Základný výskum
VAJDA, Peter – FOROUGHI, Ismael – VANÍČEK, Petr – KINGDON, D. R. – SANTOS, Marcelo – SHENG, Michael – GOLI, Mehdi. Topographic gravimetric effects in earth sciences: Review of origin, significance and implications. In Earth-Science Reviews, 2020, vol. 211, art. no. 103428. (2019: 9.724 )
Prehľadová štúdia o pôvode, význame a dopade topografických účinkov v gravimetrických aplikáciách vo vedách o Zemi. Uvádzame veľkosti a priestorové charakteristiky týchto účinkov, diskutujeme o ich relevantnosti a dopadoch v štúdiách a aplikáciách z oblasti geodézie, geofyzikálnych štruktúrnych štúdií (prieskum a prospekcia) a v geodynamike so zameraním na sopečnú geodéziu.
PETRÍK, Igor – JANÁK, Marian – KLONOWSKA, Iwona – MAJKA, Jarosław – FROITZHEIM, Nikolaus – YOSHIDA, Kenji – SASINKOVÁ, Vlasta – KONEČNÝ, Patrik – VACULOVIČ, Tomáš. Monazite behaviour during metamorphic evolution of a diamond-bearing gneiss: a case study from the Seve Nappe Complex, Scandinavian Caledonides. In Journal of Petrology, 2019, vol. 60, no. 9, p. 1773-1796. (2018: 3.380)
Monazit, ako významný minerál pre datovanie metamorfných procesov, sme študovali z hľadiska jeho stability počas metamorfného vývoja ultravysokotlakových hornín (UHP). UHP monazit v príkrove Seve na lokalite Saxnäs vo Švédsku vystupuje v rovnováhe s diamantom a jeho vek 474 mil. rokov preto datuje ultravysokotlakovú metamorfózu ktorej podmienky dosiahli tlak 4.2 GPa a teplotu 830 – 840°C (Petrík et al. 2019). Monazit vzniká z allanitu počas ponorenia sa (subdukcie) zemskej kontinentálnej kôry do hĺbky viac ako 150 km a počas jej výstupu (dekompresie) sa monazit čiastočne roztaví a opäť vykryštalizuje pri chladnutí horniny. Analýza stopových prvkov preukázala negatívnu Eu anomáliu v UHP monazite ktorá je zdedená z chemického zloženia horniny a neznamená ekvilibráciu monazitu s plagioklasom pri nízkom tlaku ako tento jav býva zvyčajne interpretovaný. Tento výsledok poukazuje na významný vplyv chemického zloženia materskej horniny na chemizmus monazitu.
MÜLLER, Tamás – JURÍKOVÁ, Hana – GUTJAHR, M. – TOMAŠOVÝCH, Adam – SCHLŐGL, Ján – LIEBETRAU, V. – DUARTE, L. V. – MILOVSKÝ, Rastislav – SUAN, G. – MATTIOLI, Emanuela – PITTET, B. Ocean acidification during the early Toarcian extinction event: Evidence from boron isotopes in brachiopods. In Geology, 2020, vol. 48, no. 12, p. 1184-1188. (2019: 4.768 – IF).
MÜLLER, Tamás – KARANCZ, Szabina – MATTIOLI, Emanuela – MILOVSKÝ, Rastislav – PÁLFY, József – SCHLŐGL, Ján – SEGIT, T. – ŠIMO, Vladimír – TOMAŠOVÝCH, Adam. Assessing anoxia, recovery and carbonate production setback in a hemipelagic Tethyan basin during the Toarcian Oceanic Anoxic Event (Western Carpathians). In Global and planetary change, 2020, vol. 195, art. no. 103366. (2019: 4.448 – IF).
