Najvýznamnejšie vedecké výsledky 2024

Základný výskum

MYŠĽAN, Pavol – ŠTEVKO, Martin – MIKUŠ, Tomáš – VACULOVIČ, T. Mineralogy and genesis of sapphire in corundum-bearing xenoliths from the Miocene andesites in the Záhradné, Hubošovce and Vechec quarries in the Slanské vrchy Mountains (Slovakia). In Geologica Carpathica, 2024, vol. 75, no. 2, p. 117-131. (2023: 1 – IF, Q4 – JCR, 0.42 – SJR, Q2 – SJR). ISSN 1335-0552.
https://doi.org/10.31577/GeolCarp.2024.06

Nové výskyty kryštalických zafírov boli objavené v korundonosných xenolitoch v miocénnych andezitoch Slanských vrchov na východnom Slovensku. Tieto kryštály sa vyskytujú v xenolitoch zložených zo sľúd, pyroxénov, K-živcov, plagioklasov, hercynitu, ilmenitu a magnetitu v lomoch Záhradné a Hubošovce. Zafíry sa našli aj v kordieritických xenolitoch, ktoré pozostávajú z kordieritu, plagioklasu, sillimanitu, hercynitu a ilmenitu objavených v lome Vechec. Zafíry sú svetlomodrej až tmavomodrej farby so skleným až diamantovým leskom a pseudohexagonálnym tvarom. Kryštály majú veľkosť až 2 mm a často majú po svojich okrajoch trojuholníkové vzory. Chemická analýza ukázala, že zafíry sú väčšinovo zložené z Al₂O₃ (98.12–99.60 hm.%) so stopovými množstvami Fe, Ti, Cr, V, Mg a Ga, menej často aj Na, Ca, K, B a Li. Zafíry vznikli z metasedimentov bohatých na Al, ktoré boli začlenené do magmatického rezervoára, čo spôsobilo ich vysokoteplotnú transformáciu vhodnú na kryštalizáciu korundu.

---

BROSKA, Igor – PETRÍK, Igor – YI, Keewook – MAJKA, Jarosław – BARNES, Christopher – VOJTKO, Rastislav – MADARÁS, Ján – KURYLO, Sergiy – KUBIŠ, Michal. Alpine stacking of two Variscan granite blocks recognised from mineral stabilities, age and structural data (Western Carpathians). In Chemical Geology, 2024, vol. 648, art. no. 121959. (2023: 3.6 – IF, Q1 – JCR, 1.506 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0009-2541.
https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.121959

Mineralogicko-petrologická analýza spolu s tektonickými meraniami, viedli v pohorí Tribeč k zisteniu, že žulové teleso, ktoré vzniklo pred cca 355 miliónmi rokov počas variskej orogenézy a tvorí hlavnú geologickú štruktúru kryštalického masívu Tribča, je podľa najnovších výskumov zložené z dvoch navzájom cez seba presunutých častí, pričom presun sa udial v období alpínskeho orogénu, pred cca 80 miliónmi rokov. Spodný žulový blok, je súčasťou tektonickej jednotky tatrika a nebol alpínsky premenený. Vrchný žulový blok, priradený k fatriku, bol intenzívne alpínsky deformovaný a premenený pri teplotách 450 –500 °C a tlaku 750 – 800 MPa. Geometria vzájomného presunu oboch žulových telies poukazuje na plochý tektonický násun smerom na severovýchod pod uhlom asi 20-30°.  Dva identifikované varíske granitové bloky v dnešnom Tribči pri alpínskom skracovaní priestoru vytvorili granitový duplex a ide o prvú takúto identifikovanú štruktúru na Slovensku. Zistená prítomnosť fatrickej jednotky v Tribči vysvetľuje aj mnohé metalogenetické a mineralogické tribečské problémy, napríklad prítomnosť minerálov alpských žíl alebo prítomnosť masívnych kremenných žíl, ktoré boli v minulosti dobývané za účelom získavania sklárskych surovín.

