Novi indikatorji klimatskih sprememb v stalagmitih v Sloveniji

Klimatski modeli, ki napovedujejo razvoj podnebja v prihodnosti, se ukvarjajo samo s klimatskimi spremembami, ne pa tudi s tem, kako se te odražajo na razvoju pokrajine, ekosistemov in ne nazadnje tudi človeka. Za primeren odziv človeške družbe na podnebne spremembe pa je nujno znanje o tem, kako se bo skladno s podnebjem spreminjala tudi pokrajina, vegetacija in možnosti rabe tal. Zato je interdisciplinarno raziskovanje klimatskih sprememb in njihove implikacije za razvoj krajne in biote danes, ko je podnebje vse bliže točki preloma, pomembno bolj kod kadar koli prej. Za obdobja, ko še ni bilo instrumentalnih meritev ali zgodovinskih virov o vremenskih podatkih in podnebju, uporabljamo t.i. paleoklimatske arhive in indikatorje, s pomočjo katerih rekonstruiramo spreminjaje temperatur in drugih okoljskih parametrov (količine in porazdelitve padavin, razširjenost vegetacije in živalstva, razvoj pokrajine). Glede na razširjenost krasa in kraških jam področju južne Slovenije se kapniki ponujajo kot očitna izbira naravnega arhiva za paleoklimatske študije. Kapniki namreč rastejo v vsaj na videz izoliranih okoljih, kjer so letne temperaturne spremembe minimalne ali jih sploh ni, ozračje pa stabilno, zato pričakujemo, da bodo tudi časovni profili klimatskih indikatorjev (δ O, δ C, mineralna in elementna sestava ter debelina lamin, ki odražajo temperaturo v okolju, izotopsko in kemično sestavo prenikle vode, hitrost precipitacije karbonata) zvezni in med seboj logično povezani. Z natančno analizo in korelacijo teh profilov lahko napovemo, kako sta se v času rasti kapnika spreminjala podnebje in pokrajina.

Namen projekta je raziskati podnebne in okoljske razmere na slovenskem ozemlju v času holocena. Osredotočili se bomo na dogodke pred 8.2, 4.2 in 2.8 tisoč leti, ki so zaenkrat na slovenskem ozemlju slabo dokumentirani (ali pa sploh ne). Analizirali bomo izotopske in geokemične zapise v stalagmitu. Pri tem bomo uporabili napredne analizne metode, ki jih do zdaj v Sloveniji še nismo imeli na razpolago. Metodi za izotposko LA-MC-ICP-MS analizo U/Th in Sr bom optimizirali na Institutu Jožef Stefan v sodelovanju s projektnimi partnerji iz Avstralije in Francije, kjer bomo tudi opravili del meritev. Dobljene časovne profile analiziranih parametrov bom primerjali s podobnimi arhivi, ki so bili analizirani v Sloveniji (jezerski in morski sedimenti, šota) in iz njih izluščili informacije o okoljskih spremembah v času cikličnih in hitrih temperaturnih sprememb (dogodek 8,2 ky) in ob megalajana (pred približno 4,2 ky) in kasneje do začetka našega štetja.

Ker so nedvoumne povezave med posameznimi indikatorji v časovnih profilih naravnih arhivov le redke, bomo precej pozornosti posvetili tudi monitoringu izotopske sestave padavin in prenikle vode na mestu odvzetih stalagmitov. Tako bomo lahko določil, kako kraški procesi modulirajo temperaturni signal (δ O) od padavin skozi vodonosnik in med precipitacijo kapnika in kako se obnašajo signali okoljskih indikatorjev (δ C, mikrostrkktura, delež detritičnega materiala). S tem bomo preverili, ali kapnik resnično sorazmerno odslikava podnebne in okoljske spremembe na površini, t.j. temperaturo in količino padavin, kar je še posebej pomembno za sledenje sušnih obdobij (4,2 in 2,8 ky).