Holocén éghajlati és környezeti változások rekonstrukciója magyarországi és horvátországi cseppkövek komplex geokémiai vizsgálata alapján  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »
 

Projekt adatai

  
azonosító
121387
típus PD
Vezető kutató Czuppon György
magyar cím Holocén éghajlati és környezeti változások rekonstrukciója magyarországi és horvátországi cseppkövek komplex geokémiai vizsgálata alapján
Angol cím Reconstructions of climate and environmental changes in Hungary and Croatia during the Holocene by complex investigations of speleothems
magyar kulcsszavak cseppkő, paleoklimatológiai rekonstrukció, holocén, Magyarország, Horvátország
angol kulcsszavak speleothem, paleoclimatological reconstruction, Holocene Hungary, Croatia
megadott besorolás
Ásványtan, kőzettan (Komplex Környezettudományi Kollégium)100 %
Ortelius tudományág: Ásványtan
zsűri Földtudományok 1
Kutatóhely Földtani és Geokémiai Intézet (HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont)
projekt kezdete 2016-10-01
projekt vége 2021-03-31
aktuális összeg (MFt) 15.087
FTE (kutatóév egyenérték) 3.15
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A tervezett kutatás egy összetett paleoklimatológiai munka, amelynek középpontjában a cseppkövekben megőrződött és holocén során bekövetkezett éghajlati változások vizsgálata áll különös tekintettel Közép-Európára. A kutatási terület magába foglalja Magyarországot és Horvátországot, ahonnan összesen öt barlang lett kiválasztva cseppkövek gyűjtése céljából. A kiválasztott terület (Magyarország, Horvátország) különösen érdekes, mivel a kontinensnek ezt a részét a mediterrán, az atlanti és az észak/kelet európai terület meteorológiai/klimatológiai viszonya együttesen befolyásolják. Jelenlegi vizsgálatok a hazai csapadékra vonatkozóan (stabilizotóp-összetétel, trajektória elemzés) alátámasztja, hogy a Magyarországra érkező pára túlnyomó része ezekről a területekről származik. Mivel az uralkodó meteorológiai/klimatológiai viszonyok jelentősen befolyásolják a cseppkövek stabilizotóp-összetételét, nyomelem-összetételét és kőzettani jellegét, ezért a cseppkövek vizsgálata információt nyújt a múltbéli éghajlatváltozásokról és a legfontosabb éghajlati változók (hőmérséklet, csapadék mennyiség és annak szezonalitása, forrásrégió) szerepéről. Továbbá, a hasonló korú cseppkövek részletes vizsgálata kitűnő alapot nyújt arra, hogy a különböző területekre vonatkozó rekonstrukciókat hasonlítsunk össze Közép-Európából (pl.: az Adriai-tengertől való távolság függvényében, hogyan változik a kontinentalitás) és más európai területekről segítve a légköri folyamatokban bekövetkezett változások megértését regionális és kontinentális léptékben egyaránt.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A kutatást megalapozó kérdések a következők:
1) Milyen holocén éghajlati események észlelhetők a kiválasztott barlangokban Magyarországon (Csodabogyós-, Legény- és Ajándék-barlangok) és Horvátországban (Baraceve és Cerovacke-barlangok)?
2) Mi volt a fő hatástényező, éghajlati változó (hőmérséklet, csapadék mennyiség és/vagy szezonalitás, forrásrégió változás), amely hatással volt a megfigyelt jelre a cseppkőben?
3) Fel lehet-e fedezni szisztematikus törvényszerűséget, különbséget a hasonló időszakot lefedő cseppkövek éghajlati jele között az Adriai-tengertől növekvő távolságra? A jelenkori megfigyelések azt mutatják, hogy a tengertől való távolsággal változnak az éghajlati feltételek (paraméterek).
4) A múltbéli éghajlati változások hogyan befolyásolták Európa különböző területeit? Mi a különbség a tanulmányozott terület (Közép-Európa) és Nyugat-, Észak-Európa között összevetve e kutatás eredményét más európai cseppkő-alapú rekonstrukciókkal?

