Rotnicki, Karol. PromotorRzeszewski, Michał2011-05-102011-05-102011-05-10http://hdl.handle.net/10593/1010Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych: Instytut Geoekologii i GeoinformacjiObserwowany od początków dwudziestego wieku wzrost poziomu oceanu światowego jest jednym z najbardziej widocznych skutków globalnych zmian klimatu. I choć w ciągu ostatnich stu lat średni poziom morza podniósł się zaledwie o kilkanaście centymetrów, to najbliższe dziesięciolecia przyniosą najprawdopodobniej zwiększenie tempa tego procesu, a co za tym idzie jego wpływu na nadbrzeżne geosystemy. Głównym celem pracy była odpowiedź na pytanie: czy istnieje zauważalny wpływ wzrostu poziomu morza i częstości spiętrzeń sztormowych na chemizm i natężenie akumulacji osadów, w nadmorskich geosystemów jeziorno-bagiennych, funkcjonujących w warunkach wybrzeża bezpływowego. Obszar badań zlokalizowano na nizinie Gardnieńsko-Łebskiej. W celu realizacji powyższego zamierzenia dokonano: analizy cech geochemicznych osadów, ze szczególnym naciskiem na wskaźniki zasolenia i natlenienia środowiska depozycyjnego oraz rodzaj akumulowanej materii organicznej; określenia zmian intensywności dostawy materiały mineralnego i cech składu granulometrycznego; oszacowania zmian natężenia akumulacji osadu w okresie ostatnich 160 lat. Na tej podstawie możliwa była rekonstrukcja ewolucji badanych geosystemów oraz opracowanie modelu funkcjonowania nadmorskiego bagniska bezpływowego. Przeprowadzone badania pozwalają na sformułowanie następujących wniosków: • nadmorskie mokradła - geosystemy jeziorno-bagienne, są w bezpośredni sposób powiązane z poziomem morza i częstotliwością spiętrzeń sztormowych; • duża dynamika środowiska przejawia się w zmiennej litologii, przechodzącej od warstw piaszczystych, odzwierciedlających okresy intensywnych zalewów sztormowych do torfów, pochodzących z okresów dominacji spokojnej akumulacji i lądowienia. Stanem pośrednim i typowym osadem omawianego środowiska jest namuł, będący mieszaniną różnoziarnistej frakcji mineralnej i znacznej ilości materii organicznej; • zalewy sztormowe, a ogólniej wpływy morskie, zapisują się w osadzie w postaci zwiększonego udziału gruboziarnistej frakcji mineralnej, wzrostu koncentracji sodu i magnezu, dodatkowej akumulacji krzemionki biogenicznej oraz w charakterystycznym kształcie krzywych stosunku Fe/Mn, będących odzwierciedleniem częstych zmian głębokości granicy stref aeracji i saturacji; • w profilu pionowym badanych osadów widoczne są trendy sugerujące wzrost intensywności wpływów morskich: ◦ w ciągu ostatnich 100-200 lat zwiększyła się ilość dostarczanej materii mineralnej, a jej skład granulometryczny uległ przesunięciu w stronę grubszej frakcji; ◦ wskaźniki geochemiczne, reprezentujące zasolenie środowiska depozycyjnego, wskazują na powolny ale stały jego wzrost; ◦ wzrasta w osadzie udział materii organicznej o niskim stosunku C/N, pochodzącej z alg i fitoplanktonu morskiego lub jeziornego; • rośnie natężenie akumulacji osadu, co jest wynikiem zwiększonej depozycji mineralnej jak i najprawdopodobniej również wzmożonej produktywności biologicznej; • zwiększona akumulacja osadu jest powiązana ze zmianami średniego poziomu morza i częstością sztormów, przy czym te ostatnie stanowią bezpośrednią przyczynę obserwowanych zmian; • wartości natężenia akumulacji są zróżnicowane przestrzennie. Wyższe zaobserwowano dla osadów o zwiększonej zawartości frakcji mineralnej, pochodzących z zewnętrznej części mokradeł delt wstecznych, natomiast niższe dla silnie organicznych pochodzących z ich części wewnętrznych, zarówno w delcie wstecznej Łupawy jak i Łeby; Wykryte prawidłowości umożliwiły skonstruowanie modelu zmian wysokości terenu, uwzględniającego zalewy sztormowe i dostarczaną przez nie materię mineralną. Próba formalizacji modelu do postaci numerycznej, zaowocowała prognozą dalszego rozwoju badanych geosystemów, w warunkach stałego i przyspieszonego wzrostu poziomu morza. Na jej