Varve Types
Varves acvatice au fost descrise din mai multe setări în lacuri și mare, dar toate se încadrează într-una din cele trei clase (Zolitschka și colab., 2015; Schimmelmann și colab., 2016). Varvele clastice constau în mod normal din lamele de nămol fin și sedimente de dimensiuni argiloase depuse din suspensie în perioadele de flux limitat de apă și sedimente și perioade de procese de distribuție diminuate în corpul de apă. Straturile grosiere de nămol și nisip sunt depuse ca răspuns la fluxul abundent și circulația viguroasă în corpul de apă (Fig. 2; Desloges și Gilbert, 1994; Lamoreux, 2000; Moore și colab., 2001; Zolitschka, 1996). În mod obișnuit, aceste cuplete nu pot fi distinse în probele proaspete de sedimente umede, dar la uscare, nisipul și nămolul grosier capătă un ton ușor, în timp ce argila hidrofilă rămâne umedă și întunecată. Astfel, cu o atenție atentă în timpul uscării, varvele clastice se disting ușor prin ochi (Fig. 1A și B), iar înregistrările fotografice sunt în mod normal cele mai bune pentru analiza varvelor groase, în timp ce secțiunile subțiri sunt utilizate în mod obișnuit pentru varvele de dimensiuni submilimetrice.
Fig. 2. Secțiunile subțiri sub microscop dezvăluie microtextura diferitelor tipuri de varve. Clastic varves (stânga) din Lacul C2 (Arctic Canada) sub lumină polarizată, prezintă lamele strălucitoare cu materie minerogenă grosieră cauzată de inundații în timpul verii și lamele de iarnă cu granulație fină mai închisă. Varves endogene (mijloc) din Lacul Lazduny (Polonia) prezintă laminae luminoase constând din calcit precipitate reprezentând vara și varves organice (dreapta) din Lacul Kallio-Kouruj Okrvi (Finlanda) arată succesiunea materiei biogene derivate din producția autohtonă în timpul verii (laminae luminoase) la materia organică întunecată, bine degradată, acumulată în timpul iernii.
(stânga) portal de imagini Varve http://pastglobalchanges.org/ini/end-aff/varves-wg/varves-image-library/3935-lake-c2 referință: Zolitschka, B. (1996). Sedimentare recentă într-un lac Arctic înalt, Insula Ellesmere de Nord, Canada. Jurnalul de Paleolimnologie 16, 169-186; (mijloc) portal de imagini Varve http://pastglobalchanges.org/ini/end-aff/varves-wg/varves-image-library/3934-lake-lazduny Tylmann, W., intră, D., Kinder, M., Moska, P., Ohlendorf, C., por Oktibba, G., Zolitschka, B. (2013b). Datarea multiplă a sedimentelor varved din Lacul Xvazduny, nordul Poloniei: spre o cronologie îmbunătățită în ultimii 150 de ani. Geocronologie cuaternară 15, 98-107; (dreapta) imagine a autorului modificată din Saarni, S., Saarinen, T., Lensu, A. (2015). Sedimentul lacustru organic varves ca indicatori ai schimbărilor de precipitații din trecut: un record climatic de 3.000 de ani din Finladul Central. Jurnalul de Paleolimnologie 53, 401-413.
depunerea straturilor cu granulație fină și grosieră într – o varvă clastică este îmbunătățită prin procese din corpul de apă. În lacurile care se confruntă cu un flux încărcat de sedimente, curenții de turbiditate livrează eficient explozii de sedimente care sunt depuse aproape instantaneu ca paturi clasificate și, astfel, straturi distincte sunt asociate cu fiecare eveniment, adesea zilnic. Varvele complexe se formează de obicei în acest mod. Straturile de nisip argilos din straturile întunecate de argilă de iarnă prezentate în Fig. 1B rezultă din incursiunea furtunilor intense de toamnă și iarnă din Oceanul Pacific în munți. Topirea zăpezii mărită de ploaia caldă generează inundații mari care livrează explozii de sedimente mai grosiere către lac, unde curenții de turbiditate îi transportă eficient pe fundul lacului. Laminele cu granulație fină sunt depuse din așezarea prin coloana de apă. Varvele clastice sunt tipice în condiții proglaciale și periglaciare în regiunile polare și alpine (Zolitschka și colab., 2015) și se găsesc și din medii marine polare (de exemplu, Marea Weddel; Weber și colab., 2011).
