Osady denne jako archiwa historii jezior

Osady denne -

Stanowią one swoiste archiwa, zawierające ogromne ilości informacji

rejestrowanych w sposób bierny, ciągły i wiarygodny

pamiętnik spisywany rok po roku od narodzin jeziora przez np.

kilkanaście tysięcy lat aż do jego śmierci

Czynniki kształtujące archiwa jeziorne

Czynniki zewnętrzne Czynniki wewnętrzne

Otoczenie jezior Środowisko fizyczne

klimat środowisko chemiczne

charakter zlewni środowisko biologiczne

działalność człowieka

Zarówno ładunek zewnętrzny jak i wewnętrzny deponowany w jeziorze zmienia się w czasie. Często jest dyktowany sezonowością lub innymi procesami.

Tempo sedymentacji, natura depozytów oraz kontrolujące je procesy pozostawiają charakterystyczne ślady

Materiał akumulowany w postaci warstewek albo stratyfikowanych np. sekwencji

Duża ilość materiału allochtonicznego wynik spływu powierzchniowego po wiosennych roztopach

Materia autochtoniczna

wynik produkcji biologicznej i chemicznego strącania podczas okresu letniego

wyraźnie zaznaczone zróżnicowanie osadów:

w jeziorach podlegających silnym zmianom sezonowym np. będących pod wpływem klimatu peryglacjalnego

Osady mało jakościowo zróżnicowane

w spokojnej strefie zbiorników

równoczesna sedymentacja materii org. i miner. - na ogół mała zmienność wzajemnych proporcji

zmienność miąższości warstewek

różna zawartość materii organicznej

zmiana proporcji  , , , , . , ,

* rożny skład chemiczny, mineralny

różne uziarnienie i barwa

• przestrzennym zróżnicowaniem osiadania różnych wielkości cząstek mineralnych

W jeziorach, grubsza zawiesina mineralna doprowadzana dopływem lub powstała z rozmycia brzegów - nie rozprzestrzenia się daleko tylko akumuluje sie w pobliżu miejsca jego dopływu

Do pelagicznej strefy przenoszone są z napływowego materiału tylko najdrobniejsze cząstki, które jeśli nie ulegną koagulacji, opadają na dno dopiero po dość długim czasie

• spływem osadów w dół stoków misy w większe zagłębienia

• odmiennym jakościowo i ilościowo dopływem cząstek organicznych związanym ze strefowym rozmieszczeniem różnych ugrupowań roślin i zwierząt

Źródło resztek organicznych głównie makrofity wolno rozkładające się Warunkiem prawidłowego odtworzenia historii zbiornika oraz zdarzeń mających miejsce w jego otoczeniu jest nie zaburzona sekwencja osadów

Osady laminowane - warwy jeziorne

wyróżniają się obecności poziomych jaśniejszych i ciemniejszych warstewek o różnym zabarwieniu, zmiennej teksturze, różnej grubości (od dziesiątych części milimetra aż do kilku mm, incydentalnie są to grubości centymetrowe

Osady te w większości przypadków rejestrują roczne cykle sedymentacyjne

Czynniki warunkujące powstanie osadów rytmicznie warstwowanych

• stabilna stratyfikacja termiczna, nie powodująca ruchu s-cji gromadzącej się na dnie (jeziora głębokie pozbawione całkowitego przemieszczania wody - meromiksja)

ubóstwo lub brak tlenu uniemożliwiające życie faunie bentosowej (brak bioturbacji)

• przebieg procesów przeobrażeń materii org., złożonej na dnie, nie powoduje uwolnienia dużych ilości gazów

• brak wpływu falowania na przydenne warstwy wody i powierzchnię mułu

Jezioro jak książka

- wpisane na listę przyrodniczych fenomenów w skali

światowej dzięki odłożonym na jego dnie osadom, które tworzy gytia węglanowo - siarczkowa

PRZED KUKU ŁATY „ODKRYTO" W POLSCE JEZIORO, KTÓRE MIMO TRUDNEJ DLA OBCOKRAJOWCÓW NAZWT - OOŚOĄŹ, STAŁO SIŁ ZNAM WŚRÓD BADACZY DZIEJÓW ZIEMI NA CAŁYM $ WIECIE.

- dotychczas jedyny stwierdzony w Europie przypadek mikrowarstwowania w ciągu całej historii zbiornika.

• osady utrwalone w formie lamin odłożyły się w ciągu 12000 lat w rocznych i wiekowych rytmach akumulacyjnych

• tak zachowany, nieprzerwany zapis historii polodowcowej jest wyjątkiem

• osady jeziora Gościąż uważane są za jeden z najważniejszych materiałów dla rekonstrukcji klimatu i zmian środowiskowych w późnym glacjale i holocenie na kontynencie europejskim.

stanowią swoisty kalendarz zawierający informację o zmianach klimatycznych, hydrograficznych, glebowych, roślinnych, a także antropogenicznych.

Tzw. epizody

- niecodzienne krótkoterminowe zmiany na tle „normalnych" warunków pozostawiające ślad ( w określonym czasie) np.

opad pyłu wulkanicznego (tephra)

nagła erozja powierzchniowa po wylesieniu

depozycja węgla drzewnego po pożarach lasów

Epizody

pomocne w ustaleniu albo w zweryfikowaniu geochronologii rdzenia osadów - wskaźniki chronostratygraficzne

Osady limniczne

Osady limniczne - utwory geologiczne zaliczane do skał osadowych;

cząstkowa, auto- i allochtoniczna materia mineralno- organiczna zalegająca na skale macierzystej (lub na dnie pierwotnym);

tworzą się w procesie sedymentacji czyli osadzania się zawiesiny na dnie zbiornika pod wpływem siły ciężkości;

ich rodzaj zależy m.in. od:

genezy jeziora jego historii trofii

Głębokość gleb i roślinności w zlewni

Procesy warunkujące powstawanie osadów

erozja-powstawanie substratu

transport sedymentacja

Dostawa materiałów klastycznych oraz przewaga ilości odkładanej materii organicznej nad jej rozkładem powodują ze jeziora są stale zasypywane

materiał nanoszony spoza zbiornika (allochtoniczny)

Pochodzące z samego zbiornika

Szczątki organizmów planktonowych - zewnętrzne szkieleciki skorupiaków,

pojedyncze komórki lub kolonijne skupienia okrzemek i innych glonów

Martwe organizmy bentosowe

Metabolity organizmów wodnych oraz produkty ich rozpadu np. wytrącone kryształy węglanu wapnia podczas fotosyntezy glonów.

materiał nanoszony spoza zbiornika (allochtoniczny).

Pochodzące spoza jeziora:

Okruchy skalne transportowane fluwialnie i eolicznie

Materia mineralna z denudacji (degradacji) mechanicznej

Związki chemiczne pochodzące z denudacji chemicznej

Biogeny wmyte do zbiorników jeziornych Nasiona i owoce roślin lądowych i ziemnowodnych Detrytus roślinny i zwierzęcy Sporomorfy (zarodniki i ziarna pyłku) roślin lądowych i błotnych

Wspólna cecha wszystkich wymienionych elementów Żaden z komponentów nie tworzy się w podwodnym osadzie ani z niego nie wyrasta lecz w każdym przypadku zostaje wprowadzony do osadu na drodze sedymentacji Osad limniczny - efekt procesu sedymentacji

Osady biogeniczne powstają na drodze:

sedymentacji -

pokłady osadów powstają z biomasy wnoszonej do osadu (osady limniczne)

sedentacji - osadotwórcza materia organiczna, zwłaszcza roślinna (fitomasa), wyrasta z osadu (torfy).

