23Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...Studia Limnologica et Telmatologica (STUD LIM TEL)

5 1 23-41 2011

Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce: aktualny stan rozpoznania, postępy metodyczne

i perspektywy badawczeAnnually laminated lake sediments in northern Poland: current state of exploration,

progress in research methods and future outlook

Wojciech Tylmann

Katedra Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu, Wydział Oceanografii i Geografii, Uniwersytet Gdański; e-mail: geowt@ug.edu.pl

Abstract: Annually laminated sediments are invaluable archive of past environmental change. This paper presents theoretical and terminological issues related to formation of laminated sediments and their preservation, and results of systematic field survey in northern Poland with the aim of finding new sites containing an-nually laminated lake sediments. Selection of lakes was made ac-cording to morphometric variables, such as maximum depth and length. By following a selection process and fieldwork we checked 85 lakes and discovered 29 new varved sites. Most of the new-ly discovered sites are located in northeastern Poland. Biogenic lamination was found as characteristic type of lamination for the investigated lakes. Basic varve structure can be defined as a cou-plet with pale spring/summer layer composed of autochthonous carbonates (calcite) and dark fall/winter layer made of detritic components. In some of the lakes we found more complex varve structure with several calcite layers deposited during one year or with more significant minerogenic input. Results of thin sections analysis and high-resolution XRF scanning highlight that these archives provide possibility to obtain data sets of annual resolu-tion, and thus should be of prime interest for detailed studies of paleoclimate and paleoenvironmental change.

Key words: annually laminated sediments, biogenic lamination, varve structure, northern Poland

Abstrakt: Jeziorne osady rocznie laminowane to nieocenione archiwum przeszłych zmian środowiska. W niniejszej pracy przed-stawiono zagadnienia teoretyczne i terminologiczne związane z tworzeniem się i przetrwaniem laminacji w osadach oraz zaprezen-towano podsumowanie wyników systematycznych poszukiwań terenowych prowadzonych w północnej Polsce i mających na celu odnalezienie nowych stanowisk zawierających jeziorne osady rocznie laminowane. Wybór jezior przeprowadzono w oparciu o cechy morfometryczne, takie jak głębokość i długość maksymalna. W efekcie procesu selekcji i prac terenowych sprawdzono 85 jezior i w 29 z nich stwierdzono osady laminowane. Najwięcej nowo od-krytych stanowisk zlokalizowanych jest w północno-wschodniej Polsce. Typ laminacji charakterystyczny dla badanych jezior to lam-inacja biogeniczna. Podstawowa struktura warwy może być zdefin-iowana jako para lamin obejmująca jasną laminą wiosenno-letnią zbudowaną z autogenicznych węglanów (kalcyt) i ciemnej jesienno-zimowej laminy zbudowanej ze składników detrytycznych. W kilku jeziorach stwierdzono bardziej skomplikowane struktury, z kilkoma laminami kalcytowymi deponowanymi w ciągu jednego roku lub większym udziałem materiału minerogenicznego. Wyniki analiz mikroskopowych cienkich szlifów i skanowania XRF wysokiej rozdzielczości podkreślają, że archiwa te dają możliwość uzyska-nia zbiorów danych o rozdzielczości rocznej, co jest niezwykle interesujące w kontekście szczegółowych badań zmian paleokli-matycznych i paleośrodowiskowych.

Słowa kluczowe: osady rocznie laminowane, laminacja biogeniczna, struktura warw, północna Polska

24 Wojciech Tylmann

WstępJednym z głównych problemów w badaniach przy-

rodniczych są aktualnie zmiany klimatyczne i wpływ czło-wieka na funkcjonowanie ekosystemów. Wiedza na temat tych zmian w przeszłości jest niezbędna w kontekście właści-wej interpretacji procesów zachodzących obecnie i w najbliż-szej przyszłości. Ze względu na skalę czasową ważną dla spo-łeczności ludzkich, pożądana informacja powinna mieć roz-dzielczość czasową lepszą od okresu trwania ludzkich poko-leń, czyli dekadową lub najlepiej roczną. Nieocenione w tej kwestii są naturalne „archiwa”, które mają ciągły zapis zmian środowiska i mogą być precyzyjnie datowane. Takimi wła-śnie archiwami są jeziora z rocznie laminowanymi (warwo-wymi) osadami (Brauer 2004; Tobolski 2000). W czasie ostat-nich kilkudziesięciu lat sekwencje tych osadów były często stosowane w rekonstrukcjach zmian środowiska i stały się jednym z ważniejszych źródeł informacji o lokalnych, regio-nalnych i ponadregionalnych zmianach na kontynentach (np. Bradbury, Dean 1993; Goslar i in. 1993; Schettler i in. 2006). Wspólnie z pierścieniami przyrostowymi drzew, na-ciekami jaskiniowymi, rdzeniami lodowymi i oceanicznymi dostarczają wiedzy niezbędnej do wnioskowania o dynami-ce zmian globalnych klimatu (Mackay i in. 2003). Stanowi-ska osadów rocznie laminowanych, dzięki którym uzyska-no ważne informacje o zmianach paleoklimatycznych i pa-leośrodowiskowych w Europie znane są z obszaru Eifel w Niemczech (m. in. Brauer i in. 1999; Litt, Stebich 1999; Neg-endank, Zolitschka 1993), Szwajcarii (m. in. Lotter 1989) oraz północnej Europy (m. in. Ojala 2001; Renberg, Segerström 1981; Saarnisto 1986; Wohlfahrt i in. 1998). Z obszaru Polski znane jest szeroko jedno stanowisko – jezioro Gościąż po-łożone w centralnej Polsce (Ralska-Jasiewiczowa i in. 1998).

Terminy lamina i warwa są w literaturze między-narodowej jednoznacznie sprecyzowane. Pod pojęciem la-miny rozumiana jest pojedyncza, dająca się rozróżnić ma-kro- lub mikroskopowo warstwa, będąca efektem depozycji w określonym czasie, najczęściej sezonie lub półroczu. Jed-nakże pojedyncze laminy mogą być również zapisem de-pozycji następującej w okresie znacznie krótszym, do jed-nodniowych cykli włącznie (Simola, Tolonen 1981). Termin „warwa” natomiast oznacza zespół lamin odłożony w cią-gu jednego roku. Warwa może składać się z różnej liczby la-min, w najprostszym układzie z dwóch (Brunskil 1969), ale znane są przykłady dobrze udokumentowanych warw skła-dających się z trzech (Bull, Kemp 1996; Kelts, Hsü 1978), czterech (Renberg 1986; Dickman 1979) lub więcej lamin (Saarnisto i in. 1977). Najczęściej cechą pozwalającą w ła-twy sposób wyróżniać poszczególne laminy jest barwa, jed-nakże niekiedy osad nie wykazuje znaczących zmian barwy i dopiero analiza uziarnienia lub składu biologicznego osa-du uwidacznia różnice pomiędzy laminami.

Historia stosowania pojęcia warwa liczy sobie już 150 lat. Choć szeroko rozpropagował je szwedzki badacz De Geer na początku XX stulecia (De Geer 1912), to już 50 lat

wcześniej pojęcie to pojawiło się na jednej z pierwszych map Szwedzkiej Służby Geologicznej (Zolitschka 2007). W star-szych opracowaniach termin warwa kojarzony był wyłącznie z osadami glacjalnymi rytmicznie warstwowanymi (iły war-wowe), jednakże wraz z postępem badań nad osadami jezior-nymi znaczenie tego pojęcia zostało rozszerzone. Jak podaje Renberg (1981) termin warwa oznacza „osad zdeponowany w ciągu jednego roku”, a więc nie jest on znaczeniowo zwią-zany z żadnym typem środowiska depozycji osadu. Obecnie przyjmuje się powszechnie, że jako osady warwowe można określać również osady jezior niezwiązanych bezpośrednio ze środowiskiem glacjalnym (Anderson i in. 1985; O’Sullivan 1983; Sturm 1979; Saarnisto 1986, Zolitschka 2007), a tak-że osady morskie i oceaniczne (Kemp 1996). Podstawowym warunkiem zaliczenia osadów laminowanych jako warwowe jest dający się jednoznacznie wyróżnić cykl roczny. W tym ujęciu termin osady warwowe można stosować zamiennie z terminem osady rocznie laminowane. Nie należy natomiast zamiennie stosować pojęcia warwowe i laminowane, gdyż sam fakt występowania w osadach struktur typu laminacji nie świadczy o ich rocznym charakterze.

Największą zaletą osadów warwowych jest moż-liwość uzyskania ciągłej skali czasowej w latach kalenda-rzowych, która może być dodatkowo zweryfikowana po-przez datowanie metodami izotopowymi i radiometrycz-nymi (np. Hajdas i in. 2000; Lang, Zolitschka 2001; Lamo-ureux 2001). Ze względu na te walory warwowa skala czasu jest wręcz „marzeniem” paleolimnologów, ponieważ solidne ramy geochronologiczne są niezbędnym elementem wiary-godnych rekonstrukcji paleośrodowiskowych. Oprócz kon-troli czasu, warwochronologia daje możliwość precyzyj-nego obliczania tempa sedymentacji osadów w dowolnym fragmencie rdzenia bez konieczności interpolowania war-tości pomiędzy punktami datowanymi. Kolejną zaletą je-ziornych osadów rocznie laminowanych jest możliwość uzyskania rozdzielczości czasowej lepszej od jednego roku (np. Tiljander i in. 2002), co wynika z generalnie dużego tempa sedymentacji mieszczącego się zwykle w granicach od 0,5 do kilku milimetrów rocznie. Wysoka rozdzielczość analizy może być osiągnięta przez zastosowanie nowocze-snych technik analizy obrazu (Francus 2004), badań mikro-strukturalnych (Brauer 2004; Lamoureux 1994) oraz niede-strukcyjnych technik skaningowych (Zolitschka i in. 2001).

Niezwykła waga informacji pozyskanych dzięki ba-daniom osadów rocznie laminowanych skłania do próby przeglądu postępów w ich badaniach dokonanych w Polsce w trakcie ostatnich kilku lat. Należy zaznaczyć, że niniejsza praca dotyczy osadów jezior współcześnie istniejących i nie będą tu przedmiotem rozważań osady warwowe plejstoceń-skich zbiorników kopalnych. Po praktycznym zakończeniu intensywnych prac nad osadami jeziora Gościąż ukoronowa-nym wydaniem znakomitej monografii (Ralska-Jasiewiczo-wa i in. 1998), dopiero w kilka lat później pojawiły się pierw-sze informacje na temat nowych stanowisk osadów rocznie

25Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

laminowanych w północnej Polsce (Tylmann i in. 2006). Ce-lem niniejszej pracy jest przedstawienie podsumowania po-szukiwań terenowych prowadzonych przez autora w latach 2005-2009 oraz zarysowanie perspektyw związanych z wy-korzystaniem rozpoznanych stanowisk, zarówno w ramach już realizowanych projektów badawczych, jak i w przyszłych zamierzeniach. Ponadto ze względu na znaczący postęp me-todyczny od czasu opublikowania przeglądowych prac do-tyczących badań osadów laminowanych (Więckowski 1991; Goslar 1996; Tobolski 2000) warto również przybliżyć nowe techniki stosowane w analizach tychże osadów.

Powstawanie laminacji rocznej w osadach i jej typyLaminacja roczna w osadach dennych tworzy się i za-

chowuje tylko w specyficznych warunkach. W komplekso-wy sposób procesy prowadzące do depozycji osadów rocz-nie laminowanych w wodach słodkich przedstawia O’Sul-livan (1983) w swoim znakomitym przeglądzie ówczesne-go rozeznania tematu. Praca ta była i jest nadal punktem wyjścia dla wszystkich opracowań syntetyzujących wiedzę w tym zakresie. Na podstawie analizy tego skomplikowa-nego obrazu zależności (ryc. 1) można w najprostszym uję-

ciu wyróżnić dwa fundamentalne uwarunkowania (Kemp 1996): (1) zróżnicowanie dostawy materii allochtonicznej, produktywności jeziora lub procesów chemicznych, które skutkuje zmianami w składzie osadów w cyklu rocznym; oraz (2) warunki, dzięki którym struktura lamin nie ulega niszczeniu przez bioturbację lub mieszanie osadów w wy-niku procesów fizycznych. Pierwsze z uwarunkowań spra-wia, że osady rocznie laminowane znajdowane są głównie w jeziorach obszarów charakteryzujących się klimatem o sil-nych kontrastach sezonowych. Zróżnicowanie termiczne i pluwialne jest odpowiedzialne za roczny rytm procesów fi-zycznych i chemicznych w samym jeziorze oraz jego zlew-ni, wpływa także na roczną sukcesję różnych grup organi-zmów w wodach jeziornych.

