Parametry magnetyczne jako wskaźnik procesów zachodzących w czarnoziemie zdegradowanym uformowanym na miechowskim płacie lessowym

• Autorzy: Dytłow S. K. , Górka-Kostrubiec B.

Warianty tytułu

EN

Magnetic parameters as an indicator of the processes occurring in the degraded chernozem developed in loess from Miechow area

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca miała na celu przedstawienie zmian parametrów magnetycznych i glebowych, które charakteryzują procesy zachodzące w czarnoziemie zdegradowanym uformowanym na płacie lessowym z okolic Miechowa. Do badań zastosowano magnetometrię glebową oraz metody pomiaru odczynu pH, strat po prażeniu i zawartości węglanów w glebie. W pracy wykorzystano parametry pętli histerezy oraz parametry zależne od temperatury: SIRM(T) i κ(T), do identyfikacji minerałów magnetycznych obecnych w profilu glebowym. Podatność magnetyczna oraz jej zależność od częstotliwości była użyta jako wskaźnik wzbogacenia poziomów glebowych w frakcję cząstek magnetycznych powstałych w procesie pedogenezy. Stwierdzono, że poziomy A i ABbr(Bt) mają podobne wartości parametrów magnetycznych χ, χARM i χfd%. Poziomy A i ABbr(Bt) są wzbogacone w silnie magnetycznie tlenki żelaza (maghemit) o małych wartościach koercji magnetycznej. Skała macierzysta (badany płat lessów z okolic Miechowa) zawiera hematyt o słabym namagnesowaniu i silnej koercji magnetycznej. Duże wzbogacenie magnetyczne w poziomach A i ABbr(Bt) jest związane z wysoką zawartością materii organicznej w górnych poziomach glebowych, dla których parametr strat przy prażeniu wskazywał na 8–10-procentowym udział materii organicznej.

EN

The aim of this paper is to present the changes in magnetic and soil parameters that characterize the processes occurring in the degraded chernozem formed in loess from Miechow area. The study used magnetic properties of soil and the method of measuring reactivity pH, loss on ignition and carbonate content in the soil. The A and ABbr(Bt) horizons have similar values of the magnetic parameters: χ, χARM and χfd%. Both horizons [A and ABbr(Bt)] are enriched in strongly magnetic iron oxides (maghemit) with low values of magnetic coercivity. A parent rock (loess from the Miechow area) contains hematite with low magnetization and high magnetic coercivity. In the study the parameters of hysteresis loop and the temperature-dependent parameter: SIRM(T) and κ(T) were used to identify the magnetic minerals present in the soil profile. Magnetic susceptibility and its dependence on frequency were used to identify the enrichment of soil horizons in the fraction of magnetic particles formed during pedogenesis. Large magnetic enrichment in horizons A and ABbr(Bt) is associated with a high content of organic matter in the upper levels of the soil, for which the parameter of loss on ignition point to 8–10% of the organic matter.

Słowa kluczowe

PL

magnetyzm środowiskowy; podatność magnetyczna; parametry glebowe; gleby

EN

environmental magnetism; magnetic susceptibility; soil parameters; soils

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 23, No. 2
• Strony: 170--184
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., wykr.

Twórcy

autor

Dytłow S. K.

• Polska Akademia Nauk, Instytut Geofizyki, Zakład Magnetyzmu, 01-452 Warszawa, ul. Księcia Janusza 64, Poland

autor

Górka-Kostrubiec B.

• Polska Akademia Nauk, Instytut Geofizyki, Zakład Magnetyzmu, 01-452 Warszawa, ul. Księcia Janusza 64, Poland

