Palinološka istraživanja primjena u arheologiji Dr. Sc. Koraljka Bakrač Hrvatski geološki institut - Croatian Geological Survey Palinologija • interdisciplinarna znanost • između geologije i botanike • proučava: – palinomorfe - organske mikrofosilne ostatke • spore, pelud, ciste dinoflagelata i prazinoficea, akritarke, hitinozoe i skolekodonti – organske klaste – palinofacijes • inertinit, vitrinit, sporinit, alginit i amorfni liptinit Zašto proučavati palinomorfe? • Pelud je jedan on najotpornijih organskih materijala u prirodi koji može ostati sačuvan tisućama godina u jezerima i pustinjama. Te čestice nam otkrivaju koje su biljke rasle u blizini jezera i svjedoče o klimatskim uvjetima koji su vladali u regiji Primjena u raznim znanstvenim disciplinama Geologija Arheologija Medicina Forenzika Geologija – taložna sredina • Palinofacijes – ukupni organski mikrofacijes sedimentne stijene koja sadrži ostatke vodenog i kopnenog bilja kao i ostatke životinja Geologija ugljikovodika Paleobotanika ... Kakav je bio biljni pokrov dok je Zemljom šetao T. Rex? Klimatologija • promjene u sastavu sporomorfa → • promjene vegetacije → • promjene u klimi (temperatura, padaline,...) Arheologija • Kako su se hranili naši preci? • ....što ih je okruživalo – šume, livade,....? • utjecaj vegetacije i klime na ljudsko ponašanje i demografska kretanja • ljudski utjecaj na prirodu Medicina • Poznavanje sezone polinacije i broja peludnih zrnaca u zraku – omogućuje predvidivost kliničkih simptoma i pravovremenu primjenu medikamentne terapije za prevenciju simptoma (peludni kalendar). Forenzika ... Pomaže u otkrivanju ubojica... Što su sporomorfe – spore i pelud? Spore – reproduktivne stanice nižeg bilja (alge, gljive, bakterije, mahovine, paprati) Pelud - reproduktivne stanice višeg bilja (sjemenjače) Oprašivanje i oplodnja • Oprašivanje je prenošenje peludnog praha s prašnika na stigmu tučka. • Postoji više načina oprašivanja: • Samooprašivanje PELUDNICA PELUDNA ZRNCA • pomoću vjetra VEGETATIVNA STANICA • pomoću vode • pomoću životinja • Svako zrnce peluda sadrži ANTIPODE vegetativnu i generativnu JAJNA STANICA stanicu GENERATIVNA STANICA PELUDNA MJEŠ MJEŠINICA SPERMALNE STANICE POLARNE J. SINERGIDE Kako nastaje peludni zapis? • Nakon cvatnje – pelud se širi zrakom i vodama – i odlaže u jezerima, močvarama,... • kroz neko vrijeme – u sedimentu – zapis Kako se sačuva peludni zapis? – u anaerobnim uvjetima pod vodom (jezera, močvare) – pri niskom pH – u vrlo suhim ili slanim tlima – pod većim arheološkim strukturama – u blizini bakrenih ili brončanih artefakata (puno Cu-soli) Da li je sa svima jednako? • različita otpornost sporomorfa na oksidaciju i koroziju: – najotporniji na oksidaciju su • Lycopodium i Polypodium, pa • Pinus, Tilia, Alnus, Corylus, Betula, Carpinus – najosjetljiviji su • Populus, Quercus, Ulmus, Fagus, Acer i Salix – sadržaj sporopolenina u stjenci utječe na otpornost → • često Asteraceae, Chenopodiaceae i Poaceae dominantne u uzorku, makar nisu dominirale u biljnom pokrovu. • neki rodovi mogu potpuno izostati iz zajednice → možemo dobiti krivu sliku vegetacije