Čtení pylového diagramu Primární antropogenní indikátory. Jsou to pylové taxony, které vypovídají o pěstování zemědělských plodin. V našem případě se jedná o všechny obiloviny a o pylová zrna konopě (Cannabis). Sekundární antropogenní indikátory. Jde o poměrně rozsáhlou empirickou kategorii taxonů bylin, které ukazují na vliv člověka. Kategorie zahrnuje plevele polí, úhorů, pastvin a sídlišť. Tyto rostliny mohou okrajově přežívat i v částečně přirozených rostlinných společenstvech (primární a druhotné stepní trávníky, kaliště zvěře, lesní otvory vzniklé polomy apod.) Jejich přirozený výskyt je ovšem relativně velmi sporadický. Blíže k této kategorii viz Behre (1981). Pastevní plevele. Skupina taxonů které díky své nepoživatelnosti či odolnosti vůči okusu expandují na intenzivně vypásaných plochách. Jedná se o specifickou podskupinu předešlého případu. NAP. Skupina bylinných typů („Non - Arboreal Pollen“) ukazujících míru odlesnění. Tato kategorie je přesně komplementární ke kategorii dřevin. Dřeviny ranných sukcesních stádií. Jedná se o součet hodnot borovice a břízy, tedy dřevin, které díky své ekologii (snadná šiřitelnost, nenáročnost, krátká doba od vyklíčení po první plodný rok) rychle zarůstají opuštěné plochy polí, sídlišť, pastvin apod. Dřeviny smíšených doubrav. Jedná se o kategorii nejnáročnějších dřevin (dub, jasan, lípa, jilm, javor), které nesnášejí intenzívní management a rostou zejména v přirozených lesích. Určitou výjimku tvoří dub, který přežívá i v pastevních lesích a který mohl být kvůli produkci žaludů do určité míry hájen. Na druhou stranu poskytuje nejkvalitnější stavební dříví a v pravěku byl podle většiny známých antrakotomických rozborů nejpoužívanějším zdrojem dříví palivového i stavebního.
Hlavní zdroje proxy dat pro paleoklimatickou rekonstrukci 1. glaciologické (ledovcové vrty) a) geochemie (hlavně izotopy kyslíku a vodíku b) obsah plynů ve vzduchových bublinách c) stopové částice d) fyzikální podmínky (struktura ledu) 2. geologické A. mořské (hlubokomořské vrty) (i) biogenní sedimenty (fosílie planktonní a benthos) a) skladba izotopů kyslíku b) hojnost fauny a flory c) morfologické variace d) alkenony (z diatomů) (ii) anorganické sedimenty a) eolický prach a ledovcový debris b) mineralogie jílů B. terestrické (suchozemské) a) ledovcové usazeniny a stopy ledovcové eroze b) periglaciální útvary
c) mořská pobřeží d) eolické usazeniny (spraš a písek) e) jezerní sedimenty f) eroze jezerního pobřeží a říčních údolí g) pedologie (reliktní půdy) h) krápníky (speleothems; stáří a složení stabilních izotopů) 3. biologické a) letokruhy (šířka, hustota, stabilní izotopy) b) pyly (typ, kvantita), fytolity c) rostlinné makrozbytky (stáří a distribuce) d) hmyz e) živočišné makrozbytky f) malakofauna g) koráli h) diatomy, mikroskopičtí korýši a ostatní mikroorganismy v mořských a jezerních sedimentech i) moderní rozšíření druhů (metoda druhového indikátoru) 4. historické a) archeologie b) psané záznamy c) fenologické záznamy
Rekonstrukce klimatu v kvartéru musí přihlédnout k výsledkům všech oborů, které se danou problematikou zabývají. Základy Milankovičovy teorie V krátkodobém i dlouhodobém měřítku množství sluneční energie, které dopadá na zemský povrch, kolísá. Různé zeměpisné šířky, a tedy proměnlivé části moře a pevniny získávají různá množství tepla, což se projevuje změnami atmosférického a oceánického proudění. V ročním měřítku mluvíme o střídání ročních dob, ale v dlouhodobém cyklu je obraz podstatně složitější: 1. Sklon zemské osy se mění v periodě 40 tisíc let v rozmezí až 21,8 – 24,4° a snižuje se o polovinu úhlové vteřiny (0,00013°) za rok. Maxima dosáhl před 10 tisíci lety. Má vliv na pozici polárních kruhů a tropických obratníků. Cyklus 40 tisíc let je charakteristický pro teplé a chladné oscilace svrchního pliocénu a starého pleistocénu před 2,5 – 1 milionem let. 2. Země obíhá kolem Slunce po eliptické dráze, jejíž excentricita se mění od nuly (kruhová dráha) do 0,06 v cyklu necelých 100 tisíc let. V průběhu posledních 100 tisíc let dosahovala excentricita hodnotu 0,02 nebo méně. Současná hodnota je 0,0167 a maximum 0,019 dosazené před 10 tisíci lety bylo velmi nízké. Podstatná maxima se odehrávala před 110, 200, 300, 600, 700 a 960 tisíci lety. Menší maxima před 400, 500, 800 a 880 tisíci lety. Stotisícový klimatický cyklus ovládá klima posledního milionu let a přehlušuje důležitější čtyřicetitisícový cyklus, pravděpodobně proto, že ledovce narostly do takových rozměrů, že teplotní setrvačnost systému potlačila kratší cyklus. Při vysoké excentricitě je sezónní rozdíl v množství sluneční