podstawie można stwierdzić, iż mokradła nadmorskie na Nizinie Gardnieńsko-Łebskiej są zdolne do akumulacji i utrzymania wysokości powierzchni terenu powyżej średniego poziomu morza, przy wartościach natężenia wzrostu poziomu Bałtyku nie przekraczających 0,54-0,63 cm/rok. Autor pragnie jednak podkreślić, iż w celu zwiększenia ogólności proponowanego modelu, konieczne jest przeprowadzenie dodatkowych badań, szczególnie dotyczących współczesnych procesów sedymentacyjnych i charakteru akumulacji biogenicznej. Uzyskane wyniki obrazują jedynie rodzaj i skalę zachodzących procesów, stanowiąc punkt wyjścia do opracowania ilościowego modelu, opisującego bezpływowe mokradła delt wstecznych.The global sea-level is rising steadily since the beginning of the 20th century. It is currently accepted view, that this phenomenae can be associated with the global warming. The increase is marginal so far, but it is reasonable to assume the rise will be much faster in the future. This thesis aims to determine whether accelerated sea-level rise has the influence on sediment chemistry and accumulation rate in backbarrier wetlands geosystems. The study area is located in the Gardno-Leba coastal plain, situated in the middle of the southern Baltic coast. Several cores were taken from the sediments of backbarrier wetlands in the vicnity of Leba and Lupawa storm deltas. Sediment analysis consisted of main chemical elements determination: Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Al, Cu; particle size analysis and radionuclide dating: Pb-210 and Cs-137. Accumulation rates were estimated for various parts of wetlands and model of surface elevation change was constructed. This formed the basis for some preliminary prognosis of future wetland growth. The main conclusions of this dissertation are as follows: • coastal wetlands are closely related to sea-level and storm frequency; • dynamic environment changes are mirrored in changes of lithology – from sand layers that mark storm surges to peat deposits from calm periods; • the increase in the frequency of storm surges is represented in the sediments by the increase in the grain size, Na and Mg concentration and “jagged” shape of the Fe/Mn curve – result of the frequent change in the redox conditions; • distinct trends exist in the sediments: o in the last 100-200 years there is significant increase in the grain size and amount of mineral matter – this is probably the result of more frequent strm surges; o according to salinity indicators there is slow but steady increase in salinity of depositional environment; o there is an increase in accumulation of low C/N organic matter – marine phytoplankton and algae are more commonly incorporated into sediment; • the vertical sediment accumulation rate is increasing, not only because of the large amount of mineral matter being deposited during storms but also thanks to the stimulated biological productivity; • the storm surges are the direct cause of the observed changes; • accumulation rates vary spatially. Largest values are observed in the areas near river channels where mineral matter deposition is more important. Developed model of surface elevation change was formalized to numerical form. This allowed construction of preliminary prognosis of future wetland growth in the presence of rising sea-level . According to numerical modeling wetlands of Gardno-Leba coastal plain are able to cope with the sea-level rise up to the value of 0,54-0,63 cm/year. This is well above current predictions for the next 200 years. The author wish to emphasize however, that further understanding of biological processes that take place in wetland sediments is necessary, should the fully developed model of surface elevation change be ever constructed.plprzyspieszony wzrost poziomu morzaaccelerated sea level risemokradła nadmorskiecoastal wetlandsdatowanie Pb-210Pb-210 datingnatężenie akumulacjiaccumulation ratechemizm osadówsediment chemistryDysertacja