Differences in the development of the Szczecin Lagoon area in the Late Glacial and Holocene based on the geochemical analysis of carbonate sediments from Lake Nowowarpieńskie (NW Poland)
DOI:
https://doi.org/10.26485/AGL/2021/111/4Keywords:
lacustrine chalk, geochemistry, energy dispersive spectroscopy, Littorina transgressionAbstract
This paper presents the results of geochemical analysis performed for the more-than-10-m-long core of sediments derived from Lake Nowowarpieńskie. Contrary to what its geographical name would suggest, it is in fact a peripheral bay of the Szczecin Lagoon (NW Poland). A characteristic feature of the sedimentary cover of this water body is the several-metre-thick layer of lacustrine chalk, which is unique in the lithology of the sediments of today's Szczecin Lagoon. This sediment has been analysed using atomic absorption spectrometry (AAS), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and scanning electron microscopy (SEM) imaging. The chalk sediment from Lake Nowowarpieńskie is of chemical origin, bearing no fragments of vascular plants, but only traces of C-org in the form of small plant remains. The analysis of individual crystals using the EDS method also show Ca contents of over 99%. SEM images reveal that the sediment is characterised by a loose, disordered pack-ing of individual crystals, often combined to form aggregates with a tabular structure. The individual calcite grains are usually a few micrometres in size, while developed ones are mostly hypidiomorphic and show signs of corrosion. The sedimentation of the lacustrine chalk indicates that the post-glacial natural development of this part of what today constitutes Szczecin Lagoon differed from that of the rest of the lagoon. This sediment was deposited in a shallow but fertile isolated lake. The full profile of sediments from Lake Nowowarpieńskie reveals its distinct bipartite character, indicating two main stages of its evolution: carbonate and post-carbonate. In the first, the water body showed similarities to the neighbouring lakes of the Wkrzańska Plain. Its evolution was driven by climatic factors. The second stage was initiated by a palaeohydrological factor – Littorina transgression, which resulted in the lake being included into the hydrological system of the Szczecin Lagoon.
References
Abraham J., Jose B., Jose A., Thomas S. 2020. Chapter 2 – Characterization of green nanoparticles from plants. In: N. Thajuddin, S. Mathew (eds) In micro and nano technologies. Phytonanotechnology: 21-39, DOI 10.1016/B978-0-12-822348-2.00002-4.
AG Geologie der Staatlichen Geologischen Dienste: Geologische Kartieranleitung, Seekreide; 24.03.2021. Online: https://www.geokartieranleitung.de/Fachliche-Grundlagen/Genese/Petrogenetische-Gesteinsbezeich-nung/Lockergesteine/entry/4693fbfc-f4a3-4a4a-8c01-dbcc9a6ecaac/mid/3427.
Borówka R.K. 2007. Geochemiczne badania osadów jeziornych strefy umiarkowanej. Studia Limnologica et Telmatologica 1,1: 33-42.
Borówka R.K., Osadczuk A., Duda T., Woziński R., Kosińska B. 2003. Pokrywa osadowa Zalewu Szczecińskiego oraz obszaru ujściowego Odry. Prace Komisji Paleogeografii Czwartorzędu Polskiej Akademii Umiejętności I: 99-103.
Borówka R.K., Osadczuk A., Latałowa M., Duda T., Woziński R., Witkowski A., Święta-Musznicka J., Kosińska B. 2005a. Pokrywa osadowa Zalewu Szczecińskiego i jej wymowa paleogeograficzna. In: R.K. Borówka, S. Musielak (eds) Środowisko przyrodnicze wybrzeży Zatoki Pomorskiej i Zalewu Szczecińskiego. Szczecin, Oficyna InPlus: 93-102.
Borówka R.K., Osadczuk A., Witkowski A., Wawrzyniak-Wydrowska B., Duda T. 2005b. Late Glacial and Holocene depositional history in the eastern part of the Szczecin Lagoon (Great Lagoon) basin – NW Poland. Quaternary International 130: 87-96.
Borówka R.K., Osadczuk A., Osadczuk K., Witkowski A., Skowronek A., Latałowa M., Mianowicz K. 2017a. Postglacial evolution of the Odra River Mouth, Poland-Germany. In: J. Harff (eds) Coastline changes of the Baltic Sea from South to East. Coastal Research Library 19: 193-217, DOI 10.1007/978-3-319-49894-2_10.
Borówka R.K., Skowronek A., Osadczuk A., Witkowski A., Maciąg Ł., Tomkowiak J., Bieniek B., Kosińska B. 2017b. Litologia i geochemia osadów wschodniej części Zalewu Szczecińskiego (Zalew Wielki). 85 Zjazd Polskiego Towarzystwa Geologicznego: Budowa geologiczna Południowego Bałtyku i Pomorza Środkowego oraz aktualne problemy geologii morza w perspektywie polskich badań oceanicznych. Warszawa: 43-50.
Bronk Ramsey C., Lee S. 2013. Recent and Planned Developments of the Program OxCal. Radiocarbon 55(2-3): 720-730.
Bukowska-Jania E. 2003. Rola systemu lodowcowego w obiegu węglanu wapnia w środowisku przyrodniczym. Wyd. UŚ, Katowice.
Chmal R., Karbowniczak A. 2015 (reambulation). Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50 000, arkusz 151 Nowe Warpno, arkusz 1078 Nowe Warpno W. Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
De Klerk P. 2005. A pollen diagram from the Ahlbecker Seegrund (Ueckermünder Heide, Vorpommern, NE Germany) from the legacy of Franz Fukarek. Archiv für Naturschutz und Landschaftsforschung: 93-103.
Dobracka E. 1980. Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50 000, arkusz 151 Nowe Warpno, arkusz 1078 Nowe Warp-no W. Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Herking C. 2002. Der menschliche Einfluß auf die Vegetation im Umkreis des Ahlbecker Sees und des Kleinen Faulen Sees, Kreis Uecker-Randow, im Spiegel pollenanalytischer Untersuchungen. Archäologische Berichte aus Mecklenburg-Vorpommern 9: 16-25.
Jahns S., Herking C. 2002. Zur holozänen und spätpleistozänen Vegetationsgeschichte im westlichen Odergebiet. Römisch-Germanische Forschungen 60: 33-49.
Kaiser K., Endtmann E., Bogen C., Czakó-Pap S., Kühn P. 2001. Geoarchäologie und Palynologie spätpaleolithischer und mesolithischer Fundplätze in der Ueckermünder Heide, Vor-pommern. Zeitschrift für Geologische Wissen-schaften 29: 233-244.
Khare T., Oak U., Shriram V., Verma S.K., Kumar V. 2019. Chapter 10 – Biologically synthesized nanomaterials and their antimicrobial poten-tials. In: K.S. Verma, A.K. Das (eds) Engineered Nanomaterials and Phytonanotech-nology: Challenges for Plant Sustainability, Comprehensive Analytical Chemistry 87: 263-289, DOI 10.1016/bs.coac.2019.09.002
Markowski S. 1980. Struktura i właściwości podtorfowych osadów jeziornych rozprzestrzenionych na Pomorzu Zachodnim jako podstawa ich rozpoznawania i klasyfikacji. Materiały Konferencji nauk.-tech. „Kreda jeziorna i gytie”. Gorzów Wlkp. – Zielona Góra, luty 1980, 2: 44-55.
Mianowicz K. 2013 (unpublished). Zapis zmian środowiska przyrodniczego w subfosylnych osadach limnicznych i bagiennych w dolinie Dziwny (wyspa Wolin). Doctoral thesis, Szczecin.
