Klimatické změny v mladším kenofytiku Kvartér: pleistocén – holocén • Svrchnokřídové hladiny moře – o 200 - 300m výše než dnes – výzdvih středooatlantického hřbetu, vzrůst rychlosti rozšiřování oceánského dna (podél středooceánských hřbetů (Pacifik, Indický oceán) a vznik rozsáhlých podmořských lávových ploch. Vedlo k masívním transgresím (mořským záplavám) rozsáhlých území - mohly přispět ke globálnímu oteplení (snížení albeda, zvýšení množství vodních par – nejefektivnější skleníkový plyn) - předpoklad vzrůstu teploty až o 8°C-13°C ve srovnání s dneškem. Toto souhlasí se vzrůstem teplot o 6°C-16°C, zjištěných na základě studia mělkovodních mořských fosilií Terestrické příčiny postupného pokřídového poklesu teplot výlevy na kontinentech (křídové plató bazalty, trapy – Indie)- uvolnění velkého množství CO2 do atmosféry – asi 3-15x více než je současná předprůmyslová úroveň 280 ppm = skleníkový efekt, oteplení o 3°C-8°C ukončení magmatické aktivity = ochlazení. Snížení množství atmosférického CO2 + snížená hladina světového oceánu = vzrůst sezónnosti klimatu (zvláště vyšší zeměpisné šířky - zalednění) svrchní křída - polární oblasti mnohem teplejší, atmosféra vysokých zeměpisných šířek mohla udržet až o 1000 % více vodních par, než je tomu dnes Úbytek vodních par během kenozoika mohl hrát v globálním klimatu významnou roli. V té době se hlavní oblasti vzniku atmosférických vodních par (tropické a subtropické oceány) zmenšovaly, zvláště po uzavření Tethydy Svrchnoterciérní orogenetická činnost mohla významně ovlivnit atmosférickou cirkulaci. Z klimatických modelů vyplývá, že v důsledku vyzdvižení rozsáhlých oblastí (západní USA, Colorado, Himálaj a Tibetská plošina) se původně vlhčí oblasti staly suššími a severní šířky chladnějšími. Základní předpoklady pro ochlazení klimatu od konce terciéru: Hlavní roli v magmatické a vulkanické činnosti mají CO2 a vytvoření sirných aerosolů. Ty zvyšují albedo Země. Jsou to ještě významnější činitelé než sopečný prach - v atmosféře se udrží řádově desítky až stovky let vztah mezi vulkanismem a klimatem . Rozsáhlé erupce na Kamčatce - vzrůst polárních ledovců do té míry, že dosáhly okrajů moře Vyzvednutí plošně rozsáhlých oblastí kontinentální kůry může vývoj klimatu ovlivnit následovně: • vyzvednutí oblastí nad regionální sněžnou linii (limit ledovce) umožňuje vznik ledovce (Centra hlavní kvartérní ledovcové akumulace na severní polokouli – těsně k oblastem ohraničujícím Atlantský oceán a Labradorské moře. Tyto oblasti byly vyzvednuty v terciéru až o 2 km). • ovlivnění průběhu globální atmosférické cirkulace • vzrůst zvětrávací rychlosti odstranění CO2 z atmosféry – chemické zvětrávání hornin výrazně spotřebovává množství CO2 v atmosféře = globální ochlazení Pohled z Alte Prager Hütte na ledovec Schlatenkees a horu Großvenediger. Je zde patrná akumulační a ablační oblast. Výzdvih oblasti – Colorado – snižování erozní báze - hluboké kaňony řek - obrovský transport sedimentů, větrná eroze - Tibetská plošina - výzdvih asi o 5 km – významný event v historii Země. Vlhké humidní klima na j. a jz. okraji - výjimečně rozsáhlé zvětrávací procesy - Ganga a Indus - odnos množství materiálu z Himálaje a Tibetu = zvýšená sedimentační rychlost v Indickém oceánu + pohřbení množství organického materiálu (= další úbytek CO2 z atmosféry) Desetinásobný vzrůst prašnosti atmosféry ve vysokých severních zeměpisných šířkách v té době zapříčinil výrazné ochlazení zemského povrchu, které vedlo v době před 3,6 Ma a 2,6 Ma k vytvoření ledovců Vyzvednutí Tibetské plošiny zesílilo asijské monzunové větry, řízené zvýšenými teplotními rozdíly na plošině v zimě a v létě. Zimní chlad je zdůrazněn odtokem chladného vzduchu z náhorní plošiny. V Severní Americe vyplynuly chladnější zimy z posunutí od převážně západních větrů k severním (od Z bariéra - vyzdvižené Kordillery) – kontinentalita, ochlazení Počítačový model změn klimatu v důsledku svrchnoterciérního výzdvihu Tibetské plošiny a západní Severní Ameriky. Posledních 2,6 milionů let je celkově charakteristické velmi nízkými teplotami a dochází k poměrně rychlému střídání - dob ledových (glaciálů; rozšiřování polárních ledovců do nižších zeměpisných šířek) - meziledových (interglaciálů; razantní oteplení) https://www.wired.com/story/colossal-biosciences-mammoth/ https://deeptimemaps.com/map-lists-thumbnails/global-series/ Kvartér Počátek kvartéru báze mořského stupně gelas (angl. „Gelasian“) – 2,588 mil. báze chronozóny magnetické polarity C2r (Matuyama) Nad ní vymírání vápnitých nanofosilií Discoaster pentaradiatus a D. surculus Data z oceánských vrtů a polárních ledovců - během posledního studeného cyklu bylo podstatně méně atmosférického CO2 než během minulých nebo současného interglaciálu (Shackleton et al. 1983) a podobně to bylo