Choć znakomita większość jezior na Ziemi położo-na jest w obszarach o odpowiednich warunkach klimatycz-nych, sekwencje osadów rocznie laminowanych są dość rzad-kie. Kluczową rolę w tej kwestii odgrywają bowiem warunki przetrwania laminacji w osadach, które powinny zapewniać brak postdepozycyjnych zaburzeń w osadach. W związku z tym grawitacyjne przemieszczenia osadów, uwalnianie ga-zów w wyniku procesów rozkładu materii organicznej czy też aktywność organizmów bentosowych powinny być niezna-

Ryc. 1. Uwarunkowania i procesy prowadzące do powstawania i przetrwania laminacji rocznej w osadach jeziornych (O’Sullivan 1983, zmodyfikowane)

ATMOSFERA

EKOSYSTEMJEZIORNY

POWIERZCHNIAZLEWNI

Osad autochtoniczny Osad allochtoniczny

GŁĘBOKIE JEZIORA MONOMIKTYCZNE,DYMIKTYCZNE I MEROMIKTYCZNE

PŁYTKIE JEZIORAPOLIMIKTYCZNE

JEZIORA Z DUŻĄ ZLEWNIĄ LUB ZLEWNIĄZ NIEUSTABILIZOWANĄ POKRYWĄ GLEBOWĄ

OSADYHOMOGENICZNE

LAMINACJABIOGENICZNA

LAMINACJAWAPIENNA

LAMINACJAFERROGENICZNA

Słaba lub niekompletna miksja,sezonowa lub stała anoksja przy dnie,organizmy bentosowe rzadkie lubnieobecne

Osady wymieszane dziękiruchom wody lub działalnościorganizmów bentosowych

Silne sezonowe zróżnicowaniedopływu materiału allochtonicznego

Tempo sedymentacji większeod zasięgu powierzchniowegomieszania osadów

Sezonowy cykl sedymentacji i produkcjizachowany w rytmicznych zmianachskładu osadu

Skład osaduwzględnie stały Rytmiczne zmiany składu osadu

Wody bogate w jonywęglanowe

Wody bogate w żelazoI substancje humusowe

LAMINACJAKLASTYCZNA

(sensu lato)

Jeziora monomiktycznelub polimiktyczne

LAMINACJAKLASTYCZNA(sensu stricto)

Jezioradymiktyczne

26 Wojciech Tylmann

czące (O’Sullivan 1983). Idealne jezioro powinno być dobrze osłonięte od wpływu wiatru, posiadać w miarę płaskie dno, a jednocześnie być wystarczająco głębokie, aby mieć rozwinię-tą stratyfikację wód z przynajmniej okresowymi warunka-mi beztlenowymi w wodach przydennych. Stratyfikacja po-woduje izolację wód profundalnych od mieszania turbulen-cyjnego, które natlenia wody powierzchniowe. Zasoby tlenu w hypolimnionie są więc szybko zużywane, a bioturbacja w osadach nie występuje lub jest bardzo ograniczona. Potwier-dzeniem związku pomiędzy występowaniem warunków bez-tlenowych i osadów rocznie laminowanych jest stwierdzany fakt zgodności przestrzennego zasięgu występowania lami-nacji z obszarem dna pokrytym przez wody hypolimnionu w jeziorach dymiktycznych lub monimolimnionu w jeziorach meromiktycznych (Petterson i in. 1993).

Pomimo coraz lepszego rozpoznania udokumento-wanego w licznych pracach (Larsen, Mac Donald 1993; Lar-sen i in. 1998; Ojala i in. 2000; Zillén i in. 2003) wiedza na temat mechanizmów tworzenia się i przetrwania lamina-cji rocznej w osadach jest wciąż niekompletna. Kluczem do lepszego zrozumienia tego zagadnienia są badania współ-czesnych procesów sedymentacji osadów w powiązaniu z monitoringiem fizycznych i chemicznych właściwości wód (Terranes i in. 1999; Ohlendorf, Sturm 2001; Douglas i in. 2002; Bluszcz i in. 2008). Tego typu badania pozwalają po-wiązać procesy zachodzące w jeziorze z ich efektem sedy-mentacyjnym w postaci warstwy (laminy) osadu o określo-nym składzie. Pozwala to również uzupełniać wiedzę w za-kresie możliwych typów laminacji, które stwierdzane są w osadach jezior różnych stref klimatycznych.

W literaturze istnieje wiele opracowań przedstawia-jących różne mechanizmy sedymentacji osadów rocznie la-minowanych. Jak zwykle w takich przypadkach bywa, ist-nieją różnorodne, mniej lub bardziej szczegółowe podziały, a ponadto tak samo rozumiane typy laminacji obdarza się różnym nazewnictwem. Dla przykładu O’Sullivan (1983) wyróżnia laminację ferrogeniczną, wapienną, biogeniczną (okrzemkową), klastyczną oraz tzw. inne typy powstające głównie w strefie klimatu tropikalnego i suchego, zaznacza-jąc jednocześnie, że stopień rozeznania w tej kwestii jest nie-wielki i nie pozwala na sprecyzowanie konkretnych typów. Saarnisto (1986) wyróżnia laminację okrzemkową, wapien-ną, ferrogeniczną i klastyczną. Lotter i Sturm (1994) propo-nują laminację fizyczną (klastyczną, allochtoniczną) oraz bio-chemiczną (autochtoniczną). Z kolei ci sami autorzy rok póź-niej (Sturm, Lotter 1995) proponują ten sam podział, jednak stosując inne nazewnictwo, mianowicie laminację klastyczną (odpowiednik fizycznej) oraz organiczną, która jest tożsama z biochemiczną. W polskiej literaturze Goslar (1996) wyróż-nia laminację ferrogeniczną, biogeniczną (okrzemkową); wa-pienną i klastyczną, czyli jest to podział odpowiadający wcze-śniejszym wydzieleniom Saarnisto (1986), natomiast Tobol-ski (2000) wyróżnia laminy biogeniczne i klastyczne, co jest zdecydowanie bliższe podziałowi Sturma i Lottera (1995).

Pomimo pozornych różnic większość z tych podzia-łów jest w istocie bardzo zbieżna, różnice dotyczą tylko szcze-gółowości wydzieleń i stosowanego nazewnictwa. Wydaje się, że pewne uporządkowanie wprowadzają najnowsze publika-cje prezentujące zagadnienie powstawiania laminacji w osa-dach (Brauer 2004, Zolitschka 2007) wprowadzające trzy do-brze sprecyzowane typy laminacji: klastyczną, biogeniczną (organiczną) i ewaporacyjną. Te typy różnią się między sobą mechanizmami prowadzącymi do powstawania laminacji. W typie klastycznym głównym czynnikiem sprawczym jest se-zonowe zróżnicowanie wielkości dopływu materii allochto-nicznej ze zlewni, a osad składa się głównie z materiału mine-rogenicznego o zróżnicowanym uziarnieniu. W przypadku laminacji biogenicznej decyduje sezonowa zmienność pro-dukcji biologicznej oraz procesów chemicznych z nią powią-zanych, a także zróżnicowane nasilenie dopływu materiału minerogenicznego. W tym typie wyróżnić można kilka pod-typów w zależności od dominujących procesów odpowie-dzialnych za roczny rytm depozycji. Laminacja kalcytowa występuje w jeziorach o dużej dostawie jonów węglanowych i charakteryzuje się obecnością przynajmniej jednej jasnej la-miny związanej z wiosenno-letnim wytrącaniem kalcytu z wody. Laminacja okrzemkowa jest wyróżniana na podstawie zmiennego udziału różnych grup okrzemek oraz detrytusu mineralnego i organicznego (coraz częściej laminacja taka przez badaczy skandynawskich określana jest jako klastycz-no-organiczna). Laminacja ferrogeniczną natomiast jest cha-rakterystyczna dla jezior miękkowodnych o małej zawartości wapnia i dużej zawartości żelaza, a mechanizm formowania lamin zależy głównie od zmian warunków tlenowych i po-tencjału redoks decydujących o rozpuszczalności związków żelaza. Laminacja ewaporacyjna natomiast powstaje w wy-niku chemicznych procesów wytrącania minerałów z wody, związanych ze wzrostem zasolenia i pH w wyniku intensyw-nego parowania z powierzchni wody. To powoduje stan na-sycenia i wytracanie minerałów, najczęściej kalcytu, arago-nitu, gipsu i halitu. Szczegółowe charakterystyki poszczegól-nych typów przedstawione są w pozycjach literatury zacyto-wanych powyżej. W odczuciu autora tak zarysowany podział jest z jednej strony kompletny, a z drugiej strony wprowadzo-ne zróżnicowanie na typy i podtypy porządkuje nie do końca konsekwentne podziały wcześniejsze.

Postęp technologiczny w badaniach osadów laminowanych

Jak w każdej dziedzinie nauki, również w badaniach laminowanych osadów jeziornych w ostatnich kilkunastu latach doszło do znacznych zmian związanych z postępem technologicznym. Niektóre z tych zmian można nazwać re-wolucyjnymi, ponieważ pozwoliły one na uzyskiwanie zu-pełnie nowego wymiaru prowadzonych badań, zarów-no w aspekcie jakościowym, jak i ilościowym. Komplek-sową informację o aktualnym stanie zaawansowania tech-

27Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

nik badawczych znaleźć można w kilkutomowej serii mo-nograficznej Developments in Paleoenvironmental Research (DPER) wydawanej sukcesywnie od 2001 roku. Poszcze-gólne tomy dotyczą konkretnych zagadnień i redagowane są przez osoby uznawane za autorytety w danej dziedzinie badań. Poniższy przegląd należy natomiast traktować jako wybór najważniejszych, zdaniem autora, kierunków zmian i osiągnięć w tym zakresie. Nie zawiera on zagadnień związa-nych z postępem technik numerycznych, kalibracji ilościo-wej danych proxy, czy też imponującej ilości nowych wskaź-ników paleośrodowiskowych stosowanych obecnie w bada-niach paleolimnologicznych.

Standardem w badaniach osadów laminowanych stało się potwierdzenie mechanizmu rocznej depozycji w postaci analizy materiału zgromadzonego w pułapkach se-dymentacyjnych. Specjalne urządzenia z mechanizmem zmieniającym pojemniki pozwalają na śledzenie współcze-snej sedymentacji w interwałach kilkunastodniowych lub krótszych. Ma to duże znaczenie, gdyż procesy sedymenta-cji osadów nie są jednostajne w cyklu rocznym. Tempo se-dymentacji osadów zimą, w warunkach występowania po-krywy lodowej jest zazwyczaj bardzo niskie. Jak pokazu-je przykład jeziora Sacrower (Bluszcz i in. 2008) depozy-cja kalcytu wiosną i wczesnym latem zachodzić może w kil-ku krótkich fazach. Również dostawa materiału mineroge-nicznego ze zlewni ma często charakter krótkich impulsów, które wykryć można tylko przy odpowiednio częstym po-

bieraniu próbek z pułapki. Aby uchwycić dynamikę współ-czesnych procesów sedymentacji w cyklu rocznym trzeba więc dysponować próbkami miesięcznymi lub pobranymi w jeszcze krótszych interwałach czasowych. Przy tak szcze-gółowym opróbowaniu możliwa jest identyfikacja okresów wzmożonej depozycji określonych związków lub pozosta-łości organizmów i powiązanie tych informacji ze składem poszczególnych lamin zachowanych w osadzie.

Analiza struktury warw i elementów ją budujących jest wartościowym narzędziem pozwalającym na odtworze-nie procesów formowania się warw, a dzięki temu również na rekonstrukcję warunków środowiskowych i klimatycz-nych w trakcie depozycji osadu. Obecnie podstawową tech-niką badań struktury warw są analizy mikroskopowe cien-kich szlifów. Chociaż metoda ta jest znana od dość dawna, od kilku lat stała się ogólnie przyjętym standardem i niemal wy-parła wcześniej stosowane techniki, np. analizę replik na ta-śmie przylepnej (Simola 1977), lub liczenie warw wprost z odsłoniętej powierzchni osadu. Samo przygotowanie próbek obejmujące pobór, impregnację i wykonanie cienkich szli-fów jest niezwykle praco- i czasochłonne, jednak daje zde-cydowanie najlepsze możliwości dokładnej analizy struktu-ry. Różne sposoby impregnacji osadów do przygotowywania cienkich szlifów z osadów jeziornych omówione są dokład-nie w pracy Boesa i Fagel (2005). Wysokiej jakości cienki szlif umożliwia identyfikację pozostałości organizmów lub rodza-ju materiału budującego poszczególne laminy (ryc. 2). Dzię-

Ryc. 2. Struktura warw biogenicznych na przykładzie osadów jeziora Łazduny (fot. D. Enters). Po lewej: obraz mikroskopowy trzech warw w świetle spolaryzowanym. Po prawej: powiększenie ukazujące strukturę pojedynczej warwy. Objaśnienia: Viv – wiwianit, D – okrzemki, Chry – cysty złotowiciowców, AOM – amorficzna materia organiczna, Cc – kryształy kalcytu

