Geochemical and paleoclimatological investigations on freshwater mollusc shells  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
68343
Type K
Principal investigator Demény, Attila
Title in Hungarian Édesvízi kagylók geokémiai-paleoklimatológiai elemzése
Title in English Geochemical and paleoclimatological investigations on freshwater mollusc shells
Keywords in Hungarian kagyló héj, nyomelem-geokémia, stabilizotóp-geokémia, paleoklimatológia
Keywords in English mollusc shell, trace element geochemistry, stable isotope geochemistry, paleoclimatology
Discipline
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Earth sciences 1
Department or equivalent Institute for Geochemical Research HAS
Participants Barna, Gabriella
Cserny, Tibor
Fórizs, István
Gulyás, Sándor
Sümegi, Pál
Starting date 2007-07-01
Closing date 2011-11-30
Funding (in million HUF) 14.886
FTE (full time equivalent) 6.96
state closed project
Summary in Hungarian
A jelen pályázat célja a Balaton és a Tisza vízgyűjtőjének területéről származó, az utóbbi kb. 20000 évet reprezentáló kagylóminta gyűjtemény részletes elemzése. Az adatsor alapján egyrészt a klimaváltozási (pleisztocén-holocén) és klímaingadozási (ókor-középkor) események rögzítését, másrészt az adott időszakokra jellemző évszakos változások kimutatását tervezzük. A Balaton területén több ponton vett kagyló- és vízminták elemzésével a fosszilis anyag értelmezéséhez az aktuális izotópfrakcionációs összefüggést határozzuk meg. Az évezredes léptékű változások vizsgálatát célzó teljes héjanyag-elemzéssel a már ismert klímaváltozási periódusok megjelenését és az izotópos rekord megőrződését kívánjuk ellenőrizni. Az évszakos változások vizsgálatával a Kárpát-medencének az utolsó kb. 20000 évben klímaváltozással szemben tanúsított rövidtávú viselkedésére (pl. extrém időjárási körülmények) kapunk teljesen újszerű, nemzetközi szempontból is ritkaságnak számító adatokat. A stabilizotóp-geokémiai vizsgálatokat nyomelem-geokémiai elemzésekkel egészítjük ki. Az elemzésekkel a klímaváltozások és az erózió és mállás által a folyóvízbe jutott nyomelemtartalom kapcsolatát kívánjuk vizsgálni, ami az izotópösszetételek paleoklimatológiai értelmezéséhez független adatot szolgáltat. Fontos további szempont a kapcsolódó tematikájú projektek során kapott független rekordokkal (üledékek, édesvízi mészkövek, talajok, löszök, cseppkövek, fák évgyűrűi, barlangi jég, felszín alatti vizek, stb.) történő összehasonlítás, az adatok egységes szemléletű, de interdiszciplináris értelmezése. Távolabbi célként az európai projektrendszerben való sikeres pályázás elősegítése szerepel.
Summary
The aim of the present proposal is a detailed investigation of a mussel sample collection from the areas of Lake Balaton and Tisza river, representing the last ~20000 years. Based on the new data set we intend to record major climate changes (Pleistocene-Holocene) and climate variations (ancient to middle ages), as well as to determine seasonal variations in the given periods. The actual mollusc shell – water isotope fractionation necessary for the interpretation of the data on fossil material will be determined by analysing recent shells and water samples at two places of Lake Balaton. Analyses of bulk shell materials will be conducted to investigate millennial changes and to record the well known climate change periods. The analyses of seasonal variations would provide novel and internationally scarce and valuable data on the short-term behaviour and responses (e.g. extreme meteorological features) of the Carpathian Basin to climate change in the last ~20000 years. The stable isotope data will be supplemented by trace element analyses. Using the trace element data the relationships between climate change, erosion rate and the trace element content of river waters will be studied, providing independent data for the paleoclimatoligical interpretations. An important additional aspect is the comparison with independent records obtained by related projects (sediments, travertines, soils, loesses, speleothems, tree rings, cave ice deposits, deep waters, etc.) to help the interdisciplinary interpretation with similar scientific approach. A further goal is the promotion of successful proposal writing of the related Hungarian research groups in the European framework.