Paleokörnyezet és paleoklimatológia Kutatócsoport

Kutatócsoport tagjai

Prof. Dr. Kovács János (vezető)
Dr. Szabó Péter
Dr. Újvári Gábor
Dr. Varga György
Dr. Kocsis László
Dr. Fábián Szabolcs Ákos
Dr. Varga Gábor
Dr. Németh Tibor
Farics Éva
Farkas Beáta
Balogh Richárd

A kutatócsoport paleoklimatológiai és a paleokörnyezeti vizsgálatokat végez különböző időskálákon, a negyedidőszaktól a prekvarter korokig, geokronológiai, geokémiai és paleontológiai multiproxy megközelítések alkalmazásával. Az interdiszciplináris kutatásainkat intézetünkön kívüli társ-kutatókkal szoros együttműködésben végezzük.

Pliocén – kora-pleisztocén kontinentális éghajlat és vegetáció Európában az emlősök fogzománcának stabil izotópösszetétele alapján.

Egyre nagyobb szükség van a kontinentális környezetből származó paleoklíma-felvételekre, hogy jobban megértsük az éghajlati változásokat az olyan kritikus időszakokban, mint a pliocén és a kora-pleisztocén. Ez a kutatási téma az emlősök fogzománcának oxigén- és szénizotóp-összetételére összpontosít Dél- és Közép-Európa pliocén és kora-pleisztocén időszakára vonatkozóan, hogy rekonstruálni lehessen a vegetáció térbeli eloszlását és időbeli változásait, valamint a csapadék oxigénizotóp-összetételét. A fosszilis emlősök fogainak szénizotóp-összetételei azt mutatják, hogy a vegetáció területi eloszlása nagyjából hasonló volt a maihoz a kora/késő-pliocén – kora-pleisztocén időszakban, a leginkább "zárt" vegetációval Közép- és Észak-Olaszországban, míg a nyílt mezikus gyepek vegetációs borítása rekonstruálható az Ibériai-félsziget, a Massif Central régió (Közép-Franciaország) és a Kárpát-medence esetében.

paleoklim 1 abra — A számított δ18Oppt(‰, VSMOW) és a számított átlagos δ13Cdiet,meq(‰, VPDB) értékek színinterpolált térképei az MN14-MN15 (A és C) és az MN16-17 (B és D) biozónákban. A δ18Oppt skálát Kohn és Cerling (2002) egyenletével, a δ13Cdiet,meq értékeket Passey et al. (2005) és Kohn (2010) egyenletei alapján számoltuk. A rekonstruált térkép fő adatforrásaként egy 5 Ma paleoDEM (Scotese és Wright, 2018) és a mozgásvektorok forgatási és geometriafájljait (PaleoAtlas V3, Scotese, 2016) használtuk.

Fontosabb publikációk

Szabó, P., Kovács, J., Kocsis, L., Vennemann, T., Domingo, L., Újvári, G., Halmai, Á., Pirkhoffer, E. & Codrea, V. (2022) Pliocene - Early Pleistocene continental climate and vegetation in Europe based on stable isotope compositions of mammal tooth enamel. Quaternary Science Reviews 288, 107572.

Kovács, J., Németh, K., Szabó, P., Kocsis, L., Kereszturi, G., Újvári, G., & Vennemann, T. (2020) Volcanism and paleoenvironment of the Pula maar complex: A Pliocene terrestrial fossil site in Central Europe (Hungary). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 537, 109398.

Szabó, P., Kocsis, L., Vennemann, T., Pandolfi, L., Kovács, J., Martinetto, E. & Demény, A. (2017) Pliocene-Early Pleistocene climatic trends in the Italian Peninsula based on stable oxygen and carbon isotope composition of rhinoceros and gomphothere tooth enamel. Quaternary Science Reviews 157, 52–65.

Kovács, J., Szabó, P., Kocsis, L., Vennemann, T., Sabol, M., Gasparik, M. & Virág, A. (2015) Pliocene and Early Pleistocene paleoenvironmental conditions in the Pannonian Basin (Hungary, Slovakia): stable isotope analyses of fossil proboscidean and perissodactyl teeth. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 440, 455–466.

Kárpát-medencei vörösagyagok többoldalú vizsgálata a származási környezet, az üledékképződés és kora, a késő-kainozoos klíma- és őskörnyezeti változások vonatkozásában

A Kárpát-medence elmúlt ötmillió évének éghajlata több egymással ellentétes jellegű hosszú távú klímaciklussal jellemezhető; száraz-meleg, csapadékos-meleg, majd a jégkorszakban hideg-száraz és melegebb-nedves szakaszok váltakozása határozta meg a térség éghajlati jellegét. A pliocén során (5-3 millió évvel ezelőtt) jobbára a mainál melegebb és részben csapadékosabb klíma uralkodott. Ebben az időben, a szárazabb szakaszokban főleg a szél szállította üledékek voltak dominánsak, melyek nagy vastagságban halmozódtak fel. Ezek a csapadékos-meleg szakaszokban erőteljes málláson estek át és agyagos üledékekké formálódtak. Ezek a vörös színű üledékek sok helyen aztán áthalmozódtak és különböző üregeket, repedéseket töltöttek ki a felszínen, majd ezekbe különböző emlős őslénymaradványok keveredtek. Ezeknek a vörös üledékeknek a pontos kora még tisztázatlan. A kutatás főleg arra irányul, hogy ezek az üledékek mikor és hogyan alakultak ki. A kutatásban, ezen a területen még kevésbe, vagy egyáltalán nem használt módszerekkel igyekszünk feltárni az üledékképződés korát és őskörnyezetét. A legfontosabb eredmény a pontos korhoz kötött paleohőmérséklet és a paleocsapadék meghatározása, számszerűsítése. Járulékos eredmény a paleovegetáció megismerése. Az ilyen jellegű kutatásoknak mindig nehéz megjósolni a felhasználási módját és területét társadalmi szempontból. Mind az izotópos, mind pedig az ásványtani vizsgálatok érdeklődésre tarthatnak számot az anyagtudományok és kémiatudományok terén. Az agyagásványok ismerete főleg a mérnök geológiában lehet fontos a földcsuszamlások értékelésében, melyek gyakran előfordulnak a Duna-mentén, főként vörösagyag rétegekhez kötődően.