28 Wojciech Tylmann

ki temu można sprecyzować roczny cykl depozycji materia-łu na dnie badanego jeziora i określić podstawową struktu-rę warwy. Poprzez porównanie cech poszczególnych warw (miąższość, stopień zachowania pozostałości organizmów, wielkość kryształków kalcytu, ilość materiału mineroge-nicznego itp.) można natomiast wnioskować o rodzaju i in-tensywności zmian zachodzących w środowisku depozy-cji analizowanych osadów. Dzięki postępowi technicznemu znacznie zmienił się również sposób zliczania warw. Pier-wotnie całość analizy, czyli określenie strukturalnych ele-mentów warwy, ustalenie granic pomiędzy warwami oraz ich liczenie, odbywało się pod mikroskopem. Łatwo so-bie wyobrazić jak wiele czasu zajmowała analiza np. 10 000 warw z jednego stanowiska. W niektórych przypadkach li-czono warwy wprost z odsłoniętej powierzchni osadu, jeśli ich wyrazistość na to pozwalała. Powodowało to jednakże konieczność pracy w pomieszczeniu o odpowiednio niskiej temperaturze, w przeciwnym razie w trakcie czasochłon-nego procesu ustalania granic pomiędzy warwami i ich li-czenia dochodziło do stopniowego ubytku wilgotności osa-du, prowadzącego do powstawania pęknięć i pogarszania się jakości powierzchni osadu. Kolejnym sposobem jest li-czenie lamin z wysokiej jakości negatywów fotograficznych, co było praktykowane w przypadku jeziora Gościąż (Goslar 1993). Obecnie coraz częściej stosowaną techniką jest ska-nowanie cienkich szlifów w dużej rozdzielczości w skane-rze płaskim, w świetle normalnym i z użyciem filtrów po-laryzacyjnych. Światło spolaryzowane podkreśla kontrasty w barwie pomiędzy pojedynczymi laminami, dzięki czemu niekiedy ukazują się elementy, które na obrazie zeskanowa-nym w świetle normalnym są bardzo trudno dostrzegalne lub wręcz niewidoczne. Tak uzyskany obraz poddaje się ob-róbce graficznej mającej na celu głównie korekcję jasności, zwiększenie kontrastu i wyostrzenie granic (Saarinen, Pet-terson 2001). W niektórych przypadkach pomaga również przekształcenie obrazu kolorowego w czarno-biały. Efekty niekiedy w zaskakujący sposób poprawiają wizualne możli-wości wyznaczania granic pomiędzy warwami (ryc. 3) i po-zwalają na ich zliczanie w specjalnych programach kompu-terowych, w trybie manualnym lub nawet automatycznym.

Zasada automatycznego zliczania zazwyczaj polega na wykreślaniu krzywych skali szarości, a następnie zlicza-niu jasnych i ciemnych pików. Taki sposób ma kilka zalet, m.in. proces jest niezwykle szybki, wyniki przedstawione są w przyjaznej graficznej postaci, a przede wszystkim rezul-taty są bardzo obiektywne i oparte na powtarzalnych ma-tematycznych procedurach (Walanus, Goslar 1993; Weber i in. 2010). Inną próbą zautomatyzowania procesu liczenia lamin jest analiza wyników skanowania metodą rentgenow-skiej analizy fluorescencyjnej XRF wysokiej rozdzielczości. W tym przypadku wykorzystywane są zmiany składu che-micznego pomiędzy poszczególnymi laminami, a potencjal-nym wskaźnikiem może być zawartość wapnia (w przypad-ku laminacji kalcytowej) lub żelaza i manganu (Marshall i

in. 2010). Należy jednakże pamiętać, że automatyczne zli-czanie warw dzięki zastosowaniu specjalistycznych algoryt-mów i programów komputerowych daje wiarygodne rezul-taty tylko w przypadku idealnego stanu zachowania lami-nacji, co nie jest częstym przypadkiem. Niestety zazwyczaj fragmenty idealnie zachowanej i regularnej laminacji prze-platają się z sekcjami, w których laminacja jest mniej wy-razista. W takich przypadkach automatyczne zliczanie po-winno być dokładnie weryfikowane liczeniem manualnym, co zatraca podstawowy sens automatyzacji procesu liczenia. Tym niemniej prace zmierzające do ulepszania algorytmów obliczeniowych uznać należy za bardzo cenne, bo mogą one choć w części zmniejszyć czasochłonność opracowywania warwochronologii, co jest szczególnie ważne przy analizie długich sekwencji osadów, liczących kilkanaście lub kilka-dziesiąt tysięcy lat.

Rewolucyjną zmianą w badaniach osadów lamino-wanych jest stosowanie niedestrukcyjnych technik analizy cech fizycznych i składu chemicznego. Techniki te zostały w dużej mierze rozwinięte podczas badań osadów głęboko-morskich i oceanicznych, a następnie zaadoptowane przez badaczy osadów jeziornych. Najlepszym przykładem jest metoda XRF, dzięki której możliwe jest określanie zmien-ności składu chemicznego osadu bez konieczności pobie-rania próbek z rdzenia. Metoda XRF znana jest w chemii od wielu lat, jednakże w ostatnich kilkunastu latach poja-wiły się zautomatyzowane urządzenia dedykowane spe-cjalnie do badań rdzeni osadów (Zolitschka i in. 2001). Po-miar w tej technice odbywa się bez bezpośredniego kon-taktu z próbką, co zapewnia możliwość odzyskania ma-teriału w stanie niezmienionym. Jest to szczególnie cen-

Ryc. 3. Efekt graficznej obróbki obrazu cienkiego szlifu z osadów je-ziora Szurpiły (fot. M. Kinder). A – cienki szlif zeskanowany w świe-tle normalnym; B – cienki szlif zeskanowany w świetle spolaryzo-wanym; C – obraz uzyskany po korekcji ekspozycji i kontrastu.

29Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

ne w badaniach wielowskaźnikowych, gdzie pojawiają się problemy z niewystarczającą ilością materiału do przepro-wadzenia wszystkich zaplanowanych analiz. Obecnie pro-dukowane skanery XRF są precyzyjne i wydajne. Jedną z głównych zalet jest niezwykle wysoka rozdzielczość anali-zy – w jednym centymetrze rdzenia wykonać można kilka-dziesiąt pomiarów składu pierwiastkowego, co jest zupełnie nieosiągalne przy tradycyjnym opróbowaniu i analizie po-szczególnych próbek. Kolejnym atutem jest szybkość ana-lizy. Przy wykorzystaniu tego typu urządzeń możliwe jest wykonanie oznaczeń zawartości kilkudziesięciu pierwiast-ków w kilkuset próbkach osadu w ciągu zaledwie kilku go-dzin. Tak wielkie możliwości techniczne sprawiają, że ana-liza geochemiczna rdzeni osadów jeziornych zyskała zupeł-nie nowy wymiar, szczególnie ważny w badaniach osadów laminowanych, gdyż niezwykle wysoka rozdzielczość ana-liz pozwala wychwycić roczny cykl zmian składu chemicz-nego osadów. Analizy XRF wykonuje się również na zaim-pregnowanych bloczkach osadu, które stosuje się do wyko-nywania cienkich szlifów. Można wówczas uzyskać jeszcze większą rozdzielczość zapewniającą wykrywanie najdrob-niejszych struktur w osadach (Brauer i in. 2009).

Kolejną metodą niedestrukcyjną o dużym poten-cjale jest spektroskopia w zakresie widzialnym (VIS-RS; 380-730 nm). Metoda ta używana jest do wykrywania orga-nicznych i klastycznych składników osadów. Zaletą jej jest zautomatyzowanie i szybkość pomiarów pozwalająca prze-skanować kilka metrów rdzenia z rozdzielczością 1mm lub lepszą w ciągu jednego dnia. Trudnym etapem badania jest analiza widm pomiarowych i interpretacja danych, jednak-że pierwsze prace pokazują, że możliwe jest ilościowe ska-librowanie wyników jako wskaźników paleoklimatycznych (Trachsel i in. 2010; von Gunten i in. 2009). Wydaje się, że dalsza eksploracja możliwości jakie daje ta metoda może prowadzić do znacznego postępu i niebawem stanie się to technika standardowo wykorzystywana w pierwszym eta-pie analizy rdzeni osadów jeziornych.

Metoda analizy obrazu (image analysis) polega na uzyskaniu ilościowej informacji o składzie osadu z cyfro-wych obrazów jego powierzchni, po odpowiednim ich prze-tworzeniu w specjalistycznych programach komputerowych. Nie wymaga ona wielkich nakładów finansowych i umożli-wia analizę rdzeni osadów w dużej rozdzielczości. Standar-dowa procedura obejmuje kilka etapów poczynając od wy-konania zdjęć wysokiej jakości, następnie ich przetworzenie (kalibracja kolorów, filtrowanie etc.) oraz wykonywanie po-miarów na tak przygotowanych obrazach. Pod pojęciem ima-ge analysis kryje się szeroka gama technik pozwalających na zliczanie warw, pomiar ich miąższości, a także ustalanie skła-du osadu na podstawie dokładnej analizy jego barwy. Ana-lizie poddawać można zarówno przetworzone zdjęcia cy-frowe, jak również zdjęcia rentgenowskie (Ojala 2004). Do-skonałe efekty daje analiza obrazów uzyskanych ze skanin-gowego mikroskopu elektronowego i odpowiednio przygo-

towanych, zaimpregnowanych preparatów z osadów (Dean i in. 1999). Można dokonywać pomiarów poszczególnych ele-mentów dostrzegalnych w obrazie osadu, np. mikrofosyliów, uziarnienia osadu, rozmiarów kryształów etc. Odpowiednio skonstruowane algorytmy umożliwiają automatyczne wy-szukiwanie i klasyfikacje pewnych elementów w osadzie, np. cyst złotowiciowców, sporomorf lub kryształów. Komplekso-wy przegląd zastosowań tej metody zawiera tom DPER pod redakcją Francusa (2004).

Dotychczasowy stan rozpoznania osadów rocznie laminowanych w Polsce

Jak podaje Więckowski (1991) w swoim niezwykle szczegółowym przeglądzie postępów badań nad jeziorny-mi osadami laminowanymi, po raz pierwszy w Polsce lami-nację stwierdzono w osadach północnej części Jeziora Mi-kołajskiego. Miąższość laminowanej sekcji osadu wynosi-ła zaledwie 40 cm i stanowiła spągowy odcinek rdzenia o długości ponad 4 metrów (Więckowski 1966). W później-szych latach, głównie dzięki sondzie tłokowej konstrukcji Więckowskiego pobierano rdzenie osadów z wielu jezior w różnych regionach Polski i w niektórych z nich stwier-dzano fragmenty laminowane. Zazwyczaj sytuacja ta doty-czyła części spągowych o miąższościach od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów (Więckowski 1978, 1991). Jak podaje ten sam autor, w kilku jeziorach głęboko zalegają-ce serie osadów laminowanych osiągały większe miąższo-ści, np. w jeziorze Flosek oraz Kwiecko było to niemal 6 me-trów. Jednym z bardziej znanych stanowisk tego typu jest jezioro Perespilno położone we wschodniej części Pojezie-rza Łęczyńsko-Włodawskiego. Roczna laminacja obejmuje tam również fragment spągowy o miąższości 3 metrów, w którym naliczono ok. 3000 warw (Bałaga i in. 1998). Przy-datność wszystkich tych stanowisk do rekonstrukcji pale-ośrodowiskowych była jednak ograniczona, ze względu na niewielki okres czasu objęty osadami rocznie laminowany-mi, zwykle związany z początkowym (późny glacjał/wcze-sny holocen) stadium funkcjonowania jeziora. Z oczywi-stych względów nie było również możliwości opracowania absolutnej kalendarzowej skali czasu dla tych fragmentów.

Przełom w badaniach rocznie laminowanych osa-dów jeziornych w Polsce nastąpił w 1985 roku, kiedy to wydobyto rdzeń osadów z jeziora Gościąż położonego w centralnej Polsce, na Pojezierzu Gostynińskim. Kompletny profil osadów wykazywał strukturę laminowaną o różnym stopniu zachowania (Goslar 1998). Od spągu do głęboko-ści 7,3 m stan zachowania laminacji był bardzo dobry i po-zwolił na obliczenie ilości warw z bardzo małą niepewno-ścią (9662±92). W stropowym odcinku profilu o długości 7,3 m laminacja była stosunkowo słabo zachowana, co pozwoliło na estymację ilości warw z dużą niepewnością (2900+500/-200). Stanowisko to było przez wiele lat obiektem wszechstron-nych badań i zyskało międzynarodowe znaczenie. Wyniki

30 Wojciech Tylmann

uzyskane w ramach interdyscyplinarnych badań wniosły wielki wkład do poznania przemian środowiska przyrod-niczego w późnym glacjale i holocenie. Bardzo szczegółowe i kompletne opracowanie osadów jeziora Gościąż (Goslar i in. 1995; Ralska-Jasiewiczowa i in. 1998) stanowi przykład doskonałego wykorzystania możliwości związanych z rocz-nie laminowanymi osadami jeziornymi.