i s množstvím CH4. Z těsné paralely mezi množstvím CO2 a teplotních profilů Antarktických ledovcových vrtů vyplývá, že množství CO2 mohlo výrazně ovlivnit (zmírnit) dlouhotrvající klimatické změny způsobené vlivem astronomických faktorů (podobně i CH4). dřívější názory – trvání kvartéru asi 1 mil. let, na rozdíl od terciéru - přítomnost glaciálů nové výzkumy - vyšší zeměp. šířky postiženy glaciál. aktivitou dlouho před předpokládaným počátkem kvartéru - glaciální činnost ve svrchním terciéru Aljašky a Grónska Během interglaciálů – ve středních a vyšších zeměpisných šířkách nezřídka vyšší teploty než dnes. Trafalgar Square (Londýn) v době eemského interglaciálu. Značné amplitudy klimatických oscilací - rychlost jejich střídání a intenzita chladných období V některých částech světa – kolísání až o 15°C mezi teplými a studenými obdobími změny velmi rychlé – za posledních 800 000 let – celkem 10 plně glaciálních / interglaciálních cyklů hlubokomořské sedimenty - na 50 chladných (nebo glaciálních) výkyvů a odpovídající počet výkyvů teplých (interglaciálních) během kvartéru (Shackleton et. al. 1990) a) střední a vyšší zeměpisné šířky – růst a ústup ledovců a údolních ledovců, oblasti ovlivněné periglaciálním (chladným) klimatem expandovaly nebo ustupovaly. Posun teplotních pásem až 30 šířkových stupňů.. b) nižší zeměp. šířky – okraje pouští a savan se posouvaly až o několik stupňů (důsledek střídání aridních a humidních fází). Tropický humidní pás - v ledových dobách zúžení až na refugia, v meziledových dobách rozšiřování i přes své dnešní hranice (!), rostliny a živočichové se přizpůsobovali tomuto měnícímu se klimatu Klimatické změny Nejmladší období - holocén – oteplování po skončení posledního glaciálu, postupný vliv člověka na krajinu Změny teplot a srážkové činnosti - změny vodních režimů řek, pedogenetických procesů, kolísání hladiny moře až o 150 m Výška hladiny oceánu během Kvartéru (současná hladina 0) Konfigurace pobřeží v periodě největšího rozsahu zalednění (wisla - würm) GEOLOGICKÉ OBDOBÍ KONTINENTÁLNÍ ZALEDNĚNÍ SEV. EVROPY HORSKÉ ZALEDNĚNÍ ALP STÁŘÍ (MILIONY LET) Pleistocén svrchní Weichsel (glaciál) Würm (3 stadiály) 0,129Eem (interglaciál) Riss/Würm chiban Saale (glaciál) Riss (3 stadiály) 0,774 Holstein (interglaciál) Mindel/Riss Elster (glaciál) Mindel (2stadiály) Cromer (několik gl. a igl.) Haslach Günz/Mindel calabr Bavel (několik gl. a ingl.) Günz (2 stadiály) 1,80 Donau/Günz Menap (glaciál) Donau (3 stadiály)Waal (integlaciál) Eburon (glaciál) gelas 2,58 Ve Středozemí, které mělo mírné až subtropické klima, pak kulminovaly pluviály, vlhká období. pozdější výzkumy, zejména W. Soergela (1939) však ukázaly, že toto členění dob ledových je příliš hrubé - glaciály lze rozčlenit na období náporu zalednění (stadiály) a teplejší mezidobí (interstadiály). Jednotlivé stadiály mají číselné indexy První badatelé si k pojmenování glaciálů vybrali jména řek, které stékají z Alp a vytváří přítoky řeky Dunaj. První rozlišenou dobou ledovou byla ledová doba dunajská- Donau. Následující - Günz, Mindel, Riss a poslední pátou Würm. Vedle horských (alpských) dob ledových rozeznávají vědci i severské (kontinentální) zalednění (glaciály) – viz. Mezinárodní stupnice Doby ledové PLEISTOCÉN: spodní – střední - svrchní • svrchní pleistocén – báze 0,126 Ma – báze eemského interglaciálu (= báze OIS 5e) před poslední glaciální epizodou pleistocénu HOLOCÉN • báze přesně 10 000 14C let ( = 11,7 ka kalend. let) spodní pleistocén – báze 2,588 Ma střední pleistocén – báze 0,781 Ma – Brunhes / Matuyama Globigerina Emiliania huxleyi Vznik rodu Homo Vrt Vostok - antarktickým ledovcem dosáhl hladiny subglaciálního jezera Vostok. Interglaciály trvají kratší dobu než glaciály. Zatímco nástup glaciálu je pozvolný a pomalý, jeho konec spojený s prudkým oteplením a rychlým táním ledovců je pak rychlý. Curieho bod Inverze magnetického pole Divergentní rozhraní litosférických desek – desky se vzdalují, jsou odtlačovány vystupujícím magmatem Podél středooceánských hřbetů lze pozorovat pásma magmatických hornin, s inverzně a normálně zmagnetovanými minerály. Tyto pásy jsou symetrické podél osy hřbetu Magnetické pole Země – vytváří se elektrickým proudem vznikajícím prouděním tekutého vnějšího zemského jádra mezi pevným vnitřním jádrem planety a zemským pláštěm geodynamo. Chrání povrch planety před kosmickým zářením Geomagnetické pole je v čase proměnlivé a to nejen v síle, ale i v polaritě - přepólování, která se v minulosti často měnila. Ke změnám polarity, které samotné trvají tisíce let, dochází nepravidelně (zhruba několika desítkách tisíc let) Metoda je založena na magnetizaci kovových částic v horninách – částice se namagnetují během vychládání magmatu ve směru převládajícího geomagnetického pole a vykazují vlastní