Okupny D., Borówka R.K., Cedro B., Sławińska J., Tomkowiak J., Michczyński A., Kozłowska D., Kowalski K., Siedlik K. 2020. Geochemistry of a sedimentary section at the Wąwelnica archeological site, Szczecin Hills (Western Pomerania). Acta Geographica Lodziensia 110: 169-186, DOI 10.26485/AGL/2020/110/11
Osadczuk A. 2003. Zastosowanie metod akustycznych w rozpoznaniu środowiska sedymentacyjnego Zalewu Szczecińskiego. In: R.K. Borówka, A. Witkowski (eds) Człowiek i środowisko przyrodnicze pomorza Zachodniego, II Środowisko abiotyczne. Szczecin, Oficyna In-Plus: 29-35.
Osadczuk A. 2004. Zalew Szczeciński - środowiskowe warunki współczesnej sedymentacji lagunowej. Uniwersytet Szczeciński Rozprawy i Studia DCXXIII.
Pentecost A. 2009. The marl lakes of the British Isles. Freshwater Reviews 2: 167-197, DOI 10.1608/FRJ-2.2.4
Piechocki A., Wawrzyniak-Wydrowska B. 2016. Guide to freshwater and marine mollusca of Poland. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań: 186-188.
Raven J.A., Smith F.A., Walker N.A. 1986. Biomineralization in the Charophyta sensu lato. In: Leadbeater B.S.C., Riding R. (eds) Biomineralization in Lower Plants and Animals, Clarendon Press, Oxford: 125-140.
Reimer P.J., Baillie M.G.L., Bard E., Bayliss A., Beck J.W., Blackwell P.G., Bronk Ramsey C., Buck C.E., Burr G. ., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T.P., Hajdas I., Heaton T.J., Hogg A G., Hughen K.A., Kaiser K.F., Kromer B., McCormac F.G., Manning S.W., Reimer R.W., Richards D.A., Southon J.R., Talam S., Turney C.S.M., van der Plicht J., Weyhenmeyer C.E. 2009. IntCal09 and Ma-rine09 radiocarbon age calibration curves, 0-50,000 years cal BP. Radiocarbon 51(4): 1111-1150.
Rutkowski J. 2007. Osady jezior w Polsce. Charakterystyka i stan rozpoznania, metodyka badań, propozycje. Studia Limnologica et Telmatologica 1,1: 17-24.
Schäfer A. 1973. Zur Entstehung von Seekreide Untersuchungen am Untersee (Bodensee). N. Jb. Geol. Paläont. Mh. 4: 216-230.
Solon J., Borzyszkowski J., Bidłasik M., Richling A., Badora K., Balon J., Brzezińska-Wójcik T., Chabudziński Ł., Dobrowolski R., Grzegorczyk I., Jodłowski M., Kistowski M., Kot R., Krąż P., Lechnio J., Macias A., Majchrowska A., Malinowska E., Migoń P., Myga-Piątek U., Nita J., Papińska E., Rodzik J., Strzyż M., Terpiłowski S., Ziaja W. 2018. Physicogeographical mesoregions of Poland: verification and adjustment of boundaries on the basis of contemporary spatial data. Geographia Polonica 91,2: 143-170, DOI 10.7163/GPol.0115
Walker N.A. 1983. The uptake of inorganic carbon by aquatic plants. Plant Cell Environment 6: 323-328.
Witkowski A., Borówka R.K., Bąk M., Olas M., Lutyńska M., Wawrzyniak-Wydrowska B., Osadczuk A., Tomkowiak J. 2003. Zmiany środowiskowe w Zalewie Szczecińskim w późnym glacjale i holocenie w świetle analizy okrzemkowej. In: R.K. Borówka, A. Witkowski (eds) Człowiek i środowisko przyrodnicze Pomorza Zachodniego, II Środowisko abiotyczne. Szczecin, Oficyna InPlus: 36-41.
Witkowski A., Skowronek, A., Borówka, R., Osadczuk A. 2009. Lithogenesis and geochemistry of the Szczecin Lagoon’s sediments. Research Report for National Fund for Environmental Protection and Water Management, University of Szczecin.
