Some sediment characteristics and sedimentation rates in an arctic fjord (Kongsfjorden, Svalbard)

Zaborska, A.; Pempkowiak, J.; Papucci, C.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Some sediment characteristics and sedimentation rates in an arctic fjord (Kongsfjorden, Svalbard)

Autorzy

Zaborska A. , Pempkowiak J. , Papucci C.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Wybrane własności osadów oraz prędkości sedymentacji w arktycznym fiordzie (Kongsfjorden, Svalbard)

Języki publikacji

Abstrakty

Uważa się, że regiony podbiegunowe są wrażliwe na zaburzenia środowiskowe wynikające ze zmian klimatu. Ostanie zmiany klimatu powodują wycofanie się lodowce, wzrost odpływu wód roztopowych i intensywne wprowadzanie materiału drobnoziarnistego nadbrzeżnego środowiska morskiego. Zrozumienie niedawnych procesów sedymentacyjnych w pobliżu lodowców jest więc ważne, aby ocenić przyszłe zmiany w tych systemach. W artykule przedstawiono wyniki badań osadów oraz prędkości sedymentacji w Kongsfjorden (Svalbard). Rdzenie osadu zostały pobrane wzdłuż przekroju od lodowca Kongsbreen do ujścia Kongsfjorden. Rdzenie datowano za pomocą 210Pb i analizowano w nich zmienność, wzdłuż całego rdzenia, wielkości ziaren, zawartości wilgoci, zawartości substancji organicznych (strata po prażeniu) oraz C-org i N-org. Prędkość gromadzenia się osadów wynosząca 2 cmźrok-1 (oznaczona za pomocą 210Pb) była oszacowana w jednym rdzeniu (pobranym 4 km od wylotu lodowca). Wysoka prędkość gromadzenie się osadu zgadzała się z profilem 137Cs. W sąsiedztwie lodowca metoda 210Pb okazała się nieodpowiednia do datowania osadów. Analizy wielkości ziaren pokazały zróżnicowanie osadów w Kongsfjorden. Jest to spowodowane przez różne warunki sedymentacji w regionach graniczących z fiordem. W rdzeniu pobranym obok lodowca wzdłuż jego długości stwierdzono zmiany w wielkości ziaren (zawartość gliny: górna część 1,0%÷6,5%, głębsza część 15,6%÷45,0%). Osady w rdzeniu pobranym w płytkiej wodzie były homogeniczne. Najdrobniejsze osady osadziły się w zewnętrznej części Kongsfjorden. Pomimo faktu, że góry lodowe zazwyczaj nie dopływają po zewnętrznej części fiordu, to w osadach stwierdzono duży procentowy udział rumoszu pochodzenia lodowcowego (piasek + kamyki do 8%). W obrębie regionu frontu lodowca stwierdzono niskie stężenia substancji organicznych, jako wynik małej produkcji pierwotnej, małej biomasy i rozcieńczania materii organicznej w ogromnych ładunkach materiału nieorganicznego. Natomiast w zewnętrznej części fiordu stężenie substancji organicznych sięgało 9,4%. Wysoka zawartość wody w powierzchniowych warstwach osadów w pobliżu lodowca wynika z intensywnej niedawnej sedymentacji materiału naniesionego przez lodowiec. Badania pokazały, że system wewnątrz Kongsfjorden jest systemem o szybkiej sedymentacji i zmiennym rozkładem własności osadu, co wynika z procesów lodowcowych, które wpływają na cząstki zawiesiny i prędkości opadania, pierwotną i wtórną produkcję. Ekstensywne przetwarzanie osadów powierzchniowych w zewnętrznej części fiordu spowodowane bioturbacją i procesami fizycznymi, ma wpływ na własności osadu dna morskiego.

Słowa kluczowe

sedymentacja zanieczyszczenie środowiska lodowiec osad

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2006

Tom

Tom 8

Strony

79--96

Opis fizyczny

Bibliogr. 46 poz.

Twórcy

autor

Zaborska A.

autor

Pempkowiak J.

autor

Papucci C.