magnetismus (sekundární zbytkové magnetizace) Nebo v sedimentárních horninách, kde se částice orientují během ukládání z média Výzkumy neandertálské DNA extrahované z koster, indikují, že poslední společný předek neandertálců a moderních lidí žil před 700 000 lety a k definitivnímu rozštěpení obou druhů došlo zhruba před 370 000 lety. (Mohlo to ale být už před 800 000 lety.) Do té doby také spadá doložené využívání ohně neandrtálci. Homo heidelbergensis byl v Evropě záhy konfrontován s prudkými klimatickými výkyvy charakterizujícími nástup dob ledových. Stáří společného ženského předka všech neandertálců odpovídá vrcholu tzv. mindelského (elsterského) glaciálu, kdy se v Evropě objevují první hominidé se zárodečnými neandertálskými rysy. Ve své typické podobě se neandertálci vynořují na konci dalšího(risského/saalského) glaciálu před 130 000 lety. Marinní izotopové stupně - podle hodnoty δ18O: Ledovcový vrt Vostok zachytil led do stůáří cca 400 000let, starší stupně na základě složení schránek mořských organizmů •MIS 1 - 11 000 - konec mlašího Dryasu, začátek holocénu dodnes •MIS 2 – 24 000 - období posledního glaciálního maxima - Last Glacial Maximum •MIS 3 - 60 000 •MIS 4 - 71 (74) 000 – svrchní paleolit, jeskynní kresby, postupně mizí neandertalci •MIS 5 - 130 000, interglaciál Eem – rozdělený: a- e: podobný MIS 11, stabilní obdobně jako holocén, na severní polokouli obdobné průměrné roční teploty, ale vyšší sezonalita, nejvyšší teplota před 125,000 – stř. Evropa o 1-3oC tepleji než dnes, hranice lesa nad polárním kruhem – dnes tundra, jižně od Alp - o 1-2oC chladněji než dnes • MIS 6 - 190 000 - počátek středního paleolitu •MIS 7 - 244 000 •MIS 8 - 301 000 – glaciál Saale MIS 9 – 334 000– interglaciál Holstein – vyšší mořské hladiny, na Britských ostrovech místně • MIS 10 - 364 000 + MIS 11 – 427 000,-– interglaciál Holstein – nejpodobnější současnosti MIS1 – složení atmosféry jako před průmyslovou revolucí, největší deglaciace, teplejší moře ve vyšších zem. šířkách expanze korálových rifů – zvýšená akumulace karbonátů, bloomy Ca nannoplanktonu, vyšší hladina oceánu než dnes Maximální rozšíření kontinentálních ledovců před 50 – 18 tisíci lety Paleogeografie v pleistocénu kontinentální ledovec kontinentální ledovec tundra tajga prérie pampy stepi V nejsilnějším glaciálu – wisla -zaledněno až 30% povrchu země Části Aljašky a Sibiře nebyly zaledněné v důsledku nedostatku srážek – Není dost vody k akumulaci ledu . Evropa během posledního glaciálního maxima - 20,000 let Rozšíření kontinentálního ledovce v Evropě – střední pleistocén Rozšíření podle morén Fialově rozsah alpských ledovců během Würmu Modře – starší zalednění Čelo ledovce 300m, Skandinávie - 3000m Vznik morén – nesený horninový materiál, nebo tlačený před čelem Ledovce kontinentální x horské • Kryosféra: ledovce, permafrost, mořský led Ledovcové trogy - visuté údolí Hutensee (Alpy) Kryoplanační terasy - Krkonoše Modelace krajiny souvky Materiál morény – till netříděný Ledovcové ohlazy Jevy periglaciální – velmi chladné klima půdní led – zvířené, dlážděné půdy, permafrost málo vegetace – zvýšená eroze zejména větrem Zvířené půdy – polygonální Luční hora - Krkonoše Hrance a bludné (eratické) balvany kamenná moře Soliflukcí rozvlečené fosilní půdy – půdotok – rozmrzlá tenká vrstva nasycená vodou stéká po zmrzlém podkladu Permafrost ( věčně nebo dlouhodobě zmrzlá půda) je hornina, zvětralina nebo i půda, jejíž teplota je po dobu dvou či více let nižší než 0 °C. Mocnost permafrostu dosahuje až několika stovek metrů. Obsahuje velké množství rozložené biomasy. S postupným odtáváním permafrostu se do atmosféry uvolňují plyny jako metan nebo oxid uhličitý – zvyšování skleníkového efektu Degradace permafrostu na pobřeží Aljašky (2017) Suché chladné klima – prachové bouře – akumulace spraše Liang –Čína – velká čínská sprašová tabule Čína - nejkompletnější sprašová souvrství na světě, vrstevní sledy zachycující posledních více než 2 miliony let. Světové rozšíření spraší Váté písky La grande Pille Atlantické pobřeží Francie Písčité duny - písky pocházejí ze sedimentů řeky Moravy, které vyváty v glaciálech. Místy dosahují mocnosti až 30 metrů – území Moravské Sahary V minulosti zdejší oblast sloužila především pastevectví, takže došlo k výraznému odlesnění celého okolí. Na konci 18. století se tady vytvořily dokonce pohyblivé písčité duny – nezřídka se tomuto kraji dodnes říkává Moravská Sahara. Borové lesy, vysázené do původních dubových porostů koncem 19. století, spoutaly zdejší pohyblivé písečné přesypy, které ohrožovaly i okolní pole. https://www.kudyznudy.cz/aktivity/vate-pisky-u-bzence-moravska- sahara půdní horizonty střídající se s vrstvami spraší Střídání glaciálů a interglaciálů Mělčany, j. od Brna Interglaciály – vyšší teplota i