Bibliografia

• Bednarek, R. i Prusinkiewicz, Z. (1999). Geografia gleb. Warszawa: Wydawnictwa Naukowe PWN.
• Cornell, R.M. i Schwertmann, U. (2003). The iron oxides. Structures, Properties, Reactions, Occurrences and Uses. Weinheim: Wiley-VCH Verlag.
• Evans, M.E. i Heller, F. (2003). Environmental Magnetism: Principles and Applications of Enviromagnetics. San Diego: Elsevier Science, Academic Press.
• Fanning, D.S. i Fanning, M.C.H. (1989). Soil: morphology, genesis and classification. New York: Johny Wiley & Sons.
• Górka-Kostrubiec, B., Król, E. i Jeleńska, M. (2012). Magnetic measurements of polluted filters in relation to meteorological conditions – Case study from Warsaw. Studia Geophysicae et Geodaetica, 56, 861-877.
• Hanesch, M. i Scholger, R. (2005). The influence of soil type on the magnetic susceptibility measured throughout soil profiles. Geophysical Journal International, 161, 50-56.
• Head, K.H. (1992). Manual of Soil Laboratory Testing, v. 1: Soil Classification and Compaction Tests. London: Pentech Press.
• Jeleńska, M., Hasso-Agopsowicz, A., Kądziałko-Hofmokl, M., Kopcewicz, B., Bondar, K., Sukhorada, A. i Matviishina, Z. (2008a). Magnetic iron oxides occurring in chernozem soil from Ukraine and Poland as indicators of pedogenic processes. Studia Geophysica and Geodaetica, 52, 255-270.
• Jeleńska, M., Hasso-Agopsowicz, A., Kądziałko-Hofmokl, M., Kopcewicz, B., Sukhorada, A., Bondar, K. i Matviishina, Z. (2008b). Magnetic structure of the polluted soil profiles from eastern Ukraine. Acta Geophysica, 56, 1043-1064.
• Jeleńska, M., Hasso-Agopsowicz, A., Kopcewicz, B., Sukhorada, A., Tyamina, K., KądziałkoHofmokl, M. i Matviishina, Z. (2004). Magnetic properties of the profiles of polluted and non-polluted soils. A case study from Ukraine. Geophysical Journal Intenational, 159, 104-116.
• Jenny, H. (1941). Factors of soil formation. New York: McGraw Hill Book.
• Jordanova, D., Grygar, T., Jordanova, N. i Petrov, P. (2011). Palaeoclimatic significance of hematite/goethite ratio in Bulgarian loess-palaeosol sediments deduced by DRS and rock magnetic measurements. W E. Petrovsky, E. Herrero-Bervera, T. Harinarayana i D. Ivers, The Earth’s Magnetic Interior. International Association of Geomagnetism and Aeronomy Sopron, special volume 1. London: Springer Science+Business Media.
• Jordanova, D., Hus, J., Evlogiev, J. i Geeraerts, R. (2008a). Palaeomagnetism of the loess/palaeosol sequence in Viatovo (NE Bulgaria) in the Danube basin. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 167, 71-83.
• Jordanova, D., Jordanova, N., Petrov, P. i Tsacheva, T. (2010). Soil development of three Chernozem-like profies from North Bulgaria revealed by magnetic studies. Catena, 83, 158-169.
• Jordanova, D., Petrovský, E., Jordanova, N., Evlogiev, J. i Butchvarova, V. (1997). Rockmagnetic properties of recent soils from North Eastern Bulgaria. Geophysical Journal International, 128, 474-488.
• Jordanova, N., Jordanova, D. i Tsacheva, T. (2008b). Application of magnetometry for delineation of anthropogenic pollution in areas covered by various soil types. Geoderma, 144, 557-571.
• Liu, Q.S., Banerjee, S.K., Jackson, M.J., Maher, B.A., Pan, Y.X., Zhu, R.X., ... Chen, F.H. (2004). Grain sizes of susceptibility and anhysteretic remanent magnetization carriers in Chinese loess/paleosol sequences. Journal of Geophysical Research, 104, 1-16. doi:10.1029/2003JB002747.
• Liu, Q.S., Deng, C.H., Yu, J., Jackson, M., Banerjee, S. i Zhu, R. (2005). Temperature dependence of magnetic susceptibility in an argon environment: implications for pedogenesis of Chinese loess/palaeosols. Geophysical Journal International, 161, 102-112.