energie mezi perihelionem a aphelionem až 30 %, v současné době dosahuje asi 7 %, při kruhové dráze je nulový. 3. Třetí cyklická variace – precese – se odehrává v cyklech přibližně 19 a 21 tisíc let. Důležité je, že každá světová šířka reaguje poněkud odlišně na každý ze tří základních Milankovičových parametrů. Např. hladiny jezer na Sahaře nejvíc reagují na precesní cyklus přibližně 21 tisíc let, zatímco severský ledovec je řízen nejdelším cyklem. Výsledkem je mnohoúrovňové předivo skládajících se či vylučujících se reakcí zemského systému. Pokud do klimatického systému navíc zavedeme pozorovaný megacyklus 250 tisíc let a kratší cykly o délce trvání 12, 7, 3 a 1 tisíc let, získáváme soustavu, která je bez hierarchické analýzy naprosto nepřehledná. Kromě toho totiž ještě existují cykly o délce trvání 7, 20, 100, 400 let i cykly trvající až 200 milionů let. V takovém případě se nemůžeme divit, že někteří klimatologové považují slovo cyklus za neslušné a na objevitele nových cyklů se dívají jako na nepřítele! Milankovičovy orbitální parametry se dají vystopovat až do paleozoika a jejich postavení je zřejmě ústřední.
Členění holocénu konec posledního glaciálu: Starší dryas ca. 15 000 - lesotundra a chladné stepi Bølling
zima
Střední dryas Allerød -
borovice lesní a stromová bříza
Mladší dryas –
ca 13 000, lesotundra a chladné stepi vůdčí dřeviny - keříčková vegetace
oteplení zima
holocén: počátek 11600 cal. BP Preboreál –
světlá tajga oteplení vůdčí dřeviny – borovice lesní a stromová bříza s osikou vrby, jeřáb, jalovec bříza trpasličí, vřesovcovité, brusnicovité, mokřadní vegetace
Boreál obohacení druhové skladby lesa teplo dub, jilm, lípa, javor, líska formují se lužní lesy a smíšené doubravy
Atlantik břečťan, jmelí Subboreál -
maximum smíšených doubrav
- teplo
expanze jedle výkyvy ústupu jilmu, dubu, javoru, jasanu a lísky
Starší subatlantik - maximum jedle, buku a smrku a habru jako dnes Mladší subatlantik - ústup lesa, pionýrské a náletové dřeviny
Biostratigrafické členění
Archeologické periody
současnost MLADŠÍ SUBATLANTIK
NOVOVĚK VRCHOLNÝ STŘEDOVĚK
1000
RANÝ STŘEDOVĚK STARŠÍ SUBATLANTIK
n.l. 0 před n.l.
DOBA STĚHOVÁNÍ NÁRODŮ DOBA ŘÍMSKÁ DOBA ŽELEZNÁ
1000 DOBA BRONZOVÁ
2000 SUBBOREÁL
3000 ENEOLIT
4000
NEOLIT
5000 ATLANTIK
6000
7000 BOREÁL MEZOLIT
8000
PREBOREÁL
9000 holocén pleistocén
Zjednodušená chronologická tabulka. Pozor! BC data
Archeobotanika disciplína zabývající se studiem rostlinných zbytků v archeologických situacích; pojetí v širokém slova smyslu zahrnuje všechny zbytky (palynologie + makrozbytková analýza + kutikulární analýza + xylotomární a antrakotomická analýza, diatomární a jiné algologické analýzy, fytolitová analýza), v úzkém slova smyslu jen makrozbytky Způsob dochování makrozbytků v archeologických situací: Mineralizace a inkrustace kovy Zuhelnatění Vysušení Uchování ve zvodnělém sedimentu Znaky domestikovaných rostlin Mohutnost - gigas charakter kulturní rostliny - gigas formy planých - zvětšena semena, květy i vegetativní orgány - kořen, hypokotyl, hlízy, cibule, stonky; gigas charakter se projevuje i u buněk, ale i zvětšení škrobových zrn. Allometrický růst allometrický růst - gigas charakter u orgánů používaných člověkem nápadnější než u ostatních orgánů; změny proporcí orgánů - vyvolány allometrickým růstem (různě intenzivním růstem částí těla); - pozitivní allometrie užitkových orgánů; u kulturní rostliny jednoho druhu mohou allometricky růst různé orgány (len olejný a přadný). Změna počtu užitkových orgánů některé kulturní rostliny zmnožení užitkových částí – např. Panicum miliaceum; jiné naopak zmenšení počtu užitkových orgánů (Capsicum annuum, Lycopersicon esculentum), ale zvětšení užitkových orgánů tak velké, že výnos vzrostl mnohonásobně. Změny kvality pozitivní kvalitativní znaky podporovány při vývoji kulturních rostlin, ale co je pozitivní se v historii domestikace může změnit; kvantitativní posun koncentrací některých látek lze použít k odlišení domestikantů v archeolgických situacích. Ztráta ochranných mechanických zařízení obilniny - pluchy menší a jemnější než planí předci např. Avena ssp. Zhoršení a ztráta přirozených rozšiřovacích zařízení obilniny - rozpadavé vřeteno klasu, rozpadavé klásky planých předků.