humidita tvorba půd – Rozvětrané horniny + živé i mrtvé organizmy Sprašová rokle Zeměchy – (u Kralup) zhruba 450 m dlouhá a v průměru 15 m hluboká erozní rokle, vzniklá v mohutných vrstvách spraše. Stratigrafický profil mezi starším a mladším pleistocénem, v jehož vrstvách je možné pozorovat pohřbené půdy - černozem. Spraš se zde ukládala více než 200 000 let Nazváno podle holandské řeky Eem, v jejímž korytě byly roku 1875 nalezeny ulity mořských plžů rodu Bittium, kteří se vyskytují ve Středozemním moři – tzn. že v té době muselo být klima teplejší než dnes a hladina moře výše Zde v eemském období byla průměrná globální teplota nejméně o 5 °C vyšší než v holocénu. Ledovců bylo méně, hranice lesa ležela zhruba o 600 km severněji, hladina světového oceánu mohla být až o osm metrů výše (údolí řeky Eem proto bylo zaplaveno mořem. V Evropě lesní i stepní biomy, Středoevropskou vegetaci tvořily převážně jilm, habr, dub, bříza a líska, fauna zahrnovala vedle jelenů a medvědů také slony a nosorožce. Velký rozmach v této době zažila populace neandertálců. Poslední doba meziledová, tzv. eemský či riss-würmský interglaciál, nastala zhruba před 130 tisíci a skončila zhruba před 115 tisíci lety. Doggerland – zmizelá – zaplavená pevnina mezi britskými ostrovy a Skandinávií – Známé jsou archeologické nálezy, rekonstruovaná říční síť – Předpoklad opouštění stanovišť ve spěchu Lamanšský průliv (francouzsky La Manche, anglicky English Channel) – existuje více než 50 milionů let. Asi před 600 000 lety existovala pozemní bariéra - hřeben WealdArtois, který spojoval Británii s evropským kontinentem (asi o 30 metrů výše než tehdejší hladina moře), za ním ledovcové jezero v Doverském průlivu. Během chladných období až do doby před 500 000 lety byly dno Lamanšského průlivu a jih Severního moře odvodňovány samostatnými říčními systémy. Někdy, pravděpodobně před 425 000 lety a znovu asi o 225 000 let později, bariéra selhala nebo byla překonána - katastrofální povodeň, která trvale odklonila Rýn do Lamanšského průlivu. Kvartérní klimatický cyklus • klimatický cyklus odráží změny v sedimentaci, tvorbu půd, vznik určitých rostlinných a živočišných společenstev • jednotlivé sledy se opakují, vytváří klimatický cyklus • základní cyklus vždy začíná určitým teplým obdobím, následuje studené 1. fáze • kataglaciální fáze (závěr glaciálu, časný interglaciál) – rychlé oteplování, rozvoj vegetace • tání permafrostu, intenzivní svahové a fluviální periglaciální procesy, zeslabování mrazového zvětrávání hornin • vyznívání sprašové sedimentace, zánik geliflukce • vývoj meandrujících řek 2. fáze • teplé a vlhké interglaciální období, humidní morfogeneze • tvorba lesních parahnědozemí na spraších • rozšíření vegetace • zeslabení svahových a fluviálních procesů, ustávání eolické činnosti, erozní + sedimentační klid Ložek (1999) 3. fáze • dlouhé anaglaciální období – řada teplých a studených výkyvů, celkové ochlazení, aridizace • úbytek lesní vegetace • mrazové zvětrávání, svahové procesy, promrzání, permafrost • převaha divočících a anastomózních vodních toků, na počátku laterální eroze, termoeroze • ukládání mocných poloh štěrků a písků, vznik syngenetických ledových klínů 4. fáze • pokračující ochlazování klimatu, rozšiřování studených stepí, hodně ukládání spraše 5. fáze • ochlazování, pokračování periglaciálních geomorfologických procesů, permafrost • intenzivní mrazové zvětrávání, geliflukce, plošný splach, všechny kryogenní struktury • tundrová vegetace • převaha divočících a anastomózních řek, místy sprašová sedimentace • akumulace štěrků a písků v údolích, na svazích akumulace zvrstvených sutí 6. fáze • hlavní sprašové období pleniglaciálu, mocné pokryvy spraší • suché klima • permafrost s nejnižší teplotou a největší hloubkou • vývoj sprašové stepi a tundry, v nejvyšších polohách studené pouště • rozsáhlá tvorba mrazových klínů, fluviální sedimentace zpomalená Hominidi – 30 tis. – vytlačení posledních neandertálců moderním člověkem Masové vymírání velkých savců 14 tis. – počátek ústupu ledovců, 11,7 tis. – počátek holocénu (interglaciál). Náhlý vzrůst teplot o 5-7 °C, hladina moře o 120 m zvýšená Eurasie – studená step a tundra rychle mizí, Evropa pokryta lesem (Pinus, Picea). Stepní a tundrové prvky – daleko na severu – Rangifer tarandus (sob). Mizí největší savci – poslední mamut v Evropě (Dánsko, Švédsko) – 13 tis., na Sibiři 10 tis., někteří přežili až do 4 tis. (ostrovy severně od Sibiře) Vliv člověka – asi příčina vyhynutí jeskynního medvěda v Evropě (18 ka) – bez přímých důkazů, možná i ostatních zástupců velkých savců. Ursus spelaeus (medvěd jeskynní) Panthera leo spelaea (lev jeskynní). Megaloceros giganteus hibernicus. Coelodonta antiquitatis (nosorožec srstnatý) Zdvih Skandinávie po ústupu ledovce Během dposlední