Oscylacje klimatyczne w zakresie 20 000–11 000 cal BP zapisane w utworach formacji Piaski i Szerokie w odkrywkach Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów: spojrzenie poprzez analizę dat radiowęglowych
Abstrakt
W artykule przedstawiono wyniki analizy 25 dat radiowęglowych spośród 31 oznaczeń wieku osadów organicznych pobranych z utworów formacji Piaski i Szerokie w odkrywkach Bełchatów i Szczerców. Wykorzystano w tym celu funkcję Sum w programie kalibracyjnym OxCal v4.4.4 oraz najnowszą wersję krzywej kalibracyjnej IntCal20, co pozwoliło na sporządzenie tzw. krzywych sumarycznych rozkładów gęstości prawdopodobieństwa dat kalibrowanych (ang. PDF od Probability Density Functions) w zakresie 20 000–11 000 cal BP.
Analiza kształtu rozkładów wskazała na zbieżność położenia otrzymanych pików rozkładu gęstości prawdopodobieństwa dat radiowęglowych na osi czasu z przebiegiem krzywej tlenowej w grenlandzkim rdzeniu lodowym NGRIP. Zaobserwowano grupowanie się dat w kilku zakresach czasowych, odpowiadających przede wszystkim przejściu GS–2b/GS–2a (ok. 17 800– –17 300 cal BP, faza kamion) oraz GS–2a/GI–1e (ok. 15 200–14 300 cal BP). Dobrze widoczny jest pik w przedziale 19 500––18 900 cal BP. Wyraźnie zostały zapisane również przejścia pomiędzy chłodniejszymi a cieplejszymi okresami w obrębie GI–1 (14 700–12 900 cal BP), gdzie wyróżniono grupowanie się dat wokół: GI–1d (14 100–13 800 cal BP), GI–1c2 (13 600––13 550 cal BP) i GI–1b (13 250–13 050 cal BP). Najmłodsze analizowane daty związane są z drugą połową GS–1 (młodszego dryasu, 12 500–11 700 cal BP).
Bibliografia
Balwierz Z., Goździk J. 1997. Paleośrodowiskowe zmiany w świetle analiz palinologicznych późnovistuliańskich osadów węglanowych w zagłębieniach bezodpływowych w Bełchatowie. Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica, (1): 6-21.
Balwierz Z., Marosik P., Muzolf B., Papiernik P., Siciński W. 2005. Osadnictwo społeczeństw rolniczych i zmiany środowiska naturalnego nad środkową Krasówką (Kotlina Szczercowska). Wstępna charakterystyka. W: Wasylikowa K., Lityńska- -Zając M., Bieniek A. (red.) Botanical Guidebooks. Instytut Botaniki PAN Kraków: 53-86.
Baraniecka M.D. 1989. Przykłady zgodności datowań osadów czwartorzędowych z kopalni Bełchatów metodą termolumiscencji w różnych laboratoriach. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Matematyka – –Fizyka 61 (Geochronometria 6): 223-227.
Bronk Ramsey C. 2009. Bayesian analysis of radiocarbon dates. Radiocarbon 51(1): 337-360, DOI: 10.1017/s0033822200033 865.
Cambridge. 2022. Wytyczne dla autorów. Cza-sopismo Radiocarbon. Online: https://www.cambridge.org/core/journals/radioc-arbon/information/author-instructions/ (data ostatniego dostępu: 12.12.2022).
Clark P.U., Shakun J.D., Baker P.A., Bartlein P.J., Brewer S., Brook E., Carlson A.E., Cheng H., Kaufman D.S., Liu Z., Marchitto T.M., Mix A.C., Morrill C., Otto-Bliesner B.L., Pahnke K., Russell J.M., Whitlock C., Adkins J.F., Blois J.L., Clark J., Colman S.M., Curry W.B., Flower B.P., He F., Johnson T.C., Lynch-Stieglitz J., Markgraf V., McManus J., Mitrovica J.X., Moreno P.I., Williams J.W. 2012. Global climate evolution during the last deglaciation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109(19), DOI: 10.1073/pnas.1116619109.
Dzieduszyńska D. 2017. Przydatność zbioru dat radiowęglowych do rekonstrukcji zmian w środowisku schyłku vistulianu Polski Środkowej. Acta Geographica Lodziensia 106: 117-127, DOI: 10.26485/agl/2017/ 106/9.