Paradoksalnie, sukces programu badawczego zwią-zanego z jeziorem Gościąż spowodował zastój w poszuki-waniach innych stanowisk. Jezioro Gościąż „wchłonęło” całe zespoły badawcze na wiele lat i wydaje się, że zapanowa-ło przeświadczenie, iż jest ono wyjątkiem, a szanse na od-nalezienie stanowiska o porównywalnej wartości w aspek-cie rekonstrukcji paleośrodowiskowych są minimalne. Je-dyne znane autorowi prace dotyczyły Jeziora Miłkowskie-go na Pojezierzu Mazurskim, gdzie miąższość osadów jest znaczna (ok. 25 m) i są one częściowo laminowane (Wac-nik 2009). W tym samym okresie odkryto wiele stanowisk osadów laminowanych na pojezierzach polodowcowych w Finlandii (np. Ojala i in. 2000) czy Szwecji (np. Wohlfarth i in. 1998; Zillén i in. 2003). Doprowadziło to po kilkuna-stu latach do znacznej dysproporcji w rozpoznaniu stano-wisk osadów rocznie laminowanych w Polsce i w innych krajach Europy (ryc. 4). Ten sugestywny obraz stał się jed-ną z przyczyn podjęcia systematycznych poszukiwań no-wych stanowisk na obszarze pojezierzy młodoglacjalnych północnej Polski.

Założenia metody systematycznych poszukiwańStrategię poszukiwań nowych stanowisk osadów la-

minowanych w północnej Polsce wzorowano na wcześniej-szych doświadczeniach z obszaru Finlandii (Ojala i in. 2000), Szwecji (Zillén i in. 2003), a także prac dotyczących obszaru USA i Kanady (Larsen, MacDonald 1993; Larsen i in. 1998). Początkowo poszukiwania miały charakter typowo eksplo-racyjny, bez sprecyzowanego zakresu przestrzennego (Tyl-mann i in. 2006). Niezwykle obiecujące wyniki pierwszych prac terenowych skłoniły do ścisłego sprecyzowania obsza-rów testowych i uporządkowania metodyki prowadzonych prac. W latach 2005-2006 wypracowano spójne zasady postę-powania terenowego, które później stosowano konsekwent-nie w odniesieniu do wszystkich badanych obiektów.

Podstawowe elementy postępowania badawcze-go przedstawia ryc. 5. Są one rezultatem zarówno wyni-

Ryc. 4. Znane stanowiska jeziornych osadów rocznie laminowa-nych w Europie. Objaśnienia: 1, 2 – Szwecja (>100 jezior); 3 – Fin-landia (>50 jezior); 4 – Loch Ness; 5 – Belau; 6 – Hämelsee; 7 – Woserin; 8 – Sacrower See; 9 – Gosciąż; 10 – Meerfelder Maar; 11 – Holzmaar; 12 – Steisslingen; 13 – Pavin; 14 – Baldeggersee; 15 – Soppensee; 16 – Längsee; 17 – Lago Mezzano; 18 – Lago Grande di Monticchio; 19 – Van

Ryc. 5. Schemat postępowania badawczego stosowanego w syste-matycznych poszukiwaniach stanowisk jeziornych osadów rocz-nie laminowanych w północnej Polsce

Morze Czarne

40°

50°

60°

0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°10°20°30°

Mor

zeBał

tyck

ie

MorzeNorweskie

MorzePółnocne

Morze Śródziemne

POLSKA

9

1

23

876

10

1112

151413 16

17

18

19

4

5

ANALIZA UWARUNKOWAŃ POWSTAWANIAI PRZETRWANIA LAMINACJI W OSADACH

---

warunki klimatyczneuwarunkowania morfologiczneuwarunkowania geologiczne i hydrologiczne

WYBÓR OBSZARÓW TESTOWYCH--

duża jeziornośćdokumentacja morfometryczna

ANALIZA DANYCH MORFOMETRYCZNYCH---

głębokość maksymalnadługość maksymalnaukształtowanie dna

ANALIZA MAP TOPOGRAFICZNYCHI GEOLOGICZNYCH

----

osłonięcie jeziorazalesienie linii brzegowejinwentaryzacja ciekówrodzaj utworów powierzchniowych

POBÓR RDZENI OSADÓW STROPOWYCH---

punkt o największej głębokościpróbnik grawitacyjnywstępna ocena w terenie

ANALIZA LABORATORYJNA----

opis makroskopowydokumentacja fotograficznaanaliza cienkich szlifówskanowanie XRF wysokiej rozdzielczości

31Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

ków wyżej cytowanych autorów, jak i własnych doświad-czeń zdobytych w trakcie pierwszych prac terenowych. Sta-nowią logiczny ciąg czynności, które w efekcie prowadzą do skutecznych poszukiwań stanowisk osadów laminowanych. Wydaje się, że wypracowaną strategię poszukiwań można zastosować na innych obszarach młodoglacjalnych.

Analiza uwarunkowańNa podstawie obszernej literatury sprecyzowa-

no główne uwarunkowania prowadzące do powstawania i przetrwania laminacji w osadach jeziornych. Pierwszym z nich są odpowiednie warunki klimatyczne przejawiają-ce się silnymi kontrastami sezonowymi. Chociaż uznać na-leży, że w całej północnej Polsce panują odpowiednie wa-runki klimatyczne do tworzenia się laminacji w osadach, to w północno-wschodniej Polsce są one najlepsze. Wyni-ka to ze znacznego gradientu klimatycznego przejawiające-go się wzrostem kontynentalizmu w kierunku wschodnim. Przekonywującym wskaźnikiem może być różnica w ilości dni ze średnią temperaturą powietrza poniżej 0ºC wynoszą-ca ponad 90, od <10 dni w zachodniej części do >100 dni w północno-wschodniej Polsce (Lorenc 2005), co ma oczy-wiście wpływ na długość zalegania pokrywy lodowej na je-ziorach. Wyniki wieloletnich obserwacji zjawisk lodowych na jeziorach zlokalizowanych wzdłuż transektu W-E w pół-nocnej Polsce (Skowron 2003) wskazują, że średnia długość zalegania pokrywy lodowej waha się od 54 dni w części za-chodniej do 99 dni w części wschodniej. Dłuższy okres z pokrywą lodową podkreśla sezonowy kontrast w uwarun-kowaniach procesów fizycznych i biologicznych w jeziorze, co powinno sprzyjać depozycji materiału o zróżnicowanym składzie i w efekcie tworzeniu się lamin.

Drugą grupę analizowanych uwarunkowań można określić jako morfologiczne i dotyczą one zarówno samej misy jeziornej, jak i jej bezpośredniego otoczenia. Czynniki te decydują o stopniu odizolowania od wpływów zewnętrz-nych wód przydennych jeziora, stanowiących bezpośrednie środowisko sedymentacji osadów. Najlepsze warunki prze-trwania laminacji w osadach panują w jeziorach o relatyw-nie niewielkiej powierzchni i dużej głębokości. Taki korzyst-ny układ kształtu misy jeziornej sprzyja ograniczonemu za-sięgowi mieszania turbulencyjnego, prowadzi do czasowej lub nawet permanentnej anoksji w wodach przydennych, co z kolei ogranicza możliwość zaburzania delikatnych struk-tur sedymentacyjnych przez organizmy bentosowe. Również niebagatelną rolę w ograniczaniu wpływu czynników ze-wnętrznych na jezioro odgrywa ukształtowanie powierzch-ni oraz pokrycie terenu zlewni bezpośredniej. Najbardziej korzystna sytuacja dotyczy jezior głęboko wciętych w po-wierzchnię zlewni i otoczonych obszarami leśnymi.

Trzecia grupa uwarunkowań decyduje o możliwo-ściach sezonowej dostawy materiału mineralnego ze zlew-ni, co jest szczególnie ważne w przypadku depozycji lamin klastycznych lub klastyczno-organicznych. Najważniejsze w

tej kwestii jest istnienie dopływu (bądź kilku dopływów), za pośrednictwem których materiał mineralny doprowa-dzany jest do jeziora. Istotna jest również budowa geolo-giczna zlewni, zwłaszcza występowanie utworów drobno-ziarnistych (mułki i iły). Tego typu osady transportowane są w zawiesinie ciekami, a po wprowadzeniu do jeziora de-ponowane są w strefie głębokowodnej. Dzięki temu w cza-sie wiosennych wezbrań formowana jest charakterystycz-na lamina zbudowana niemal wyłącznie z materiału mine-ralnego. Warwy zawierające laminy tego typu stwierdzano wielokrotnie na obszarze Skandynawii (Ojala i in. 2000; Zil-lén i in. 2003).

Jako najbardziej prawdopodobny mechanizm po-wstawania laminacji na obszarze zainteresowania przyjęto sezonową zmienność produkcji biologicznej w jeziorze oraz procesów chemicznych z nią powiązanych. Zatem spodzie-wany typ laminacji to laminacja biogeniczna, a ogólne wa-runki korzystne dla jej powstawania panują na całym ob-szarze północnej Polski. Na podstawie zróżnicowania wa-runków klimatycznych można wskazać obszary bardziej predysponowane, ale nie można wykluczyć żadnego ob-szaru. Uwarunkowania związane z sezonowym dopływem materiału minerogenicznego mogą mieć znaczenie w spe-cyficznych przypadkach, ale całościowo ich znaczenie jest drugorzędne. Rolę determinującą występowanie osadów la-minowanych odgrywać powinny więc warunki przetrwa-nia laminacji w osadach. Całościowa analiza uwarunko-wań doprowadziła do konkluzji, że w przypadku pojezie-rzy młodoglacjalnych północnej Polski zasadnicze znacze-nie mogą mieć uwarunkowania morfologiczne, gdyż to one w głównej mierze wpływają na warunki przetrwania lami-nacji w osadach.

Wybór obszarów testowychGłównym celem prowadzonych prac było oczywi-

ście znalezienie nowych stanowisk, które mogłyby się stać w przyszłości obiektami szczegółowych badań interdyscypli-narnych. Jednakże pierwsze wyniki pozwoliły także sprecy-zować drugi cel, mianowicie uzyskanie zbioru danych mo-gących pomóc w analizie czynników odpowiedzialnych za tworzenie się i zachowywanie laminacji w osadach jezior północnej Polski. Zdecydowano się więc na wybór obsza-rów testowych, w których prowadzono następnie systema-tyczne prace poszukiwawcze obejmujące wszystkie wyse-lekcjonowane jeziora.

Obszary testowe ustalono w oparciu o dwa kryteria. Po pierwsze powinien to być obszar o dużej jeziorności, tak aby na stosunkowo niewielkim obszarze można było zba-dać wiele pojedynczych obiektów. Po drugie występujące w potencjalnym obszarze testowym jeziora powinny posiadać wiarygodną dokumentację morfometryczną. Ważne jest, aby ta dokumentacja nie był ograniczona do danych liczbo-wych, ale zawierała również plan batymetryczny. Takie pa-rametry jak powierzchnia czy głębokość maksymalna jezio-

32 Wojciech Tylmann

ra nie są wystarczające i dopiero mapa ukazująca ukształ-towanie powierzchni misy jeziornej daje właściwe wyobra-żenie o możliwych warunkach sedymentacji osadów w da-nym jeziorze. W przypadku pojezierzy północnej Polski sy-tuacja w tej kwestii jest więcej niż zadawalająca, gdyż dla wszystkich jezior o powierzchni większej od 10 ha istnieją plany batymetryczne i są one zgromadzone wraz z podsta-wowymi wskaźnikami morfometrycznymi w jednym zwar-tym wydawnictwie (Jańczak 1996; 1997; 1999).

Bazując na tej informacji można było w racjonal-ny i uzasadniony sposób dokonać wyboru obszarów o du-żym potencjale występowania osadów laminowanych. Zde-cydowano się skoncentrować poszukiwania na trzech ob-szarach: Pojezierzu Kaszubskim, Krainie Wielkich Jezior Mazurskich oraz Pojezierzu Suwalskim. Charakteryzują się one największą jeziornością, a ponadto w każdym z nich jest przynajmniej kilkadziesiąt jezior spełniających kryte-ria morfometryczne.

Analiza danych morfometrycznychW obrębie obszarów testowych wykonano anali-

zę planów batymetrycznych wszystkich jezior o powierzch-ni powyżej 10 ha oraz utworzono bazę danych morfome-trycznych. Jeziora o powierzchni mniejszej wyeliminowano ze względu na brak wystarczającej dokumentacji morfome-trycznej. Wybór obiektów badań oparto na dwóch podsta-wowych kryteriach: głębokości maksymalnej jeziora i jego długości maksymalnej. W literaturze przedmiotu te para-metry są często używane jako pierwsze wskaźniki jezior, w których szansa na występowanie osadów laminowanych jest duża. Przyjmowane są różne wartości graniczne głębokości maksymalnej, oscylujące od kilku do kilkunastu metrów. Na podstawie badań 297 jezior USA i Kanady oszacowano mini-malną głębokość niezbędną do przetrwania laminacji w osa-dach na 12-17 metrów w zależności od przyjętego modelu (Larsen i in. 1998). Niższą wartość (7 m) przyjęto w poszu-kiwaniach prowadzonych na obszarze szwedzkiej prowincji Värmland (Zillén i in. 2003). W wyniku badań 195 jezior w Finlandii stwierdzono, że najpłytsze jeziora, w których odna-leziono osady laminowane miały zaledwie 5-6 metrów głębo-kości, jednakże większość stanowisk miała głębokość ponad 10 metrów. Z kolei Saarnisto (1986) na podstawie wcześniej-szych badań stwierdza, że osady laminowane znajdowane są najczęściej w jeziorach o głębokości ponad 15 metrów. Kie-rując się zasadą, iż w głębszym jeziorze prawdopodobieństwo występowania warunków korzystnych dla przetrwania lami-nacji w osadach jest większe oraz aby zmaksymalizować efek-tywność poszukiwań przyjęto 15 metrów jako wartość mini-malną dla głębokości jeziora. Ponadto zgodnie z sugestiami Saarnisto (1986) wprowadzono drugie kryterium, mianowi-cie długość maksymalną, jednakże traktowano to kryterium bardziej elastycznie. Jako wartość graniczną przyjęto maksy-malnie 1,5 kilometra, a następnie korzystając z planów ba-tymetrycznych wprowadzono korekty uwzględniające jezio-

ra o nieco większej długości maksymalnej, ale charakteryzu-jące się występowaniem odizolowanych głęboczków, w któ-rych warunki sedymentacji osadów powinny być odpowied-nie dla przetrwania laminacji. Łącznie przeanalizowano kil-kaset planów batymetrycznych i wybrano 85 jezior spełnia-jących wyżej opisane kryteria morfometryczne.