doby ledové – Skandinávie – ledovcové trogy až k moři Vlivem odtávání ledu – zvýšení mmořské hladiny – trogy pod mořskou vodu – fjordy Čelo skandinávských ledovců až 300m na výšku – obrovská hmotnost a tlak na podloží Poodtávání ledovce – vyklenování centrální části poloostrova- ponořování přímořských okrajů Kromě Norska lze vidět další fjordy na území Kanady, dánska a několik jich je možno spatřit i v Irsku (hrabství Mayo u města Westport). Na jižní polokouli se mnoho fjordů nachází v chilské Patagonii, v Kerguelenu (Francie) a v oblasti Fiordland na Jižním ostrově Nového Zélandu. Od počátku kvartéru se postupně ochuzovala druhová bohatost původní terciérní flóry (vždyzelené smíšené lesy s podílem opadavých listnatých dřevin). Již v období starého pleistocénu (cca 2,4 mil. let BP – 760 000 let BP) začal ústup klimaticky náročnějších dřevin, takže z původních “terciérních” elementů jich zůstalo asi 5% (Sciadopitys, Tsuga, Carya, Pterocarya, Eucommia). Tyto teplotně náročné druhy ustupovaly buď jižněji anebo v Evropě zcela vyhynuly – Alpy a Karpaty směr rovnoběžkový – bariéra při navracení druhů po oteplení Jde o mnoho taxonů, které pleistocén přežily v Asii nebo Americe - nejvyšší pohoří S-J směr, V období glaciálů se flóra vždy ochuzovala, lesní dřeviny – reprezentovány hlavně jehličnany, zatímco klimaticky náročnější dřeviny vždy ustupovaly do refugií. V interglaciálech docházelo k opětovnému šíření lesa. Stručný přehled vegetace v pleistocénu Magnolia Liliovník tulipánokvětý (Liriodendron tulipifera) Jedlovec kanadský (Tsuga canadensis), Gumojilm jilmový (Eucommia ulmoides) Lapina (Pterocarya), česky též paořech Ilex -cesmína - microsporangium r. Azolla s glochidiem Přbližně uprostřed středního pleistocénu – (Interglaciál Holstein = M-R – cca 230 000 – 245 000 BP) rostla i u nás ještě např. Pterocarya, a vodní kapradina Azolla. Hojné byly dřeviny jako Carpinus (habr), Fagus (buk), Abies (jedle), Picea (smrk) a dřeviny dnešních smíšených doubrav. Příznivé klimatické podmínky oceánického charakteru dosvědčují pravidelné výskyty rodů Hedera (břečťan), Taxus (tis), Buxus (zimostráz) a Ilex (cesmína), které se v dnešní vegetaci ČR přirozeně nevyskytují. Sedimenty na s. Moravě (Stonava apod.), nebo v jeskyni Za hájovnou - Javoříčský kras. Mladší pleistocén: interglaciál Eem (cca 115 000 – 128/130 000 BP) a Wiselský (Wűrmský) glaciál je již vegetačně ochuzený. V lesích Eemu Evropy rostly již pouze dřeviny, které zde rostou dodnes. Wiselský glaciál (würm) v trvání od 117 000 do 14 000 BP - poměrně dlouhé chladné období s několika mírně teplejšími výkyvy Stř. a Z.Evropa Složení rostlinného společenstva: po celou dobu glaciálu víceméně konstantní, druhová diverzita byla nízká Krajina tedy měla charakter travnaté stepi s ostrůvky jehličnatých lesů. Docházelo pouze ke změnám v rozšiřování nebo zmenšování stepní a stromové vegetace Ve vrcholném období glaciálu LGM (60 000 až 13 000 BP) vzrůstala aridita a převažovala bezlesá stanoviště. - V nízkých suchých oblastech vznikly rozlehlé sprašové stepi, jejichž vegetace měla vysoký podíl merlíkovitých Chenopodiaceae a pelyňku (Artemisia). Dryádka osmiplátečná (Dryas octopetala) – podle ní nazvány poslední chladná období Dryas - Sprašový stupeň byl lemován vyšším stupněm s příznivějšími vlhkostními poměry, což dovolovalo existenci nesouvislých porostů některých nejodolnějších dřevin - Pinus sylvestris (borovice lesní), P. cembra (limba) nebo Larix (modřín). - V nivách byly porosty Hippophaë (rakytník) a Salix (vrba), místy Alnus olše. V nejteplejších oblastech - jižní svahy Pavlovských kopců - rostly i náročnější dřeviny Quercus (dub) nebo Corylus (líska) (lokalita Bulhary (radiokarbonově datováno 28 000 až 25 000 BP - Rybníček a Rybníčková 1991) Dryádka osmiplátečná (Dryas octopetala) Vraneček brvitý - Selaginella selaginoides Rakytník řešetlákový Hippophae rhamnoides Pelyněk pravý Artemisia absintuhm Selaginella rupestris Minuartia type Sordaria- type Koprofilní houby – preferující exkrementy herbivorních savců boreálního klimatu Aptroot A. , van Geel B. (2006) Polemonium humile Poa compressa Údolní niva řeky Jany, S. Sibiř, cca 40 000let – interstadiál Kargin Sporomiella - type Artemisia Poaceae – Poideae, Festucoideae Současná vegetace: Arctická tundrostep, taiga permafrost MAT -10/-20ºC Chenopodiaceae Pylový diagram: koprolity x okolní sedimenty - koprolity – živočichové se pásli v relativně suché chladné tundro-stepi – reprezentují velmi krátký časový interval - Bizon více travin a méně pelyňku než Rhinoceros, mamut nejvíce trávy Okolní sedimenty: bohatší na pryskyřníkovité – větš. jedovaté - Poněkud více dřevin - Alnus, Betula, Salix, méně hvozdíkovitých – čas kvetení MS C1 1,2 Rhinoceros MS- S1 MS- S1 org MS C3 1,2, Rhinoceros MS-S3 MS C2 1,2 