Dzieduszyńska D.A. 2019. Timing of environmental changes of the Weichselian decline (18.0–11.5 ka cal BP) using frequency distribution of 14C dates for the Łódź region, Central Poland. Quaternary International 501: 135-146, DOI: 10.1016/j.quaint.2017.08.012.
Forysiak J. 2012. Zapis zmian środowiska przyrodniczego późnego vistulianu i holocenu w osadach torfowisk regionu łódzkiego. Acta Geographica Lodziensia 99: 1-163.
French H.M., Goździk J.S. 1988. Pleistocene epigenetic and syngenetic frost fissures, Bełchatów, Poland. Canadian Journal of Earth Sciences 25(12): 2017-2027, DOI: 10.1139/e88–188.
Gębica P., Michczyńska D.J., Starkel L. 2015. Fluvial history of the Sub-Carpathian Basins (Poland) during the last cold stage (60–8 cal ka BP). Quaternary International 388: 119-141, DOI: 10.1016/j.quaint. 2015.06.012.
Goździk J. 1980. Osady i struktury peryglacjalne z plejstocenu okolic Bełchatowa. Przewodnik LIII Zjazdu Polskiego Towarzystwa Geologicznego. Wyd. Geologiczne: Warszawa, 322-325.
Goździk J. 1991. Sedimentological record of aeolian processes from the upper Plenivistulian at the turn of Pleni- and Late Vistulian in Central Poland. Zeitschrift für Geomorphologie, Supplementband 9: 51-60.
Goździk J. 1995. Vistulian sediments in the Bełchatów open cast mine, Central Poland. Qualernary Studies in Poland 13: 13-26.
Goździk J., Konecka-Betley K. 1992. Późnovistuliańskie utwory węglanowe w zagłębieniach bezodpływowych rejonu kopalni Bełchatów. Cz. I. Geneza i stratygrafia. Roczniki Gleboznawcze 43(3/4): 103-112.
Goździk J., Zieliński T. 1996. Sedymentologia vistuliańskich osadów małych dolin środkowej Polski – przykład z kopalni Bełchatów. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 373: 67-77.
Isarin R.F.B., Bohncke S.J.P. 1999. Mean July temperatures during the Younger Dryas in northwestern and central Europe as inferred from climate indicator plant species. Quaternary Research 51(2): 158-173, DOI: 10.1006/qres.1998.2023.
Kanwiszer A., Trzeciak P. 1984. Lodz Radiocarbon Dates I. Radiocarbon 26(1): 111- -126, DOI: 10.1017/S0033822200006470.
Kanwiszer A., Trzeciak P. 1986. Oznaczanie chronologii bezwzględnej metodą radiowęglową w pracowni Muzeum Archeologicznego i Etnograficznego w Łodzi (część 6). Prace i Materiały Muzeum Archeologicznego i Etnograficznego w Łodzi. Seria Numizmatyczna i Konserwatorska 6: 265- -269
Kasse C., Huijzer A.S., Krzyszkowski D., Bohncke S.J.P., Coope G.R. 1998. Weichselian Late Pleniglacial and Lateglacial depositional environments, Coleoptera and periglacial climatic records from central Poland (Bełchatów). Journal of Quaternary Science 13(5): 455-469, DOI: 10.1002/(sici)1099–1417(1998090)13:5<455:aid–jqs398>3.0.co;2–t
Krzyszkowski D. 1990. Middle and Late Weichselian stratigraphy and palaeoen-vironments in central Poland. Boreas 19(4): 333-350, DOI: 10.1111/j.1502–3885.1990.tb00138.x.
Krzyszkowski D. 1992. Czwartorzęd Rowu Kleszczowa – litostratygrafia i tektonika. Zarys problematyki na podstawie obserwacji w odkrywce KWB "Bełchatów". Acta Universitatis Wratislaviensis 1252, Studia Geograficzne 54.
Krzyszkowski D. 1998. Stratigraphy and sedimentology of Weichselian deposits at Folwark, Bełchatów outcrop, central Poland. Quaternary Studies in Poland 15: 3-26.
Latałowa M. 2003. Późny vistulian. W: S. Dybova-Jachowicz, A. Sadowska (red.) Palinologia. Wyd. Instytutu Botaniki Polskiej Akademii Nauk: 266-273.