Analiza map topograficznych i geologicznychAby uzupełnić informację zgromadzoną w bazie da-

nych morfometrycznych analizowano szczegółowo usytu-owanie każdego z wyselekcjonowanych jezior. Korzystając z map topograficznych określano różnicę pomiędzy rzędną zwierciadła wody a wysokością form terenu otaczających jezioro. Na podstawie obrazów satelitarnych określano sto-pień zalesienia linii brzegowej. Ponadto identyfikowano cie-ki dopływające do jezior. Rodzaj utworów powierzchnio-wych w zlewni jeziora określano na podstawie map geolo-gicznych. Uzyskane w ten sposób informacje posłużyły do analizy potencjalnego wpływu poszczególnych uwarunko-wań na występowanie osadów laminowanych.

Pobór rdzeni osadów stropowychStrategia badań terenowych oparta została na pobo-

rze krótkich rdzeni stropowych osadów jeziornych, co jest czynnością stosunkowo łatwą, niezbyt czasochłonną i tanią. W odróżnieniu od metody głębokich wierceń pobór krót-kich rdzeni umożliwia objęcie badaniami dużej grupy je-zior, dzięki czemu daje spore szanse na odnalezienie odpo-wiednich stanowisk. Zastosowanie takiego podejścia uza-sadnia również fakt, iż stwierdzenie laminacji w osadach powierzchniowych oznacza duże prawdopodobieństwo (choć nie pewność), że pełna sekwencja osadów danego je-ziora jest laminowana.

Korzystając z planów batymetrycznych, punkt po-boru rdzenia lokalizowano dokładnie w obszarze dna po-łożonym na największej głębokości. Następnie pobierano osad próbnikiem grawitacyjnym z możliwością dodatkowe-go wbicia próbnika w osad (Tylmann 2007). Jako element chwytny stosowano rurę pleksi o średnicy 60 mm, rozciętą wzdłuż na dwie połowy i sklejoną taśmą wodoodporną. Po wydobyciu rdzenia na powierzchnię natychmiast transpor-towano go na brzeg, gdzie odklejano taśmy i rdzeń otwiera-no. W ten sposób uzyskiwano wgląd w wewnętrzną struktu-rę rdzenia bezpośrednio w terenie, dzięki czemu można było rozpoznać strukturę osadu i zabezpieczyć do dalszych ana-liz laboratoryjnych rdzenie osadów uznane za interesujące.

Analiza laboratoryjnaW warunkach laboratoryjnych, na oczyszczonych

i wyrównanych powierzchniach oceniano jakość zacho-wania laminacji i jej podstawowe cechy (miąższość poje-dynczych lamin, wyrazistość granic), wykonano dokumen-tację fotograficzną oraz pobierano próbki do wykonania cienkich szlifów, które następnie analizowano pod mikro-

33Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

skopem petrograficznym. Dzięki temu określano skład po-szczególnych lamin i podstawową strukturę warwy repre-zentującej roczny cykl depozycji osadu w jeziorze. Meto-dą skanowania XRF wysokiej rozdzielczości zbadano rów-nież skład chemiczny osadów w wytypowanych rdzeniach.

Nowe stanowiska jeziornych osadów laminowanychZbiór wytypowanych jezior liczył 85 obiektów. Roz-

piętość wartości podstawowych cech morfometrycznych oraz wybranych cech środowiska wodnego w podziale na obszary testowe przedstawia tab. 1. Wartości maksymalne długości przekraczające założone kryterium (1,5 km) wy-nikają z korekty dokonanej na podstawie analizy planów batymetrycznych. Na tej podstawie do bazy dodano aż 25

jezior, co podkreśla wagę dysponowania planami batyme-trycznymi w procesie selekcji jezior. Prace terenowe prze-prowadzono w latach 2005-2009 na wszystkich z wytypo-wanych jezior. Ponieważ metodyka prac terenowych ewo-luowała w ciągu pierwszych dwóch lat, prace na niektórych jeziorach przeprowadzono ponownie w latach później-szych, tak aby skompletować wszystkie rdzenie z obszarów testowych według identycznej metodyki. Miąższość pobra-nych rdzeni wahała się od 50 do 90 centymetrów i w każ-dym przypadku rdzeń posiadał niezaburzoną warstwę gra-niczną woda-osad.

Występowanie osadów laminowanych stwierdzo-no w 29 jeziorach (ryc. 6). Najwyższą skuteczność zasto-sowanej metody uzyskano w Krainie Wielkich Jezior Ma-zurskich, gdzie 15 z 27 sprawdzonych jezior zawierało osa-

Tab. 1. Zakres podstawowych cech wyselekcjonowanych jezior w podziale na wyznaczone obszary testowe (na podstawie Jańczak 1996, 1997, 1999)

Obszar testowy

wys

okoś

ć (m

n,p

,m,)

pow

ierz

chni

a (h

a)

dług

ość

mak

sym

alna

(k

m)

głęb

okoś

ć m

aksy

mal

na

(m)

głęb

okoś

ć śr

edni

a (m

)

wsk

aźni

k od

słon

ięci

a

prze

wod

ność

(µ

S c

m-1)

odcz

yn (p

H)

Ca

(mg

L-1)

Pojezierze Kaszubskie(n=25) 116–205 10–51 0,5–1,3 15–40 3,3–13,4 0,1–10,4 40–450 6,0–8,1 2–46

Kraina Wielkich Jezior Mazurskich (n=27) 116–147 10–292 0,4–3,9 17–43 5,0–12,9 1,2–30,7 40–390 7,6–9,1 6–67

Pojezierze Suwalskie(n=33) 122–247 10–228 0,5–3,3 15–50 3,5–17,4 1,0–17,8 170–521 7,9–8,5 10–90

Ryc. 6. Jeziora sprawdzone w trakcie poszukiwań terenowych. Punktami czerwonymi oznaczono zidentyfikowane stanowiska zawie-rające rocznie laminowane osady jeziorne, natomiast punktami czarnymi jeziora, w których osadów laminowanych nie stwierdzono

Pregoła

Łyn

a

NarewO

mulew

Pis

a

Wisła

Drw

ęca

Wkra

Biebrz

a

Ełk

Węgora

pa

19 20 21 22 23

54

BugWarta

Noteć

Odra

Łeba

16 17 18

53

52

54

53

52

19 20 21

22 23

16 17 1815

Słu

pia

Wie

prz

a

Parsęta

Rega

Dra

wa

Gw

da

Brd

a

Obra

Gdańsk

Warszawa

24

Gościąż

1514

50 100 km25 0 50

maksymalny zasięg

ostatniego zlodowacenia

granice państw

34 Wojciech Tylmann

dy laminowane. W przypadku Pojezierza Suwalskiego było to 9 z 33 sprawdzonych jezior, natomiast na Pojezierzu Ka-szubskim z 25 jezior osady laminowane odnaleziono tylko w pięciu przypadkach.

Ze względu na różny stopień zachowania laminacji pobrane rdzenie klasyfikowano jako laminowane w cało-ści, laminowane częściowo oraz homogeniczne (ryc. 7). W przypadku, gdy laminacja obejmowała cały pobrany rdzeń, często stwierdzano niewielkiej miąższości warstwy masyw-ne będące zapisem spływu materiału po stokach misy. W kilku przypadkach stwierdzono laminację w powierzchnio-wych 20-30 cm osadu, która następnie zanikała. Najczęściej związane to było z przejściem jasnego i bezstrukturalne-go osadu węglanowego w ciemny osad organiczny. Wyda-je się, że jest to klasyczny przykład wpływu wzmożonej eu-trofizacji na depozycję osadów w jeziorze (Lüder i in. 2006). W warunkach umiarkowanej trofii nie dochodzi do długo-trwałych deficytów tlenowych w hypolimnionie i panują dobre warunki utleniania materii organicznej. W związku z gwałtownym wzrostem trofii spowodowanym działalno-ścią człowieka w zlewni jeziora, w hypolimnionie zaczyna-ją pojawiać się warunki beztlenowe, które wraz z postępem eutrofizacji utrzymują się w ciągu pełnych okresów straty-fikacji wód. To sprawia, że rozkład materii organicznej jest powolny, możliwości bioturbacji ograniczone i tworzą się warunki dogodne do depozycji osadów laminowanych. W efekcie zmienia się barwa osadu z jasnoszarego na ciemno-brunatny lub czarny oraz jego struktura, z masywnej na la-minowaną. Jednym z najbardziej przekonywujących wizu-alnie przykładów takiego procesu jest rdzeń pobrany z je-ziora Garbas (ryc. 7).

Logiczne powiązanie składu lamin z sezonową zmiennością procesów zachodzących w jeziorach strefy umiarkowanej pozwalają sądzić, że laminacja ma charak-

ter roczny a zespoły lamin reprezentujące jeden rok można nazywać warwami. Potwierdzają to również pierwsze wyni-ki datowania osadów metodami izotopowymi (14C i 210Pb) ukazujące dużą zgodność wyników z metodą warwochro-nologiczną (Kinder i in. 2011).

Analizy mikrostrukturalne wskazują, że w jeziorach północnej Polski dominuje biogeniczny typ laminacji, cha-rakteryzujący się występowaniem jasnej laminy wiosen-no-letniej bogatej w węglan wapnia i ciemnej jesienno-zi-mowej składającej się głównie z detrytusu organiczno-mi-nerogenicznego. Ten prosty układ jest niekiedy kompliko-wany poprzez zmienną dostawę materiału minerogeniczne-go lub kilkukrotną depozycję kalcytu w jednym roku (ryc. 8). Przykładem dużej roli dopływu materiału allochtonicz-nego może być jezioro Jaczno na Pojezierzu Suwalskim, w którym stwierdzono dość złożony mechanizm lamina-cji. W strukturze pojedynczej warwy wyróżnić można kil-ka lamin: (1) zbudowaną z kryształów kalcytu z niewielkim udziałem okrzemek; (2) zbudowaną z małych kryształów kalcytu, amorficznej materii organicznej i okrzemek; (3) la-minę złożoną wyłącznie z okrzemek; (4) grubą laminę zło-żoną z materiały detrytycznego, w głównej mierze kwarcu, minerałów ilastych i fragmentów organicznych; (5) lami-nę zbudowaną z amorficznej materii organicznej i (6) cien-ką laminę zbudowaną wyłącznie z okrzemek. Wydaje się że znaczny udział materiału minerogenicznego to efekt inten-sywnych opadów latem lub jesienią. Duży dopływ jest uwa-runkowany rzeźbą terenu: północny basen jeziora Jaczno, z którego pobrany był rdzeń, otoczony jest bardzo stromy-mi stokami o wysokości przekraczającej niekiedy 70 me-trów, ponadto w dużej części odlesionymi. Pomimo złożo-ności struktury pojedynczej warwy ich zliczanie nie nastrę-cza w tym przykładzie trudności ze względu na występo-wanie jednej, wyraźnej laminy kalcytowej znaczącej sezon

Ryc. 7. Przykłady różnej struktury osadów stropowych stwierdzone podczas badań terenowych. A – struktura homogeniczna; B – struk-tura laminowana; C – struktura częściowo laminowana

35Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

wiosenny i wczesne lato. Dwu- lub nawet kilkukrotną depo-zycję kalcytu w ciągu jednego roku stwierdzono w jeziorze Potopy na Pojezierzu Suwalskim (ryc. 8), gdzie w strukturze pojedynczej warwy wyraźnie zaznacza się kilka jasnych la-min o niewielkiej miąższości, będących zapisem sedymen-tacyjnym kilku okresów zakwitów glonów. Jeszcze bardziej skomplikowany układ lamin stwierdzono w jeziorze Perty położonym również na Pojezierzu Suwalskim (ryc. 8). Cy-kliczny charakter tego układu sugeruje, iż mamy do czynie-nia z sedymentacją roczną, aczkolwiek potwierdzenie tego wymaga szczegółowego rozpoznania sezonowej zmienno-ści materiału osadzanego na dnie tego jeziora.