Produkcija peluda • Obrnuto proporcionalna mogućnosti fertilizacije. Genus Pollen Production Grain/flower Rate of Fall (cm/sec) – Authogamous plants Pinus >15 million 2 • (self-fertilizing) < Picea 200,000 9 Abies 100 40 Poacea 90,000 10 Betula 10,000 1 Quercus 9,000 5 15 8 Acer 8,000 4 Tilia 20,000 18 – Entomophilous • (insect-fertilizing) < – Anemophilous • (wind-dispersed) Fagus Morfologija peludnih zrnaca AMBROZIJA VRBA BRIJEST JOHA BREZA ČEMPRESI BOR BUKVA SUNCOKRET TRPUTAC Preuzeto od dr.sc. Peternel Morfologija peludnih zrnaca Artemisia sp. - PELIN Carpinus sp. GRAB Ulmus sp. – BRIJEST Tilia sp.– LIPA Ambrosia sp. – AMBROZIJA Picea sp. – SMREKA Erica sp.– VRIJES Lactuca sp. –SALATA Fagus sp. – BUKVA Poaceae – TRAVE Alnus sp. - JOHA Quercus sp. - HRAST Pinus sp. - BOR Juglans sp. - ORAH Nuphar sp. –LOKVANJ Raspršivanje peluda • Udaljenost je obrnuto proporcionalna veličini peludnog zrna. • Zrnca peluda se filtriraju kretanjem kroz krošnje. • Neka lagana peludna zrnca mogu prijeći velike udaljenosti u gornjim slojevima atmosfere. • Općenito, pelud s nižih biljaka ima malu vjerojatnost raspršenja. Pelud i vegetacija Bare: lokalna vegetacija Jezera: regoionalna vegatacija • Površinski sastav peluda se razlikuje od vegetacije po sastavu i udjelu. • Peludni sastav u određenom trenutku u ekosustavu je prilično stalan. • Peludni sastav na različitim lokacijama unutar istog ekosustava su ipak malo drugačiji. • Razlika između peludnih sastava među mjestima u različitim ekosustavima je daleko veća nego razlika između lokacija unutar jednog ekosustava. Metodologija terenskog uzorkovanja • Niederreiter piston korer (klipni), s aluminijskom plutajućom platformom (3x4 m), opremljena vinčevima i sajlama do dubine ~80 m, ručno „bušenje“ utegom od 20/40 kg • 3 m dugačke cijevi, promjera 60 mm, ukupno moguće dužine neporemećenih jezgara do 20 m Istraživačka platforma HGI-a “Q2” Metodologija terenskog uzorkovanja Ispiranje peluda s artefakata Priprema jezgri za analize Piljenje jezgre Fotodokumentiranje XRite spektralna an. boje (L*a*b) Uzorkovanje rezolucijom od 1 cm 2 polovice Bartington MS2E površinski senzor Priprema jezgri za analize Arhivska polovica (archive half) Radna polovica (working half) Laserski difraktometar CN analizator ARHIVA +4°C POLEN OSTRAKODI DATIRANJE 14C (ugljen, ljuštura, org. tvar) GRANULOMETRIJSKE analize (neusitnjen uz.) KEMIJSKE analize (~1,5 g) TEFRA (smear slides) CN, TOC, BSi analize (~1 g) MINERALOŠKE analize - globalni uzorak ~1g - orijenitrani preparati minerala glina (~10 g) XRD Priprema uzoraka za palinologiju Analiza uzoraka • odredba i brojanje spora i peluda – 300 - 500 peludnih zrna se broji po uzorku • usporedba s recentnim predstavnicima Mikroskopiranje: 200x, 400x, 800x, 1000x Prikaz rezultata - peludni dijagram • Promjene u sastavu peluda ukazuju na promjene u klimi ili ljudski utjecaj. • lako se može pratiti razvoj vegetacije kroz vrijeme Interpretacija peludnog dijagrama • Povećanje udjela listopadnog drveća (bukva, javor, hrast, orah) i / ili smanjenje crnogoričnih vrsta (smreka, jela, bor) ukazuje na zatopljenje. • Povećanje jasena