• Lu, S.G., Chen, D.J., Wang, S.Y. i Liu, Y.D. (2012). Rock magnetism investigation of highly magnetic soil developed on calcareous rock in Yun-Gui Plateau, China: Evidence for pedogenic magnetic minerals. Journal of Applied Geophysics, 77, 39-50.
• Magiera, T. i Zawadzki, J. (2007). Using of highresolution topsoil magnetic screening for assessment of dust deposition: comparison of forest and arable soil datasets. Environmental Monitoring Assessment, 125, 19-28.
• Magiera, T., Strzyszcz, Z. i Rachwał, M. (2007). Mapping particulate pollution loads using soil magnetometry in urban forests in Upper Silesia Industrial Region, Poland. Forest Ecology and Management, 248, 36-42.
• Magiera, T., Strzyszcz, Z., Kapička, A. i Petrovský, E. (2006). Discimination of lithogenic and anthropogenic influences on topsoil magnetic susceptibility in Central Europe. Geoderma, 130, 299-311.
• Maher, B.A. (1986). Characterization of soils by mineral magnetic measurements. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 42, 76-92.
• Maher, B.A. (1998). Magnetic properties of modern soils and Quaternary loessic paleosols: paleoclimatic implications. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology, 137, 25-54.
• Maher, B.A., Alekseev, A. i Alekseeva, T. (2003). Magnetic mineralogy of soils across the Russian Steppe: climatic dependence of pedogenic magnetite formation. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology, 201, 321-341.
• Maher, B. i Thompson, R. (1995). Palaeorainfall reconstructions from pedogenic magnetic susceptibility variations in the Chinese loess and paleosols. Quaternary Research, 44, 383-391.
• Maher, B. i Thompson, R. (1999). Quaternary Climates. Cambridge: Cambridge University Press.
• Maher, B.A., Thompson, R. i Zhou, L.P. (1994). Spatial and temporal reconstructions of changes in the Asian palaeomonsoon: A new mineral magnetic approach. Earth and Planetary Science Letters, 125, 461-471.
• Muxworthy, A.R., Schmidbauer, E. i Petersen, N. (2002). Magnetic properties and Mössbauer spectra of urban atmospheric particulate matter: a case study from Munich, Germany. Geophysical Journal International, 150, 558-570.
• Muxworthy, A.R., Matzka, J., Davila, A.F. i Petersen, N. (2003). Magnetic signature of daily sampled urban atmospheric particles. Atmospheric Environment, 37, 4163-4169.
• Myślińska, E. (2001). Laboratoryjne badania gruntów. Warszawa: Wydawnictwa Naukowe PWN.
• Orgeira, M.J., Egli, R. i Compagnucci, R.H. (2011). A Quantitative Model of Magnetic Enhancement in Loessic Soils. W E. Petrovsky, D. Ivers, T. Harinarayana i E. Herrero-Bervera, The Earth’s Magnetic Interior. Dordrecht: Springer Netherlands.
• Petrovský, E., Zbořil, R., Grygar, T., Kotlík, B., Novák, J., Kapička, A. i Grison, H. (2013). Magnetic particles in atmospheric particulate matter collected at sites with different level of air pollution. Studia Geophysica et Geodaetica, 57, 755-777.
• Sagnotti, L., Macri, P., Egli, R.A. i Mondino, M. (2006). Magnetic properties of atmospheric particulate matter from automatic air sampler stations in Latinum (Italy): Toward a definition of magnetic fingerprints for natural and anthropogenic PM10 sources. Journal of Geophysical Research, 111. B12S22-DOI: 10.1029/2006JB004508.
• Thompson, R. i Maher, B.A. (1995). Age models, sediment fluxes and palaeoclimatic reconstructions for the Chinese loess and palaeosol sequences. Geophysical Journal International, 123, 611-622.
• Thompson, R. i Oldfield, F. (1986). Environmental Magnetism. London: Allen and Unwin.
• Uzarowicz, Ł. (red.). (2011). Systematyka gleb Polski, Roczniki Gleboznawcze. Warszawa: Wydawnictwa Naukowe PWN.
• Żyła, M. (2008). Ewolucja gleb erodowanych w obszarach lessowych. Kraków: Uniwersytet Jagielloński.