Na konci pliensbachu a počas raného toarku (počas spodnej jury) došlo k rozsiahlej vulkanickej aktivite (zdrojom bola provincia Karoo-Ferrar v južnej Afrike a Antarktíde). Uvoľnenie veľkého množstva CO2 do atmosféry viedlo k náhlemu otepleniu a zanechalo dve významné negatívne δ13C anomálie v stratigrafickom zázname na globálnej úrovni. Tieto dve udalosti boli spojené s významným poklesom karbonátovej produkcie, s kolapsom tropických rífov, rozsiahlou anoxiou, a vymieraním bentických a planktonických organizmov. Jednou z hypotéz ktorá vysvetľuje toto vymieranie je acidifikácia morskej vody. Účinok acidifikácie na vymieranie počas tohto obdobia ale nikdy nebol priamo testovaný. V publikácii ktorá vyšla v časopise Geology sme priamo kvantifikovali pH morskej vody a jej saturáciu vzhľadom ku kalcitu a aragonitu s pomocou izotopov bóru δ11B meraných zo schránok ramenonožcov (brachiopodov) na profile v Luzitánskej panve v Portugalsku. Obidva časové intervaly (neskorý pliensbach a raný toark) vykazujú na tomto profile výrazný pokles v δ11B a tak potvrdzujú zníženie v pH morskej vody. Tieto negatívne hodnoty v δ11B tiež korelujú s poklesom karbonátovej produkcie a s poklesom veľkosti vápnitého nanoplanktónu na tom istom profile. V druhej publikácii ktorá vyšla v časopise Global and Planetary Change sme skúmali rovnakú udalosť v Západných Karpatoch.
Aplikačný typ
ONDERKA, Milan – PECHO, Jozef, RNDr. – NEJEDLÍK, Pavol. On how rainfall characteristics affect the sizing of rain barrels in Slovakia. In Journal of Hydrology : Regional Studies, 2020, vol. 32, article number100747. (2019: 3.645 – IF)
Príspevok analyzuje priestorovú variabilitu atmosférických zrážok z pohľadu malých vodozádržných projektov. Prívalové dažde a obdobia dlhotrvajúceho sucha sú čoraz intenzívnejšie a častejšie sa vyskytujúce javy aj na Slovenku. Zavádzanie opatrení na zachytávanie zrážkovej vody môže aspoň čiastočne zredukovať a spomaliť odtok vody zo spevnených plôch ako sú napríklad strechy a parkoviská, a zároveň pozitívne ovplyvniť mestskú mikroklímu hlavne počas horúcich letných dní. V našej nedávnej štúdii (https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2020.100747) sme sa zaoberali analýzou atmosférických zrážok v podmienkach Slovenska pre účely dimenzovania kapacít zberných nádob na zrážkovú vodu v bežných domácnostiach. Pomocou nami publikovaných údajov o štatistike dažďových epizód a modelovania si majiteľ domu dokáže odhadnúť optimálny objem nádrže na zrážkovú vodu pre konkrétnu lokalitu, zvolenú záchytnú plochu strechy a požiadavku na spotrebu vody.
LUKASOVÁ, Veronika – VIDO, Jaroslav – ŠKVARENINOVÁ, Jana – BIČÁROVÁ, Svetlana – HLAVATÁ, Helena – BORSÁNYI, Peter – ŠKVARENINA, Jaroslav**. Autumn phenological response of european beech to summer drought and heat. In Water, 2020, vol. 12, no. 9, article number 2610. (2019: 2.544 – IF).
