Biologické doklady klimatických změn

Transkript

1 Biologické doklady klimatických změn Analýza fosilních dokladů - založena na principu aktualismu, většina živočichů i rostlin nalézaných v kvartérním záznamu žije i v současnosti změny paleoprostředí lze interpretovat na poměrně vysokém stupni spolehlivosti Paleoekologie = studium vztahů organizmů v minulosti, využívá informací o recentní ekologii

2 Kvartérní fosilní doklady: - mikrofosílie - makrofosílie

3 Rozsivky (Diatomaceae) - jednobuněčné řasy velké 0,005-2 mm, vytváří křemitou schránku - mořské i sladkovodní prostředí, jemné sedimenty, snadná redepozice Využití: - indikátor salinity - indikátor ph - variace mořské hladiny - variace hladiny jezer - archeologický význam

4 Morfologie schránek rozsivek Bell, Walker, 1992

5 Rekonstrukce paleoprostředí pomocí rozsivek Lowe, Walker, 1997

6 Rostlinné mikro a makrofosílie - jezerní a říční sedimenty, rašeliniště, půdy, archeologická naleziště Využití: - lokální skladba vegetace - hustota průduchů v listech vrby (závislost na koncentraci CO2 v atmosféře) - dendroklimatologie - měření šířky letokruhů a hustoty dřeva - izotopické variace v letokruzích

7 Rozdíly v hustotě vegetace v interglaciálu a glaciálu Wilson et al., 2001

8 Morfologie pylových zrn Bell, Walker, 1992

9 Rozdíly v zastoupení pylů rostlin v glaciálu/interglaciálu Williams et al,, 1998

10 PW1 Pylová analýza organických sedimentů opuštěného říčního meandru, Strážnické Pomoraví

11 Pylový diagram z organických sedimentů z vrtu PW1 (Dr. H. Svitavská-Svobodová) AD AD BC BC

12 Pylový diagram z organických sedimentů z vrtu PW AD AD BC BC

13 Rekonstrukce vegetačních poměrů Lowe, Walker, 1997

14 Rekonstrukce rozšíření borovice a dubu po poslední deglaciaci Wilson et al., 2001

15 Kmeny dubů v nivních sedimentech Moravy a jejich stáří Stehlík a Kadlec, C stáří 1648 dendrochronologické stáří Foto J. Kadlec

16 Proxy záznam v letokruzích stromů Lowe, Walker, 1997

17 Tvorba nagnetitových nanočástic v magnetotaktické bakterii Hesse_Stolz_1999

18 Foraminifery (dírkovci) - jednobuněčné organizmy s karbonátovou schránkou, velikost 0.4 mm (planktonické formy), vyjímečně až 10 cm (některé bentické druhy) - většina druhů foraminifer žije v moři (široký rozsah salinity), ojediněle ve sladké vodě Využití: - změny úrovně mořské hladiny - např. estuarinní sedimenty vyzdvižené nad hladinu moře - teplota vody - rozšíření planktonních foraminifer úzce souvisí s teplotou mořské hladiny, z fosilních společenstev lze také identifikovat změny teploty vody na mořské hladině, projekt CLIMAP detailní rekonstrukce teploty v oceánech během posledních 250 ka, v průběhu posledních 600 ka - nejméně 11 období přílivu chladných polárních vod do oblasti severního Atlantiku - rozsah kontinentálního zalednění pomocí 18 O/ 16 O

19 Morfologie schránek foraminifer Lowe, Walker, 1997

20 Zoogeografické zóny planktonních foraminifer Williams et al,, 1998

21 Systém mořských proudů ( oceánský termohalinní výměník )

22 Rekonstrukce teploty mořské hladiny v glaciálu/interglaciálu Williams et al,, 1998

23 Teploty hladiny oceánu během LGM a dnes (CLIMAP) Bell, Walker, 1992

24 Fosilní zbytky hmyzu - jezerní a povodňové sedimenty, organické sedimenty - nejvhodnější jsou brouci, morfologie a ekologické preference většiny brouků se během kvartéru téměř neměnily, někteří jsou úzce specializovaní (např. teplota, substrát, jezerní prostředí) indikátor paleoekologických podmínek Využití: rekonstrukce teplotních podmínek - metoda MCR (Mutual Climatic Range)