Lisiecki L.E., Raymo M.E. 2005. A Pliocene– –Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records. Paleoceanography 20(1): 1-17, DOI: 10.1029/2004PA001071.
Litt T., Brauer A., Goslar T., Merkt J, Balaga K., Müller H., Ralska-Jasiewiczowa M., Stebich M., Negendank J.F.W. 2001. Correlation and synchronisation of Lateglacial continental sequences in northern central Europe based on annually laminated lacustrine sediments. Quaternary Science Reviews 20(11): 1233-1249, DOI: 10.1016/S0277–3791(00)00149–9.
Litt T., Behre K.E., Meyer K.D., Stephan H.J., Wansa S. 2007. Stratigraphische Begriffe für das Quartär des norddeutschen Vereisungsgebietes. E&G Quaternary Science Journal 56: 7-65.
Madeyska T. 1995. Roślinność Polski u schyłku części ostatniego zlodowacenia. Przegląd Geologiczny 43(7): 595-599.
Madeyska T. 1998. Zróżnicowanie roślinności Polski u schyłku ostatniego zlodowacenia. Studia Geologica Polonica 113: 137-180.
Manikowska B. 1992. Gleby kopalne w osadach z okresu 20 000‒8 000 lat BP w Polsce. Przegląd Geologiczny 40(10): 598- -600.
Manikowska B. 1996. Dwucykliczność ewolucji środowiska peryglacjalnego w Polsce Środkowej podczas vistulianu. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 373: 97-106.
Marks L. 2015. Last deglaciation of northern continental Europe. Cuadernos de Inves-tigacion Geografica 41(2): 279-293, DOI: 10.18172/cig.2698.
Marks L., Ber A., Gogołek W., Piotrowska K. (red.). 2006. Mapa geologiczna Polski 1:500 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
Marks L., Gałązka D., Woronko B. 2016. Climate, environment and stratigraphy of the last Pleistocene glacial stage in Poland. Quaternary International 420: 259-271, DOI: 10.1016/j.quaint.2015.07.047.
Michczyńska D.J., Pazdur A. 2004. Shape analysis of cumulative probability density function of radiocarbon dates set in the study of climate change in the Late Glacial and Holocene. Radiocarbon 46(2): 733- -744, DOI: 10.1017/S0033822200035773.
Michczyńska D.J., Michczyński A., Pazdur A. 2007. Frequency distribution of radiocarbon dates as a tool for reconstructing environmental changes. Radiocarbon 49(2): 799-806, DOI: 10.1017/S0033822200042673.
Michczyńska D.J., Dzieduszyńska D.A., Petera-Zganiacz J., Wachecka-Kotkowska L., Krzyszkowski D., Wieczorek D., Ludwikowska-Kędzia M., Gębica P., Starkel L. 2022. Climatic oscillations during MIS 3–2 recorded in sets of 14C and OSL dates – A study based on data from Poland. Radiocarbon, First View: 1-14, DOI: 10.1017/RDC.2022.69.
Michczyński A., Michczyńska D.J. 2006. The effect of PDF peaks’ height increase during calibration of radiocarbon date sets. Geochronometria 25: 1-4.
Mojski J.E. 2005. Ziemie polskie w czwartorzędzie. Zarys morfogenezy. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
Moska P., Sokołowski R. J., Zieliński P., Jary Z., Raczyk J., Mroczek P., Szymak A., Krawczyk M., Skurzyński J., Poręba G., Łopuch M., Tudyka K. 2022. An Impact of Short-Term Climate Oscillations in the Late Pleniglacial and Lateglacial Interstadial on Sedimentary Processes and the Pedogenic Record in Central Poland. Annals of the American Association of Geographers, DOI: 10.1080/24694452.2022.2094325
Radiocarbon Database. 2022. Radiocarbon Sample Information. Silesian University of Technology, Radiocarbon Laboratory. Online: http://www.car bon14.pl/IB_Grdb/Inform/Gd5772.html; http://www.carbon14.pl/IB_Grdb/Inform/Gd1707.4.pl/IB_Grdb/Inform/Gd1707.html; http://www.carbon14.pl/IB_Grdb/Inform/Gd2189.html (data ostatniego dostępu: 12.12.2022).
