بررسی تحولات رسوبی و اقلیم دیرینه براساس رسوب شناسی و آنالیز عنصری در پلایای دامغان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگر پسا دکتری اقلیم دیرینه، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

2 استاد اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

10.22034/gmpj.2023.370459.1389

چکیده

اقلیم شناسی دیرینه شامل مطالعه اقلیم در هر قسمتی از تاریخ زمین است که از این میان مطالعه تغییرات کواترنری و به ویژه هولوسن که ارتباط بیشتری با شرایط اقلیم کنونی زمین دارد. تغییرات محیطی و اقلیمی، سیگنال‌های ژئوشیمیایی را در رسوبات دریاچه‌ای به جای می‌گذارند که می-تواند در تفسیر شرایط محیطی و اکولوژیکی گذشته استفاده شود. پلایای دامغان واقع در مرکز چاله دامغان در استان سمنان واقع در نیمه شمالی کشور است. هدف از این پژوهش تحلیل تحولات اقلیم دیرینه در این پلایا با استفاده از داده‌های رسوبی، آنالیزهای دانه سنجی و آنالیز عنصری به روش ارزیابی شاخص‌های اقلیمی و تحلیل شرایط رسوبی و عناصر رسوبات است. براین‌اساس نتایج آنالیز‌های رسوبی و ژئوشیمیای در پلایای دامغان نشان می‌دهد در انتهای گمانه شرایط محیطی مرطوب بوده و با گذشت زمان در انتهای این دوره در این منطقه با روند تدریجی کاهش رطوبت مواجه بوده است. در رخساره بعدی شرایط اقلیمی شدیدا سرد و خشکی در منطقه حاکم می‌شود بعد از مشخص شدن این دوره سرد و خشک در انتهای این دوره شرایط گرم و مرطوب آب‌و‌هوایی در دامغان مسلط بوده است. در ابتدایگمانه نیز روند خشک شدگی دریاچه آغاز و بتدریج دریاچه‌ای شور و کم عمق در حوضه جایگزین می‌شود که نهایتا شرایط پلایایی در منطقه ایجاد شده و تا امروز ادامه دارد. نتایج نشان می‌دهند تفسیر ژئوشیمی (آنالیز عنصری ) نوسانات رطوبت، خشکی و دمای محیط را در توالی های مختلف در منطقه دامغان به خوبی مشخص می کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating sedimentary changes and paleoclimate based on sedimentology and elemental analysis in Damghan playa

نویسندگان [English]

  • Arefe Shabani eraghi 1
  • Ghasem azizi 2
1 Faculty of Geography, University of Tehran
2 university of tehran
چکیده [English]

Investigating sedimentary changes and paleoclimate based on sedimentology and elemental analysis in Damghan playa

Introduction

Paleoclimatology includes the study of climate in every part of the earth's history, among which the study of Quaternary changes and especially the Holocene, which is more related to the current climate conditions of the earth, and in which human biological evidence is related to climate changes, is of particular importance. Environmental and climatic changes leave geochemical signals in lake sediments that can be used to interpret past environmental and ecological conditions.



Methodology

In order to reveal the changes of climatic conditions in the past and present, this research investigates the paleoclimate in this region through the evaluation of laboratory analyzes (granulometry, elemental analysis and its indices) on sedimentary data and the interpretation of paleoclimate conditions.The method of this research is a field, laboratory and analytical method in which by collecting data from the surface of the earth and then performing analysis, finally analyzing them and examining the influencing factors by integrating the results.The research data consists of library data and written sources, image data, sediment data collected during the field visit of the region and laboratory analysis.



Results and Discussion

In Core 1 of Damghan, there is a sedimentary type (silt, sandy silt, sandy mud) which indicates lake sediments and its shore because it is within the range of fine-grained sediments and does not include coarse-grained sediments. The type of sediment in core2 is also (silt, sandy silt, sandy mud), which sediments indicate sedimentation in a lake environment. The results of elemental analysis show that the amount of different indicators and elements in core 1 sediments is as follows, at the level of 10-12 13-11 at a depth between 156 and 100 cm, it indicates a cold and dry environment (low energy conditions). At level 9, at a depth of 80-100 cm, a small amount of moisture conditions and environmental energy increases. In the 8th level, the process of dryness and lack of humidity appears again, but in the 7th and 6th levels, there is an increase in humidity and a more humid environment than the previous environment. The fifth and fourth levels do not show a noticeable increase or decrease in humidity or coldness and heat. The third, second and first levels are the process of drying environment and the absence of moisture in indicators and elements, which are quite noticeable, which correspond to the conditions of the dry environment at the end of the Holocene. In core 2 Damghan, the elements and their indicators at the 10th and 9th level (150-170 cm deep) determine the transition conditions between cold and dry to hot and humid. In the 8th, 7th, and 6th levels, the depth of 90 to 150 cm sediments indicates wetter environmental conditions and erosion and environmental conditions are more.At the fifth level, there is a noticeable decrease in humidity conditions and an increase in the dryness of the environment. In the fourth and third levels, the general process is the same as before, but a very small increase in humidity is not observed. In the second and first levels, it shows the trend of dry and low humidity conditions, and the temperature of the environment has also increased, which corresponds to the conditions at the end of the Holocene.



Conclusion

Therefore, the results of sedimentary and geochemical analyzes in Damghan playa show that in the end part of core, the environmental conditions were humid and with the passage of time, at the end of this period, this area faced a gradual trend of decreasing humidity. In the next facies, extremely cold and dry climatic conditions will prevail in the region. At the beginning of core, the process of drying up of the lake begins and gradually a shallow and salty lake is replaced in the basin, which finally created flood conditions in the area and continues until today. The results show that the geochemical interpretation (elemental analysis) clearly defines the fluctuations of humidity, dryness and ambient temperature in different sequences in Damghan region. Also, granulometry and climatic indicators have been very useful in interpreting the sedimentary environment in Damghan region and it has clarified the ancient climatic conditions in this sedimentary environment.The results show that the geochemical interpretation (elemental analysis) clearly defines the fluctuations of humidity, dryness and ambient temperature in different sequences in Damghan region. Also, granulometry and climatic indicators have been very useful in interpreting the sedimentary environment in Damghan region and it has clarified the ancient climatic conditions in this sedimentary environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • sedimentary changes
  • climatic changes
  • elemental analysis
  • playa
  • Damghan
آدابی، م.ح. 1383، ژئوشیمی رسوبی، انتشارات آرین زمین، تهران.
پور معافی، م ، 1387، ژئوشیمی، انتشارات آرین زمین، تهران، ص 18-211
تقوی، ل، طیبی، ص، طیبی، س، کریمیان، ب، 1392، تحلیل اقلیم دیرینه بخش تالاب گاوخونی با استفاده از ژئوشیمی عناصر اصلی و فرعی، فصلنامه علمی پژوهشی تالاب اکوبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز
جلیلیان، ط، تقیان، ع، لک، ر، درویشی خاتونی، ج، 1400، بررسی تغییرات اقلیمی و محیطی کواترنری پایانی با استفاده از کانی شناسی رس ها در پلایای گاوخونی، مجله پژوهش های ژئومورفولوژی کمی، سال نهم ، شماره 4، صص 25-41.
رحیمی، ا، 1391، شواهد ژئومورفولوژی تغییرات سطح دریاچه زریبار در طی دوره هولوسن، به راهنمایی مهران مقصودی و منصور جعفر­بیگلو، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران
سبک­خیز، ف, سیف، ع، رامشت م ح، جمالی م ،1398، بازسازی تغییرات اقلیمی دریاچه مهارلو از هولوسن تا عهد حاضر با تاکید بر ردیابی دوره­های گرم و سرد، مجله کواترنری ایران، دوره5، شماره 2، ص 143-161
شعبانی عراقی، ع، 1399، بازیابی قلمرو دریاچه‌های پلوویال ایران طی هولوسن و پتانسیل آن در تولید گردوغبار مطالعه موردی (پلایای جازموریان و دامغان)، رساله دکتری به راهنمایی مجتبی یمانی و راضیه لک، رشته ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.
طیبی، ص، 1390، استفاده از شاخص­های رسوب­شناسی برای توصیف شرایط اقلیمی دیرینه در بخش شمالی تالاب گاوخونی، رساله کارشناسی ارشد، گرایش اقلیم­شناسی در برنامه ریزی محیطی، دانشگاه شهید بهشتی
فیض نیا، س.، 1377 .سنگهای رسوبی کربناته، انتشارات آستان قدس رضوی، دانشگاه امام رضا، مشهد، صفحات 112-1
کرینسلی،د، 1970، کویرهای ایران و خصوصیات ژئومورفولوژیکی و پالئوکلیماتولوژی آن، مترجم عباس پاشایی، سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح، چاپ دوم، 1388
نکوخو، م، 1382 ، ژئوشیمی و محیط رسوبی نهشته های کربناته پرمین در جنوب شرق شهرضا، پایان نامه کارشناسی ارشد زمین شناسی دانشکده علوم- زمین دانشگاه شهید بهشتی،صفحات-108 27
عزیزی، ق، 1383، تغییر اقلیم، انتشارات قومس