varvele endogene se formează ca o consecință a precipitării chimice a mineralelor autigenice. Acestea includ minerale endogene evaporitice care se formează în condiții aride sau semiaride (Fig. 1C; Prasad și colab., 2004; Zolitschka, 2007). Evaporarea puternică crește salinitatea și pH-ul, ducând la precipitarea mineralelor specifice imediat ce solubilitatea este depășită. Astfel de minerale sunt, de exemplu, Aragonit, gips și halit. Varvele endogene apar și în lacurile din latitudinile medii, unde se formează ca urmare a precipitării sezoniere a sărurilor, în special a carbonatului de calciu, dintr-o soluție suprasaturată creată în timpul verii, când temperatura apei este ridicată sau când absorbția dioxidului de carbon de către vegetația acvatică este cea mai mare (Fig. 1D; Tylmann și colab., 2013b; Brauer și colab., 2008b). Carbonatul de particule grosiere se instalează în mod normal prin coloana de apă și devine îngropat suficient de repede încât majoritatea nu este redizolvată în apa rece saturată adânc în aceste lacuri. Iarna, întregul lac este suficient de rece încât carbonatul nu precipită și chiar și o cantitate mică de sediment terigen produce o lamină distinctivă pentru a forma o varve (Fig. 2).
varves biogene se formează ca o consecință a ciclului sezonier de producție și depunere biogene derivate din pământ (de exemplu, polen, resturi vegetale, acizi humici și fulvici) sau originare din corpul de apă în sine, cum ar fi înflorirea diatomeelor sau a altor organisme acvatice (Baier și colab., 2004; Chu și colab., 2008; membrii proiectului Nakagawa și Suigetsu 2006, 2014; Saarni și colab., 2015). Tipul varve Biogenic se găsește din medii marine și din lacuri, unde depunerea de frustule de diatomee după înflorirea primăverii este urmată de depunerea detritusului vegetal bine degradat, a componentelor minerogene și adesea a sulfurilor metalice (Fig. 1E și 2; Saarni și colab., 2015; Schimmelmann și colab., 2016; Zolitschka și colab., 2015). Varvele biogene se formează în bazine cu apă de fund anoxică care împiedică stabilirea unui Bentos care ar bioturba și distruge varvele pe măsură ce s-au format. Anoxia încetinește, de asemenea, descompunerea carbonului organic care poate forma lamina distinctivă în unele varve biogene. Varvele biogene lacustre se găsesc de obicei în condiții climatice temperate (Zolitschka și colab., 2015) deși puține înregistrări biogene varve sunt raportate de la boreal (Saarni și colab., 2015; St Oustren și Dahl, 2012) și condiții arctice (Chutko și Lamoreux, 2009). În mediul marin, varvele biogene se găsesc mai divers de la latitudini mari la latitudini joase, diatomeele fiind unul dintre constituenții majori (Schimmelmann și colab., 2016).
varvele mixte sunt compuse din cel puțin două componente ale celor trei tipuri anterioare de varve (Fig. 1F și G). Setările climatice și geologice determină modificări sezoniere ale materialului disponibil care conduc la succesiunea compoziției variate a sedimentelor și, prin urmare, trei tipuri varve descrise anterior apar rareori ca membri finali Puri, dar adesea ca varve mixte. În zona boreală cu ierni bogate în zăpadă și veri calde, laminele clastice sunt cauzate de topirea episodică a zăpezii (Ojala și colab., 2013; Saarni și colab., 2016) în timp ce în latitudini mai mici laminae minerogene există adesea ca o consecință a sezonului ploios (Hughen și colab., 1996) sau apariția sezonieră a activității eoliene, cum ar fi vânturile alizee (Chu și colab., 2009). Componenta biogenică se acumulează în timpul înfloririi algelor și a sezonului de creștere ca o consecință a producției autohtone și alohtone. În climatul temperat se pot forma varve biogene cu componentă minerogenă endogenă ca o consecință a saturației calcitului care provine din bazin. O mare varietate de varve mixte se găsesc în mod obișnuit din medii marine și lacustre (Schimmelmann și colab., 2016; Zolitschka și colab., 2015).
procesele biogene și endogene sunt mai susceptibile de a forma varves simple, deoarece apar în mod obișnuit doar o dată pe an, în timp ce procesele asociate cu depunerea sedimentelor clastice sunt adesea de durată mai scurtă și frecvență mai mare. Datorită condițiilor mai complexe din mediul marin, varvele marine pot consta într-o succesiune mai variabilă cu mai multe lamele sezoniere (Schimmelmann și colab., 2016). Grosimea varve variază în mare măsură în funcție de mediul sedimentar. Grosimea medie a varve este, în general, pe o scară de câțiva milimetri pe an, variind de la mai puțin de un milimetru pe an până la centimetri pe an în ambele marine (Schimmelmann și colab., 2016) și medii lacustre (Ojala și colab., 2012). Imaginile din peste 50 de înregistrări varve diferite din medii marine și lacustre din întreaga lume sunt disponibile la portalul de imagini Varve http://pastglobalchanges.org/ini/end-aff/varves-wg/varves-image-library (Zolitschka, 2018b).