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A legfontosabb eredménye a kutatásnak a holocén során bekövetkezett éghajlati és környezeti változások rekonstruálása Közép-Európában különös tekintettel Magyarországra és Horvátországra, ahonnan korlátozott számú cseppkő-alapú rekonstrukció került publikálásra. A kutatás eredménye segíteni fog abban, hogy meghatározzuk a különböző éghajlati változók jelentőségét egyes klíma események esetében. Így, a kutatómunka információt fog nyújtani a legfontosabb változókra (hőmérséklet, csapadék mennyiség és annak szezonalitásában, valamint forrásrégiójában bekövetkezett változására) vonatkozóan, amelyek kulcsszerepet játszottak a cseppkőben megfigyelt geokémiai, kőzettani jel kialakításában a tanulmányozni kívánt lelőhelyeken. Továbbá, az Adriai-tengertől különböző távolságokban rekonstruált éghajlati anomáliák összehasonlításával lehetőség nyílik arra, hogy megfigyeljük a kontinentalitás változását a múltban. Összességében ez a kutatás segít abban, hogy jobban megértsük Közép-Európában a holocén (jelenlegi interglaciális) során bekövetkezett klímaváltozásokat és ezáltal a jelenkor változásokat is. Ezentúl kiváló alapot nyújthat a régióra vonatkozó jövőbeni éghajlat előrejelzésekhez.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Jelenleg a klíma változás kérdése különösen aktuális, mivel bármilyen változás az éghajlati rendszerben súlyos következményeket von maga után a társadalom minden egyes szektorában, beleértve a mezőgazdaságot, az élelmiszertermelést, az ivóvízellátást és az energia felhasználást. Valóban nagy igény mutatkozik arra, hogy megalapozott előrejelzésekkel rendelkezzünk az éghajlat változás módjára és ezen keresztül a hőmérsékletben, a csapadék mennyiségben, a ciklonok útvonalában és ezeknek a paraméterek szezonalitásában bekövetkezett változásokra. A múltban bekövetkezett éghajlati változások tanulmányozása különösen nagyobb időskálán gyarapítja tudásunkat a klíma rendszer működésére vonatkozóan és segíti a rövid és hosszabb távú éghajlati anomáliák megértését. Ezért a tervezett kutatás célkitűzése, hogy a közép-európai régióban a holocén (jelenlegi interglaciális) során bekövetkezett klímaváltozásokat rekonstruáljam Magyarországról és Horvátországról származó cseppkövek vizsgálatával. Összehasonlítva a tervezett kutatás eredményét más európai cseppkő-alapú éghajlati rekonstrukciókkal lehetőség nyílik a változások mértékének és milyenségének becslésére kontinentális léptékben.
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The proposed research is a complex paleoclimatological study which focuses on the climate events during the Holocene recorded in speleothems in Central Europe. The target area includes Hungary and Croatia from where five caves (Hungary: Csodabogyós, Ajándék, Legény Caves; Croatia: Cerovacke, Baraceve Caves) are chosen to collect speleothem samples. The studied area (Hungary and Croatia) is particularly interesting because this part of the continent is influenced by the meteorological/climatological conditions of Mediterranean, Atlantic and North/East regions. The recent investigations of precipitation in Hungary (stable isotope measurements, tracjectory analyses) confirm that the moisture of the precipitation in this region derives mainly from these sources. As the isotopic, trace element composition and petrographic character of the speleothem are significantly influenced by the meteorological/climatological conditions (e.g. temperature, amount of precipitation, moisture source), the investigation of speleothem provide information regarding the past changes in the climate and the major climate variables. Additionally, the detailed investigation of the same-aged speleothem will provide an excellent basis to compare the records at different locations in Central Europe (i.e. how does continentality change as a function of distance from the Adriatic Sea) and records from other European sites, which can help to better understand the atmospheric processes on regional and continental scale.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The underlying questions of this proposal are the following: 1) Which climate events can be detected in the selected cave sites in Hungary (Csodabogyós, Legény, Ajándék Caves) and in Croatia (Baraceve and Cerovacke Caves) during the Holocene?
2) What was the major factor (e.g. changes of temperature, precipitation amount, seasonality or moisture source) that influenced the signal observed in the speleothems?
3) Are there any differences or systematics among the records preserved in the same-aged speleothems located at increasing distance from Adriatic Sea? The recent meteorological observations indicate different climatological conditions (parameters) with increasing distance from the Adriatic Sea.
4) How did the past climate changes influence the different regions of Europe? What are the differences between the studied area (Central Europe) and western/north Europe by comparing the records with other European speleothem-based records?