Zmeny v teplotných režimoch a režimoch zrážok, ktoré prináša klimatická zmena ovplyvňujú ekosystémy na celom svete. Použitím údajov z fenologických a meteorologických pozorovaní z obdobia 1996–2018 sme analyzovali zmeny v nástupe žltnutia listov buka lesného (Fagus sylvatica, L.) ako prirodzenej dreviny európskych lesov. Na začiatku skúmaného obdobia dochádzalo vďaka priaznivým klimatickým podmienkam k najneskoršiemu žltnutiu lístia v nízkych nadmorských výškach, avšak v poslednom desaťročí začínalo žltnutie listov v rovnakom čase v stredných aj nízkych nadmorských výškach, a v niektorých rokoch v stredných dokonca neskôr ako v nízkych. Súčasný nárast teploty a zrážok v letnom období tak prospieva rastu väčšiny bukových porastov v stredných a vyšších nadmorských výškach, kde bol zaznamenaný významný trend smerom k neskoršiemu žltnutiu lístia. Naopak, v nízkych nadmorských výškach sme zistili negatívny vplyv sucha vyskytujúceho sa v čase pred začiatkom žltnutia, čo spôsobuje jeho skorší nástup. Uvedené naznačuje, že meteorologické sucho na územiach s nižšími zrážkami a vyššie požiadavky prostredia na evapotranspiráciu v otepľujúcej sa klíme vedú k skoršiemu začiatku žltnutia listov u buka, a teda skoršiemu ukončeniu vegetačného obdobia. Naviac, prvé náznaky nastupujúceho negatívneho vplyvu sucha boli zistené už aj v stredných nadmorských výškach na stanovištiach s nižším ročným úhrnom zrážok (menej ako 700 mm). V nasledujúcich desaťročiach očakávame, že pokračujúci trend otepľovania v letných mesiacoch povedie k neustálemu nárastu evapotranspirácie, a tým k ďalšiemu zosilňovaniu sucha, ktoré bude limitovať trvanie vegetačného obdobia buka lesného tak v nízkych ako aj v stredných nadmorských výškach.
BEZÁK, Vladimír – PEK, Josef – VOZÁR, Ján – MAJCIN, Dušan – BIELIK, Miroslav – TOMEK, Čestmír. Geoelectrically distinct zones in the crust of the Western Carpathians: A consequence of Neogene strike-slip tectonics. In Geologica Carpathica, 2020, vol. 71, no. 1, p. 14-23. (2019: 1.535 – IF).
Na základe magnetotelurického modelovania a ďalších geofyzikálnych metód (seizmických, gravimetrických, sčasti geotermických) boli identifikované výrazné rozhrania v kôre Západných Karpát. Ide o strmo uklonené tektonické rozhrania, na ktorých sa stýkajú bloky kôry s odlišnými fyzikálnymi vlastnosťami a teda aj odlišným geologickým zložením. Rozhrania predstavujú väčšinou neogénne transformné strižné zóny, i keď u niektorých mohlo byť založenie aj staršie. Tieto tektonické zóny oddeľujú jednak Európsku platformu s presunutými jednotkami vonkajšieho flyša od vnútorných Západných Karpát a jednak čiastkové bloky vnútri Západných Karpát (severný granitizovaný blok, stredný tvorený prevažne metamorfitmi a južný alterovaný mladými vulkanickými a hydrotermálnymi procesmi).
Medzinárodné vedecké projekty
TOMAŠOVÝCH, Adam – ALBANO, Paolo G. – FUKSI, Tomáš – GALLMETZER, Ivo – HASELMAIR, Alexandra – KOWALEWSKI, Michał – NAWROT, Rafał – NERLOVIĆ, Vedrana – SCARPONI, Daniele – ZUSCHIN, Martin. Ecological regime shift preserved in the Anthropocene stratigraphic record. In Proceedings of the Royal Society : B – Biological Sciences, 2020, vol. 287, no. 1929, art. no. 20200695. (2019: 4.637 – IF).
Príspevok skúma účinky eutrofizácie na zloženie bentických ekosystémov počas holocénu-antropocénu v Jadranskom mori. Predpokladá sa že fosílny záznam kontinentálnych šelfov je neúplný a má väčšinou nízke stratigrafické rozlíšenie (jednotlivé vrstvy sú časovo spriemerované na tisícročia a viac), takže výrazné a náhle ekologické zmeny prebiehajúce počas niekoľkých rokov alebo desaťročí nie je možné v stratigrafickom zázname sledovať. V našom projekte sme ale zistili, že najmladší (antropocénny) stratigrafický záznam v severnej časti Jadranského mora má pomerne vysoké stratigrafické rozlíšenie až na úrovni desaťročí (na úrovni 5 cm hrubých vrstiev). Ďalej sme zistili, že dvoj- až trojnásobný nárast vo veľkosti schránok lastúrnikov Corbula gibba počas antropocénu nemá precedens v celom holocénnom zázname. Väčšia veľkosť lastúrnikov sa časovo zhoduje so zvýšenou frekvenciou udalostí so zníženými koncentráciami kyslíka pri morskom dne počas druhej polovice 20. storočia. Zvýšená frekvencia takýchto hypoxických eventov je zároveň spojená s poklesom hĺbky premiešania sedimentov (hlavne kôrovcami) z viac ako 50 cm na menej ako 20 cm. Táto zmena v bioturbácii tak umožňuje vysoké stratigrafické rozlíšenie antropocénneho stratigrafického záznamu pretože bez poklesu bioturbácie by stratigrafické rozlíšenie bolo vo vrtoch stále nízke, aj na miestach s vysokou rýchlosťou sedimentácie.
VOZÁR, Ján – JONES, Alan G. – CAMPANYA, Joan – YEOMANS, Chris – MULLER, Mark R. – PASQUALI, Riccardo. A geothermal aquifer in the dilation zones on the southern margin of the Dublin Basin. In Geophysical Journal International, 2020, vol. 220, issue 3, p.1717-1734. (2019: 2.574 – IF).
Geoelektrické obrazy podpovrchovej vodivosti boli odvodené na základe magnetotelurických (MT) dát z oblasti Newcastle neďaleko Dublinu v Írsku na odhad geotermálneho potenciálu. Modely vodivosti a ich interpretácia s existujúcimi seizmickými profilmi a informáciami z vrtov v oblasti ukazujú, že zóna zlomu Blackrock – Newcastle (BNF) je na modeloch viditeľná ako vodivý prvok až do hĺbky 4 km. Skúmanú oblasť pod Newcastlom je možné rozdeliť na dve domény rôznych hĺbok, ktoré majú podobu hĺbkových zón. V prvej zóne, od povrchu do 1–2 km, dominujú SV – JZ orientované vodiče spojené s plytkými poruchami alebo vrásami pravdepodobne obsahujúcimi menej slané fluidá. Vodiče prechádzajú cez povrchovú stopu BNF. Druhú hĺbkovú doménu je možné identifikovať pre hĺbky 2–4 km, kde sú štruktúry orientované pozdĺž BNF a pozorovaná vodivosť je nižšia. Hlbšie vodivé vrstvy sa interpretujú ako horniny obsahujúce geotermálne fluidá. Odhady porozity a permeability založené na litologických dátach z vrtu naznačujú geotermálny potenciál podložia produkovať teplú vodu pre povrchový odber. Odhad priepustnosti hornín pre tekutín na základe Archieho zákona pre porézne štruktúry a syntetických štúdií zlomových zón naznačuje priepustnosť v rozmedzí, ktoré je perspektívne pre využitie geotermálnej energie.
BROSKA, Igor – SVOJTKA, Martin. Early Carboniferous successive I/S granite magmatism recorded in the Malá Fatra Mountains by LA-ICP-MS zircon dating (Western Carpathians). In Geologica Carpathica, 2020, vol. 71, no. 5, p. 391-401. (2019: 1.535 – IF)
Datovania granitov urobené na základe kooperácie v Geologickom ústave Akadémie věd ČR dokladujú, že v Malej Fatre etapovite vznikli granity v rozpätí 11 miliónov rokov (od 353 mil. po 342 mil. rokov). Vniknutie horúceho granitového telesa do vrchnej kôry Zeme pred 342 miliónmi rokov svojou teplotou ovplyvnilo staršie granity, čo je ilustrované vznikom novotvorených lemov zirkónov na ich starších jadrách.