Średnia miąższość warw waha się pomiędzy po-szczególnymi jeziorami w szerokich granicach, od <1 mm do >10 mm (ryc. 9), z najczęściej spotykanymi wartościa-

mi rzędu 1-3 mm. Jednakże, w kilku jeziorach stwierdzono miąższości wręcz niespotykane, osiągające kilka centyme-trów. W Jeziorze Żabińskim położonym w Krainie Wielkich Jezior Mazurskich rdzeń o długości 110 cm zawierał 136±6 warw, co daje średnią miąższość pojedynczej warwy równą 8 mm, ale pojedyncze warwy miały miąższość przekracza-jącą 15 mm. Jeszcze bardziej wymowny przykład to jezioro Głęboka Kuta położone w tym samym obszarze, z którego w 2011 roku pobrano rdzeń o długości 246 cm. Naliczono w nim zaledwie niespełna 200 warw i obserwowano fragmen-ty rdzenia z regularnymi warwami o miąższościach rzędu 2-3 cm. Tak duże tempo sedymentacji osadów możliwe jest w jeziorach o wyraźnym przegłębieniu otoczonym bardzo stromymi stokami. Wówczas następuje ciągły ruch grawita-cyjny przewodnionych osadów po stoku i w efekcie szyb-kie jego gromadzenie się w najgłębszym miejscu. Jeśli pro-ces ten ma charakter ciągłego i powolnego ruchu nie powo-duje zaburzenia laminowanej struktury gromadzącego się osadu. Jednak takie uwarunkowania morfologiczne powo-dują również duże prawdopodobieństwo występowania ru-chów o większej dynamice, tzw. spływów turbidytowych, z których materiał odkłada się w postaci warstw masywnych, często stwierdzanych również w opisywanych w niniejszej pracy rdzeniach. Zjawisko to jest oczywiście bardzo nieko-rzystne, gdyż powoduje przerwy w laminacji osadu, a po-nadto może powodować erozję osadów, na których nastę-puje depozycja turbidytowa. Rozmiar tej erozji jest zwykle bardzo trudny do oszacowania.

Ryc. 8. Przykłady różnego stopnia skomplikowania struktury warw w jeziorach północnej Polski. Czerwone linie oznaczają gra-nice pomiędzy poszczególnymi warwami. A – struktura z jedną wyraźną laminą kalcytową w ciągu roku i kilkoma laminami zbu-dowanymi z materiału organicznego i minerogenicznego (jezioro Jaczno); B – struktura z różną ilością lamin kalcytowych w ciągu roku, zespoły jasnych lamin kalcytowych o niewielkiej miąższości oddzielone są ciemną laminą o większej miąższości zbudowaną z autochtonicznego materiału organicznego i materiału mineroge-nicznego (jezioro Potopy); C – złożona struktura warw w jeziorze Perty, dokładne potwierdzenie mechanizmu powstawania lamina-cji wymaga monitoringu współczesnej sedymentacji z zastosowa-niem pułapki sedymentacyjnej

Ryc. 9. Porównanie różnej miąższości warw w stropowych osa-dach jezior północnej Polski. A – jezioro Łazduny, miąższość po-jedynczej warwy 1-2 mm; B – Jezioro Żabińskie, miąższość poje-dynczej warwy 5-10 mm

36 Wojciech Tylmann

Potencjał nowych stanowisk i perspektywy badawczeOdkrycie nowych stanowisk osadów rocznie lami-

nowanych w północnej Polsce może stanowić zdecydowa-ny impuls do prowadzenia badań interdyscyplinarnych, które zainteresują międzynarodową społeczność naukową. Już sama zaskakująco duża ilość zlokalizowanych stanowisk stanowi informację rzucającą nowe światło na możliwo-ści, jakie dają badania jezior pojezierzy młodoglacjalnych w Polsce. Oczywiście należy pamiętać, że nie wszystkie sta-nowiska będą idealnymi obiektami badań. Stan zachowa-nia laminacji, występowanie warstw masywnych i inne pro-blemy stwierdzone już w trakcie poszukiwań sugerują, że pomimo dużej liczby potencjalnych obiektów badawczych, uzyskanie w pełni laminowanego rdzenia osadów obej-mującego swym zasięgiem czasowym późny glacjał i ho-locen będzie niezwykle trudne. Zazwyczaj taki zakres cza-sowy jest najbardziej pożądany, gdyż pozwala on zrekon-struować zmiany środowiska od zaniku ostatniego zlodo-wacenia do współczesności. Jednakże, istnieje wiele innych kierunków badawczych, które można podjąć w oparciu o krótsze czasowo serie osadów rocznie laminowanych. Rów-nież skomplikowane niekiedy układy fragmentów lamino-wanych i warstw masywnych stanowią ciekawy materiał z punktu widzenia sedymentologii osadów jeziornych. Za-miast powielać ugruntowane już schematy zmian środowi-ska na przestrzeni np. całego holocenu na kolejnych stano-wiskach, należałyby raczej zwrócić się w stronę specyficz-nych problemów, które można rozwiązać stosując nowocze-sne techniki i podejścia badawcze. Poniższe rozważania sta-nowią subiektywny osąd autora dotyczący możliwości wy-korzystania licznych stanowisk osadów rocznie laminowa-nych w północnej Polsce, oparty w dużej mierze na dotych-czas zrealizowanych pracach.

Standardem w badaniach rocznej depozycji osadów stały się eksperymenty z użyciem pułapek sedymentacyj-nych. Choć urządzenia te znane są od dawna to zaskakująco niewiele prac dotyczących polskich jezior wspomaga się tą metodą. Przy odpowiedniej szczegółowości opróbowania, np. pobierania materiału z pułapki w odstępach miesięcz-nych lub częściej, można uzyskać precyzyjny obraz sezono-wej zmienności sedymentacji w badanym jeziorze. Stwier-dzenie, że sedymentacja osadów w jeziorach to ciągły i po-wolny proces jest oczywiście prawdziwe z perspektywy cza-su geologicznego, ale badania w krótkich interwałach cza-sowych ukazują zmienną dynamikę sedymentacji związa-ną z rytmem sezonowego natężenia procesów w jeziorze. Zmienność ta może być bardzo duża, od minimalnych war-tości zimą (w warunkach występowania pokrywy lodowej), do krótkotrwałych okresów bardzo intensywnej depozycji osadów węglanowych późną wiosną i latem. Co więcej, in-tensywna depozycja węglanów może zachodzić kilkukrot-nie w ciągu roku (Bluszcz i in. 2008). Potwierdzają to wyni-ki kilkuletnich badań prowadzonych na jeziorze Suminko na Pojezierzu Kaszubskim, w którym zidentyfikowano trzy

okresy wzmożonej depozycji węglanów: kwiecień, lipiec-sierpień oraz, co zaskakujące, październik-listopad (Tyl-mann i in. 2012). Powiązanie dynamiki procesów zacho-dzących w jeziorze (struktura termiczno-gęstościowa, sto-sunki tlenowe etc.) ze zmianami składu chemicznego wody i efektem w postaci sezonowego zróżnicowania składu de-ponowanych osadów może doprowadzić do szczegółowego rozpoznania procesów sterujących sedymentacją osadów w polskich jeziorach. Chociaż badania takie są długotrwałe i niełatwe z logistycznego punku widzenia, z pewnością wię-cej wysiłku należałoby skierować w tym właśnie kierunku.

Dysponowanie rdzeniami osadów z zachowaną roczną laminacją od stropu stwarza możliwość kalibracji metod służących do datowania tak młodych osadów, np. 210Pb i 137Cs. Warwową skalę czasu można wówczas zastoso-wać jako standard, względem którego testowane są poszcze-gólne metody lub modele obliczeniowe. Przykładem takie-go zastosowania osadów rocznie laminowanych mogą być wyniki datowania osadów jeziora Łazduny położonego w Krainie Wielkich Jezior Mazurskich (Tylmann i in., w dru-ku). Zastosowano cztery różne metody (warwochronologia, 210Pb, 137Cs i OSL), a w przypadku datowania 210Pb wiek ob-liczano stosując kilka dostępnych modeli (CFCS, CIC, CRS, SIT; Carroll, Lerche 2003). Osiągnięte wyniki wskazały na znaczne rozbieżności rezultatów uzyskiwanych przy zasto-sowaniu różnych modeli w stosunku do kalendarzowej ska-li czasu. Rozbieżności te zwykle zwiększają się wraz z wie-kiem osadu i w osadach starszych od 60-80 lat mogą być nie-akceptowalne. Zdecydowanie najlepsze rezultaty (czyli naj-bardziej zbliżone do warwowej skali czasu) uzyskano stosu-jąc model SIT, który staje się narzędziem coraz bardziej po-pularnym wśród osób zajmujących się datowaniem tą me-todą. Testowanie możliwości i potencjalnych błędów osią-ganych przy różnych technikach datowania jest z pewno-ścią ważnym kierunkiem badawczym, chociażby ze wzglę-du na wagę jaką przywiązywać się powinno do wiarygodnej skali czasowej w każdej rekonstrukcji paleośrodowiskowej.

Osady rocznie laminowane dają również możliwość badań w bardzo wysokiej rozdzielczości czasowej. Stosując nowoczesne techniki analizy niedestrukcyjnej (XRF, VIS-RS) można uzyskać roczne, lub nawet sezonowe zmiany składu chemicznego osadów. Możliwe jest zatem badanie z wiel-ką dokładnością wybranych okresów, tzw. okien czasowych, które są interesujące ze względu na zmiany, które tych okre-sach zachodziły. W połączeniu z innymi analizami o pod-wyższonej rozdzielczości (palinologiczną, diatomologicz-ną, izotopową) daje to niezwykły potencjał. Wydaje się, że jest to szczególnie interesujący kierunek badań, gdyż ogól-ny zarys zmian środowiska w holocenie jest już znany, na-tomiast wiele nowego wnieść mogą badania o szczegółowo-ści nieosiągalnej jeszcze kilkanaście lat temu. Już obecnie prace dotyczące nagłych i krótkotrwałych zmian klimatycz-nych należą do najbardziej „modnych”, a wiele zagadnień z tym związanych jest jeszcze niewyjaśnionych. Stanowiska w

37Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

północnej Polsce prezentują w tej kwestii wielki potencjał z kilku względów. Po pierwsze, tempo sedymentacji osadów jest zwykle na tyle duże, że pozwala na osiągnięcie rozdziel-czości rocznej. Po drugie, dominujący typ laminacji bioge-nicznej daje całą paletę wskaźników paleośrodowiskowych możliwych do wykorzystania. Kolejnym atutem jest fakt, że chronologia warwowa oparta na tym typie laminacji jest zazwyczaj bardzo pewna, a proces zliczania warw można wspomagać dodatkowymi technikami, np. analizą wyników skanowania XRF. Uzyskiwane wyniki mogą być niezwykle sugestywne, tak jak w przypadku jeziora Jaczno (ryc. 10). Wyraźne i cykliczne zmiany składu chemicznego obejmu-ją zawartość pierwiastków będących wskaźnikami dopływu materii minerogenicznej (Si, K, Zr), wapnia który wskazuje okresy depozycji kalcytu, a także pierwiastków mobilnych w zmieniających się warunkach redukcyjno-oksydacyjnych (Fe, Mn).

Aby rozszerzyć przestrzenną reprezentatywność uzyskanych wyników sensowna jest korelacja badań pro-wadzonych wzdłuż transektów reprezentujących znaczą-ca zmienność warunków środowiskowych. W przypadku północnej Polski najbardziej atrakcyjny wydaje się transekt równoleżnikowy (W-E) ze względu gradient klimatyczny. Skoordynowane badania stanowisk rozlokowanych wzdłuż tego transektu powinny rzucić światło na nowe aspekty zmian środowiska w skali regionalnej i mogą stanowić po-ważną wartość dla studiów modelowania zmian klimatu. Ponadto, możliwe jest również rozszerzenie tego transek-tu o już zbadane stanowiska z obszaru Niemiec (np. Lüder i in., 2006) lub republik nadbałtyckich (Veski i in., 2003), co wydaje się jeszcze bardziej obiecującą perspektywą, która umożliwiłaby identyfikację zależności w zmianach klima-tycznych pomiędzy regionami. W tym kierunku zmierzają interdyscyplinarne prace w ramach projektu NORPOLAR

Ryc. 10. Sezonowe zmiany składu chemicznego osadów jeziora Jaczno (fot. D. Enters). Zmienność zawartości pierwiastków uzyskano dzięki skanowaniu XRF wysokiej rozdzielczości

38 Wojciech Tylmann

prowadzone od 2007 roku (Tylmann i in. 2008). Dotyczą one osadów czterech jezior (Lubińskie, Suminko, Łazduny i Szurpiły) zlokalizowanych wzdłuż transektu W-E przez całą rozciągłość równoleżnikową północnej Polski. Ich ce-lem jest czasowo-przestrzenna rekonstrukcja zmian klima-tycznych i środowiskowych w skali całego holocenu i wkra-czają one obecnie w fazę syntezy wyników analiz szczegó-łowych z poszczególnych stanowisk.

