A Kárpát-medence pleisztocén interglaciálisai változó környezeti viszonyainak számszerűsítése, lösz-paleotalaj sorozatok alapján

A földi éghajlati rendszer mélyebb megértésében alapvető szerepet töltenek be a múltbéli klímaváltozások rekonstrukciós vizsgálatai. Ennek napjainkban különösen nagy jelentősége van, hiszen a jelenkori éghajlatváltozás lehetséges hatásainak előrejelzése és mindezen változásokban betöltött emberi tevékenység mértékének a meghatározása nem történhet meg a múltban lejátszódott hasonló események természetes, dinamikájának a megismerése nélkül. 

A negyedidőszak utolsó mintegy 1 millió évének glaciális-interglaciális váltakozásai bolygónk éghajlatának két ellentétes állapotát képviselik. A glaciálisok idején a sarki jégpajzsok területe és vastagsága megnövekedett, a beköszöntő hideg-száraz klíma és az egyre intenzívebbé váló porviharok során szárazföldjeink egytizedén löszképződés vette kezdetét. A lehűlési periódusokat megszakító interglaciálisok idején a belföldi jégtakaró visszahúzódott a pólusok irányába és a jégkorszaki klímát felváltotta egy melegebb-nedvesebb periódus, melynek viszonyai a manapság uralkodó éghajlat jellemzőihez hasonlók. A korábban felhalmozódott löszök legfelsőbb rétegei a mállási folyamatok hatására különböző típusú talajokká alakultak. Az így képződött lösz-paleotalaj sorozatok a Kárpát-medence területének csaknem felét fedik, és az eltérő talajtani tulajdonsággal jellemezhető eltemetett talajok részletes elemzésével a korábbi felmelegedési periódusok környezeti viszonyai ismerhetők meg.
A kutatás célja a különböző paleotalajok által képviselt interglaciális időszakok klimatikus paramétereinek kvantifikációja, valamint ezt a számszerűsítést befolyásoló további tényezők feltárása volt.

A múltbéli változások megismerésének lehetőségei – módszerek és eredmények

Hazánk pontos rétegtani adatokkal rendelkező legfőbb típusfeltárásaiból gyűjtöttünk mintákat a vizsgálatokhoz. A löszsorozatok paleoklimatológiai rekonstrukciókban történő felhasználásának egyik legfőbb hátráltató tényezője az egyes rétegtani egységek kormeghatározása, különösképpen igaz ez a mintegy 300 ezer évnél idősebb lerakódásokra. A korrekt időkeretbe történő besorolás végett globális referenciagörbékkel vetettük össze rétegsorainkat, valamint az egyes felmelegedési periódusok hosszát és intenzitását is meghatároztuk ezen adatsorok alapján. 
A pleisztocén glaciális-interglaciális ciklusok kialakításában döntő szerepe volt a Föld pályaelemek (excentricitás, tengelyferdeség, precesszió) periodikus változásának. Az eltérő jellemzőkkel bíró harmonikus ciklusok egymásra rakódása révén különböző hullámhosszú és amplitúdójú nem-harmonikus ciklusok jönnek létre. Lényegében ezek a nem-harmonikus fázisok határozzák meg a bolygónkat érő napsugárzás mennyiségét.
A jelként szolgáló közvetett paleohőmérsékleti görbék felmelegedési szakaszait lehatárolva tapasztalhatjuk, hogy a különböző meleg periódusok eltérő hosszúságúak és mértékűek voltak. A különböző referenciagörbék, némi eltéréssel, de viszonylag jól egyezve jelzik számunkra, hogy mely időszakok voltak a legmelegebbek vagy melyikek voltak a leghosszabbak. Az amplitúdó és a hullámhossz szorzatából az interglaciális intenzitás értékét határoztuk meg.
Az elmúlt 800 ezer év glaciális-interglaciális kilengéseinek globális referencia görbéi: a: LR04 mélytengeri kompozit görbe mészvázasok δ18O méréseiből (Lisiecki-Raymo, 2005); b: EPICA DOME-C antarktiszi jégmag δD értékei (EPICA Community Members, 2004); c: szintetikus grönlandi δ18O adatsor (Barker et al., 2011).

Az interglaciálisok során képződött talajok szedimentológiai és geokémiai adataiból a talajosodási folyamatok intenzitására következtethetünk. Az éghajlattól függő mállási viszonyok számszerűsítéséből leképzett geokémiai klímafüggvényekkel a korábban uralkodó éghajlati tényezőket (évi középhőmérséklet és csapadékmennyiség) határoztuk meg (2. ábra).
A számított értékek alátámasztották a korábbi megfigyeléseket, hogy a hazai lösz-paleotalaj sorozatok a kora-pleisztocén végétől kezdve a térség fokozatos szárazabbá és hidegebbé válását archiválták. Az idősebb paleotalajok környezete melegebb és nedvesebb volt, mint a fiatalabb talajosodott rétegeké.
A jelenkori változások szempontjából az MIS-11c és az MIS-21 izotópstádiumok érdekesek különösen, hiszen a glaciális-interglaciális váltakozásokért felelős Föld pályaelemek ezekben a periódusokban voltak a maihoz a leghasonlóbbak. Ezt a két, sokszor holocén-analógiaként is tekintett interglaciálist két rendkívül jól fejlett paleotalaj képviseli a hazai löszsorozatokban, melyek kialakulásakor 10-11°C-os évi középhőmérséklet és 840-850 mm évi csapadék mennyiség volt a jellemző.
A hazai lösz-paleotalaj sorozatok elvi rétegoszlopa és korrelációja mélytengeri üledékekkel, valamint a rekonstruált éghajlati viszonyok legfőbb jellemzői.

A kutatások további irányai, jövőbeni célok

Az interglaciálisok rekonstruált hőmérsékleti és csapadék viszonyainak egyszerű mérőszámai egy olyan térségben, mint a Kárpát-medence még nem feltétlenül elegendőek az uralkodó éghajlat jellemzésére. A térség az atlanti, kontinentális és mediterrán éghajlati övek hatásai alatt áll, melyek közül némelyik időnként dominánssá válhat. Ilyen hatásokat feltételezünk a kora-pleisztocén végén és a középső-pleisztocén elején is, amikor a mediterrán hatások vörös, terra rossa jellegű paleotalajok kialakulásához vezettek. Ekkoriban a későbbi interglaciálisokra jellemző csaknem megszűnő hullóporos szedimentáció mértéke magasabb volt; a szaharai eredetű légtömegek nagyobb mennyiségben szállítottak finomszemcsés poranyagot hazánk területére. Ez az agyag- és finomkőzetliszt méretű poranyag a hozzáadódott a talajokhoz és geokémiai jellemzőit megváltoztatta. Hasonló szerepe lehetett a középső-pleisztocén második felében fokozódó alpi-kárpáti kiemelkedéseknek is, melyek során nagyobb mennyiségű és kevésbé mállott, friss üledékhalmozódott fel a löszök poranyagául szolgáló forrásterületeken. Mind az interglaciális szaharai porhozzáadódás, mind a megnövekedő porfluxus hatással van a mállási indexek és a belőlük levezetett klímafüggvények eredményeire.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése