METODA WARWOWA

Historia :

Twórcą metody warwowej jest baron Gerard Jacob de Geer - szwedzki geolog. W 1878 roku zauważył on ,że pewne złoża gliny bywają bardzo regularnie uwarstwione. Zauważył, że wygląd osadów laminowanych w polodowcowych jeziorach przy brzegu wycofującego lądolodu skandynawskiego na koniec ostatniej epoki lodowcowej, bardzo przypominały pierścienie drzew . Stwierdził on, że takie warstwy(po szwedzku warwy) powstały w jeziorach tworzących się u czoła skandynawskich lodowców, w wyniku corocznego topnienia pokrywy lodowej, stale cofającej się od końca epoki plejstocenu. De Geer zauważył właściwość, że każdy warw to roczny przyrost sedymentacyjny. Pierwsza chronologia warwowa została stworzona przez De Geer'a pod koniec XIX wieku. W 1940 roku opublikowano „The Geochronologia Suecia ” w której De Geer umieścił szwedzką linie czasu pływającej chronologii warwowej dla cofającego się lodowca od Skane do Indalsälven.

Zasada działania:

Warwy są warstwami osadowymi utworzonymi w jeziorach w wyniku topnienia lodowców. Gdy lód wycofywał się na pozycję A ,osady zawarte w wodzie powstałej w wyniku jego topnienia opadały, tworząc najniższą warwę. W kolejnych latach(B,C itd.) powstawały następne warstwy osadów, a każda z nich rozciągała się poziomo do punktu, w którym zima zatrzymała czoło lodowca. Grubość warwy odpowiadała każdorazowo ilości pozostawionego materiału polodowcowego.

Metoda warwowa polega na badaniach osadów na dnie jeziora glacjalnego. W ciągu roku powstają dwie warstwy osadów: letnia, która jest jaśniejsza i grubsza - tworzy się w warunkach utleniających (rozwój planktonu, promieniowanie słoneczne, falowanie) i składa się z ilastego osadu kwarcowego z domieszka frakcji grubszych, a zimowa jest ciemniejsza i cieńsza- powstaje w warunkach redukujących (zamarznięcie jeziora zastoiskowego, brak falowania i dopływu energii słonecznej, obumieranie planktonu) i składa się z minerałów ilastych z domieszką tlenków żelaza powodujących jej ciemne zabarwienie.

Metoda ta polega na pobraniu z dna jeziora rdzenia, czyli pionowego odwiertu dna. Robi się to w równych odstępach czasu. Próbkę pobiera się za pomocą płaskiej sondy skonstruowanej wg wzoru M. Saarnisto , sondy rurowej. Po pobraniu rdzenie przechowuję się w zamrażarce o temperaturze -10\-20 stopni. W czasie przechowywania powierzchnia rdzenia stopniowo wysycha. Tę warstewkę osadu pobiera się poprzez przyłożenie taśmy samoprzylepnej. W ten sposób uzyskuję się trwałą replikę powierzchni rdzenia. Replikę można potraktować HF-spowoduje to, że warwy staną się wyraźniejsze i łatwiejsze do policzenia. Jest to metoda zwana ,,tape-peel''. Następnie próbkę poddaje się analizie mikroskopowej , podczas której poznaję się skład poszczególnych warw .Warwy liczy się pomiędzy tzw. poziomami przewodnimi, czyli laminami o charakterystycznej strukturze dla każdego z pobranych rdzeni. Liczyć warwy można wykorzystując fotografię czarno-białe i klisze z prześwietleń rentgenowskich. Można też wykorzystać do tego aparaturę do badań dendrochronologicznych.

Jezioro Gościąż

• Z najgłębszego miejsca w centralnej części jeziora pobrano rdzeń o długości 16m.

• Następnie przeprowadzono badania radiowęglowe serii pobranych próbek , które wykazały z dokładnością do kilku procent , że laminacja ma charakter roczny .

• Pobierając po 2 latach kolejne 2 rdzenie ustalono roczny przyrost osadu.