Z pewnością jednym ze sposobów wykorzystania potencjału nowych stanowisk osadów rocznie laminowa-nych jest skierowanie się ku badaniom ilościowym. Wyma-ga to organizacji zbiorów testowych jezior i stosowania me-tod statystycznych, ale potencjalne efekty wydają się war-te poniesienia znacznego wysiłku. Krokiem w tym kierun-ku jest projekt CLIMPOL (Climate of northern Poland du-ring the last 1000 years: Constraining the future with the past) ufundowany w ramach Polsko-Szwajcarskiego Pro-gramu Badawczego. Jego celem jest ilościowa rekonstrukcja zmian temperatury powietrza w północnej Polsce w ostat-nim tysiącleciu oparta na analizach rocznie laminowanych osadów Jeziora Żabińskiego. Jednym z efektów projektu ma być również organizacja zbioru testowego jezior i opraco-wanie funkcji przejścia (transfer functions) umożliwiają-cych ilościowe kalibrowanie wyników analiz złotowiciow-ców, ochotkowatych i okrzemek, w aspekcie zmian klima-tycznych, troficznych i odczynu wód.

PodsumowaniePrzedstawione wyniki poszukiwań nie wyczerpu-

ją możliwości w tej kwestii. Nawet pobieżna analiza innych obszarów pojeziernych w północnej Polsce wskazuje, że nie brak tam obiektów spełniających kryteria morfometryczne, które okazały się tak skuteczne w lokalizacji jezior z osada-mi rocznie laminowanymi. Można zapewne odnaleźć kolej-ne stanowiska, być może o potencjale jeszcze większym od przedstawionych w niniejszej pracy. Najlepszym przykła-dem niech będzie Jezioro Czechowskie położone w Borach Tucholskich, w którym osady rocznie laminowane zostały odkryte przez Prof. Mirosława Błaszkiewicza z Zakładu Za-sobów Środowiska i Geozagrożeń IGiPZ PAN w Toruniu. Wstępne wyniki badań realizowanych wspólnie z GeoFor-schungsZentrum w Poczdamie i obejmujących stropowy fragment rdzenia są bardzo obiecujące (Ott i in. 2011). W przekonaniu autora, interdyscyplinarne projekty dotyczą-ce stanowisk osadów rocznie laminowanych, z zaangażo-waniem wielu ośrodków badawczych, mogą dać nowy im-puls do postępu w polskich badaniach osadów jeziornych. Niezbędna w tej kwestii jest również współpraca między-narodowa, gdyż tylko to daje dostęp do najnowocześniej-szych technik analitycznych oraz, a może przede wszystkim, umożliwia transfer wiedzy.

Z ogromnej ilości publikowanych prac naukowych i prezentacji przedstawianych na międzynarodowych kon-

ferencjach dotyczących badań osadów jeziornych (np. In-ternational Paleolimnology Symposium, International Lim-nogeology Congress) wynika, że we współczesnych bada-niach w tej dziedzinie dominują dwa główne trendy. Pierw-szy z nich to poszukiwanie stanowisk o jak najdłuższym za-pisie czasowym, sięgającym kilkuset tysięcy lub nawet kil-ku milionów lat. Pierwsze sukcesy jakimi były bez wątpie-nia badania wspierane przez ICDP (Fritz i in. 2006), doty-czące takich jezior jak Bajkał, Titicaca czy Malawi, spowo-dowały ogromne zainteresowanie zespołów z całego świa-ta. Możliwość uzyskania zapisu zmian środowiska obejmu-jącego kilka cykli glacjalno-interglacjalnych jest tak atrak-cyjna, że nie ma obecnie zakątka Ziemi gdzie nie są realizo-wane projekty, bądź przynajmniej prowadzone poszukiwa-nia tej kwestii. Jednak badania takie są niezwykle kosztow-ne i niosą za sobą duże ryzyko. Badane jeziora leżą zwykle w odległych rejonach gdzie brak podstawowej infrastruktu-ry, są bardzo głębokie, a miąższość osadów może sięgać se-tek metrów. Niełatwo więc wydobyć z nich to co spoczywa na dnie, a dodatkowo nie zawsze najlepsze nawet rozpozna-nie gwarantuje uzyskanie naprawdę wartościowego rdzenia osadów. Ponadto, dużych problemów nastręcza chronolo-gia tak długich sekwencji osadów, wykraczających znacznie poza zasięg metody radiowęglowej. W efekcie możliwości interpretacji mogą być ograniczone i efekt nieadekwatny do wysiłku organizacyjnego i poniesionych nakładów.

Drugi z kierunków polega na maksymalnym wyko-rzystaniu postępu technicznego w zakresie pomiarów ana-litycznych, poszukiwania nowych wskaźników paleośrodo-wiskowych oraz rozwijania metod opracowywania wyni-ków. Modelowy przykład takiego podejścia to badania ze-społów skandynawskich i szwajcarskich, od wielu lat pro-wadzących prace na tych samych obiektach z coraz nowszą i udoskonaloną metodyką. Obejmuje to eksperymenty uka-zujące potencjalne zastosowania nowych technik analizy do badania osadów jeziornych, niezwykle szczegółowe badania mikrostrukturalne (np. Tiljander i in. 2002), badania proce-sów wczesnej diagenezy i ich wpływu na zapis zmian śro-dowiska w osadach (np. Gälman i in. 2008, 2009), rozwi-janie procedur analizy danych umożliwiających ujęcie ilo-ściowe w rekonstrukcjach paleośrodowiskowych (np. Laro-cque-Tobler i in. 2009, 2010, 2011; Stewart i in. 2011). Postęp w możliwościach interpretacji zagadnień wcześniej niedo-strzeganych bądź uznanych za nierozwiązywalne jest zadzi-wiający. Można w ten sposób uzyskiwać spektakularne re-zultaty badając jeziora niekoniecznie położone na krańcach świata. Wydaje się, że jest to najlepsza droga do rozwijania badań paleolimnologicznych w Polsce.

PodziękowaniaWyniki przedstawione w niniejszej pracy są efektem

projektów MNiSW: DFG/46/2007 pt. „Badania osadów la-minowanych jezior północnej Polski (NORPOLAR)” oraz

39Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

N N306 275635 pt. „Zapis zmian klimatycznych i środowi-skowych w rocznie laminowanych osadach jezior północ-nej Polski (TRANSECT-PL)”. Wykonanie prac terenowych nie byłoby możliwe bez pomocy pracowników oraz studen-tów Katedry Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu Uni-wersytetu Gdańskiego, a także bez zawsze pomocnej posta-wy Prof. Romana Gołębiewskiego. Szczególne podzięko-wania kieruję do Prof. Bernda Zolitschki z Uniwersytetu w Bremie, który zaraził mnie pasją badania osadów lamino-wanych i wprowadził w świat „warwologów”.

LiteraturaAnderson R.Y., Dean W.E., Bradbury J.P., Love D. 1985. Meromic-

tic lakes and varved sediments in North America. US Geol Surv Bull 1607: 1–19.

Bałaga K., Goslar T., Kuc T. 1998. A comparative study on the La-te-Glacial/early Holocene climatic changes recorded in lami-nated sediments of Lake Perespilno – introductory data. W: M. Ralska-Jasiewiczowa, T. Goslar, T. Madeyska, L. Starkel (eds.) Lake Gościąż, Central Poland. A Monographic Study. Part 1. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences: 175–180.

Bluszcz F., Kirilova E., Lotter A.F., Ohlendorf C., Zolitschka B. 2008. Global radiation and onset of stratification as forcing factors of seasonal carbonate and organic matter flux dyna-mics in a hypertrophic hardwater lake (Sacrower See, northe-astern Germany). Aquatic Geochemistry 14: 73–98.

Boes X., Fagel N. 2005. Impregnation method for detecting annu-al laminations in sediment cores: An overview. Sedimentary Geology 179: 185-194.

Bradbury J.P., Dean W.E. 1993. Elk Lake, Minnesota: Evidence for rapid climate change in the north-central United States. Geo-logical Society of America Special Paper 276: 1-336.

Brauer A. 2004. Annually laminated lake sediments and their pa-laeoclimatic relevance. W: H. Fischer, T. Kumke, G. Lohmann (ed.) The climate in historical times. Towards a synthesis of Holocene proxy data and climate models. Springer Verlag: 109-128.

Brauer A., Dulski P., Mangili C., Mingram J., Liu J. 2009. The poten-tial of varves in high-resolution paleolimnological studies. PA-GES News 17(3): 96-98.

Brauer A., Endres C., Negendank J.F.W. 1999. Lateglacial calendar year chronology based on annually laminated sediments from Lake Meerfelder Maar, Germany. Quaternary International 61: 17-25.

Brunskil G.J. 1969. Fayetteville Green Lake, New York. III: Precipi-tation and sedimentation of calcite in a meromictic lake with laminated sediments. Limnology and Oceanography 14: 830-847.

Bull D., Kemp A.E.S. 1996. Composition and origins of laminae in late Quaternary and Holocene sediments from the Santa Bar-bara Basin. W: A.E.S. Kemp (ed.) Palaeoclimatology and Pala-eoceanography from Laminated Sediments. Geological Socie-ty Special Publication 116: 143-156.

Carroll J., Lerche I. 2003. Sedimentary processes: quantification using radionuclides. Elsevier: 1-272.

Dean J.M., Kemp A.E.S., Bull D., Pike J., Patterson G., Zolitschka B. 1999. Taking varves to bits: Scanning electron microscopy in the study of laminated sediments and varves. Journal of Pale-olimnology 22: 121–136.

De Geer G. 1912. A geochronology of the last 12,000 years. Pro-ceedings of the International Geological Congress, Stockholm (1910) 1: 241-257.

Dickman M.D. 1979. A possible varving machanism for meromic-tic lakes. Quaternary Research 11: 113-124.

Douglas R.W., Rippey B., Gibson C.E. 2002. Interpreting sediment trap data in relation to the dominant sediment distribution process in a lake. Arch Hydrobiol 155: 529–539.

Francus P. (ed.) 2004. Image analysis, sediments and paleoenviron-ments. Developments in Paleoenvironmental Research. Sprin-ger: 1-330.

Fritz S., Johnson T., Baker P., Colman S., Dean W., Peck J. 2006. Large lake drilling projects supported by U.S. National Scien-ce Foundation Earth Systems History Program. PAGES News 14(2): 19-20.

Gälman V., Rydberg J., Bigler C. 2009. Decadal diagenetic effects on d13C and d15N studied in varved lake sediment. Limnol Oce-anogr 54(3): 917–924.

Gälman V., Rydberg J., Sjöstedt de-Luna S., Bindler R., Renberg I. 2008. Carbon and nitrogen loss rates during aging of lake sedi-ment: Changes over 27 years studied in varved lake sediment. Limnol Oceanogr 53(3): 1076–1082.

Goslar T. 1998. Floating varve chronology of Lake Gosciąż. W: M. Ralska-Jasiewiczowa, T. Goslar, T. Madeyska, L. Starkel (eds.) Lake Gościąż, Central Poland. A Monographic Study. Part 1. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences: 97–99.

Goslar T. 1996. Rocznie laminowane osady jeziorne. W: E. Myciel-ska-Dowgiałło, J. Rutkowski (eds.) Badania osadów czwarto-rzędowych. Wybrane metody i interpretacja wyników. WGiSR UW: 236-248.

Goslar T. 1993. Chronologia warwowa późnoglacjalnej i wczesno-holoceńskiej części osadu laminowanego jeziora Gościąż. W: M. Ralska-Jasiewiczowa (ed.) Jezioro Gościąż – stan badań nad osadami dennymi i środowiskiem współczesnym. Polish Botanical Studies. Guidebook Series 8: 145-155.

Goslar T., Arnold M., Bard E., Kuc T., Pazdur M.F., Ralska-Jasie-wiczowa M., Różański K., Tisnerat N., Walanus A., Wicik B., Więckowski K. 1995. High concentration of atmospheric 14C during the Younger Dryas cold episode. Nature 377: 414-417.

Goslar T., Kuc T., Ralska-Jasiewiczowa M., Różański K., Arnold M., Bard E., van Geel B., Pazdur M.F., Szeroczyńska K., Wicik B., Więckowski K., Walanus A. 1993. High-resolution lacustrine record of the Late Glacial/Holocene transition in central Eu-rope. Quaternary Science Reviews 12: 287-294.

Hajdas I., Bonani G., Zolitschka B. 2000. Radiocarbon dating of varve chronologies: Soppensee and Holzmaar lakes after ten years. Radiocarbon 42: 349-353.

Jańczak J. (ed.) 1996. Atlas jezior Polski. Tom I. Bogucki Wydaw-nictwo Naukowe: 1-268.

Jańczak J. (ed.) 1997. Atlas jezior Polski. Tom II. Bogucki Wydaw-nictwo Naukowe: 1-256.

40 Wojciech Tylmann

Jańczak J. (ed.) 1999. Atlas jezior Polski. Tom III. Bogucki Wydaw-nictwo Naukowe: 1-240.

Kelts K., Hsü K.J. 1978. Freshwater carbonate sedimentation. W: A. Lehrman (ed.) Lakes. Geology, chemistry, physics. Springer Verlag: 295-323.

Kemp A.E.S. (ed.) 1996. Palaeoclimatology and Palaeoceanogra-phy from Laminated Sediments. Geological Society Special Publication 116: 1-258.