Cladocerová analýza Perloočky (Cladocera) jsou mikroskopičtí korýši, tvoří jednu z hlavních složek zooplanktonu převážně ve stojatých vodách. Jejich skořápky jsou vynikajícím studijním materiálem, protože jsou součástí sedimentů vzniklých ve vodním prostředí. Nálezy subfosilních skořápek perlooček nám nabízejí možnost diskutovat o
lidském vlivu na přírodní prostředí přibližně od neolitu až po současnost. Data z cladocerové analýzy přinášejí poznatky např. o kvalitě vody (eutrofizace, acidifikace), kolísání vodní hladiny, teplotě vody, přítomnosti vodních rostlin a ryb. Cladocerová analýza se postupně začleňuje do řady přírodovědných metod užívaných v archeologii a skvěle se doplňuje s analýzou pylu.
Optická luminiscence Luminiscenční metody se v archeologii používají k datování archeologických nálezů, jsou tedy obdobou notoricky známého radiokarbonu. Metoda opticky stimulované luminiscence je jedním ze způsobů, kterými se určuje stáří archeologických nálezů.: Na odkrývaný materiál nesmí při jeho vyzvednutí z geologické vrstvy dopadnout ani paprsek denního světla. Materiál potřebný k datování, především mikrozrnka křemene, je ve vrstvách, kde se objevují archeologické nálezy, prakticky všudypřítomný. Každý materiál obsahuje určité množství radioaktivních prvků. Radioaktivní záření uvolňuje elektrony ze struktury minerálu, a ty se pak hromadí v místech poruch jeho krystalické mřížky. Zahřátím (termoluminiscence) nebo ozářením viditelným světlem (OSL) se elektrony vracejí zpět do elektronových obalů. Přitom se uvolňuje energie ve viditelné oblasti spektra - materiál tedy světélkuje. Čím déle je zkoumaný materiál vystaven radioaktivnímu záření, tím více elektronů se stačí uvolnit a tím mohutnější je pak efekt luminiscence. Jednoduše řečeno, čím je materiál starší (čím delší čas uplynul od posledního zahřátí či ozáření), tím více se mezitím stačil "nabít". Výsledky získané metodami luminiscence samozřejmě závisejí na míře radioaktivity v okolní půdě. Proto musíme změřit také radioaktivitu pozadí a provést příslušné korekce (čím větší je radioaktivita pozadí, tím bude stáří nálezu relativně nižší).
Sedimentologie Horniny usazené, sedimentární (sedimenty) vznikají z produktů zvětrávání na zemském povrchu zdrojem sedimentů jsou zvětraliny (rezidua, eluvia,) vyvřelin, metamorfitů a sedimentů Sedimenty jsou tvořeny: 1) klastickým materiálem (detritem) - úlomky hornin a uvolněné minerály - úlomky pevných organických zbytků - uhelná substance - jílové minerály 2) chemicky vysráženými látkami - vyloučenými z roztoků ve sladké nebo mořské vodě 3) organogenním materiálem - nahromadění zbytků odumřelých organismů Na základě složení dělíme sedimenty na: 1) mechanické 2) chemické
3) organogenní (biolity) Procesy vedoucí ke vzniku sedimentů: 1) zvětrávání 2) přenos produktů zvětrávání (transport) 3) uložení přemístěného materiálu (sedimentace) 4) stmelení usazeného materiálu (diageneze) uplatní-li se procesy 1) až 3) vznikají sedimenty sypké – nezpevněné klastické sedimenty uplatní-li se procesy 1) až 4) vznikají sedimenty pevné – zpevněné klastické sedimenty 1) Zvětrávání – změny, které probíhají v horninách na styku s atmosférou, hydrosférou a biosférou podle uplatňujících se činitelů rozlišujeme: a) mechanické zvětrávání – v důsledku tlaku a napětí především změnou skupenství vody, dále působením kořenů rostlin, proudící vodou a příbojem moře, činností větru, ledovců a slunečního záření chemické zvětrávání – složitý systém reakcí, které vedou až k úplnému rozrušení mřížek minerálů 2) Přenos (transport) produktů zvětrávání – je zprostředkován především proudící vodou, dále větrem, ledovci a gravitací při transportu dochází k „omílání“ úlomků neboli abrazi, původně ostrohranné úlomky (klasty) se stávají poloostrohranné, polozaoblené až zcela zaoblené 3) Ukládání (sedimentace) transportovaného materiálu v sedimentačním prostředí (údolí řek, sedimentační pánve aj.) 4) Diageneze – stmelení, zpevnění usazenin dva hlavní pochody: a) mechanický – kompakce (slehnutí) b) chemický – vznik a proměny novotvořených (autigenních) minerálů V důsledku různých podmínek sedimentace vznikají struktury a textury, které sediment charakterizují Strukturami rozumíme následující charakteristiky: - zrnitost - tvar klastů (zrn) - vztah hrubě klastické složky k základní hmotě (matrix, tmelu) Zrnitost informuje o obsahu jednotlivých zrnitostních frakcí (tj. velikosti klastů 1): grafické vyjádření a) pomocí hystogramů, b) kumulační křivky, c) matematickými koeficienty (průměr zrnitosti, vytřídění, symetrie aj.) Tvar klastů: zaoblení – stupeň zaoblení je dán délkou transportu a odolností transportovaného materiálu sfericita – daná poměrem os klastů Termín klast označuje klastické částice všech velikostí; pro pískový a prachový klast lze použít termín zrno (pískové, prachové)
1
charakter povrchu (např. stopy transportu) Vztah hrubší klastické složky k základní hmotě (matrix u nezpevněných klastických sedimentů nebo tmelu u zpevněných klastických sedimentů) Textury – uspořádání částic v sedimentu - vrstevnatost – laminy (mocnost do 1 cm), desky (mocnost 1- 20 cm), lavice (mocnost >20 cm) zvrstvení paralelní, gradační, šikmé a křížové, skluzové, rozmyvové, závalky, konkrece apod. - rytmičnost - nerovnosti na vrstevních plochách + porušené vrstvy čeřiny, bahenní praskliny, stopy po pohybu živočichů, otisky apod.