Nagromadzona na dnie materia może zostać poddana:

wtórnym przemieszczeniom

- resuspensja

- dyslokacja

oraz przemianom - diageneza

Główne frakcje osadów jeziornych
Frakcja wodna
		Frakcja organiczna	resztki martwych organizmów o znaczeniu osadotwórczym
		Frakcja mineralna	m.in. krzemionka, krzemiany, glinokrzemiany i węglany w tym min. składniki pochodzenia biotycznego, np. skorupki okrzemek i mięczaków lub poinkrustacyjny węglan wapnia z ramienic lub rdestnic

Zróżnicowanie przestrzenne osadów jeziornych
Strefa płytka	Strefa ałeboka
		ciężka frakcja mineraln (żwiry, piaski)	a ~~ -»^.seston f lekka frakcja ^ ( (mineralna silnie rozdrobniona J y V oraz frakcja organiczna) y J

Osady jeziorne - klasyfikacja Osady klastyczne (mineralne) Osady hydrogeniczne (biochemiczne i chemiczne) Osady biogeniczne (głównie organiczne; resztki obumarłych roślin i zwierząt, ich wydzielin, wydalin, inkrustacji i produktów przemiany materii

Osady klastyczne Sedymentacja klastyczna - dominująca; materiał klastyczny dostarczany przez rzeki, w mniejszym stopniu, na skutek niszczenia brzegów, w wyniku spłukiwania, nawiewania tub napławiania w lodzie.

- głazy i żwiry (>2 mm) dość powszechne w dnach jezior na Niżu Polskim; rzadko poza obszarem młodo glacjalnym - piaski (2-0,06 mm) głównie w strefie litoralu (efekt rozmywania lub dostawy ze zlewni) muły (mułki) (0,06-0,002 mm) głównie w strefie głębinowej zbiornika iły (<0,002 mm) niemal wyłącznie w strefie głębinowej zbiornika

Osady hydrogeniczne

Sedymentacja chemiczna - związana bezpośrednio z procesem fotosyntezy oraz nagrzewaniem przez słońce i w konsekwencji parowaniem jezior.

1. Węglan wapnia (wytrącenia CaC0₃ na drodze chemicznej, lub skorupki mięczaków)

• Kreda jeziorna CaC03 > 80%

• Gytia wapienna (węglanowa) CaC03 50-80%

• Gytia wapienno-detrytusowa CaC03 20-60 %

• Wapień ramienicowy

2. Związki żelaza

• Rudy jeziorne do 10% Fe304

Gytie żelaziste FeS2 głównie w strefie mieszania się wód słodkich i morskich

Osady biogeniczne

Sedymentacja biogeniczna - jest efektem gromadzenia produktów rozkładu materiału organicznego (roślinnego/zwierzęcego), zarówno auto- jak i allogenicznego. Utwory te składają się z tzw. detrytusu roślinnego i substancji humusowych, prawie zawsze z domieszką składników zoogenicznych. Mają zwykle barwę szarą do czarnej. W zależności od stopnia rozkładu materiału organicznego osady takie nazywane są: sapropelem, gytią i dy.

Sapropel - ciemna (od siarczków żelaza) jednorodna i galaretowata masa, zawierająca zwykle ponad 67% s-cji organicznej, w tym 40-75 % węgla. Powstaje wskutek rozkładu szczątków organicznych w warunkach beztlenowych z udziałem saprobiontów. Wydzielające się przy rozkładzie gazy m.in. C0_2l H₂S, metan oraz brak tlenu uniemożliwiają życie zwierząt i roślin w szlamie gnilnym. Rodzaj i stopień przeobrażenia składników organicznych pozwala wyróżnić dwa główne typy sapropelu - gytię i dy.

Gytia - przeważnie ciemny osad org.-miener, powstający przeważnie na dnie jezior eutroficznych. Materiał organiczny reprezentowany jest przede wszystkim przez dobrze zachowane (rozpoznawalne) szczątki roślin, zwłaszcza fitoplanktonu. W zależności od składu mineralogicznego i biologicznego wyróżnia się gytię:

• węglanową - dominujący udział materii węglanowej, powyżej 80%, jasnej barwy

• detrytusową - przeważa materia organiczna, barwa ciemna

słabiej rozłożona -g. grubodetrytusowa mocniej rozłożona - g. drobnodetrytusowa

• piaszczysta

Dy - ciemny, brunatno-czarny muł jeziorny zawierający koloidalne,

allochtoniczne produkty humusowe pochodzące z rozkładu materii organicznej. Osad ten tworzy się w źle przewietrzonych jeziorach dystroficznych, ubogich w życie organiczne

6

---