Bison MS -S2 MS -S2/3 Mammuthus Kvartér na našem území Kontinentální ledovec – nejsevernější okrajové části našeho území (šluknovský a frýdlantský výběžek, sev. předpolí Rychlebských hor a Jeseníků, osoblažský výběžek, území Moravské brány (Opavsko, Ostravsko), kde čelo ledovce dosáhlo pravděpodobně až k městu Hranice na Moravě Morénové, glavifluviální a glacilakustrinní sedimenty, hojný materiál severského původu (žuly rapakivi – Skandinávie – často bludné balvany, baltické paleozoikum a křída – hojné pazourky) Periglaciální oblasti – říční terasy, sutě, eolické sedimenty spraše, váté písky – střední Čechy, Polabí, moravské úvaly půdy jezerní křída, travertiny (Český kras, Přerovsko..) jeskynní uloženiny lidská sídliště – např. Dolní Věstonice, Pavlov Horské ledovce: Ledovce se tehdy objevily v Jeseníkách, na Králickém Sněžníku, v Krkonoších a na Šumavě. Alpinská tundra Krkonoše – Luční hora Dolní Věstonice – sídliště lovců mamutů Dozvuky alpinského vrásnění v pásemných pohořích (Alpy, Karpaty…) Vulkanismus (vč. středoevropské kontinentální vulkanické provincie Porýní, Podkrušnohoří, severní Morava a Slezsko) Uhlířský vrch – lávové výlevy střídající se se sypkými vyvrženinami Vulkanická činnost – ojediněle až do středního pleistocénu (Komorní hůrka u Chebu – 0,8), zvýšený geotermický stupeň v oblastech neoidního vulkanismu dodnes Postvulkanická činnost – gejzíry, mofety Zvýšený přínost koloidního SiO2 – hromadění organizmů s křemitými schránkami - rozsivky Soos u Františkových lázní Karlovy Vary Vulkanické sypké vyvrženiny tzv. lapilli (broky) paleolit vyšší teplota a humidita, počátek neolitu sušší teplý interval ochlazení a zvlhčení BP věk v tisících let , Upraveno podle Musila 1992 Průměrná roční teplota (odchylky od dnešních průměrných teplot) během holocenního klimatického optima (6000 - 5500 BC). Atlantik (8,0‒5,1 14C ky BP) – v první polovině MAT o 3 °C a srážky až o 100 % vyšší než dnes, rozvoj listnatých lesů, ústup stepí i alpinských holí, rychlý růst rašelin a slatin Preboreál (10‒8,9 14C ky BP) – MAT asi o 3 °C nižší než dnes, vzestup teplot + vlhkosti, koncen preboreálu klima srovnatelné s dnešním. Převaha borovice a břízy, dále osika, jalovec vrba, jeřáb. Vysokohorské oblasti - tundra Boreál (8,9‒8,0 14C ky BP) – MAT o 2‒3 °C vyšší než dnes, vzestup vlhkosti, borové lesy + líska (zpožděný nástup lesní vegetace) Subboreál (5,1‒2,4 14C ky BP) – zpočátku MAT o 1 °C vyšší než dnes, střídání sušších a vlhčích i teplejších a chladnějších období, ubývání srážek, zhoršení klimatu Subatlantik (2,4 až dodnes 14C ky BP) – vzrůstající vliv člověka, na začátku ještě chladněji (asi o 1 °C než dnes), v tomto úseku ve vyšších polohách maximum jedle, buku a smrku, v nižších polohách habr a dub. Středověk – výrazné narušení vegetace Většina korálových útesů vznikla po posledním ledovcovém období, kdy tání ledu způsobilo nárůst hladiny moře a zaplavení kontinentálních šelfů. Přibližně 20 000 let je starý Velký bariérový útes - v době vzniku hladina oceánu byla tehdy o 120 m níže než v 21. století. Darwinovy principy stále platí. Vývoj se zastavil ve fázi bariérového útesu, jelikož Austrálie se neponoří. Vytvořil se tak největší bariérový útes na světě 300–1000 m od břehu, který má na délku 2000 km. Podle oficiální analýzy z roku 2022 je zde pokrytí korály větší než v roce 1985. Darwinova poklesová teorie Rosnatka, tučnice a rašeliník – rostliny vrchoviště Vznik vrchovišť Fosilní rašeliny, ze kterých vznikaly uhlené sloje jsou slatiny – vznik ve stojaté živinami bohaté a na kyslík chudé vodě (okraje moří, řek i jezer) Holocén počátek 11 700 let před současností (11 700 b2k čili před rokem 2000 n. l.- tento rok byl formálně stanoven za „současnost“ (datování BP) Stratotyp pro tuto hranici je vrstvička ledu, která se nachází v hloubce 149 245 mm pod povrchem grónského ledovce v místě, kde byl pořízen ledovcový vrt NGRIP2. Výrazné oteplení globálního rozsahu, ústup a tání ledovců starý holocén - globální klimatický event 8200 BP - protržení obrovských ledovcových jezer v Severní Americe (jezer Agassiz a Ojibway) a s vylitím jejich sladkých vod do Atlantického oceánu. Sladká voda způsobila zastavení činnosti Golfského proudu a tím i celého oceánického proudění. Na dobu zhruba 200 let došlo ke značnému globálnímu ochlazení a vysušení až do okamžiku, kdy se oceánické proudění v plné míře obnovilo (záznamy i v R - ve speleotémách , nebo v dynamice erozně-sedimentační činnosti řek a potoků. Atlantik – 7-8000 let – vyšší teplota a humidita, počátek neolitu Dopad - na Předním východě a v celém Středomoří přechod od lovecko-sběračského způsobu získávání obživy k zemědělství, v severní Africe prohloubení vysušování - příklon k pastevectví. V českém archeologickém záznamu - přechod starého a mladého mezolitu