Klasifikace sedimentů Uplatňuje se hledisko zrnitostního složení, původu, minerálního složení a u klastických sedimentů stupeň zaoblení klastů Klasifikace klastických hornin na podkladě zrnitosti: Velikost Skupina převažujících částic Příklady hornin (mm) psefit nad 2 štěrk, slepenec, brekcie psamit 0,063 až 2 písek, pískovec, arkóza, droba aleurit 0,002 až 0,063 prach, prachovec, prachová břidlice pelit pod 0,002 jíl, jílovec, jílová břidlice
1 0,25 0,063
pískové zrno
hrubé střední jemné
drobný
písek
kamenový
štěrk
drobný
2
valounový
drobný
kámen
8
valoun
V současné době používáme klasifikaci klastických sedimentů, uvedenou v následující tabulce: komponenta poloostrohran mm sediment ný ostrohranný až zaoblený balvan blok balvanový blokový 256 hrubý hrubý hrubý hrubý 64 střední střední střední střední 16 drobný
hrubý střední jemný
0,002
prachové zrno jílová částice
prach jíl
Pojmenování hornin Schéma pojmenování členů horninových řad dvojsložkových sedimentů: složka A
100
90
50 ický
A
A
Příklad
0%
ický B
B
A
itý %0
10
10
B
itý 50
90
100
složka B
: písek
prachovitý písek
písčitý prach
prach
U makroskopického popisu sedimentu složeného z přibližně stejného podílu prachu, jílu a písku užíváme termín hlína (např. fluviální hlína).
Kvartérní sedimenty ( hlavní typy, přehled) Fluviální sedimenty jsou uloženiny klastického materiálu, transportovaného a ukládaného tekoucí vodou – tzn. vodními toky. Jsou ukládány ve dvou prostředích: 1) v korytě vodního toku 2) mimo říční koryto K transportu klastů dochází několika způsoby: trakcí (sunutím, kutálením), saltací (poskokem), v suspenzi, ojediněle také v ledových krách nebo v kořenech vodou unášených stromů Fluviální eroze, transport a sedimentace je závislá na rychlosti proudění vody a na velikosti transportovaných klastických částic Důsledkem eroze (zahloubení) toku do fluviálních sedimentů akumulovaných v říční nivě je vznik říčních teras
Strukturní charakteristika fluviálních sedimentů ukládaných v říčním korytě Zrnitostní složení - štěrk a písek + proměnlivá příměs prachové, příp. jílové složky – poměr složek je ovlivněn charakterem toku a místem uložení (např.: dno koryta, násep, jesep, horní, střední dolní část toku atd.) Tvar, stupeň zaoblení a charakter povrchu klastů je důsledek říčního transportu a litologie hornin; směrem po proudu se zvětšuje zaoblení a zmenšuje velikost klastů Strukturní charakteristika fluviálních sedimentů ukládaných mimo říční koryto (tzv. nivní sedimenty) Sedimenty ukládané mimo koryto řeky zahrnují všechny zrnitostní kategorie, ale převažujícími komponentami jsou prach a jíl, méně písek Textury fluviálních sedimentů obou prostředí Zvrstvení - pro fluviální sedimenty jsou charakteristické dva typy zvrstvení: šikmé zvrstvení - vzniká v podmínkách spodního proudového režimu horizontální zvrstvení - vzniká v říčním korytě v podmínkách svrchního proudového režimu nebo při povodních v sedimentech nivních jezer Sekundární textury deformace způsobené činností mrazu v důsledku objemových změn, kompakcí sedimentu vlivem nadloží aj.