Institute of Oceanology, Sopot

Bibliografia

1. Ab Razak, I. A., Li A., Christensen E.R.: Association of PAHs, PCBs, Cs-137 and Pb-210 with clay, silt and organic carbon in sediments. Wt. Sci. Tech. 34 (7- 8), 1996. 29÷35.
2. Appleby P. G., Oldfield F.: The calculation of Lead-210 dates assuming a constant rate of supply of unsupported 210Pb to the sediment. Catena 5, 1978. 1÷8.
3. Boisson F., Cotret O., Fowler S.W.: Bioaccumulation and retention of lead in the mussel Mytilus galloprovincialis following uptake from seawater. The Science of the Total Environment 222, 1998. 55÷61.
4. Bouyoucos G.J.: Hydrometer Method Improved For Making Particle Size Analyses of Soils. Agron. Jour. 54, 1962. 464÷465.
5. Cai J., Powell R.D., Cowan E.A., Carlson P.R.: Litofacies and seismic-reflection interpretation of temperate glaciomarine sedimentation in Tarr Inlet, Glacier Bay, Alaska. Marine Geology, 143, 1997. 5÷37.
6. Clarke A. And Harris C.M.: Polar marine ecosystems: major threats and future change. Environmental Conservation 30 (1), 2003. 1÷25.
7. Cowan E.A., Powell R.D.: Ice-proximal sediment accumulation rate in a temperate glacial fjord, southeastern Alaska. In: Anderson J. B., Ashley G. M.(eds.), Glacial Marine Sedimentation: Paleoclimate Significance, Special Paper 261, 1991. 61÷73.
8. Cowan E. A., Cai J., Powell R.D., Clark J. D., Pitcher J.N.: Temperate glaciomarine varves: and example from Disenchantment Bay, Southern Alaska. J. Sediment. Res. 67 (3), 1997. 536÷549.
9. Cowan E.A., Seramur K.C., Cai J., Powell R.D.: Cyclic sedimentation produced by fluctuations in meltwater discharge, tides and marine productivity in an Alaskan fjord. Sedimentology 46, 1999. 1109÷1126.
10. Dowdeswell J.A., Dowdeswell E.K.: Debris in icebergs and rates of glaciomarine sedimentation: observations from Spitsbergen and a simple model. Journal of Geology, 97, 1989. 221÷231.
11. Dowdeswell J.A, Forsberg C.F.: The size and frequency of icebergs and bergy bits derived from tidewater glaciers in Kongsfjorden, Northwest Spitsbergen. Polar Research 11, 1992. 81÷91.
12. Dowdeswell J.A., Elverh?i A., Spielhagen R.: Glaciomarine sedimentary processes on the polar north Atlantic margins. Quaternary Science Reviews 17, 1998. 243÷272.
13. Elverh?i A., Liestol O., Nagy J.: Glacial erosion, sedimentation and mikrofauna in the inner part of Kongsfjorden, Spitsbergen. Norsk Polarinstituut Skrifter 172, 1980. 33÷61.
14. Elverh?i A., Lonne O., Seland R.: Glaciomarine sedimentation in a modern fjord environment, Spitsbergen. Polar Research 1, 1983. 127÷149.
15. Elverh?i A.: Glacigenic and associated marine sediments in the Weddell Sea, fjords of Spitsbergen and the Barents Sea: A review. Marine Geology 57, 1994. 53÷88.
16. Fetzer I., Lonne O.J., Pearson T.: The distribution of juvenile benthic invertebrates in an arctic glacial fjord. Polar Biology 25, 2002. 303÷315.
17. Folk R.L.: A review of grain-size parameters. Sedimentology 6, 1956. 77÷93.
18. Gilbert R., Aitken A.E., Lemmen D.S.: The glaciomarine sedimentary environment of Expedition Fiord. Canadian High Arctic. Marine Geology 110, 1993. 257÷273.
19. Gilbert R., Nielsen N., Desloges J.R., Rasch M.: Contrasting glaciomarine sedimentary environments of two arctic fiords on Disko, West Greenland. Marine Geology 147, 1998. 63÷83.
20. Gilbert R.: Environmental assessment from the sedimentary record of high latitude fiords. Geomorphology 32, 2000. 295÷314.
21. Gilbert R., Nielsen N., Möller H., Desloges J.R., Rasch M.: Glaciomarine sedimentation in Kangerdluk (Disco Fjord), West Greenland, in response to a surging glacier. Marine Geology 191, 2002. 1÷18.
22. Goldberg E.D.: Radioactive dating. IAEA Symp., 1963. 121÷131.
23. Gorlich K.: Glacimarine sedimentation of muds in Hornsund fjord, Spitsbergen. Ann. Soc. Geol. Polniae 56, 1986. 433÷477.
24. Gorlich K., Węsławski J.M., Zajączkowski M.: Suspension settling effect on macrobenthos biomass distribution in the Hornsund fjord, Spitsbergen. Polar Research 5, 1987. 175÷180.