Kinder M., Tylmann W., Piotrowska N., Poręba G., Enters D., Ohlendorf C., Zolitschka B. 2011. Age-depth modeling based on the multiple dating approach: a case study from Lake Szur-pily, Northeastern Poland. 5th International Limnogeology Congress. Programme and abstracts volume. Konstanz, Ger-many: 134.

Lamoureux S. 2001. Varve chronology techniques. W: W.M. Last, J.P. Smol (eds.) Tracking environmental change using lake se-diments: Physical and geochemical techniques. Kluwer Acade-mic Publishers: 247-260.

Lamoureux S. 1994. Embedding unfrozen lake sediments for thin section preparation. Journal of Paleolimnology 10: 141-146.

Lang A., Zolitschka B. 2001. Optical dating of annually lamina-ted lake sediments. A test case from Holzmaar/Germany. Qu-aternary Geochronology (Quaternary Science Reviews) 20: 737-742.

Larocque-Tobler I., Grosjean M., Kamenik C. 2011. Calibration-in-time versus calibration-in-space (transfer function) to qu-antitatively infer July air temperature using biological indica-tors (chironomids) preserved in lake sediments. Palaeogeogra-phy, Palaeoclimatology, Palaeoecology 299: 281-288.

Larocque-Tobler I., Grosjean M., Heiri O., Trachsel M., Kame-nik C. 2010. Thousand years of climate change reconstruc-ted from chironomid subfossils preserved in varved lake Si-lvaplana, Engadine, Switzerland. Quaternary Science Reviews 29: 1940-1949.

Larocque-Tobler I., Grosjean M., Heiri O., Trachsel M. 2009. Hi-gh-resolution chironomid-inferred temperature history sin-ce ad 1580 from varved Lake Silvaplana, Switzerland: compa-rison with local and regional reconstructions. The Holocene 19(8): 1201-1212.

Larsen C.P.S., MacDonald G.M. 1993. Lake morphometry, sedi-ment mixing and the selection of sites for fine resolution pala-eoecological studies. Quaternary Science Reviews 12: 781–791.

Larsen C.P.S., Pienitz R., Smol J.P., Moser K.A., Cumming B.F., Blais J.M., MacDonald G.M., Hall R.I. 1998. Relations betwe-en lake morphometry and the presence of laminated lake se-diments: A re-examination of Larsen and MacDonald (1993). Quaternary Science Reviews 17: 711–717.

Litt T., Stebich M. 1999. Bio- and chronostratigraphy of the Late-glacial in the Eifel region, Germany. Quaternary Internatio-nal 61: 5-16.

Lorenc H. (ed.) 2005. Atlas klimatu Polski. IMGW: 1-116.Lotter A., Sturm M. 1994. The Study of Environmental Dynamics

by Means of Laminated Sediments: Results from Switzerland. PACT 41: 15-24.

Lotter A.F. 1989. Evidence of annual layering in Holocene sedi-ments of Soppensee, Switzerland. Aquatic Sciences 51: 19-30.

Lüder B., Kirchner G., Lücke A., Zolitschka B. 2006. Palaeoenvi-ronmental reconstructions based on geochemical parameters from annually laminated sediments of Sacrower See (northe-astern Germany) since the 17th century. Journal of Paleolim-nology 35: 897-912.

Mackay A., Battarbee R., Birks J., Oldfield F. (eds.) 2003. Global Change in the Holocene. Arnold: 1-528.

Marshall M., Schlolaut G., Nakagawa T., Brauer A., Lamb H., Staff R., Bronk Ramsey C., Brock F., Bryant C., Yokoyama Y., Tada R., Haraguchi T. & Suigetsu 2006 project members. 2010. Su-igetsu Varves 2006: utilizing µXRF and X-radiography for va-rve counting. First workshop of the PAGES Varve Working Group. Programme and abstracts. Palmse, Estonia: 63-65.

Negendank J.F.W., Zolitschka B. (eds.) 1993. Paleolimnology of Eu-ropean maar lakes. Lecture Notes in Earth Sciences 49, Sprin-ger Verlag: 1-513.

Ohlendorf C., Sturm M. 2001. Precipitation and dissolution of calcite in a Swiss high alpine lake. Arct Antarct Alp Res 33: 410–417.

Ojala A.E.K. 2004. Application of X-ray radiography and densi-tometry in varve analysis. W: P. Francus (ed.) Image Analy-sis, Sediments and Paleoenvironments. Kluwer Academic Pu-blishers: 187-202.

Ojala A.E.K., 2001, Varved lake sediments in southern and cen-tral Finland: long varve chronologies as a basis for Holoce-ne paleoenvironmental reconstructions, Geol. Survey of Fin-land: 1-41.

Ojala A.E.K., Saarinen T., Salonen V.P. 2000. Preconditions for the formation of annually laminated lake sediments in southern and central Finland. Boreal Environment Research 5: 243–255.

O’Sullivan P.E. 1983. Annually laminated lake sediments and the study of Quaternary environmental changes. Quaternary Science Reviews 1: 245-313.

Ott F., Brademann B., Słowiński M., Dulski P., Plessen B., Błaszkie-wicz M., Brauer A. 2011. First results of the varved sediment record from Lake Czechowskie. Zmiany paleoklimatyczne w przeszłosci geologicznej. Referaty i postery. PIG, Warszawa: 38.

Petterson G., Renberg I., Geladi P., Lindberg A., Lindgren A. 1993. Spatial uniformity of sediment accumulation in varved lake sediments in northern Sweden. Journal of Paleolimnology 9: 195–208.

Ralska-Jasiewiczowa M., Goslar T., Madeyska T., Starkel L. (eds.) 1998. Lake Gościąż, central Poland. A monographic study. W.Szafer Institute of Botany: 1-340.

Renberg I. 1981. Formation, structure and visual appearance of iron-rich, varved lake sediments. Verhandlungen Internatio-nalen Vereinigung für Limnologie 21: 94-101.

Renberg I. 1986. Photographic demonstration of the annual natu-re of a varve type common in N. Swedish lake sediments. Hy-drobiologia 140: 93-95.

Renberg I., Segerström U. 1981. Application of varved lake sedi-ments in paleoenvironmental studies. Wahlenbergia 7: 125-133.

Saarinen T., Petterson G. 2001. Image analysis technique. W: W.M. Last, J.P. Smol (eds.) Tracking environmental change using lake sediments: Physical and chemical techniques. Kluwer Acade-mic Publishers: 23-39.

41Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce...

Saarnisto M. 1986. Annually laminated lake sediments. W: B.E. Berglund (ed.) Handbook of Holocene palaeoecology and pa-laeohydrology, Wiley & Sons: 343-370.

Saarnisto M., Huttunen P., Tolonen K. 1977. Annual lamination of sediments in Lake Lovojärvi, southern Finland, during the past 600 years. Annales Botanici Fennici 14: 35-45.

Schettler G., Liu Q., Mingram J., Stebich M., Dulski P. 2006. East-Asian monsoon variability between 15,000 and 2000 cal. yr BP recorded in varved sediments of Lake Sihailongwan (nor-theastern China, Long Gang volcanic field). The Holocene 16: 1043-1057.

Skowron R. 2003. Ice sheet in the lakes of the Polish lowland. Di-stribution, differences and trends. Limnological Review 3: 205–212.

Simola H. 1977. Diatom succession in the formation of annually laminated sediment in Lovojärvi, a small eutrophicated lake. Annales Botanici Fennici 14: 143-148.

Simola H., Tolonen K. 1981. Diurnal laminations in the varved sediment of Lake Lovojärvi, South Finland. Boreas 10: 19-26.

Stewart M.M., Larocque-Tobler I., Grosjean M. 2011. Quantitative inter-annual and decadal June-July-August temperature varia-bility ca. 570 BC to AD 120 (Iron Age-Roman Period) recon-structed from the varved sediments of Lake Silvaplana, Swit-zerland. Journal of Quaternary Science 26: 491-501.

Sturm M. 1979. Origin and composition of clastic varves. W: C. Schlüchter (ed.) Moraines and Varves, Balkema: 281-285.

Sturm M., Lotter A.F. 1995. Lake sediments as environmental ar-chives. EAWAG News 38E: 6-9.

Terranes J.L., McKenzie J.A., Bernasconi S.M., Lotter A.F., Sturm M. 1999. A study of oxygen isotopic fractinaction during bio-induced calcite precipitation in eutrophic Baldeggersee, Swit-zerland. Geochimica et Cosmochimica Acta 63: 1981–1989.

Tiljander M., Ojala A., Saarinen T., Snowball I. 2002. Documenta-tion of the physical properties of annually laminated (varved) sediments at a sub-annual to decadal resolution for environ-mental interpretation. Quaternary International 88: 2–12.

Tobolski K. 2000. Przewodnik do oznaczania torfów i osadów je-ziornych. PWN: 1-507.

Trachsel M., Grosjean M., Schnyder D., Kamenik C., Rein B. 2010. Scanning reflectance spectroscopy (380–730 nm): a novel me-thod for quantitative high-resolution climate reconstructions from minerogenic lake sediments. Journal of Paleolimnology 44: 979-994.

Tylmann W. 2007. Pobór i opróbowanie powierzchniowych, sil-nie uwodnionych osadów jeziornych o nienaruszonej struk-turze - uwagi metodyczne i stosowany sprzęt. Przegląd Geolo-giczny 55(2): 151-156.

Tylmann W., Szpakowska K., Ohlendorf C., Woszczyk M., Zolit-schka B. 2012. Conditions for deposition of annually lamina-ted sediments in small meromictic lakes: a case study of Lake Suminko (northern Poland). Journal of Paleolimnology 47: 55-70.

Tylmann W., Woźniak P.P., Czarnecka K., Jaźwiecka M. 2006. New sites with laminated lake sediments in north-eastern Poland: preliminary results of field survey. Limnological Review 6: 283-288.

Tylmann W., Ohlendorf C., Zolitschka B. 2008. NORPOLAR – projekt badań osadów laminowanych jezior północnej Polski. Studia Limnologica et Telmatologica 2(1): 33-36.

Tylmann W., Enters D., Kinder M., Moska P., Ohlendorf C., Porę-ba G., Zolitschka B. Multiple dating of varved sediments from Lake Łazduny, Northern Poland: towards an improved chro-nology for the last 150 years. Quaternary Geochronology, sub-mitted

Veski S., Heinsalu A., Alliksaar T., Vassiljev J., Saarse L. 2003. Re-construction of paleoenvironment from annually laminated lake sediments of Lake Rouge Tougjörv, SE Estonia. Abstracts 9th Intern. Paleolim. Symp. Espoo, Finland: 185.

von Gunten L., Grosjean M., Rein B., Urrutia R., Appleby P. 2009. A quantitative high-resolution summer temperature recon-struction based on sedimentary pigments from Laguna Acu-leo, central Chile, back to AD 850. The Holocene 19: 873–881.

Wacnik A. 2009. Vegetation development in the Lake Miłkowskie area, north-eastern Poland, from the Plenivistulian to the late Holocene. Acta Paleobotanica 49(2): 287–335.

Walanus A., Goslar T. 1993. Komputerowe pomiary grubości la-min. W: M. Ralska-Jasiewiczowa (ed.) Jezioro Gościąż – stan badań nad osadami dennymi i środowiskiem współczesnym. Polish Botanical Studies. Guidebook Series 8: 121-125.

Weber M.E., Reichelt L., Kuhn G., Pfeiffer M., Korff B., Thurow J., Ricken W. 2010. BMPix and PEAK tools: New methods for automated laminae recognition and counting—Application to glacial varves from Antarctic marine sediment. Geochem Geophys Geosyst 11, Q0AA05.

Więckowski K. 1991. Rola laminowanych osadów jeziornych w ba-daniach paleolimnologicznych. Przegląd Geograficzny 63(3): 325-342.

Więckowski K. 1978. Bottom deposits in lakes of different regions of Poland (their characteristics, thickness and rates of accu-mulation). Pol Arch Hydrobiol 25: 483–489.

Więckowski K. 1966. Osady denne Jeziora Mikołajskiego. Prace Geograficzne Inst. Geogr. PAN 57: 1-111.

Wohlfahrth B., Holmquist B., Cato I., Linderson H. 1998. The cli-matic significance of clastic varves in the Angermanälven Es-tuary, northern Sweden, AD 1860 to 1950. The Holocene 8: 521-534.

Zillén L., Snowball I., Sandgren P., Stanton T. 2003. Occurrence of varved lake sediment sequences in Värmland, west central Sweden: lake characteristics, varve chronology and AMS ra-diocarbon dating. Boreas 32: 612–626.

Zolitschka B. 2007. Varved lake sediments. W: S.A. Elias (ed.) En-cyclopedia of Quaternary Science. Elsevier: 3105-3114.

Zolitschka B., Mingram J., van der Gaast S., Jansen J.H.F., Na-umann R. 2001. Sediment logging techniques. W: W.M. Last, J.P. Smol (eds.) Tracking environmental change using lake se-diments: Physical and chemical techniques. Kluwer Academic Publishers: 137-153.