Идентификовање и анализа Миланковићевих циклуса записаних у лесно-палеоземљишним секвенцама у Војводини

Abstract

Лес у Војводини има највећу моћност и сматра се за најкомплетнији палеоклиматски архив у Европи. На основу кореалице између две најзначајније лесно-палеоземљишне секвенце, Старог Сланкамена и Тителског брега, створен је синтетички профил коришћен у овој студији. Истраживања Марковића и сарадника (2011) показала су да лесно-палеоземљишна секвенца у Старом Сланкамену има старост од око милион година. С друге стране, високе стопе седиментације и комплетност последњих пет глацијално-интерглацијалних циклуса на Тителском брегу чине овај локалитет најдетаљнијим палеоклиматским архивом у поменутом периоду, у овом делу Европе. Временска скала војвођанског леса формирана је тунирањем резултата магнетног сусцептибилитета према астрономским параметрима, нагибу Земљине осе ротације и прецесије. Овако добијена временска скала показује да је граница између нормалне епохе магнетног поларитета Бринес и епохе реверсног поларитета Метујама значајно старија. Ова граница утврђена је палеомагнетним мерењима у лесном хоризонту V L9. Добијени резултати стоје у доброј корелацији са резултатима палеомагнетних мерења (Marković et al., 2011). "Lock in" ефекат утврђен за војвођански лес знатно је већи у односу на онај у кинеским лесно-палеоземљишним секвенцама, због снажно развијеног коренског система чије постојање је уврђено у V S8 и које се протеже неколико метара у дубину све до лесног хоризонта V L9. Спектрална и вејвлет анализа временске скале војвођанског леса показују присуство орбиталних параметара: ексцентрицитета земљине орбите, промена нагиба Земљине осе ротације и прецесије. Доминантне су компоненте мањих фреквенција, ексцентрицитета, док су краћи орбитални периоди промена нагиба осе ротације и прецесије слабије изражени. Овакви резултати проистичу, пре свега из чињенице да синтетички профил има старост од око милион година и да се само доњи, старији део секвенце може посматрати као део такозваног 41 ky, када доминира фреквенција промена нагиба осе ротације. Вејвлет анализа временског модела показује присуство Средње плеистоцене транзиције, што указује да обитални утицај ексцентрицитета постаје доминантан пре око 650 ky. Резултати стоје у доброј корелацији са секвенцама са Кинеског лесног платоа (Sun et al., 2006)и из Централне Азије(Ding et al., 2002), али такође и са дубокоморским седиментима (Shackleton, 1990). Захваљујући комплетности и старости лесно-палеоземљишне секвенце, омогућено је истраживање палеоклиматске еволуције и утицај орбиталних параметара на палеоклиматске прилике у овом делу Европе. Секвенца се може посматрати и као спојница између западноевропских и азијских лесних профила, значајна за изучавање континенталне и глобалне палеоклиматске еволуције.