25. Hallet B., Hunter L., Bogen J.: Rates of erosion and sediment evacuation by glaciers: A review of field data and their implications. Global and Planetary Change 12, 1996. 213÷235.
26. He Q., Walling D.E.: Interpreting Particle Size Effects in the Adsorption of Cs- 137 and Unsupported Pb-210 by Mineral Soils and Sediments. J. Environ. Radioactivity 30 (2), 1996. 117÷137.
27. Hulth S., Hall P.O.J., Blackburn H., Landén A.: Arctic sediments (Svalbard): pore water and solid phase distributions of C, N, P and Si. Polar Biology 16, 1996. 447÷462.
28. Inderbitzen A.L.: Empirical relationships between physical properties for recent marine sediments off southern California. Marine Geology 9, 1970. 311÷329.
29. Ivanovich M., Harmon R.S.: Uranium Series Disequilibrium, Applications to Environmental Problems. Oxford Science Publications, 1982. pp. 571.
30. Koide M., Bruland K.W., Goldberg E. D.: Th-228/Th-232 and 210Pb geochronologies in Marine and Lake Sediments. Goechim. et Cosmochimica Acta 37, 1973. 1171÷1187.
31. Krumbein W.C.: Size frequency distribution of sediments. Journal of Sedimentary Pertology 4, 1934. 65÷77.
32. L?nne I.: Sedimentary facies and depositional architecture of ice-contact glaciomarine systems. Sedimentary Geology 98, 1995. 13÷43.
33. Lefauconier B., Hagen J.O., Rudant J.P.: Flow speed and calving rate of Kongsbreen glacier, Svalbard, using SPOT images. Polar Research 13 (1), 1994. 59÷65.
34. Mackiewicz N.E., Powell R.D., Carlson P.R., Molnia B.F.: Interlaminated ice proximal glaciomarine sediments in Muir Inlet, Alaska. Marine Geology 57, 1984. 113÷147.
35. McCcave I.N., Syvitski J.P.M.: Principles and methods of particle size analysis. In J.P.M. Syvitski (ed.) Principles, Methods, and Applications of Particle Size Analysis. New York, Cambridge University Press, 1991. 3÷21.
36. Pempkowiak J.: Enrichment factors of heavy metals in the southern Baltic surface sediments date with Pb-210 and Cs-137. Environ. Int. 17, 1991. 421÷428.
37. Sexton D.J., Dowdeswell J.A., Solheim A. Elverh?i A.: Seismic architecture and sedimentation in northwest Spitsbergen fjords. Marine Geology 103, 1992. 53÷68.
38. Smith L.M., Andrews J.T.: Sediment characteristics in iceberg dominated fjords, Kangerlussuaq region, East Greenland. Sedimentary Geology 130, 2000. 11÷25.
39. Svendsen H., Beszczynska A., Lafauconnier B., Tverberg V., Gerland S., Hagen J., Orbeak O., Bischof J.B., Papucci C., Zajaczkowski M., Azzolini R., Bruland O., Wiencke C., Whinther J.G., Hodson A., Mumford P.: The physical environment of Kongsfjorden-Krossfjorden: – an Arctic fjord system in Svalbard. Polar Research 21, 2002. 133÷166.
40. Syvitski J.P.M., Burell C.D., Skei J.M.: Fjords. Processes and Products. Springer-Verlag. New York, 1987. pp.379.
41. Syvitski J.P.M., Andrews J.T.: Climate change: numerical modelling of sedimentation and coastal processes, eastern Canadian Arctic. Arct. Alp. Research 26, 1994. 199÷212.
42. Syvitski J.P.M., Shaw J.: Sedimentology and Geomorphology of fjords. In: Perill G.M.E. (ed) Geomorphology and Sedimentology of Estuaries. Developments in Sedimentology 53, 1995. 113÷178.
43. Syvitski J. P.M., Andrews J.T., Dowdeswell J.A.: Sediments deposition in an iceberg-dominated glaciomarine environment, East Greenland: basin fill implications. Global and Planetary Change 12, 1996. 251÷270.
44. Wlodarska-Kowalczuk M., Pearson T.H.: Soft-bottom macrobenthic faunal associations and factors affecting species in an Arctic glacial fjord (Kongsfjord, Spitsbergen). Polar Biol. 27, 2004. 155÷167.
45. Zajaczkowski M.: Dopływ i sedymentacja zawiesiny w wybranych fiordach zachodniego Spitsbergenu. Doctor thesis, in polish, 2000.
46. Zajaczkowski M., Legezynska J.: Estimation of zooplankton mortality caused by an Arctic glacier outflow. Oceanologia 43 (3), 2001. 341÷351.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPW8-0003-0073