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
The most important outcome of the research is to reconstruct climate and environmental changes during the Holocene for Central Europe with special attention to Croatia and Hungary, from where limited speleothem-based proxies have already been published. The results of the project will help to explore the significance of different climate variables for certain anomalies. Thus, this research will provide information for major factors (changes of temperature, amount or seasonality of precipitation, or moisture source) that played key roles to produce the observed geochemical and petrographical signals in the speleothems at the studied locations. Additionally, the result obtained by comparing the reconstructed climate anomalies in different distance from the Adriatic Sea will help to reveal the changes of continentality in the past. In summary, this research will improve our under understanding of climate changes during the Holocene (present interglacial) in Central Europe and help to better understand the current climate changes. In addition, it can provide the basis for future climate forecast of this region.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Recently, the climate change is a “hot topic” as any changes in the climate system is expected to cause serious consequences on every sectors of the society including the agriculture, the food production, the water resources and the energy use. Indeed, there is great desire to predict the mode of the climate change and hence the changes of the temperature, amount of precipitation, cyclone tracks and seasonality of these parameters. Study of the past climate changes especially in longer time scale, will improve our knowledge on the climate system and help to understand the short and long term climate fluctuations. Therefore, the goal of the proposed research is to reconstruct of the past climate changes during the Holocene (present interglacial) in Central European region by investigating speleothems from Hungary and Croatia. By comparing the result of the proposed research with speleothem-based climate reconstruction from other European sites, it is possible to evaluate changes in the climate system on continental scale.




 

Zárójelentés

  
kutatási eredmények (magyarul)
A pályázat célja volt egy olyan átfogó paleoklimatológiai rekonstrukció megvalósítása a közép-európai térségében (Horvátország, Magyarország), amely elsősorban holocén éghajlati eseményekre koncentrál. Cseppkő proxi adatokon alapuló éghajlati rekonstrukción túl, a vizsgálat magába foglalta csapadék- és barlangi-monitoring tevékenységet is, mivel ezek elengedhetetlenek a cseppkő adatok helyes értelmezéséhez. A csapadék monitoring keretében meghatároztunk a csapadék stabilizotóp-összetételének és különböző meteorológiai paraméterek (hőmérséklet, forrásrégió) közötti összefüggést. Szisztematikus különbséget tudtunk megállapítani a különböző forrásterületekről érkező csapadék stabilizotóp-összetételében. Ez a megfigyelés szükségessé teszi a cseppkő adatok értelmezésénél a lehetséges forrásrégió megváltozásának figyelembevételét. A barlangi monitoring keretében meghatároztunk azokat a folyamatokat, összefüggéseket, amelyek leírják a környezeti paraméterek és azok hatására a barlangban bekövetkezett fizikokémiai változásokat. A vizsgált barlangokból begyűjtött cseppkövek segítségével megvizsgáltuk és jellemeztük a kora (8.2-es esemény) és a késő (a középkori meleg és a középkori „gleccser előrenyomulás” időszaka) holocén éghajlati eseményeket, valamint összehasonlítottuk más európai régiók adataival. A kutatás számos eredményét Q1-es folyóiratban közöltük, további kéziratok pedig bírálat, illetve előkészítés alatt vannak.
kutatási eredmények (angolul)
The research aimed to conduct a comprehensive paleoclimatological investigation focusing on the climate events during the Holocene recorded in speleothems in Central Europe (Croatia and Hungary). In addition to paleoclimate reconstruction utilizing speleothem proxy data, the investigation included monitoring of precipitation, cave monitoring, as these activities are a prerequisite for the interpretation of speleothem data. Precipitation monitoring constrained the relationship among stable isotope composition and other meteorological parameters (e.g. temperature, moisture source). We able to detect systematic differences among the stable isotope compositions of the moisture sources. These observations make it necessary to also consider possible moisture source changes for the interpretation of the stable isotope data of speleothems. The cave monitoring allowed us to constrain the processes and interactions between environmental/climatological parameters and the response inside the cave. Utilizing the speleothem from the studied cave we were able to investigate and characterize climate events during the early Holocene (8.2 ky event) and late Holocene (Medieval Warm Period, Medieval Glacier Advances). and compare with proxy data from other regions in Europe. The results of the research have been published in several Q1 journals and many others in submission or under preparation.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=121387
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

  
Czuppon Gy, Demény A, Leél-Őssy Sz, Siklósy Z, Lin K, Baykara O, Shen Ch-Ch.: 8200-AS ESEMÉNY EGY BÉKE-BARLANGI CSEPPKŐ H-C-O STABILIZOTÓP-ÖSSZETÉTELE ALAPJÁN: KÖVETKEZTETÉSEK A CSAPADÉK FORRÁSRÉGIÓJÁBAN TÖRTÉNT VÁLTOZÁSRA, 8 Kőzettani és Geokémiai Vándorgyűlés, 2017
Czuppon, Gy.; Bottyán, E ; Kristóf, E ; Weidinger, T ; Haszpra, L ; Kármán, K.: Stable isotope data of daily precipitation during the period of 2013-2017 from K-puszta (regional background monitoring station), Hungary, Data in Brief, 2021
Demény, A ; Kern, Z ; Németh, A ; Frisia, S ; Hatvani, IG ; Czuppon, Gy ; Leél-Őssy, S ; Molnár, M ; Óvári, M ; Surányi, G.: North Atlantic influences on climate conditions in East-Central Europe in the late Holocene reflected by flowstone compositions., QUATERNARY INTERNATIONAL, 2019
György, Czuppon ; Zoltán, Kern ; Krisztina, Kármán ; Sándor, Németh ; Szilárd, John ; László, Haszpra ; Balázs, Kohán ; Klaudia, Kiss ; Zoltán, Siklósy ; Zoltán, Polacsek: Hydrogen and oxygen isotopic composition of cave drip waters: implications for paleoclimate signal in stalagmite, MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK 88, 2019
Czuppon, Gy., Demény, A., Leél-Őssy, Sz.., Óvári, M., Lin, K., Molnár, M., Siklósy, Z., Baykara, O., Shen, C-C.: The 8.2 k.y. event recorded in speleothem from Central Europe: unusual stable isotope composition of fluid inclusions., ACTA MINERALOGICA-PETROGRAPHICA, 2019
Czuppon, Gy., Demény, A., Leél-Őssy, Sz.., Óvári, M., Lin, K., Molnár, M., Siklósy, Z., Baykara, O., Shen, C-C.: The 8.2 k.y. event recorded in speleothem from Central Europe: unusual stable isotope composition of fluid inclusions., ACTA MINERALOGICA-PETROGRAPHICA, ECROFI, 2019
Bottyán E, Kristóf E, Kármán K, Haszpra L, Weidinger T, Czuppon Gy: Statistical relationship between the air moisture source and stable isotope composition of precipitation in Hungary, In: EGU General Assembly Conference Abstracts, (2020) EGU2020-11413, 2020
Demény A, Rinyu L, Kern Z, Hatvani IG., Czuppon Gy, Surányi G, Leél-Őssy Sz, Shen CC, Koltai G: Paleotemperature reconstructions using speleothem fluid inclusion analyses from Hungary, CHEMICAL GEOLOGY 563: 120051, 2021
Czuppon Gy, Bottyán E, Kristóf E, Weidinger T, Haszpra L, Kármán K: A magyarországi csapadék stabilizotóp-összetételének alakulása a forrásrégió és a meteorológiai tényezők tükrében, In: Radics, Kornélia; Mészáros, Róbert; Lakatos, Mónika (szerk.) 46. Meteorológiai Tudományos Nap 2020. november 19. Tudomány és tradíció a meteorológiában, Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ) (2020) p. 24., 2020
Czuppon Gy, Demény A, Bocic N, Buzjak N, Kármán K, Kovács Zs, Leél-Össy Sz, John Sz, Óvári M, Bottyán E: Monitoring activities in several caves along a transect stretching from the Adriatic Sea to the Aggtelek Karst (NE-Hungary): trace element and stable isotopic compositions of drip waters and cave carbonates, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRACTS 22: 11089, 2020