Les u Vojvodini ima najveću moćnost i smatra se za najkompletniji paleoklimatski arhiv u Evropi. Na osnovu korealice između dve najznačajnije lesno-paleozemljišne sekvence, Starog Slankamena i Titelskog brega, stvoren je sintetički profil korišćen u ovoj studiji. Istraživanja Markovića i saradnika (2011) pokazala su da lesno-paleozemljišna sekvenca u Starom Slankamenu ima starost od oko milion godina. S druge strane, visoke stope sedimentacije i kompletnost poslednjih pet glacijalno-interglacijalnih ciklusa na Titelskom bregu čine ovaj lokalitet najdetaljnijim paleoklimatskim arhivom u pomenutom periodu, u ovom delu Evrope. Vremenska skala vojvođanskog lesa formirana je tuniranjem rezultata magnetnog susceptibiliteta prema astronomskim parametrima, nagibu Zemljine ose rotacije i precesije. Ovako dobijena vremenska skala pokazuje da je granica između normalne epohe magnetnog polariteta Brines i epohe reversnog polariteta Metujama značajno starija. Ova granica utvrđena je paleomagnetnim merenjima u lesnom horizontu V L9. Dobijeni rezultati stoje u dobroj korelaciji sa rezultatima paleomagnetnih merenja (Marković et al., 2011). "Lock in" efekat utvrđen za vojvođanski les znatno je veći u odnosu na onaj u kineskim lesno-paleozemljišnim sekvencama, zbog snažno razvijenog korenskog sistema čije postojanje je uvrđeno u V S8 i koje se proteže nekoliko metara u dubinu sve do lesnog horizonta V L9. Spektralna i vejvlet analiza vremenske skale vojvođanskog lesa pokazuju prisustvo orbitalnih parametara: ekscentriciteta zemljine orbite, promena nagiba Zemljine ose rotacije i precesije. Dominantne su komponente manjih frekvencija, ekscentriciteta, dok su kraći orbitalni periodi promena nagiba ose rotacije i precesije slabije izraženi. Ovakvi rezultati proističu, pre svega iz činjenice da sintetički profil ima starost od oko milion godina i da se samo donji, stariji deo sekvence može posmatrati kao deo takozvanog 41 ky, kada dominira frekvencija promena nagiba ose rotacije. Vejvlet analiza vremenskog modela pokazuje prisustvo Srednje pleistocene tranzicije, što ukazuje da obitalni uticaj ekscentriciteta postaje dominantan pre oko 650 ky. Rezultati stoje u dobroj korelaciji sa sekvencama sa Kineskog lesnog platoa (Sun et al., 2006)i iz Centralne Azije(Ding et al., 2002), ali takođe i sa dubokomorskim sedimentima (Shackleton, 1990). Zahvaljujući kompletnosti i starosti lesno-paleozemljišne sekvence, omogućeno je istraživanje paleoklimatske evolucije i uticaj orbitalnih parametara na paleoklimatske prilike u ovom delu Evrope. Sekvenca se može posmatrati i kao spojnica između zapadnoevropskih i azijskih lesnih profila, značajna za izučavanje kontinentalne i globalne paleoklimatske evolucije.

Loess in Vojvodinaregion (Northern Serbia) is some of the thickest and most complete in Europe. Synthetic profile was developed based on the interprofile correlation between the two most important loess paleosol sequences, Stari Slankamen and Titel Loess Plateau. Recent study (Marković et al., 2011) showed that loess at Stari Slankamen site spans the last million years. On the other hand, high accumulation rates and the completeness of the last five glacial cycles recorded at Titel Loess Plateau preserve detailed climate proxy archive. Magnetic susceptibility record was tuned to orbital obliquity and precession, thus yielding an improved astronomical time scale for the synthetic loess-paleosol sequence. The time scale indicates much older age for the Bruhnes Matuyama boundary, recorded in loess unit V-L9, whish is in good agreement with the recent results obtained during paleomagnetic measurements (Marković et al., 2011). The lock in effect is much grater than in Chinese loess sequences, due to the strong root channels, which penetrate several meters down through V S8 into V-L9 and probably influence the magnetic properties of the sediments. Spectral and wavelet analysis of tuned magnetic susceptibility record reveal the presence of typical orbital frequencies, corresponding to eccentricity, obliquity and precession. Eccentricity frequencies of solar irradiance are dominant, while relatively short time frame of the investigated profile, since the lower part of sequence can be assigned to the so called 41 ky world. Wavelet analysis reveals the presence of Mid Pleistocene Transition, indicating that the eccentricity parameter becomes dominant from 650 ky. The results are in good agreement with sequences from Chinese Loess Plateau (Sun et al., 2006) and Central Asia (Ding et al., 2002) but also with deep sea sediments (Schackleton, 1990). Spectral and wavlet analysis of tuned magnetic susceptibility record reveal the presence of typical orbital frequencies, corresponding to eccentricity, obliquity and precession. Eccentricity frequencies of solar irradiance are dominant, while relatively short time orbital cycles of obliquity and precession are week. This can be attributed to the time frame of the investigated profile, since the lower part of the sequence can be assigned to the so called 41 ky world.Wavlet analysis reveals the presence of Mid Pleistocene Transition, indicating that the eccentricity parameter becomes dominant from 650 ky. The results are in good agreement with sequences from Chinese Loess Plateau (Sun et al., 2006) and Central Asia (Ding et al., 2002) but also with deep sea sediments (Shackleton, 1990). Due to the completeness and the time frame of studied loess paleosol sequence, the site provides an opportunity for investigating the evolution and climate dynamics in this part of europe. The syntjetic profile can be seen as rare paleoclimate archive that enables the reconstruction of orbital influences over Pannonian Basin and can be seen as link between west European sequences and Asian loess.