Varve-tyypit
Vesivarvet on kuvattu monista järvistä ja meristä, mutta ne kaikki kuuluvat yhteen kolmesta luokasta (Zolitschka et al., 2015; Schimmelmann et al., 2016). Klastiset varvut koostuvat tavallisesti hienosta siltistä ja saven kokoisesta sedimentistä, joka on kerrostunut suspensiosta aikana, jolloin vettä ja sedimenttiä virtaa rajoitetusti, ja ajanjaksoina, jolloin jakaantuminen vesistöön on vähentynyt. Karkeat liete-ja hiekkakerrokset kerrostuvat reagoidessaan runsaaseen sisäänvirtaukseen ja voimakkaaseen liikkeeseen vesistössä (Kuva. 2; Desloges and Gilbert, 1994; Lamoreux, 2000; Moore et al., 2001; Zolitschka, 1996). Tavallisesti näitä parileita ei voi erottaa tuoreista märän sedimentin näytteistä, mutta kuivuessaan hiekka ja karkea siltti saavat vaalean sävyn, kun taas hydrofiilinen savi pysyy kosteana ja tummana. Näin ollen, kun kuivauksen aikana tarkkaillaan huolellisesti, klastiset varvut erottaa helposti silmästä (Kuva. 1A ja B), ja valokuvatallenteet ovat yleensä parhaita paksujen varvien analysointiin, kun taas ohuita osia käytetään yleisesti submillimetrin kokoisissa varveissa.
Kuva. 2. Mikroskoopin alla olevat ohuet kohdat paljastavat eri varvetyyppien mikrotekstuurin. Clastic varves (vas.) C2-järvestä (Arctic Canada) polarisoidun valon alla, osoittavat kirkkaita laminae karkealla minerogeenisellä aineksella, joka johtuu kesän tulvista, ja tummempia hienorakeisia talvilaminae. Endogeeniset varvut (keskellä) Lazdunyjärvestä (Puola) näyttävät kirkkaita laminaatteja, jotka koostuvat kesän kalkkisaostumista, ja Kallion Kourujärvestä (oik.) peräisin olevat orgaaniset varvut (oik.) osoittavat kesäajan omakohtaisesta tuotannosta peräisin olevan biogeenisen aineksen (bright laminae) ja talven aikana kertyneen tumman, hienon, hyvin hajoavan orgaanisen aineksen peräkkäisyyttä.
(vas.) Varve Image Portal http://pastglobalchanges.org/ini/end-aff/varves-wg/varves-image-library/3935-lake-c2 reference: Zolitschka, B. (1996). Viimeaikainen sedimentaatio korkealla arktisella järvellä Ellesmerensaaren pohjoisosassa Kanadassa. Journal of Paleolimnology 16, 169-186; (middle) Varve Image Portal http://pastglobalchanges.org/ini/end-aff/varves-wg/varves-image-library/3934-lake-lazduny Tylmann, W., Enters, D., Kinder, M., Moska, P., Ohlendorf, C., Poręba, G., Zolitschka, B. (2013b). Łazduny-järvestä, Pohjois-Puolasta peräisin olevien varved-sedimenttien moninkertainen iänmääritys: kohti parannettua ajanlaskua viimeisten 150 vuoden ajalta. Kvaternaarinen Geokronologia 15, 98-107; (oikealla) tekijän kuva muokattu kirjasta Saarni, S., Saarinen, T., Lensu, A. (2015). Orgaaniset lakustriinisedimentit varisevat menneiden sademäärien muutosten indikaattoreina: Keski-Suomen 3 000 vuoden ilmastoennätys. Journal of Paleolimnology 53, 401-413.
hieno – ja karkearakeisten kerrosten kerrostumista klastiseen varveen tehostetaan vesistössä tapahtuvilla prosesseilla. Järvissä, joissa on sedimenttipitoista sisäänvirtausta, sameusvirrat tuottavat tehokkaasti sedimenttipurkauksia, jotka kerrostuvat lähes välittömästi lajiteltuina pohjina, ja näin ollen jokaiseen, usein päivittäiseen, tapahtumaan liittyy erillisiä kerroksia. Kompleksivarvet muodostuvat yleensä tällä tavalla. Kuvassa näkyvien tummien talvisavikerrosten sisällä olevat liejuiset hiekkakerrokset. 1B johtuu voimakkaiden syys-ja talvimyrskyjen tunkeutumisesta Tyyneltämereltä vuoristoon. Lämpimän sateen lisäämä lumimyräkkä synnyttää suuria tulvia, jotka kuljettavat karkeampaa sedimenttiä järveen, josta sameusvirrat kuljettavat ne tehokkaasti järvenpohjaan. Hienorakeiset laminaatit kerrostuvat laskeutuessaan vesipatsaan läpi. Klastiset Varvet ovat tyypillisiä proglasiaalisissa ja periglasiaalisissa olosuhteissa napa-ja alppialueilla (Zolitschka et al., 2015) ja niitä tavataan myös polaarisista meriympäristöistä (esim.Weddel Sea; Weber et al., 2011).
endogeenisiä varveja muodostuu authigeenisten mineraalien kemiallisen saostumisen seurauksena. Niihin kuuluvat evaporiittiset endogeeniset mineraalit, joita muodostuu kuivissa tai puolikuivissa olosuhteissa(Kuva. 1C; Prasad ym., 2004; Zolitschka, 2007). Voimakas haihtuminen lisää suolapitoisuutta ja pH: ta, mikä johtaa erityisten mineraalien saostumiseen heti liukoisuuden ylittyessä. Tällaisia mineraaleja ovat esimerkiksi aragoniitti, kipsi ja haliitti. Endogeenisiä varveja esiintyy myös keskileveysasteiden järvissä, joissa niitä muodostuu suolojen, erityisesti kalsiumkarbonaatin, kausittaisen saostumisen seurauksena ylikyllästetystä liuoksesta, joka syntyy kesällä, kun veden lämpötila on korkea tai kun hiilidioksidin talteenotto vesikasvillisuuteen on suurinta (Kuva. 1D; Tylmann et al., 2013b; Brauer et al., 2008b). Karkea hiukkaskarbonaatti laskeutuu tavallisesti vesipatsaan läpi ja hautautuu niin nopeasti, että suurin osa ei liukene uudelleen näiden järvien syvyyksiin kyllästettyyn kylmäveteen. Talvella koko järvi on sen verran kylmä, että karbonaatti ei saostu, ja pienikin määrä terrigeenisedimenttiä tuottaa omaleimaisen laminan muodostaen varven (viikuna. 2).
biogeenisiä varveja muodostuu maa-aineksesta (esim.siitepöly, kasvijätteet, humus-ja fulviinihapot) tai itse vesistöstä peräisin olevan biogeenisen tuotannon ja laskeuman kausittaisen kiertokulun seurauksena, kuten piilevien tai muiden vesieliöiden kukinnot (Baier et al., 2004; Chu et al., 2008; Nakagawa and Suigetsu 2006 Project members, 2014; Saarni et al., 2015). Biogeenistä varve-tyyppiä tavataan meriympäristöistä ja järvistä, joissa piilevien frustulien laskeumaa kevätkukintojen jälkeen seuraa hyvin hajonneiden kasvien detritus, minerogeeniset komponentit ja usein metallisulfidit (viikunat. 1E ja 2; Saarni ym., 2015; Schimmelmann et al., 2016; Zolitschka et al., 2015). Biogeeniset varvut muodostuvat altaisiin, joissa on anoksinen pohjavesi, joka estää Bentoksen syntymisen, joka bioturboisi ja tuhoaisi varvuja muodostuessaan. Anoxia hidastaa myös orgaanisen hiilen hajoamista, josta voi muodostua eräissä biogeenisissä varveissa erottuva lamina. Lacustrinen biogeenisiä varveja esiintyy tyypillisesti lauhkeissa ilmasto-olosuhteissa (Zolitschka et al., 2015) vaikka borealista on raportoitu vain vähän biogeenisiä varve-tietueita (Saarni et al., 2015; Støren ja Dahl, 2012) ja arktiset olosuhteet samoin (Chutko ja Lamoreux, 2009). Meriympäristössä biogeenisiä varveja tavataan monipuolisemmin korkeilta matalille leveysasteille, ja piilevät ovat yksi tärkeimmistä aineosista (Schimmelmann et al., 2016).
Sekavarvut koostuvat vähintään kahdesta edellisen kolmen varvilajin komponentista (Kuva. 1F ja G). Ilmastolliset ja geologiset olosuhteet aiheuttavat saatavilla olevassa aineksessa kausittaisia muutoksia, jotka johtavat sedimenttikoostumuksen vaihteluun peräkkäin, ja näin ollen kolme aiemmin kuvattua varvea esiintyy harvoin puhtaina loppuosina, vaan usein sekavarvuina. Boreaalisella vyöhykkeellä, jossa on runsaat talvet ja lämpimät kesät, klastinen laminae johtuu lumen episodisesta sulamisesta (Ojala et al., 2013; Saarni ym., 2016), kun taas alemmilla leveysasteilla minerogeeniset laminae usein esiintyy sadekauden seurauksena (Hughen et al., 1996) tai Eolian aktiivisuuden kausittainen esiintyminen, kuten pasaatituulet (Chu et al., 2009). Biogeeninen komponentti kertyy leväkukintojen ja kasvukauden aikana omakustanteisen ja allokhtonisen tuotannon seurauksena. Lauhkeassa ilmastossa biogeeniset Varvet, joilla on endogeeninen minerogeeninen komponentti, voivat muodostua valuma-alueelta peräisin olevan kalsiitin kyllästymisen seurauksena. Merellisistä ja lacustrisista ympäristöistä löytyy yleisesti hyvin erilaisia sekavarvuja (Schimmelmann et al., 2016; Zolitschka et al., 2015).
biogeeniset ja endogeeniset prosessit muodostavat todennäköisemmin yksinkertaisia varvuja, koska niitä esiintyy yleensä vain kerran vuodessa, kun taas klastisen sedimentin laskeumaan liittyvät prosessit ovat usein lyhyempiä ja tiheämpiä. Meriympäristön monimutkaisempien olosuhteiden vuoksi merivarvet voivat koostua vaihtelevammista peräkkäisyyksistä, joissa on useita kausittaisia laminoita (Schimmelmann et al., 2016). Varven paksuus vaihtelee paljolti sedimenttiympäristön mukaan. Keskimääräinen varven paksuus on yleensä asteikolla muutaman millimetrin vuodessa vaihtelee alle millimetrin vuodessa jopa senttimetrejä vuodessa sekä marine (Schimmelmann et al., 2016) ja lacustrinen ympäristöt (Ojala ym., 2012). Kuvat yli 50 eri varve-tallenteelta meri-ja lacustrine-ympäristöistä eri puolilta maailmaa ovat saatavilla Varve-Kuvaportaalissa http://pastglobalchanges.org/ini/end-aff/varves-wg/varves-image-library (Zolitschka, 2018b).