event 8200 = rok 1952 Golfský proud Krzemionki (Polsko) – doly na pazourky- mladší doba kamenná neolit mladý holocén - do současnosti. Někdy se vyčleňuje – antropocén - od období průmyslové revoluce. Eroze způsobená odlesněním mění charakter říčních niv, pohyby hmot dolů po svazích jsou stále intenzivnější a některé skládky dosahují mocnosti regulérních geologických souvrství. Odpady z civilizačního metabolismu ovlivňují globální koloběh živin v půdách i ve vodách a výrazně mění složení atmosféry (viz. zvláště citlivé „globální oteplování“). střední holocén - hranici 4200 let BP, kdy v subtropických zeměpisných šířkách začalo vysušování vlivem oslabení činnosti letního monzunu (Afrika, Přední východ, Indie a Čína). Zároveň se rozeběhla činnost jižní oscilace (spojená s jevem známým jako El Niño). Ta začala ovlivňovat počasí v Austrálii, Oceánii i Jižní Americe. V oblastech kolem severního Atlantiku se ochladilo a zároveň zesílilo vzdušné proudění, které začalo přinášet více srážek do Evropy i Severní Ameriky. Nastalé ochlazování a zvlhčení – šíření bukových a jehličnatých lesů. Došlo k nápadně synchronním civilizačním kolapsům na řadě míst světa - Akkadského impéria v Mezopotámii, Staré říše v Egyptě, harappské civilizace v severní Indii a Pákistánu. V Číně a v zapadlejších oblastech Předního východu zanikaly četné neolitické kultury. Také ve střední Evropě se definitivně uzavřel předchozí kulturní vývoj. Základním rysem klimatu minulého tisíciletí je jeho stabilita v geologickém měřítku a nestabilita v lidském měřítku. sled tzv. sekulárních období pro střední části mírného evropského pásma, kde leží Česká republika počítá s tzv. klimatickým optimem 875 - 1194, první malou dobou ledovou 1195 - 1465, malým klimatickým optimem 1466 - 1618 a druhou malou dobou ledovou 1619 - 1897, která na našem území skončila velmi studenou klimatickou episodou 1887 - 1897, a navazujícím teplým dvacátým stoletím, o kterém se někdy hovoří jako o tzv. "skleníkovém světě". 3200-2700 sušší teplý interval 800 - p.n.l. – 50 n.l. ochlazení a zvlhčení – doba železná 2200/2000 –– 800 p. n. l. – doba bronzová, konec výrazné sucho Jako příčina Malé doby ledové se uvažují Milankovičovy, které jsou také považovány za hlavní příčinu posledních dob ledových. Další možnou příčinou je Maunderovo minimum sluneční aktivity. K ochlazení také mohla přispět vulkanická zima z různých erupcí (Samalas 1257, Kuwae 1453). Termohalinní výměník může být také faktorem (nízký index severoatlantické oscilace). Případně je to Atlantická meridionální cirkulace. Mladý holocén (1000 před n.l. až současnost) „keltské optimum“ „římské optimum“ „středověké optimum“ „malá doba ledová“ Úryvek z Vlastního životopisu Karla IV z r. 1337:"Potom téže zimy jsme táhli se svým otcem do Prus proti Litvanům. A byla s námi hrabata... Zima však byla tak mírná, že nebyl led; proto jsme nemohli táhnout proti Litvanům a vrátili jsme se každý do svého domova." trees tolerant to the cool condition trees demanding warmer climate Pleistocene– Lateglacial Holocene Pylový diagram přechodu pleistocén – holocén – postupný nástup teplomilnějších dřevin Jeskyně Kůlna – Sloupsko – Šošůvské jeskyně Holocén – 11 700 tis. Pleistocén – 230 000 tis. Pylový diagram – procentuální zastoupení taxonů – programy k tvorbě diagramů POLPAL - znázorňuje poměr různých typů vegetace určující charakter klimatu - pleistocénJeskyně Kůlna Stromy - les Byliny - step Kapradiny, plavuně - mokřiny Wisla - glaciál Eem – interglac. Končící Saale glac. Problematika sluneční aktivity, slunečních skvrn Naposledy, kdy se na desítky let ze slunce ztratily sluneční skvrny – během tzv. Maunderova minima mezi lety 1645 až 1700 - maximální ochlazení období Malé doby ledové. Maunderovo minimum nebylo začátkem Malé doby ledové – ta ve skutečnosti začala kolem roku 1300 – ale znamenalo snad nejkrutějších část tohoto ochlazení. Teploty během asi 20 let ve středních a vyšších zeměpisných šířkách spadly o asi 4°C. Evropská populace se během Středověké teplé periody stala závislou na zrninách z obilí a s příchodem chladnějšího klimatu, brzkého sněhu, pustošivých bouří a vracejících se záplav rozšířených po celé Evropě, došlo k masivnímu poklesu úrody. Zimy byly v Evropě krutě chladné a léta byla deštivá a na pěstování obilnin příliš chladná, což vedlo k rozsáhlému šíření hladu a nemocí. Vyhynula asi třetina populace Evropy. Ledovce po celém světě postupovaly a v Severním Atlantiku se na jih rozšiřoval souvislý led. Ledovce v Alpách postoupily a překrývaly farmy a pohřbily celé vesnice. Řeka Temže i kanály a řeky v Holandsku často během zimy celé zamrzaly. New Yorský přístav v roce 1780 zamrzl a lidé mohli pěšky přejít z Manhattanu na ostrov Staten Island. Na Islandu uzavření přístavů ledem. Populace Islandu poklesla