i / ili brijesta ukazuje na vlažni okoliš. • Smanjenje udjela drveća i povećanje trave ukazuje na suhe uvjete. Biljni makrofosili • redovito se nalaze i makrofosilni biljni ostaci (lišće, sjemenke, cvijeće, korijenje, itd) su očuvani u određenim sredinama (npr., močvare). • upotpunjuje analizu • doprinosi kvalitetnijoj interpretacijiPrednost: vrsta se lako može identificirati, daje dobre radiokarbonske datume. • Nedostatak: Malo je dostupnih mjesta i moderne analoge teško je utvrditi. Arheologija • Kako su se hranili naši preci? • ....što ih je okruživalo – šume, livade,....? • utjecaj vegetacije i klime na ljudsko ponašanje i demografska kretanja • ljudski utjecaj na prirodu www.hgicgs.hr Kolaps civilizacija iz brončanog doba? • Na prostoru istočnog Mediterana nekoliko naprednih civilizacija – hetitska, mikenska i egipatska – iznenada doživjelo slom. • Prof. arheologije Finkelstein i dr. Langgut sa Sveučilišta u Tel Avivu, u suradnji s prof. Littom, paleontologom sa Sveučilišta u Bonnu, proučavajući pelud s dna izraelskih jezera • najvjerojatniji uzrok ovog naglog sloma – suša. • Radiometrijskom metodom ustanovljeno je da je period krize trajao od otprilike 1250. do 1100. pr.n.e. Nestanak Maja • prirodna ciklična promjena klime • u razmacima od nekoliko stoljeća • ekstremno visoka vlaga - omogućila nagli napredak civilizacije Maja, • no nakon toga - dugotrajna suša. • između 1000. i 1100. g. - ekstremna suša - natjerala stanovništvo na veliku migraciju u druge krajeve Srednje Amerike i potpunu propast civilizacije Evolucija hominida • Andrew Cohen sa Sveučilišta iz Arizone i suradnici iz 8 zemalja • buše sedimente na istoku Afrike od Etiopije do Mozambika • zadnjih 4 mi. god. sedimenta • kako bi otkrili vezu klimatskih promjena i evolucije hominida • U blizini poznatih arheoloških nalazišta poput Hadar gdje je nađena Lucy, stara 3 mil. god Australopithecus afarensis Lavlja jama • Jama Vrtare male - kod Dramlja 3,5 km SZ od centra Crikvenice stotinjak metara od obale. • ostaci više kostura špiljskog lava, stepski bizon, špiljski medvjed, šumski nosorog, slon,... • gornji pleistocen otvorena vegatacija - livade s manjim šumarcima uglavnom listopadnog drveća, u izmjeni s crnogoricom preboreal (~11000-10000 BP) boreal (pluvij.) povremena bara/bujica bara do močvara dubina (cm) Vransko jezero - palino i dušik 0-1 25-26 50-51 74-75 99-100 124-125 149-150 174-175 199-200 224-225 249-250 274-275 309-310 334-335 359-360 383-384 408-409 432-433 455-456 480-481 505-506 530-531 555-556 580-581 615-616 640-641 665-666 690-691 715-716 740-741 765-766 790-791 815-816 840-841 865-866 891-892 916-917 941-942 966-967 991-992 1016-1017 1041-1042 1066-1067 -0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 N (%) 0,25 0,30 0,35 0,40 Bukva(Fagus) Zeljasto bilje (Asteraceae) Lopoč (Nymphaea) Dinocist (Dynocist) 0,45 Bor (Pinus) 1052cm -0,05 subboreal/ Subatlantik (2700 BP) Pistacija (Pistacia) subboreal (3800 BP) 0-1 25-26 50-51 74-75 99-100 124-125 149-150 174-175 199-200 224-225 249-250 274-275 309-310 334-335 359-360 383-384 408-409 432-433 455-456 480-481 505-506 530-531 