Rasmussen S.O., Andersen K.K., Svensson A.M., Steffensen J.P., Vinther B.M,. Clausen H.B., Siggaard-Andersen M.L., Johnsen S.J., Larsen L.B., Dahl-Jensen D., Bigler M., Röthlisberger R., Fischer H., Goto-Azuma K., Hansson M.E., Ruth U. 2006. A new Greenland ice core chronology for the last glacial termination. Journal of Geophysical Research Atmospheres 111(6): 1-16, DOI: 10.1029/2005JD006079.
Rasmussen S.O., Bigler M., Blockley S.P., Blunier T, Buchardt S.L., Clausen H.B., Cvijanovic I., Dahl–Jensen D., Johnsen S.J., Fischer H., Gkinis V., Guillevic M., Hoek W.Z., Lowe J.J., Pedro J.B., Popp T., Seierstad I.K., Steffensen J.P., Svensson A.M., Vallelonga P., Vinther B.M., Walker M.J.C., Wheatley J., Winstrup M. 2014. A stratigraphic framework for abrupt climatic changes during the Last Glacial period based on three synchronized Greenland ice-core records: refining and extending the INTIMATE event stratigraphy. Quaternary Science Reviews 106: 14-28, DOI: 10.1016/j.quascirev.201-4.09.007.
Reimer P.J., Austin W.E.N., Bard E., Bayliss A., Blackwell P.G., Bronk Ramsey C., Butzin M., Cheng H., Edwards R.L., Friedrich M, Grootes P.M., Guilderson T.P., Hajdas I., Heaton T.J., Hogg A.G., Hughen K.A., Kromer B., Manning S.W., Muscheler R., Palmer J.G., Pearson C., Van Der Plicht J., Reimer R.W., Richards D.A., Scott E.M., Southon J.R., Turney C.S.M., Wacker L., Adolphi F., Büntgen U., Capano M., Fahrni S.M., Fogtmann-Schulz A., Friedrich R., Köhler P., Kudsk S., Miyake F., Olsen J., Reinig F., Sakamoto M., Sookdeo A., Talamo S. 2020. The IntCal20 Northern Hemisphere Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55 cal kBP). Radiocarbon 62(4): 725-757, DOI: 10.1017/RDC.2020.41
Rinterknecht V.R., Clark P.U., Raisbeck G.M., Yiou F., Bitinas A., Brook E.J., Marks L., Zelčcs V., Lunkka J.P., Pavlovskaya I.E., Piotrowski J.A., Raukas A. 2006. The Last Deglaciation of the Southeastern Sector of the Scandinavian Ice Sheet. Science 311(5766): 1449-1452, DOI: 10.1126/science.112070.
Sokołowski R., Moska P., Zieliński P., Jary Z., Piotrowska N., Raczyk J., Mroczek P., Szymak A., Krawczyk M., Skurzyński J., Poręba G., Łopuch M., Tudyka K. 2022. Reinterpretation of Fluvial–Aeolian Sediments From Last Glacial Termination Classic Type Localities Using High –Resolution Radiocarbon Data From the Polish Part of the European Sand Belt. Radiocarbon, First View: DOI: https://doi.org/10. 1017/RDC.2022.37
Starkel L., Michczyńska D.J., Krąpiec M., Mar-gielewski W., Nalepka D., Pazdur A. 2013. Progress in the Holocene chrono-climatostratigraphy of Polish territory. Geochronometria 40(1): 1-21, DOI: 10.2478/s133 86–012–0024–2.
Turkowska K. 1997. Stan wiedzy na temat rozwoju dolin ekstraglacjalnych na niżu polskim w okresie przejściowym plejstocen– –holocen. Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica 1: 67-87.
Walanus A., Nalepka D. 2010. Calibration of Mangerud’s boundaries. Radiocarbon 52(4): 1639-1644, DOI: 10.1017/S00338 22200056368
Woronko B., Zielinski P., Sokolowski R.J. 2015. Climate evolution during the Pleniglacial and Late Glacial as recorded in quartz grain morphoscopy of fluvial to aeolian successions of the European Sand Belt. Geologos 21(2): 89-103, DOI: 10.1 515/logos–2015–0005.
Zieliński P. 2016. Regionalne i lokalne uwarunkowania późnovistuliańskiej depozycji eolicznej w środkowej części europejskiego pasa piaszczystego. Wyd. Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin.

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Użycie niekomercyjne – Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe.