Utvrđivanje ravnotežnih uvjeta taloženja karbonata u Postojnskoj jami s mogućom primjenom u paleoklimatologiji

doctoral thesis

• Title (english): Determination of equilibrium conditions of carbonate percipitation in Postojna cave with possible application to paleoclimatology
• Author: Magda Mandić
• Mentor: Ines Krajcar-Bronić (mentor)
• Mentor: Albrecht Leis (komentor); strani drzavljanin: Nije dostupno
• Committee member: Bogomil Obelić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Ines Krajcar-Bronić (član povjerenstva)
• Committee member: Albrecht Leis (član povjerenstva); strani drzavljanin: Nije dostupno
• Committee member: Nikola Kallay (član povjerenstva)
• Committee member: Tihomir Marjanac (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2013-01-08, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics
• Universal decimal classification (UDC): 53 - Physics

Abstract

Sadržaj stabilnih izotopa ugljika i kisika, 13C i 18O, u sekundarno taloženim karbonatima (sigama) u špiljama krškog područja može dati važne informacije o paleoklimatskim uvjetima na tom području ako su sige nastale u uvjetima izotopne ravnoteže, tj, ako je izotopni sastav siga ovisan samo o temperaturi taloženja. Cilj ovog istraživanja bio je odrediti područja unutar Jame s ravnotežnim izotopnim uvjetima stvaranja siga na kojima bi se mogla provoditi buduća paleoklimatska istraživanja primjenom izotopnih tehnika. Pratili su se okolišni uvjeti (temperatura, koncentracija CO2), kemijski sastav prokapne vode, te izotopni sastav vode, CO2 i taloženih karbonata na devet lokacija tijekom jedne godine. Razlika između δ13C u suvremenom karbonatu i u DIC-u usporedila se s ravnotežnim faktorom ε. Fraktionacijski faktor α određen je iz izmjerenih vrijednosti δ18O prokapne vode i karbonata te je uspoređen s ravnotežnom vrijednošću αeq. Iako okolišni i kemijski parametri upućuju na postojanje preduvjeta za taloženje karbonata u izotopnoj ravnoteži, pogotovo na unutarnjim lokacijama, izotpni sastav karbonata, δ13C i δ18O, ukazuje na odstupanja od izotopne ravnoteže na većini lokacija. Jedino lokacije 06 - Stebrišče i 09 - Zgornji Tartar i pokazuju potencijal za buduća paleoklimatska istraživanja. Istraživanja su također pokazala da recentni karbonat istaložen na satnim staklima ne odražava izotopni sastav karbonata. Utvrđen je proces prethodnog taloženja karbonata u šupljinama nadsloja na lokaciji 05 - Podrti kapnik.

Abstract (english)

The contents of stable carbon and oxygen isotopes, 13C and 18O, in secondary precipitated carbonates (speleothems) of caves in karst areas can provide important information about paleoclimatic conditions of the area if the speleothems are formed at equilibrium conditions, i.e., if the isotopic composition of speleothems depends only on the deposition temperature. The purpose of this study was to determine areas within Postojna Cave with isotopic equilibrium conditions of carbonate precipitation where future paleoclimate research may be conducted. Environmental factors (temperature, concentration of atmospheric CO2), chemical composition of drip water, isotopic composition of water, CO2 and deposited carbonates were monitored during one year at nine locations. Difference between δ13C in modern carbonates and in DIC was compared with the equilibrium fractionation factor ε. Fractionation factor α was determined from measured δ18O values of drip water and carbonates and compared to its equilibrium value αeq. Although environmetal and chemical parameters pointed to the fulfillment of preconditions for isotopic equilibrium precipitation of carbonates, specially at inner locations, isotopic composition of carbonates, both δ13C and δ18O, did not show equilibrium precipitation at most of the studied locations. Only locations 06 - Stebrišče and 09 - Zgornji Tartar have the potential for future paleoclimatic studies. It was also shown that recent carbonate precipitated on watch glasses did not reflect the isotopic composition of speleothems at the same location. Process of prior calcite precipitation was identified at location Podrti kapnik.

• Keywords: stabilni izotopi; kisik; ugljik; karbonat; DIC; sige; Postojnska jama; okolišni uvjeti; paleoklimatologija; izotopna ravnoteža
• Keywords (english): stable isotopes oxygen; carbon; carbonate; isotopic equilibrium; DIC; speleothems; Postojna Cave; cave climate; paleoclimatology
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:136652
• Study programme: Title: Physics; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika (doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika)
• Type of resource: Text
• Extent: 204, LII str.
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2017-08-24 12:53:07