555-556 580-581 615-616 640-641 665-666 690-691 715-716 740-741 765-766 790-791 815-816 840-841 865-866 891-892 916-917 941-942 966-967 991-992 1016-1017 1041-1042 1066-1067 Vrijes (Erica) 266cm boreal/atlantik atlantik (~7500BP) (6500 BP) dubina (cm) Vransko jezero - palino i dušik 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 N (%) 0,25 0,30 0,35 0,40 Hrast (Quercus) 0,45 Borovica (Juniperus) Lost Lake Landscapes of the Eastern Adriatic Shelf - LoLADRIA N. Adriatic C. Adriatic S. Adriatic • Fig. Dissection of the Adriatic shelf during sealevel regression. (A) Location of the Adriatic Sea and Po River; (B) shelf topography after 500 yr of simulation; (C) shelf topography after 10 kyr of simulation; (D) shelf topography after 20 kyr of simulation; and (E) sealevel curve utilized in the simulation. from: Controls on the degree of fluvial incision of continental shelves (2008): Computers & Geosciences 34, 10, 1381–1393 Lost Lake Landscapes of the Eastern Adriatic Shelf - LoLADRIA 1. multi-proxy approach to the analysis of coupled lake and marine sediment records - chemical, palaeontological, mineralogical, sedimentological and geophysical techniques. 2. detection of environmental changes within the sedimentary record, by comparing lake and marine sediment archives. 3. To create an important record of environmental change since the LGM for the central rim of the Mediterranean 4. environmental background setting for cultural changes through the LGM and into the Holocene. 5. reconstruction of the submerged palaeolandscape Palinološka istraživanja arheoloških nalazišta RH • pokrenuta suradnja s Gradskim muzejem iz Vinkovaca – M. Krznarić Škrivanko – Sopotska kultura – lokalitet Sopot - 3 km JZ od Vinkovaca na desnoj obali Bosuta REZULTATI GEOLOŠKIH BUŠENJA I PELUDNIH ANALIZA NA TELU SOPOT I ŠIREM PODRUČJU Koraljka Bakrač Slobodan Miko Ozren Hasan Maja Krznarić Škrivanko Nikolina Ilijanić Sopot • • Eponimni lokalitet Sopot nalazi se 3 km jugozapadno od Vinkovaca na desnoj obali Bosuta. To je umjetno nastalo uzvišenje tipa tel, eliptičnog oblika dimenzija 113 x 98 m ili 150 x 115 m (od baze opkopa), relativne visine oko 3 metra. Debljina kulturnog sloja na Sopotu iznosi 3,00 m (na opkopu do 6,00 m). Nositelji sopotske kulture grade nadzemne kuće tipične neolitičke konstrukcije od isprepletenog šiblja oblijepljenog ilovačom. Arheobotaničke i zooarheoološke analize pokazuju da su se Sopoćani bavili zemljoradnjom i stočarstvom, a udio u ishrani nadopunjavao se lovom i ribolovom. Naselje na Sopotu apsolutno je datirano u razdoblje od 5050. -3940. g. pr. Kr. Cilj istraživanja • • Tijekom 2010. na lokalitetu Sopot obavljena su geološka bušenja koja bi dala približnu sliku o prostornom odnosu tela s neposrednom okolicom i preliminarne podatke o geološkom i kulturnom naslojavanju Sopota. Između ostalog cilj tih terenskih prospekcija sastojao se i u traženju odgovarajućih organskih sedimenata, radi uzimanja proba za palinološku analizu, kako bi se pokušao rekonstruirati vegetacijski pokrov, razvoj poljoprivrede i korištenje zemljišta. Sopot-8 Lokacije bušenja Sopot – bušenje, uzorkovanje Sopot 8 – profil Arheološko istraživanje Sopota pokazalo je pet stambenih horizonta u četiri razvojne faze naselja. Najstarijem horizontu pripada jarak, zatim su tri horizonta s kućama, a u najmlađi horizont ulaze kanali koji pripadaju eneolitičkoj fazi sopotske kulture. Sopot-8 palino & MS SOPOT-8 magnetski susceptibilitet (dvofrekventni senzor MS2B) Dubina (cm) 0-10 10-20 20-30 30-40 40-49 49-60 60-70 70-80 80-90 90-96 96-100 100-110 110-120 120-130 130-140 140-150 150-160 160-170 170-180 180-190 190-197 197--200 200-210 210-220 220-230 230-240 240-247 247-250 260-270 270-280 280-293 293-300 300-310 310-320 320-330 -20 LF niskofrekventni MS (cgs) LF/HF razlika (%) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Sopot-8: fosfor i MS 0 20 40 60 80 100 120 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-49 cm 49-60 cm 60-70 cm 70-80 cm 80-90 cm 90-96 cm 96-100 cm 100-110 cm 110-120 cm 120-130 cm 130-140 cm 140-150 cm 150-160 cm 160-170 cm 170-180 cm 180-190 cm 190-197 cm 197-200 cm 200-210 cm 210-220 cm 220-230 cm 230-240 cm 240-247 cm 247-260 cm 260-270 cm 270-280 cm 280-293 cm 293-300 cm 300-310 cm 310-320 cm 320-330 cm 330-335 cm 0,00 140 160 180 P (L)(L) LF Sus (R)(R) 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 P (%) Arheologija na Dunavu, Vukovar, 7.-11. listopada 2013. Sopot-8: Ba i cfd Magnetski susceptibilitet izmjer en je pri niskim frekvencijama (0,47 kHz; c lf) i vi sokim frekvencijama (4,7 kHz, c hf). Veličina c ovisi o koncentracij i feromagnetičnih tvari u tlima . Metoda je osjetljiva na veličinu čestica magnetičnih tvari. Magnetski susceptibilitet ovisan o frekven ciji (fr equency-dependant susceptibility , c fd ) ukazuje na postojanje superparamgnetičnih čestica (< 0,003 μm pedogenetsk i magnetiti) a računa se kao: c fd (%) = (( c lf - c hf)/ c hf ) * 100 Krupnije magnetičke frakcije u tlu kao što je multidomenski (MD) i stabilni jednodomenski (SSD) magnetit pokazuje slične vrijednosti za c lf i c hf. 220 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-49 cm 49-60 cm 60-70 cm 70-80 cm 80-90 cm 90-96 cm 96-100 cm 100-110 cm 110-120 cm 120-130 cm 130-140 cm 140-150 cm 150-160 cm 160-170 cm 170-180 cm 180-190 cm 190-197 cm 197-200 cm 200-210 cm 210-220 cm 220-230 cm 230-240 cm 240-247 cm 247-260 cm 260-270 cm 270-280 cm 280-293 cm 293-300 cm 300-310 cm 310-320 cm 320-330 cm 330-335 cm -2 240 c 260 280 Ba mg/kg 300 320 340 360 380 400 420 fd (%) između 11 i 13 dominiraju ultra sitne superparamagnetične čestice (<0.03 μm) feromagnetičkih minerala čiji kristalići nastaju kao posljedica biokemijskih procesa (pedogeneze) Krupnije magnetičke čestice erozija sed. -stijena i početak pedogeneze 0 2 4 Xfd (L)(L) Ba (R)(R) 6 8 10 12 14 Arheologija na Dunavu, Vukovar, 7.