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A kutatómunka célja annak feltárása volt, hogy az édesvízi kagylóhéjak geokémiai elemzéséből nyert adatok mennyiben használhatóak fel a Kárpát-medence klímaváltozásainak vizsgálatára, hogyan és milyen mértékben tükrözik a hőmérséklet és csapadékmennyiség paramétereit. Ennek érdekében a Balaton és a Tisza vidékén végeztük el egyrészt a jelenleg élő kagylók és az élőhelyüket jelentő víz vizsgálatát, valamint ugyanezen területeken régészeti és üledékföldtani szelvényekből gyűjtött kagylók elemzésével a pleisztocén végén és a holocénben fennállt klímakörülményeket vizsgáltuk. A modern kagylók izotóp-összetételeit összevetve a hőmérsékleti és vízösszetételi adatok felhasználásával számított elméleti értékekkel megállapítható, hogy a Balaton és Tisza kagylóhéjainak stabilizotóp-összetétele jól tükrözi a környezeti paramétereket és alkalmazhatóak a múltbeli klímaviszonyok megállapítására. Kimutattuk, hogy a pleisztocén végének felmelegedési eseményei a Kárpátok hótakarójának jelentős csökkenését eredményezték. A kagylóvizsgálatokból nyert adatok és cseppkövekből kapott geokémiai adatsorok komplex értelmezésével a kb. 3-9 ezer évvel ezelőtti időszakban több felmelegedési és lehűlési eseményt mutattunk ki, ami a csapadékmennyiség változásával is együtt járt. Emellett a fenti adatokkal és cseppkövekbe zárt fluidumzárványok hidrogénizotópos elemzésével a csapadék eredetének és az Atlantikum meteorológiai hatásának változását is nyomon követtük a rézkor és a bronzkor időszakában.
Results in English
The aim of the research project was to determine how the geochemical data obtained on freshwater bivalve shells can be used to decipher climate change processes in the Carpathian Basin, and how temperature and precipitation conditions are reflected by them. For this purpose modern shells and their ambient waters were studied, while climate conditions of the late Pleistocene and the Holocene were investigated using shells collected from archaeological excavation sites and sediment sections. We have compared the isotope compositions of modern shells and predicted values that were calculated using temperature and water composition data. The observations lead us to conclude that the stable isotope compositions of the mussel shells of Lake Balaton and the Tisza river reflect environmental parameters and can be used to determine past conditions. We have shown that the warming events of the latest Pleistocene induced a significant reduction of the snow cover in the Carpathian Mountains. Combined interpretations of mussel shell data and geochemical records obtained from speleothems allowed us to determine several warming and cooling events during the 3 to 9 ky BP interval that were associated with changes in precipitation amount. Additionally these data together with H isotope analyses of fluid inclusion hosted waters of speleothems were used to detect changes in moisture origin and fluctuations in the meteorological effect of the Atlantic realm during the Copper and Bronze Ages.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=68343
Decision
Yes





 

List of publications

  
Barna G., Fórizs I.: A Balaton stabil-izotóp-hidrológiai karakterisztikája. Térbeli eloszlás és a párolgási izotóp-effektus., Hidrológiai Közlöny, 2007
Barna G., Cserny T., Fórizs I.: Balatoni kagylóhéjak (Unio pictorum Linné) stabilizotópos vizsgálata., Hidrológiai Közlöny, 87. évf. 6. szám. 17-19., 2007
Barna, G., Sümegi, P., Fórizs, I., Demény, A.: Seasonal fluctuations in the past 5000 years: stable isotope record of molluscan shells (Balaton region, Hungary), Studia Universitatis Babes-Bolyai, Geologia, 2007, 52 (1), 5., 2007
Schöll-Barna, G., Demény, A., Serlegi, G., Fábián, Sz., Sümegi P., Fórizs, I., Cserny, T.: Seasonal fluctuations in the Copper Age: stable isotope record of molluscan shells (Balaton region, Hungary), Konink. Vlamse Acad. Belg. Vetensch. Kunsten, Brussel, 59-63., 2010