Eolické sedimenty jsou klastické sedimenty, které vznikly uložením materiálu transportovaného převážně větrem Kromě gravitace se při jejich tvorbě mohou podřadně uplatňovat i další procesy, jako např. svahové, fluviální a j. Transport částic větrem se děje trojím způsobem: vlečením (trakcí), poskokem (saltací) a ve vznosu (suspenzi) Eolické sedimenty se dělí podle zrnitostní diferenciace na 3 základní podskupiny: 1. eolický prach (spraš) 2. eolický písek 3. eolický drobnozrnný štěrk 1. Eolický prach (spraš) Podle klasické definice je jako spraš označován homogenní, převážně nezvrstvený prachový sediment s proměnlivou podřadnou příměsí písku a jílu Významnou komponentou spraší v našich zeměpisných šířkách je uhličitan vápenatý • jemně rozptýlený diagenetický • ve výkvětech (pseudomyceliích, ve formě výstelek po koříncích (rhyzosolenií a osteokolů), ve formě konkrecí (cicvárů) aksesorická příměs straše – mikrokonkrece limonitu, malakofauna, kosti a zuby savců, limonitizované klasty dřeva, uhlíky a pryskyřice atd.
V územích s větší nadmořskou výškou (obvykle kolem 350 m) popříp. i s nižší výškou ale vlhčím klimatem jsou prachové eolické sedimenty nevápnité - sprašové hlíny nebo odvápněné spraše Spraše jsou vyvinuty jako souvislé nebo nesouvislé plošné pokryvy, závěje a návěje Významná je tzv. teleskopická stavba – vytváří se na svazích údolí nad říčními terasami Základní strukturní znaky Zrnitostní složení V typické spraši je dominantní zrnitostní frakcí prach - obecně se udává, že její podíl činí minimálně 50-60 % z celkového množství, zbytek tvoří proměnlivá příměs jílové komponenty a písková frakce Základní údaje o texturách Pro spraše je charakteristická textura masivní u spraší uložených v členitém reliéfu na svazích je to textura paralelní (deskovitá 120 cm, laminovaná 0,2-1 cm, lupenitá 0,02-0,2 mm) U písčitých spraší se může vyskytovat velkorozměrové křížové zvrstvení U deluvioeolických a niveoeolických uloženin je textura tence vrstevnatá až laminovaná a paralelní zvlněná Sekundární textury jsou podmíněny procesy, které proběhly po uložení prachu a jeho zesprašnění. Výsledkem tohoto pochodu je vertikální sloupcovitá odlučnost Sekundární mikrotextury • bioturbace vzniklé činností červů, s pozůstatky živočišných exkrementů • pórozita spraší 2. Eolické písky (naváté písky, dunové písky) vznikají transportem a ukládáním písku větrem Charakteristické strukturní znaky Zrnitost Eolické písky jsou převážně jemně až středně zrnité, s vysokým stupněm vytřídění Textury Primární textury • čeřinové zvrstvení, eolické čeřiny vznikají saltací písečných zrn • plošně paralelní textura daná vrstevnatostí (laminovaná, tence vrstevnatá, deskovitá, lavicovitá) • zvrstvení proudové, horizontální nebo subhorizontální, diagonální, korytovité diagonální, rozmyvové; méně častá je textura masívní 3. Eolické drobnozrnné štěrky vznikají vlečením klastů při bouřích
Svahové sedimenty
Jsou sedimenty, jejichž transport a uložení byly podmíněny gravitací; podřadně se spolupodíleli i další činitelé: voda, sníh, led, vzácně i vítr Podle různého podílu a formy působení těchto vedlejších činitelů můžeme rozdělit svahové sedimenty takto: 1. gravitační s.s. (transport pádem, valením, posouváním) 2. gravitační sesuvové (rychlý transport sesouváním za spoluúčasti vody) 3. gravitační ploužené (transport za spoluúčasti především kryogenních procesů) 4. gravitační proudové (rychlý transport ve viskóznním stavu) 5. splachové 1. Gravitační sedimenty Do této skupiny patří sedimenty transportované převážně gravitací (řícením, saltací, posunováním, kutálením). Lze je rozdělit do několika skupin: • vzniklé řícením, bez dalšího transportu – „balvaniště“ • následně transportované a) rychle na velkou vzdálenost – kamenné laviny b) pozvolna, lineárně – gravitační suché proudy c) pozvolna, plošně – alochtonní kamenná moře, suťová pole a droliny, osypy a suťové kužele (na úpatí svahu). 2. Gravitační sesuvové sedimenty Jako sesouvání se označuje relativně rychlý krátkodobý klouzavý pohyb horninových hmot na svahu podél jedné nebo více průběžných smykových ploch. Sesuvy vznikají často po velkých deštích nebo při jarním tání, hmota sesuvu se někdy pohybuje částečně nasycená vodou. 3. Gravitační ploužené sedimenty Transportním procesem těchto sedimentů je ploužení („creeping“), dlouhodobý zpravidla nezrychlující se pohyb horninových hmot vedle gravitace se při sedimentaci spolupodílí půdní led (zejména jehlový). Hlavní skupiny gravitačních ploužených sedimentů jsou: bloková pole ploužené sedimenty s.s. sedimenty plošné geliflukce uloženiny horninových ledovců pasivní morény
4. Gravitační proudové sedimenty Jako proudové sedimenty označujeme takové, které byly transportovány nasycené vodou ve viskózním stavu a měly převážně formu lineárního tělesa
Mury - (debris flow) vznikají v horských terénech po přívalových deštích nebo při jarním tání Pískové proudy - tekoucí písky se pohybují po svazích s menšími sklony než proudy bahnotoků nebo kamenité proudy Bahnotoky – proud s výraznou převahou prachové a jílové složky („mud flow“) Geliflukční proudy – jsou vázány na mělké terénní deprese. Vznikají v periglaciálním klimatu všude tam, kde jsou vhodné geomorfologické podmínky.