-11. listopada 2013. Faktorska analiza kemijskih parametara: Faktor 1 Factor K Ba Xfd Na Al Zn Cu Mo Co Mg Ca Cr Fe Ni Ti LFSus N(%) P Pb Sr Expl.Var Prp.Totl 1) Pedogeneza (gline) K, Ba, Xfd,Na, Al, Zn, Cu 2) Karbonati (dolomit i kalcit)-Ca Mg-erozija i poplavljivanje 3) redoks elementi (akumuliraju se u red. uvjetima ispod vodnog lica) Mo i Co 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-49 cm 49-60 cm 60-70 cm 70-80 cm 80-90 cm 90-96 cm 96-100 cm 100-110 cm 110-120 cm 120-130 cm 130-140 cm 140-150 cm 150-160 cm 160-170 cm 170-180 cm 180-190 cm 190-197 cm 197-200 cm 200-210 cm 210-220 cm 220-230 cm 230-240 cm 240-247 cm 247-260 cm 260-270 cm 270-280 cm 280-293 cm 293-300 cm 300-310 cm 310-320 cm 320-330 cm 330-335 cm -4 -3 -2 -1 1 0,95 0,92 0,88 0,88 0,87 0,83 0,68 -0,68 -0,72 -0,87 -0,89 Factor Factor 2 3 0,92 0,82 0,92 0,71 -0,69 -0,84 -0,83 9,27 0,44 0 6,23 0,30 1 0,84 -0,62 1,75 0,08 2 FACTOR1(bodovi) Arheologija na Dunavu, Vukovar, 7.-11. listopada 2013. Faktorska analiza kemijskih parametara: Faktor 2 Factor K Ba Xfd Na Al Zn Cu Mo Co Mg Ca Cr Fe Ni Ti LFSus N(%) P Pb Sr Expl.Var Prp.Totl 1) Geogeni/erozija/teški minerali Cr, Ni, Fe, Ti 2) Antropogeni P, N i LF sus (negativni faktorski bodovi (-) ukazuju na dominaciju antropogenih utjecaja pozitivni (+) geogenih) 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-49 cm 49-60 cm 60-70 cm 70-80 cm 80-90 cm 90-96 cm 96-100 cm 100-110 cm 110-120 cm 120-130 cm 130-140 cm 140-150 cm 150-160 cm 160-170 cm 170-180 cm 180-190 cm 190-197 cm 197-200 cm 200-210 cm 210-220 cm 220-230 cm 230-240 cm 240-247 cm 247-260 cm 260-270 cm 270-280 cm 280-293 cm 293-300 cm 300-310 cm 310-320 cm 320-330 cm 330-335 cm -2,0 (-) Factor 1 0,95 0,92 0,88 0,88 0,87 0,83 0,68 -0,68 -0,72 -0,87 -0,89 Factor 2 3 0,92 0,82 0,92 0,71 -0,69 -0,84 -0,83 9,27 0,44 6,23 0,30 0,84 -0,62 1,75 0,08 (+) Antropogen a signatura prevladava Geogena signatura prevladava -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 FACTOR2(bodovi) Arheologija na Dunavu, Vukovar, 7.-11. listopada 2013. Sukcesija vegetacije Sopot 8 – dobar profil fosfor Kulturni koluvijalni sloj dubina 0,35 % P (Sopot) Sopot-1 0,1 % P (Ist. Slavonija) Kulturni sloj 1m fosfor Sopot-8 Oks. Vodno lice Kulturni koluvijalni sloj 3m Bosut Red. Široke njive i Gajić - lokacije Budući da na području Sopot nisu pronađeni sedimenti koji bi dali odgovarajuće rezultate palinoloških analiza, prospekcijski radovi su tijekom 2012. napravljeni u široj okolici Sopota (pozicija Blace i Tonačko blato), kao i okolici sopotskog lokaliteta Zverinjak u Nuštru (pozicija Široke njive i Parlozi). Široke njive bušenje, uzorkovanje Promjene u biljnom pokrovu Široke njive – palinologija Prirodna vegetacija (šuma bora i miješana šuma hrasta i brijesta) → krčenje šuma → oranice i travnjaci. Izostankom antropogenog utjecaja → progresivna sukcesija travnjaka i oranica → postupno obrastaju zeljastom vegetacijom (preslice, glavočike i karanfili) → grmovita vegetacija, tj. šikara (borovica). Promjene u biljnom pokrovu Široke njive – palinologija Kasnije se formiraju šumske zajednice: u početku šuma hrasta i graba → bukova šuma s travnjacima. Za pretpostaviti je da su u vrijeme taloženja naslaga s 2,60-2,95m na ovom prostoru obitavali ljudi, koji su prostor napustili, da bi se ponovno vratili približno u vrijeme taloženja naslaga s dubine 0,70-0,80m i ostali do danas. Sukcesija vegetacije Sopot – Široke njive ? Široke njive Sopot ?
© Copyright 2025 Paperzz