Demény, A., Schöll-Barna, G., Siklósy, Z., Bondár, M., Sümegi, P., Serlegi, G., Fábián, Sz., Fórizs, I.: Az elmúlt ötezer év éghajlatváltozási eseményei a Kárpát-medencében és társadalmi hatásaik., KLÍMA-21 Füzetek, 59, 82-94., 2010
Schöll-Barna, G., Demény, A., Serlegi, G., Fábián, Sz., Sümegi, P., Fórizs, I., Cserny, T.: Seasonal fluctuations in the Copper Age: stable isotope record of molluscan shells (Balaton region, Hungary)., André, L., Dehairs, F., Mas, R., Planchon, F., Versteegh, E. A. A. (eds.), Bivalve biomineralisation - Archival potential and proxy incorporation. Conference proceedings,, 2010
Schöll-Barna, G.: An isotope mass balance model for the correlation of freshwater bivalve shell (Unio pictorum) carbonate d18O to climatic conditions and water d18O in Lake Balaton (Hungary)., Journal of Limnology 70(2), 272–282., 2011
Schöll-Barna, G., Demény, A., Serlegi, G., Fábián, Sz., Sümegi, P., Fórizs, I., Bajnóczi, B.: Climatic variability int he Late Copper Age: stable isotope fluctuation of prehistoric Unio pictorum (Unionidae) shells from Lake Balaton (Hungary)., JOURNAL OF PALEOLIMNOLOGY 47:(1) pp. 87-100., 2012
Schöll-Barna G, Demény A, Cserny T, Fórizs I, Sümegi P: Oxygen isotope variations in shallow lake water and bivalve shells: applicaton of the isotope mass balance model., CENTRAL EUROPEAN GEOLOGY 54:(1-2) p. 147., 2011
Demény A, Schöll-Barna G, Sümegi P, Sipos P, Balázs BR: Sedimentary changes vs. climate signals in bivalve shell and bulk rock compositions in a Late Pleistocene to Early holocene fluvial section at Körösladány, SE-Hungary., CENTRAL EUROPEAN GEOLOGY 54:(1-2) pp. 167-171., 2011
Schöll-Barna G, Demény A, Sümegi P, Serlegi G, Fábián Sz, Cserny T, Fórizs I, Bajnóczi B: Stable isotope compositions of Unionidae shells from lake balaton (Hungary): Behaviour of recent shells and archaeological implications., GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRACTS 12: p. 14949., 2010
Demény, A., Czuppon, Gy., Schöll-Barna, G., Siklósy, Z., Leél-Őssy, Sz., Cook, G., Serlegi, G., Bajnóczi, B., Sümegi, P., Bondár M.: Combined evaluation of hydrogen isotope compositions of speleothem-hosted fluid-inclusion water and geochemical data of speleothems, bones and bivalve shells: temperature and humidity changes at 3.8-3.2 ky BP in the Carpathian Basin, Central Europe, Geochimica et Cosmochimica Acta (elbírálás alatt), 2012
Demény, A., Czuppon, Gy., Siklósy, Z., Schöll-Barna, G., Sümegi, P., Leél-Őssy, Sz., Lin, K., Shen, C.-C., Bajnóczi, B.: Temperature and precipitation variations in the mid-Holocene based on combined evaluation of stable isotope compositions of speleothems and freshwater bivalve shells in Hungary, Quaternary International (elbírálás alatt), 2012
Gulyás, S., Sümegi, P.: Climate-induced transformation of alluvial environments and subsistence crisis in first farming groups of the Carpathian Basin during the 6th millennium BC., Journal of Quaternary Science (in press), 2012
Gulyás, S., Sümegi, P.: The reconstructions of past hydrologies of River Tisza using multivariable archeomalacological analysis., In Geiger, J., Pál-Molnár, E. (eds). Geostatistics 2011, Mórahalom. Geolitera Publishers, Szeged. (in press), 2012
Sümegi, P., Persaits, G. , Gulyás, S.: Woodland-grassland ecotonal shifts in environmental mosaics: lessons learnt from the environmental history of the Carpathian Basin (Central Europe) during the Holocene and the last ice age based on investigation of paleobotanical and mollusk remains, .In Myster, R.W. (ed). Ecotones between forest and grassland. Springer-Verlag, New York. (in press), 2012
Sümegi, P.: Jégkor láptól a recens mocsárig. A balatoneredicsi fúrás környezettörténeti és paleolimnológiai értékelése és a Balaton negyedidőszak végi fejlődéstörténete., Geolitera Publishers, Szeged (lektorálás alatt), 2012
Sümegi, P.: Egy eltűnt karbonátos tó nyomában. A dunántúli Sárrét paleolimnológiai és környezettörténeti fejlődése., Geolitera Publishers, Szeged (lektorálás alatt), 2012



Back »