5. Splachové sedimenty Jako splachové sedimenty se vžilo označovat sedimenty uložené stékajícími dešťovými vodami po povrchu terénu Rozlišujeme: Plošný splach – nevsáklá dešťová voda stékající v ploše, ukládání plošné Stružkový splach (sedimenty ronové) Pro splachové sedimenty, vázané na mělké deprese a jejich vyústění do nivy potoků nebo řek se vžilo označení deluviofluviální sedimenty.
Jezerní sedimenty
Vznikají - v přirozených vodních nádržích ve “stojatých” vodách - malých a mělkých nádržích o velikosti i jen několika desítek metrů Všechny známé kvartérní klastické jezerní sedimenty v České republice jsou uloženiny mělkých vodních nádrží : 1. glacilakustrinní sedimenty (v depresích dotovaných tavnými vodami z ledovce) 2. sedimenty plošně rozsáhlých jezer s dotací vodními toky (hydrologicky otevřená jezera) 3. sedimenty jezírek z komplexu fluviálních uloženin (reliktní jezírka a sedimenty mrtvých ramen) 4. sedimenty nádrží vázaných na prameny 5. sedimenty dočasně hrazených jezer 6. sedimenty karových jezer 7. sedimenty jezer v krasových oblastech, vzniklých zanesením ponoru 2. Sedimenty plošně rozsáhlých jezer s dotací vodními toky • zrnitostně pestré, jsou vázány přechody s fluviálními sedimenty; převažují písky s podřadnými polohami prachu a jílu • zvrstvení paralelní, tence deskovité až laminované, místy zvlněné příklady : Kobylského jezero, Čejčské jezero, Stonavské jezero na Moravě, Komořanské jezera na Mostecku 3. Sedimenty z komplexu fluviálních uloženin Reliktní jezírka - prostorově omezené deprese (řádově x .100 m), do kterých byl splachován jemnozrnný materiál (převažně prach a jíl) z nejbližšího okolí po skončení fluviální sedimentace; charakteristiká je laminace, rytmické páskování varvového typu Mrtvá ramena - odškrcením ramen meandrů vznikala v nivách mrtvá ramena se stojatou vodou, převažovala tvorba organických sedimentů (hnilokaly, slatiny, gyttja), klastický materiál byl ukládán jen periodicky při povodních
5. Sedimenty dočasně fungujících hrazených nádrží Vznikají zahrazení údolí řek sesuvem (např. Labe v průběhu kvartéru v okolí Ústí n.Labem a Děčína), akumulací eolických písků (např.: okolí Lysé nad Labem a Mělníka) aj. • převažují písky • paralelní, převážně tence deskovitá vrstevnatost • časté porušení vrstev skluzy v důsledku rychlého poklesu hladiny při vyprazdňování nádrže
Rozlišení základních pojmů: 1. zvětralina (reziduum, eluvium) 2. sedimentární hornina (sediment) 3. půda Zvětralina (reziduum, eluvium) vzniká na horninách zemského pláště mechanickým nebo chemickým zvětráváním na místě bez následného přemístění (transportu). Sedimentární hornina (sediment) vzniká přemístěním (transportem) zvětraliny a jejím uložením (sedimentací) v sedimentačním prostoru. Půda je vrstva, která vzniká na sedimentárních nezpevněných horninách a reziduích pevných hornin zemské kůry. Kromě těchto výchozích hornin ovlivňuje její tvorbu klima, druh a stav vegetace. Půda je výsledkem působení litosféry, atmosféry a hydrosféry. Jde tedy o specifický zvětrávací proces na horninách sedimentárních a reziduálních, charakteristickým znakem je její uspořádání do horizontů. Sedimenty a rezidua postižené pedogenetickým procesem, tj. půda na nich vytvořená, nese základní charakteristiky výchozí horniny. V různých podmínkách mohou na stejné výchozí hornině (substrátu), např. fluviálních sedimentech, vznikat různé typy půd.
Postup při popisu sedimentů na lokalitách v terénu: 1) popsat jednotlivé vrstvy
a) mocnost (tloušťka) vrstvy b) zbarvení vrstvy 2) pojmenovat sediment na základě zrnitosti podle odhadu 2 obsahu jednotlivých frakcí a určení příměsí, určení tvaru a složení klastů štěrkové a hrubě písčité frakce 3) popsat texturní znaky a) primární (zvrstvení), b) sekundární (např. mrazové zvíření) 4) zaznamenat případné postižení pedogenezí (např. přítomnost organické hmoty, činnost organismů a další)
Příklad popisu vrstvy: Vrstva mocná 0,5 m světle hnědé písčité hlíny s příměsí valounů křemene (polozaoblených nebo zaoblených); náznak paralelního subhorizontálního zvrstvení; povrch vrstvy nese stopy pedogeneze (ztráta vrstevnatosti, postupná změna zbarvení, stopy po činnosti živočichů, polyedrický rozpad, atd.) PEDOGEOGRAFIE Pedosféra = půdní obal Země,kt.vznikl přeměnou svrchní části zemské kůry působením organismů za účasti vody,vzduchu a slunečního zaření. Půda = přírodní útvar,kt.je na rozhraní mezi živou a neživou přírodou. Přírodní zdroj,kt.je těžko obnovitelný (44% není využito) Tenká vrstva na povrchu litosféry vzniklá zvětráváním hornin a půdotvornými procesy. Základ: matečná hornina (pevná,přírodními činiteli nenarušená hornina magmatického,metamorfovaného nebo sedimentárního původu),kt.se mechanickým a chemickým zvětráváním mění na půdotvorný substrát (podklad) a ten se půdotvorným procesem mění v půdu. Složení: pevná složky – úlomky nerostů a hornin(tvoří hlavní část půdní hmoty). Kapalná složka – půdní voda s rozpuštěnými minerálními a organickými látkami = půdní roztok. Plynná složka – půdní vzduch (složený hlavně z N2 , O2 a CO2) Organická složka – humus (zbytky odumřelého rostlinstva a živočišstva) Živá složka – půdní edafon (půdní organismy) a kořenové systémy vyšších rostlin. Půdní druh: je dán podle zrnitosti (velikosti částic):1,půdní skelet = zrna>2mm Možné zpřesnit sítovou analýzou na sadě sít se čtvercovými oky o vel. 0,063 mm, 0,125 mm, 0,25 mm, 0,5 mm, 1 mm, 2 mm, 8 mm, 16 mm, 32 mm a 64 mm.
2
2,jemnozem = zrna<2mm Písčitá půda = lehká,lehce obdělávatelné (nedostatek jílových částic),jsou provzdušněné,dobře propustné pro vodu a mají málo humusu. Výskyt: na pískovcích Hlinitá půda = středně těžká,středně obdělávatelné (mají téměř stejný podíl písku i jílových částic),bývají hluboké a zemědělsky výhodné. Výskyt: v nížinách Jílovitá půda = těžká,nesnadno obdělávatelné (nadbytek jílovitých částic),špatně propouští vodu i vzduch (velká část vody je vázaná jílovitými částicemi a tím je pro rostliny nepřístupná). Půdní struktura: = schopnost půdní hmoty seskupovat se nebo se rozpadat ve shluky různé velikosti a tvaru. - má velký vliv na úrodnost a je ukazatelem kulturnosti půdy. - mezi pevnými částmi půdy jsou volné prostory = póry (umožňují pronikání vody a vzduchu do půdy) - nejvýhodnější je drobnohrudkovitá struktura Půdní reakce: = chemická vlastnost půdy,kt.ovlivňuje život a činnost půdního edafonu i růst a vývoj rostlin. Kyselá půda = ph < 7 Zásaditá půda = ph > 7 Neutrální půda = ph = 7 Vznik půdy: půdy vznikají půdotvorným procesem vyvolaným půdotvornými činiteli 1,Matečná hornina – dává půdě vlastnosti,ovlivňuje barvu a zrnitost 2,Podnebí – teplota a srážky ovlivňují rychlost chemických reakcí 3,Živé organismy – hl.mikroorganismy způsobují rozklad organické hmoty – umožňují vznik humusu. 4,Podzemní voda – umožňuje redukční procesy a pohyb složek půdní hmoty 5,Reliéf území – (nadm.výška,sklon svahů..) – ovl.vlhkost a teplotu 6,Čas – podmiňuje vyhraněnost půdního typu. 7,Člověk – reguluje průběh půdotv.procesu.Příznivými zásahy zvyšuje úrodnost (=mocnost humusového horizontu),špatnými degradaci (=znehodnocení půdy),poté je nutná rekultivace (=znovuzúrodnění půdy) Půdní typ: je dán půdními horizonty – liší se barvou i vlastnostmi a lze je pozorovat na půdním profilu (=kolmý řez půdou) - vznikly pronikáním minerálních látek do spodní nebo svrchní části půdy (závisí to na podnebí a poměru srážek a výparu – rozhoduje o tom,zda budou částice splachovány dolů nebo bude voda vzlínat ze spodních vrstev) 1,Horizont A – humusový,svrchní pásmo půdního profilu - tv.zvětralými částicemi s vysokým obsahem humusu – tmavě zabarven - probíhají v něm hl.biologické procesy - spodní subhorizont je ochuzený vodou o humus a koloidní složky (částice < 0,002mm,kt.poutají na svém povrchu živiny) 2,Horizont B – iluviální (=obohacený o látky vyplavené z horizontu A – koloidní č.,humus,sloučeniny Fe,Al) - barva je závislá na druhu hromadících se látek - nejčastěji hnědý nebo černošedý 3,Horizont C – půdotvorný substrát a nezvětralá matečná hornina