عزیزی، ق، داودی، م، 1398، تغییرات اقلیمی ایران در دوره هولوسن، فصلنامه کواترنری ایران، دوره 5، شماره 1، ص 1-25
یمانی، م، لک، ر ،گورابی،ا، شهبازی، ر، شعبانی عراقی، ع، 1398، تحلیل پتانسیل فرآِیند فرسایش بادی و گردوغبار با تطبیق سیستم الگوی چرخندی بادها در چاله دامغان، مجله فرسایش محیطی هرمزگان، جلد9، شماره 3، صص 82-101.
شعبانی عراقی، ع ، 1399، بازیابی قلمرو دریاچه‌های پلوویال ایران طی هولوسن و پتانسیل آن در تولید گرد­و­غبار مطالعه موردی(پلایای جازموریان و دامغان)، به راهنمایی دکتر مجتبی یمانی، دانشکده جغرافیا ، دانشگاه تهران.
Carmen Castañedaa, F. Javier Graciab, Rafael Rodríguez-Ochoac, Mario Zarrocad,1, Carles Roquée, Rogelio Linaresd, Gloria Desi، 2017Origin and evolution of Sariñena Lake (central Ebro Basin) A piping-based model.
Chen, F., Liu, J., Xu, Q., Li, Y., Chen, J., Wei, H., et al. ,2013,. Environmental magnetic studies of sediment cores from Gonghai Lake: implications for monsoon evolution in North China during the late glacial and Holocene. J. Paleolimnol. 49, 447–464. https://doi.org/10.1007/s10933-012-9677-3
sai, K., 2004. Geochemistry of Lake Sediments as a Record of Environmental Change in a High Arctic Watershed, Chemie der Erde 64 , pp257–275.
Folk, R.L., 1960. "Petrology and origin of the Tuscarora, Rose Hill, and Keefer Formations, Lower and Middle Silurian of Eastern West Virginia", Journal of Sedimentary Petrology, 30, p. 1-58.
Folk, R.L., 1980. "Petrology of Sedimentary Rocks", 3rd ed., Hemphill Publication Co., Austin, Texas, 182 p
Gupta, A., Hock, L., Xiaojing, H. and Ping, C., 2002. Evaluation of part of the Mekong River using satellite imagery. Geomorphology, 44 (2002): 221239.
Govin, A., Holzwarth, U., Heslop, D., Ford Keeling, L., Zabel, M., Mulitza, S., Collins, J.A. and Chiessi, C.M ,2012, Distribution of major elements in Atlantic surface sediments (36 N 49 S): Imprint of terrigenous input and continental weathering. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 13(1).
Vaezia Alireza, Fereydoun Ghazbana, Vahid Tavakolib, Joyanto Routhc,⁎, Abdolmajid Naderi Benid, Thomas S. Bianchie, Jason H. Curtise, Henrik Kylinc, A Late Pleistocene-Holocene multi-proxy record of climate variability in the Jazmurian playa, southeastern Iran.
Moosavian, S.M., Karbassi, A. R., Sabzalipour, S., Amirnezhad, R., Daneshian, J. 2019. Determination of sedimentation rate of Hoor‑Al‑Azim wetland by carbon‑14 method and analysis of its past climate using element geochemistry, Environmental Earth Sciences 78:658. https://doi.org/10.1007/s12665-019-8666-5
Vendenberghe, J., 2003. Climate forcing of fluvial system development: an evolution of ideas. Quaternary Science Reviews, 22: 2053-2060.
Weiss, H., Courty, M-A., Wetterstrom, W., Guichard, F., Senior, L., Meadow, R. and Curnow, A. 1993: The genesis and collapse of third millenium North Mesopotamian civilization. Science 261, 995–1004.
Bond, G., Showers, W., Cheseby, M., Lotti, R., Almasi, P., Priore, P., & Bonani, G. (1997). A pervasive millennial-scale cycle in North Atlantic Holocene and glacial climates. science, 278(5341), 1257-1266.
Hong, Y. T., et al. (2003), Correlation between Indian Ocean summer monsoon and North Atlantic climate during the Holocene, Earth Planet. Sci. Lett., 211, 371–380.
Keigwin, L. D. (1996), The little ice age and medieval warm period in the Sargasso Sea, Science, 274, 1504–1508.