• Następnie wykorzystując szczegółowe fotografie laminacji rdzeni wykazano , że możliwe jest wzajemne korelowanie rdzeni z dokładnością do jednej laminy.

• Pobierane w kolejnych latach kolejne rdzenie pozwoliły ustali

• wspólną dla wszystkich rdzeni chronologię.

• Wykazano istnienie kilkudziesięciu leżących poziomo przewodnich warw w najmłodszych 8 metrach osadu.

• Dzięki wykorzystaniu klisz czarno-białych i klisz rentgenowskich policzono pary warw dla kolejnych osadów przewodnich.

• Następnie dzięki zastosowaniu metod radiowęglowych i analizy pyłkowej stworzono dokładną chronologię dla jeziora

Analiza Próbki

• Próbki poddaje się analizie mikroskopowej aby sprawdzi

• roczny charakter laminacji , a tym samym poprawność liczenia warw

• Analizę mikroskopową składu osadu zastosowano po raz pierwszy do liczenia warw w osadzie Jeziora Gościąż

• Badania przeprowadzano w odniesieniu do najmłodszych 2 m osadu w rdzeniu G2/87

• Analizę prowadzono na liczącym ok. 100 warw fragmencie

• Używano metody cienkich szlifów , wykonanych metodą Merkta

• W rdzeniu G2/87 regularność powtarzania się warstw kalcytowych i organicznych potwierdziła , że warstwy mają roczny charakter laminacji

• Weryfikacja wyników liczenia warw przy użyciu cienkich szlifów pozwoliła stwierdzi

• , że błąd w pierwotnym liczeniu chronologii nie przekracza 1 %

• W części profilu G1/90 wykazano ,że poszczególne warwy wykazują różną strukturę co czyni obraz laminacji mało czytelnym

• W tym profilu występowała znaczna ilość warstw , co do których trudno było stwierdzi

• ,czy reprezentują rok czy dwa

Powyższy wykres przedstawia wyniki badań nad chronologią jez. Gościąż. Po prawej stronie na osi pionowej mamy głebokość [m]. Schematycznie mamy przedstawiony też profil wykonanego odwiertu (dwa pochodzą z jeziora Gościąż i jedno dla porównania z zbiornika wodnego Tobyłka leżącego opodal) . Liczby oznaczają ilość warw w danym profilu. Mamy również pokazaną jakość danej laminacji oraz ewentualne występujące zakłócenia (piasek, torf itp.)

Zastosowanie

-Ilość warw pozwala na określenie czasu istnienia jeziora i tempa recesji lodowca.

- badając zawartość poszczególnych warw możemy określić czy w pobliżu jeziora istniały jakaś gospodarka ludzka.

-podstawowym celem jest określenie chronologii poszczególnych warstw.

- metoda ta (przy pomocy analizy pyłkowej) daje nam również informacje o klimacie panującym w określonym czasie.

-daję informacje o składzie powietrza, fauny i flory w danych okresach i latach.

-możemy się dowiedzieć kiedy w okolicy zbiornika były katastrofy naturalne(pożary czy wybuchy wulkanów)

-metoda ta pozwoliła po raz pierwszy na całkiem wiarygodne oszacowanie daty końca ostatniej epoki lodowcowej

-pozwala na datowanie stanowisk zlokalizowanych w strefach recesji lodowca

Ograniczenia stosowania:

-pozwala na datowanie tylko do 20 000 lat wstecz

-jakiekolwiek zakłócenia w opadaniu osadów zakłócają chronologię

-niszczenie istniejących warw przy pobieraniu rdzeni

-podczas poboru rdzeni za pomocą sondy może nastąpić dekompresja gazów, które zniszczą istniejącą laminację

Metoda warwowa w Polsce

Zajmują się nią w Polsce:

-Tomasz Goslar z Laboratorium C14 w Poznaniu

-Laboratorium C14 Instytutu Fizyki w Gliwicach

-Kazimierz Więckowski- wybitny polski paleolimnolog B. Wicik, A. Walanus-brali oni udział w badaniach nad jez. Gościąż

-A. Giziński z Instytutu Botaniki UMK w Toruniu

---