Rozšíření půd: = jsou rozděleny podle typu podnebí a georeliéfu.Na velkých územích se rozšíření řídí zákonitostmi zeměpisné zonálnosti. Horizontální zonálnost – vodorovná,projevuje se ve velkých nížinách nebo zarovnaných površích. Vertikální zonálnost - výškovitá stupňovitost,v hornatých krajinách,kde dochází k podnebním změnám s nárustem nadm.výšky. Černozemě – půdní profil A,C(půdotvorný substrát tv.spraš nebo vápnité sedimenty) - má neutrální reakci a vysoký obsah živin - nejúrodnější (tv.světové obilnice) - Ukrajina,jih Ruska,Čína,Sev.Amerika,Jižní Amerika(La Plata) - stepi,lesostepi mírného pásu Hnědozemě – kolem černozemí (tam,kde víc prší) – pahorkatiny - vyvinuty všechny 3 horizonty,ale dochází k vymílání humusu (odnáší živiny) do obohaceného horizontu. - hodně zemědělsky využívané - USA,Evropa(ne severní),Maroko,východ a část západní Austrálie Vápenatky (renziny) – vznik na vápencích(méně zde prší a vrstva A není mocná) - nejsou příliš úrodné (jsou pro rostliny,kt.mají rády zásaditou půdu) - mají šedou barvu - Moravský kras,oblasti Berouna Podzoly – vznik podzolizací - v oblastech,kde hodně prší dochází k vyplavování horizontu A do B - neúrodné,kyselé,proto jsou většinou zalesněné (jehličnaté lesy) - ve vyšších nadm.výškách - Kanada,severní Evropa,Rusko Nivní půdy – jediný typ,u kt.neplatí zonálnost - vyvíjí se krátkou dobu tam,kde teče nějaká řeka – podél vodních toků - mohou být v jakékoli zem.šířce nebo nadm.výšce (ne nad sněžnou čarou) půdní horizonty jsou vyvinuty slabě- chybí vrstva B (mohou být štěrkovité až jílovité) a jejich úrodnost je velice pestrá Lužní půdy (černice) – téměř ve stejných podmínkách jako nivní půdy,ale ve větší vzdálenosti od řek,kde záplavy nenarušovaly tvorbu půdy (chybí vrstva B) - horizont A je mocný 30cm-1m (tmavošedý) - patří k nejúrodnějším ve střední Evropě Rašelinové půdy – nevznikají na matečné hornině,ale na základě rozkladu těl - na bývalých vřesovištích (pouze 1 horizont) - Šumava,Krkonoše,Krušné hory,Finsko,Irsko,Pobaltí Slané půdy (solančaky,šedozemě) – tam,kde výpar převládá nad srážkami nebo neprší vůbec - dochází ke vzlínání spodní vody směrem nahoru a následnému výparu - musí se zavlažovat,jinak je nepotřebná - pouště,polopouště,subtropy - severní a jižní Afrika,Saudská Arábie,střed Austrálie,západ Střední Ameriky,střed Asie Červenozemě a žlutozemě – tam,kde je stálé vlhké podnebí bez období sucha - probíhá proces ferritizace a laterizace(kyselá podzemní voda vynáší k povrchu sloučeniny Fe,Al) - díky vydatným dešťům dochází k vymílání humusu do větších hloubek - jsou to kyselé půdy,chudé na živiny,rychle se vyčerpávají,proto potřebují intenzivní hnojení – poté poskytu jí dobrou úrodu
- vlhké tropy - střed Afriky,Amazonská nížina,Brazílie,poloostrov Zadní Indie Permafrost – v subarktických oblastech - půdní profil tvoří horizonty A,C - nepropustná,dlouhodobě zamrzlá půda - slouží jako pastvina pro soby - Grónsko Antropogenní půdy – jsou uměle vytvořeny člověkem - vznikají např.rekultivací devastovaných ploch(při úpravě terénu se naváží humus).
SPECIALISTÉ EA kvarterní geologie, geomorfologie, sedimentologie : , Lenka Lisá, Jaroslav Kadlec Daniel Nývlt, Michal Rajchl Pavel Havlíček, Jiří Šebesta, Václav Cílek, Ivan Horáček, Vojen Ložek, Jaroslav Tyráček palynologie:
,
Petr Pokorný, Vlasta Jankovská, Helena Svitavská, Eva Břízová, Kateřina Nováková, Petr Kuneš manželé Rybníčkovi Libor Petr, Radka Kozáková
rostlinné makrozbytky: Petr Kočár, Romana Kočárová Věra Čulíková, Adéla Pokorná, Maria Hajnalová, LAPE archeozoologie:
René Kyselý, Lenka Kovačiková, (ARUP) ZdenkaSůvová, Miriam Fišáková-Nývltová, Martina Roblíčková, Jan Šamata (Arup Brno),
malakofauna:
Jaroslav Hlaváč, Vojen Ložek (GÚ), Lucie Juřičková (BÚ AVČR)
pedologie:
Luděk Šefrna
diatomární analýza (Brno), LAPE cladocerová analýza
Václav Houk (BÚ Třeboň), Petr Marvan Kateřina Nováková
fytolity
?
xylotomická analýza
Jan Novák (LAPE), Petr Kočár,
Romana Kočárová, Věra Čulíková fosfátová analýza radiokarbonové datování
Antonín Majer, Volyně CLR, společné pracoviště Ústavu jaderné fyziky a ARUP AVČR
