-1 MAIN PROFILE SAND DUNE FOTO: M. GOJDA C:\Users\petr\Documents\Polabí\Biologia\Duna-DEF.bmp HRABANOVSKÁ ČERNAVA DUNE HRABANOVSKÁ ČERNAVA POLLEN PROFILE C:\Users\petr\Documents\Polabí\Biologia\Hrabanov-DEF.bmp glacial Alleröd/Bólling glacial Younger Dryas preboeal Early Holocene atlantik Midle Holocene subbor-atlant Late Holocene stredovek Middle Ages ŠÚR – SOUTHWESTERN SLOVAKIA BRNO WIEN BRATISLAVA BUDAPEST ŠÚR •PETR L., ŽÁČKOVÁ P., GRYGAR T. M., PÍŠKOVÁ A., KŘÍŽEK M., TREML V. (2013): Šúr – former Lateglacial and Holocene lake on westernmost margin of Carpathians, Preslia, 85, 239 – 263 • •Šúr – Late Glacial and Holocene former shallow lake in Pannonian lowland near Bratislava •ŠÚR • MÍSTO ODBĚRU ŠÚR 1 – POLLEN PROFILE • C:\Users\petr\Documents\Šúr\Sur-pyl-diagram.bmp 11 329 – 10 908 BP 5 449 – 5 146 BP 3 480 – 3380 BP Eolické sedimenty (sedimenty naváté větrem) Spraše K:\sKEN\příklady\FOTKY-Geomorf\DSCF0738.JPG transpost Transport prachu větrem Růžičková et al. (2003) transport1 Transport písku větrem Růžičková et al. (2003) Spraše • pokrývají 5–10 % povrchu kontinentů, stepní oblasti, intenzivní proudění vzduchu tvořeny prachem (~ 0,05 mm) transportovaným větrem v suspenzi, větší zrna transportována při zemi saltací, charakteristické opracování povrchu zrn • zdroj prachu - pouště, holé deflační plochy v místech, kde se čerstvě uložily sedimenty ledovcové, říční, proluviální •převládá křemen, podstatně méně zrn karbonátu, živců, slídy a jílových minerálů, těžké minerály, > 40 váh. % CaCO3, vápnitost spraší je nezávislá na geologickém podkladu, sialicko-karbonátové větrání → uvolňuje karbonát ze silikátů, který zůstává při povrchu spraše, činnost mikroogranizmů • vysoká pórovitost, sloupcovitá odlučnost, bez výrazného zvrstvení • chladná období pleistocénu, periglaciální podmínky • zrnitost závisí na vzdálenosti od říční nivy, zdroj písku • proveniece spraší dle těžkých minerálů, v ČR řádově kilometry, desítky kilometrů, Ukrajina a Asie stovky tisíce kilometrů • Full-size image (216 K) Haase D. Fink J. Haase G. Ruske R. Pecsi M. Richter H. Altermann M. and Jager K.-D. (2007): Loess in Europe - its spatial distribution based on a European Loess Map, scale 1:2,500,000, Quaternary Science Reviews, 26, 1301–1312 Rozšíření eolických sedimentů v Československu Ložek (1973) cyklus Klimatický cyklus vzniku spraší a fosilních půd Ložek (1973) sprase4 Sprašový profil v Dolních Věstonicích Ložek (1973) Fuchs et al. 2012 red_hill Komplex spraší a fosilních půd - Červený kopec v Brně Kukla (1975) Middle Pleniglacial pedogenesis on the northwestern edge of the Carpathian basin: A multidisciplinary investigation of the Bíňa pedo-sedimentary section, SW Slovakia Hošek et al. 2017 3Paleo Sprašový profil v Bíňa (Slovensko) Foto L. Lisá Váté písky K:\sKEN\příklady\FOTKY-Geomorf\DSCF1124.JPG pouste Rozšíření oblastí s výskytem eolických písků Monroe, Wicander (1997) Naváté písky • pouště, mořské pobřeží • pleistocén - obnažený šelf, terasové sedimenty, glacifluviální sedimenty • vznik na konci doby ledové (před rozvojem vegetace a půd) a v holocénu (v aridních oblastech) •sz. Evropa (Británie, Belgie, Holandsko, Německo, Dánsko, Polsko) - většinou horizontálně zvrstvené písky (cover sands), směrem k V přibývá dun (zvyšuje se aridita) Eolické opracování křemenných zrn Růžičková et al. (2003) duny Pískové duny duna K:\sKEN\příklady\FOTKY-Geomorf\DSCF1115.JPG Somotor – východní Slovensko mezidunová sníženina Naváté písky v České republice V blízkosti vodních toků pokrývají nejmladší říční terasy, nejsou známi starší než z posledního glaciálu • údolí velkých řek (Polabí, j. Morava, j. Čechy), duny na v. březích • naváté písky nevápnité, vápnité (pokryté stepní vegetací) - jv. Morava • •Vápnité váté písky na