vorosagyag uledekek — A Pannon-medence vörösagyag üledékeinek geokronológiai és rétegtani helyzete. A kronosztratigráfia Gibbard & Cohen (2008) alapján készült. T – Tarantiai, Paks LF – Paksi Lösz Formáció, BT – Beremendi Tagozat, TT – Tengelici Tagozat, Bva – fekü vörösagyag a Paksi LF-ból (Kretzoi 1987; Jámbor 1997; Schweitzer & Szöőr 1997; Koloszár 2004; Marsi & Koloszár 2004; Kovács et al. 2008 alapján). Ph – Paksi homokos talajkomplexum, PD1,2 – Paks dupla paleotalaj, MN 16 zóna – Európai Szárazföldi Emlős Mega Zóna MN 16 (nagyjából a piacenzai 3,6 és 2,588 millió év közt). Jelmagyarázat: I – lösz, II – homok, III – homokos-agyagos márga, IV – paleotalaj, V – (terra rossa)/vörösagyag, VI – bazalt/bentonit, VII – homokos agyag.

Fontosabb publikációk

Kovács, J., Újvári, G., Varga, G., Seelos, K., Szabó, P., Dezső, J. & Gammoudi, N. (2020) Plio-Pleistocene dust traps on paleokarst surfaces: a case study from the Carpathian Basin. Frontiers in Earth Science 8, 189, doi: 10.3389/feart.2020.00189.

Kovács, J., Farics, É., Szabó, P. & Sajó, I. (2020) Fe–Al phosphate microcrystals in pedogenic goethite pisoliths. Minerals 10, 357, doi.org/10.3390/min10040357.

Kovács, J., Raucsik, B., Varga, A., Újvári, G., Varga, Gy. & Ottner, F. (2013) Clay Mineralogy of Red Clay Deposits from the Central Carpathian Basin (Hungary): Implications for Plio/Pleistocene Chemical Weathering and Paleoclimate. Turkish Journal of Earth Sciences 22, 414–426.

Kovács J., Fábián, Sz.Á., Varga, G., Újvári, G., Varga, Gy. & Dezső, J. (2011) Plio-Pleistocene red clay deposits in the Pannonian basin: A review. Quaternary International 240, 35–43.

Pleisztocén periglaciális környezet a Pannon-medencében

Az utolsó eljegesedési maximum (Last Glacial Maximum; ca. 26–19 ka BP) idején Közép-Európa környezeti állapotát meghatározta a periglaciális jelleg. A kutatás célja, hogy multidiszciplináris módszerek segítségével vizsgáljuk a késő pleisztocén (elsősorban fagyhoz/talajfagyhoz kapcsolódó) környezeti változásokat a Pannon-medencében, továbbá közép-európai kontextusba helyezzük és értelmezzük a kapott eredményeket. Elsődleges környezetjelzőként a homokék-poligonokat, illetve az azokat kitöltő homokanyagot vizsgáljuk terepi és labor körülmények között. Immáron többszáz km²-en azonosítottunk műholdfelvételek, valamint drónfelvételek segítségével poligonális repedéshálózatokat az ország nyugati felében. A többszöri terepi munka során a homokék-kitöltésekből vett mintákat az egyetemen különböző laborvizsgálatoknak vetjük alá, úgymint szemcseméret-meghatározás, vagy éppen pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat. Kutatásunkban a földtudományok számos iránya megtalálható (térinformatika, üledékföldtan, geomorfológia), amelyben modern terepi és laboreszközök párosulnak egy nemzetközileg is kiemelkedő témával.

Homokekek, Csipkerek — Fagyási repedések. A. Homokék a Csipkereki lelőhelyen (kalapács a méretarányhoz = 0,4 m). B. Fagymintás talaj a Vanyarc régészeti ásatási helyszínén.

Fontosabb publikációk

Fábián, S. Á., Kovács, J., Varga, G., Sipos, G., Horváth, Z., Thamó-Bozsó, E., & Tóth, G. (2014). Distribution of relict permafrost features in the Pannonian Basin, Hungary. Boreas, 43(3), 722–732. https://doi.org/10.1111/bor.12046

Kovács, J., Fábián, S. Á., Schweitzer, F., & Varga, G. (2007). A relict sand-wedge polygon site in north-central Hungary. Permafrost and Periglacial Processes, 18(4), 379–384. https://doi.org/10.1002/ppp.600