25 Rekonstrukce teploty pomocí metody MCR Lowe, Walker, 1997

26 Změny teploty na hranici pleistocén/holocén Lowe, Walker, 1997

27 Kousací ústrojí larev pakomárů Lowe, Walker, 1997

28 Měkkýši (terestričtí) - jedny z nejčastějších fosílií v kvartérních terestrických sedimentech, hojně rozšířené ve vápencových oblastech, spraších, svahovinách, jeskynních sedimentech, pobřežních dunách a plážích - plži (Gastropoda), mlži (Bivalvia) - vazby na prostředí (Sparks 1977): vodní měkkýši - občasná jezírka ( slum group) - různé podmínky ( catholic group) - čistá voda (ditch group) - proudící řeky nebo velká jezera (mowing water group) suchozemnské druhy - marše - suchá území - nezalesněná území - zalesněná území Využití: - rekonstrukce teploty a vlhkosti - na základě charakteristického zastoupení druhů ve společenstvu - variace stabilních izotopů v karbonátových ulitách ( 18 O/ 16 O) - změny v izotopickém složení srážkové vody (druhy Vallonia a Trichia)

29 Příklady ulit suchozemských měkkýšů Bell, Walker, 1992

30 Rekonstrukce pomocí analýzy společenstev měkkýšů Lowe, Walker, 1997

31 Rekonstrukce pomocí analýzy společenstev měkkýšů v Burgundsku, Francie Lowe, Walker, 1997

32 Profil u Ochozské jeskyně, Moravský kras Kadlec et al., XXX

33 Měkkýši (mořští) - prostředí pláží, estuárií, většina druhů žije u dna - shlukují se do velkých zoogeografických provincií Využití: - migrace zoogeografických provincií indikují změny teploty mořské vody, změny salinity (izotopy C, O ze schránek)

34 Zoogeografické provincie stanovené na základě výskytu mořských měkkýšů Lowe, Walker, 1997

35 Rekonstrukce teploty mořské vody na základě společenství měkkýšů Lowe, Walker, 1997

36 Ostrakodi (lasturnatky) - 0,6-2 mm velcí korýši se dvěma lasturami, původně pouze v mořském prostředí Využití: - rekonstrukce teploty vody - stabilní izotopy z lastur - indikátor salinity - poměr Mg/ Sr v lasturách Sladkovodní prostředí - studovány méně intenzivně, jezera - ve velmi alkalické vodě

37 Morfologie lastur ostrakodů Bell, Walker, 1992 Lowe, Walker, 1997

38 Obratlovci - kosti a zuby velkých i malých obratlovců, vzácně zachovány i jiné části (např. celí mamuti ze sibiřského permafrostu) - prostředí s hojnými zbytky obratlovců - jeskyně - většinou redeponované zbytky (kořist) - jezerní sedimenty - ryby, obojživelníci, savci, zbytky kořisti - říční sedimenty - ryby, obojživelníci, savci (častá redepozice) Využití: - býložravci informace o rozsahu a typu vegetace - klimatické podmínky - na základě rozšíření určitých druhů (např. hroši a vodní želvy v jižní Anglii během posledního interglaciálu teplejší léta, mírnější zimy), mamut - chladná období

39 Interglaciální fauna na území dnešního Londýna Bell, Walker, 1992

40 Vymírání velkých savců Wilson et al., 2001

41 Mamut, 2 Ma 11 ka výstava Giganti doby ledové Foto J. Kadlec

42 Megatherium, pozemní lenochod, 2 Ma 8 ka Foto J. Kadlec

43 Elasmoterium, 2 Ma 10 ka Foto J. Kadlec

44 Severoamericý velebobr, 2 Ma 11 ka Foto J. Kadlec

45 Walker, Bell, 2005

46 Walker, Bell, 2005

47 Walker, Bell, 2005

48 Roberts, 2014

49 Roberts, 2014