východním Slovensku jsou remodelované fluviální sedimenty vlkov Růžičková et al. (2003) Naváté písky v České republice V blízkosti vodních toků pokrývají nejmladší říční terasy, nejsou známi starší než z posledního glaciálu • údolí velkých řek (Polabí, j. Morava, j. Čechy), duny na v. březích • naváté písky nevápnité, vápnité (pokryté stepní vegetací) - jv. Morava • •Vápnité váté písky na východním Slovensku jsou remodelované fluviální sedimenty Svahové sedimenty C:\Users\petr\Documents\Spraš\DSC01047.JPG Svahové sedimenty (deluviální, colluvial deposits) - transport podmíněn gravitací roli hraje také voda, led, vítr, sklon svahu Členění: gravitační s.s. gravitační sesuvové gravitační ploužené gravitační proudové splachové Výskyt - dynamický horský reliéf – sklony svahů do 40° - skalní města v České křídové pánvi - České středohoří - krasové oblasti – sedimenty jeskynních vchodů (opady, tmelené CaCO3). sut3 České středohoří D8, 2013 www.idnes.cz http://i.idnes.cz/13/062/cl6/ALH4bdc3c_sesuv.JPG •Hybkaňa – It is 11,5 depth former lake, Vihorlat mts. in 950 m.a.s.l. •HÁJKOVÁ P., PAŘIL P., PETR L., CHATTOVÁ B., GRYGAR T. M., HEIRI O. (2016): A first chironomid-based summer temperature reconstruction (13-5 ka BP) around 49 degrees N in inland Europe compared with local lake development, Quaternary Science Reviews, 141, 94-111 • • J:\KRAKOW\DSCF0582.JPG •HYBKAŇA • •HYBKAŇA – climate and environmental reconstruction • •HYBKAŇA – pollen profile Plošná geliflukce - vznik velmi rozšířených svahových sedimentů - nejrůznější složení - převažující složkou je jíl a prach, větší klasty „plavou“ v matrix - často paralelní zvrstvení, textury hrnutí - může způsobovat hákování podložních vrstev lozek svah Růžičková et al. (2003) kovanda Úpatní série Chlupáč et al. (2002) Kvartérní vulkanity a pyroklastické sedimenty 3. neovulkanická fáze (2,7-0,9 Ma) - nasypané kužely, lávové příkrovy, proudy, žíly nebo stratovulkány - Západní Čechy – kužele struskových pyroklastik a žíly - Komorní hůrka (0,11-0,95 Ma) – pyroklastika melilitu, proťatého žilou nefelínitu, - Železná hůrka (0,17-1,50 Ma) – olivinický nefelinit Nízký Jeseník - stratovulkány Malý a Velký Roudný (bazanitové a čedičové lávové proudy až 5 km dlouhé a 50 m mocné), Venušina sopka a Uhlířský vrch (stáří 3,3-0,8 Ma) - Dozvuky vulkanické činnosti - výrony CO2 – SOOS, ve vrtech (Slaný, Bruntál, Rýmařov) Železná hůrka – pyroklastika složení olivinického nefelinitu 11_6_Pyroklastika_olivin_nefelinity_Zelezna_%20hurka Foto R. Grygar http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/Maare.jpg Maarová jezera, Eifel Německo Sedimenty krasových oblastí K:\sKEN\příklady\FOTKY-Geomorf\DSCF9346.JPG urovne serie Sedimenty jeskynních vchodů Ložek (1973) CR Krasové oblasti Československa Ložek (1973) Karbonáty krasových pramenů • krasové vývěry (vápencové oblasti) – pěnovcové kaskády, většinou holocenní stáří • puklinové a vrstevní prameny (např. slínovce, břidlice) • prameny na zlomech (termální vody) – akumulace v podobě travertinových kup, vřídlovce, pramenity, ukládání během celého kvartéru i v neogénu Pěnovce - sypké, strukturní - kaskádové stupně, výplně údolí - hojné paleontologické pozůstatky (listy, plody, pyly, měkkýši, ostrakoda, obratlovci) - hojné archeologické pozůstatky - osídlení při pramenech penitec 9.5 8.4 6.8 6.2 4.6 2.5 3.6 Svatý Jan pod Skalou – pěnovcová kaskáda ČESKÝ KRAS Žák et al. (2001) Foto J. Kadlec stáří v tisících let •MITUCHOVCE – calcareous spring fen in Biele Karpaty mts. •Landscape of rich grassland •Hájek, M. et al. (2016) Contrasting Holocene environmental histories may explain patterns of species • richness and rarity in a Central European landscape. Quaternary Science Reviews 133:48–61 …to je vše. J:\KRAKOW\DSCF1225.JPG