na polovinu a kolonie Vikingů v Grónsku v 15. století vymřely, protože si tam už nemohly vypěstovat dost jídla. B. Fagan(2007): Malá doba ledová, Academia Trhy na zamrzlé Temži v Londýně, které probíhaly během malé doby ledové (16. – 19. stol.). V současnosti k takovému zamrzání Temže nedochází ani za nejtužších zim. Zánik středověkých osad - synantropní rostliny (synantropofyty) – šíří se činností člověka A. Apofyty – naše rostliny rozšiřující svůj areál – antropogenní stanoviště – kopřiva, smetanka, lebeda B. Antropofyty – rostliny cizího původu – zavlečené úmyslně hemerofyty - kultivace – obilí, brambory nebo i okrasné… neúmyslně xenofyty – plevele prehistorické archeofyty – chrpa polní, mák vlčí, koukol polní (už je nepociťujeme jako cizí.) neofyty (od objevení Ameriky) – buď jenom vyklíčí a pak uhynou, ale častěji se dále šíří Činnost člověka Formy od prehistorie : - ošlapávané plochy – cesty, okolí sídlišť, - dotace N - rumištní polohy - odlesňování (zemědělství, palivo, stavby s tím spojený proces zvýšené půdní eroze a zvýšení intenzity povodňových sedimentů) - zemědělství - domestikace rostlin, extenzívní pěstování kulturních plodin, šíření plevelů, změny původních areálů - průmysl ……+ škodliviny nitrifikace v okolí sídlišť Chenopodium - merlík, Atriplex – lebeda Plantago lanceoloata, Jitrocel kopinatý Triticum - pšenice x divoké trávy Centaurea cyanus Domestikace rostlin Proces, který:  nastane při pěstování populací planých typů rostlin sbíraných na místech jejich původního výskytu  probíhá alespoň v prvních fázích neintencionálně (nezáměrně, neorientovaně)  za některých podmínek (vhodná agronomie) probíhá velmi rychle  selektivně zvýhodňuje mutanty neschopné přežít v přirozených podmínkách  pokračuje, dokud tyto znaky nepřevládnou a původní typy jsou eliminovány  vysoce efektivní způsob při rozpadavých (planých) klasech  nedozrálá část rozpadeného klasu nebo částečně nerozpadavý klas zůstane na stéblech  některé klásky rozpadavých typů padnou na povrch půdy– následující úroda na tomto poli – vyšší procento planých typů  metoda (dnes nejčastěji u sběračů) nevhodná pro proces domestikace Agrotechnické postupy - domestikace Sběr „oboucháváním“ do košíku kosení srpy aplikované na částečně dozrálé klasy  u planých forem horní část klasu odpadne na zem – u polorozpadavých jedinců ne –  v nasbírané zásobě se jejich procenuální zastoupení zvyšuje  metoda zvýhodňuje nerozpadavé klasy  když se vyseje úroda na novou plochu, jejich počet bude výrazně narůstat, dokud nepřevládnou v populaci úplně – vhodné pro domestikaci trav  na původním poli však vyrostou jen klasy rozpadavé, když se tyto posbírají a přimísí k úrodě s nerozpadavými klasy – proces se zpomaluje Central part (A) NE outside tower (B) SW outside tower (C) POLANDGERMANY Praha CZECH REPUBLIC AUSTRIA Wien SLOVAKIA Pohans ko Pohansko - jedno z center Velké Moravy Kopčany – jediný stojící kostel z období VM (9. stol.) Brno Geological map of South Moravia 1:500 000 The possible look of the fortification wall at Pohansko The outer part of the fortification The inner part of the fortification - destruction Profily a vrty 2005-2010 Profily a objekty 2016-2018 Hroby SVP 2014 Studna SVP 2018 Macháček et al. 2007, Doláková et al. 2010 Nově: Nehyba et al. 2018, Petřík et al. 2018, Dresler et al. in print Holocén (10 000 – současnost) - interakce přírodního prostředí a lidské činnosti - využití palynologie pro archeologii - nitrifikace, odlesňování, zemědělství Řez valemR 18 3 Kostice- Zadní hrúd J1 P1, P3, P2 Nejvyšší podíl lesa Nejnižší podíl dřevin Nejvíce obilí Mozaika lesních a lučních nik, Nejnižší podíl obilnin Bagrovaná sonda Severovýchodní předhradí Na včelách Západní brána Nejvyšší podíl lužního a smíšeného lesa na JV a straně hradiska J, JZ – mozaika lesa a luk SVP a KZH intenzivní odlesnění – zemědělské zázemí? Jižní předhradí Nejmladší – dost zalesněné Mladší – dost zalesněné, nejvíce Juglans Objekty: VM – StHr, Dřevin málo Pohansko Velkomoravské hradiště Pohansko (9. stol.) Doláková, Roszková, Přichystal 2010 Pylová zrna ořešáku (Juglans) - import od období římského (Hajnalová, 2001) - až 12% ve spektrech objekty StH i VM - pěstování - Pohansko – žádné nálezy makrozbytků x Mikulčice - Opravil (1998). Juglans Dřívější nástup habru (Carpinus - habr) po skončení posledního glaciálu - glaciální refugia 75-115 Řez obranným valem R18 Povodňové sedimenty – rychlé uložení, mimimum zrn Obilí – od neolitu, hallstadt Profile P3 – under the fortification The pollen analyses confirm the existence of the swamp places immediately under the fortification body floodplainforest Querceto-Carp.Cm 10 15 20 35 55 80 Profile P3 Pohansko the area was affected by flood in 2006. The fortification apparently served even as a flood protection. J.Macháček