Czuppon Gy, Kern Z, Kármán K, Németh S, John Sz, Haszpra L, Kohán B, Kiss K, Siklósy Z, Polacsek Z: Hydrogen and oxygen isotopic composition of cave drip waters: implications for paleoclimate signal in stalagmite, MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK 88: (1) pp. 44-47., 2019
Surić M, Czuppon G, Lončarić R, Bočić N, Lončar N, Bajo P, Drysdale RN.: Stable Isotope Hydrology of Cave Groundwater and Its Relevance for Speleothem-Based Paleoenvironmental Reconstruction in Croatia, WATER 12: (9) 2386, 2020
Czuppon G, Bottyán E, Kármán K, Weidinger T, Haszpra L: Significance of the air moisture source on the stable isotope composition of the precipitation in Hungary, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRACTS 19: EGU2017-13458, 2017
Czuppon Gy., Bocic N, Buzjak N, Ovari M, Molnar M.: Monitoring in the Barac and Lower Cerovacka caves (Croatia) as a basis for the characterization of the climatological and hydrological processes that control speleothem formation., QUATERNARY INTERNATIONAL, pp. 1-14., 2018
Czuppon Gy., Demény A., Leél-Őssy Sz., Óvari M., Molnár M., Stieber J., Kiss K., Kármán K., Surányi G., Haszpra L.: Cave monitoring in the Béke and Baradla Caves (Northeastern Hungary): implications for the conditions for the formation cave carbonates., INTERNATIONAL JOURNAL OF SPELEOLOGY, 47, 13-28., 2018
Bottyán E., Czuppon Gy.⃰, Weidinger T., Haszpra L., Kármán K.: Moisture source diagnostics and isotope characteristics for precipitation in east Hungary: implications for their relationship., HYDROLOGICAL SCIENCES JOURNAL, DOI: 10.1080/02626667.2017.1358450, 2017
Demény A., Kern Z., Hatvani I.G., Torma C., Topál D., Frisia S., Leél-Őssy S., Czuppon G., Surányi G.: Holocene hydrological changes in Europe and the role of the North Atlantic ocean circulation from a speleothem perspective, QUATERNARY INTERNATIONAL 571: pp. 1-10., 2021
Kern Z, Hatvani IG, Czuppon Gy, Fórizs I, Erdélyi D, Kanduč T, Palcsu L, Vreča P: Isotopic 'altitude' and 'continental' effects in modern precipitation across the Adriatic-Pannonian region, WATER 12: (6) 1797, 2020
Kern Z, Erdélyi D, Vreča P, Krajcar Bronić I, Fórizs I, Kanduč T, Štrok M, Palcsu L, Süveges M, Czuppon Gy, Kohán B, Hatvani IG: Isoscape of amount-weighted annual mean precipitation tritium (3H) activity from 1976 to 2017 for the Adriatic–Pannonian region – AP3H_v1 database, EARTH SYSTEM SCIENCE DATA 12: (3) pp. 2061-2073., 2020
Hatvani IG, Szatmári G, Kern Z, Erdélyi D, Vreča P, Kanduč T, Czuppon Gy, Lojen S, Kohán B: Geostatistical evaluation of the design of the precipitation stable isotope monitoring network for Slovenia and Hungary, ENVIRONMENT INTERNATIONAL 146: 106263, 2021



vissza »