---

BEZÁK, Vladimír – ONDRÁŠOVÁ, Lenka – VOZÁR, Ján – ORYŃSKI, Szymon – MADZIN, Jozef – MAJCIN, Dušan – KLANICA, Radek – BILČÍK, Dušan. Traces of collisional and transtensional processes between the Carpathia and the European platform in the geoelectric image (NE Slovakia and SE Poland). In Acta Geophysica, 2024, vol. 72 no. 5, p. 3037-3050. (2023: 2 – IF, Q2 – JCR, 0.455 – SJR, Q2 – SJR). ISSN 1895-6572.
https://doi.org/10.1007/s11600-023-01239-6

Súčasťou systematického výskumu hlbšej stavby Slovenska magnetotelurickou (MT) metódou je aj MT profil v severovýchodnej časti Slovenska od Levočských vrchov cez bradlové pásmo do flyšového pásma. Profil zasahuje až na poľské územie a bol meraný spolu s   pracovníkmi Poľskej akadémie vied. Cieľom bolo objasniť hlbšie štruktúry na styku vnútrokarpatského bloku (použitý názov Karpatia) a európskej platformy v tejto oblasti. MT model pozdĺž profilu priniesol zaujímavé výsledky, ktoré signalizujú nahradenie pôvodnej subdukčno – kolíznej štruktúry sprevádzanej násunmi flyšových príkrovov transpresnou a potom transtenznou tektonikou na strmých zlomoch. Preto dnes je kontakt Karpatie a európskej platformy sprostredkovaný hlbokou vertikálnou karpatskou vodivostnou zónou.

---

Aplikačný typ

ZAHOREC, Pavol – PAPČO, Juraj – NOGOVÁ, Ema – PAŠTEKA, Dušan. Vertical gravity gradient in
volcano monitoring – In situ measured or theoretical? (Campi Flegrei study). In Journal of Volcanology and Geothermal Research, 2024, vol. 455, article number 108184. (2023: 2.4 – IF, Q2 – JCR, 1.02 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0377-0273.
https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2024.108184

Campi Flegrei v južnej časti Talianska pri Neapole, patrí k najnebezpečnejším sopečným regiónom na svete. Oblasti sa začala venovať zvýšená pozornosť na začiatku 80. rokov, keď medzi rokmi 1982 a 1984 sa pozorovala výrazná výšková deformácia dosahujúca 160 cm so stredom v Pozzuoli. Gravimetria hrá dôležitú úlohu pri monitorovaní aktívnych sopečných oblastí. V závislosti od veľkosti deformácie môžu byť merané zmeny gravitácie vyvolané povrchovou deformáciou výrazne vyššie ako zmeny vyvolané hmotami spôsobenými vnútornými procesmi, ktoré sú predmetom záujmu. Gravimetrické merania musia byť preto správne opravené o výškové zmeny, pričom musí byť použitý vhodný vertikálny tiažový gradient. Modeloval sa vplyv blízkej topografie na vertikálny gradient a následne sa overovali výsledky modelovania in situ meraniami. Výsledky potvrdili, že doteraz zaužívaná hodnota vertikálneho tiažového gradientu v tejto oblasti je nesprávna a bolo navrhnuté používať inú hodnotu – tzv. teoretický gradient.

---

ONDERKA, Milan – PECHO, Jozef – SZOLGAY, Ján – KOHNOVÁ, Silvia – GARAJ, Marcel – MIKULOVÁ, Katarína – VARŠOVÁ, Svetlana – LUKASOVÁ, Veronika – VÝLETA, Roman – RUTKOWSKA, Agnieszka. Applying a time-varying GEV distribution to correct bias in rainfall quantiles derived from regional climate models. In Journal of Hydrology and Hydromechanics, 2024, vol. 72, no. 4, p. 499-512. (2023: 2.3 –
IF, Q3 – JCR, 0.524 – SJR, Q2 – SJR). ISSN 1338-4333.
https://doi.org/10.2478/johh-2024-0025

Prebiehajúce otepľovanie klímy je sprevádzané nárastom extrémnych hydrometeorologických javov vo väčšine regiónov sveta, pričom tento nárast bude zrejme pokračovať a ovplyvní frekvenciu a intenzitu extrémnych atmosférických zrážok. Práca opisuje novú techniku korekcie systematických chýb (biasu) regionálnych klimatických modelov v nestacionárnom režime. Táto technika umožňuje korigovať bias v tzv. horných chvostoch generalizovaného rozdelenia extrémnych hodnôt (GEV), pričom zachováva trend vývoja extrémoch zrážok. Koncept nestacionárnej korekcie biasu je demonštrovaný na prípadovej štúdii, v ktorej sa použili štyri regionálne klimatické modely (RCMs) z EURO-CORDEX na odhad budúcich kvantilov atmosférických zrážok. Na korekciu biasu v historických simuláciách týchto modelov boli použité historické pozorovania zo staničnej siete Slovenského hydrometeorologického ústavu (SHMÚ). Priemerná relatívna zmena kvantilov zrážok medzi historickým obdobím 1991–2021 a časovým horizontom roku 2080 bola 13,5 % (sd 2,9 %) pre dobu opakovania 2 roky a 5,5 % (sd 1,1 %) a 4,8 % (sd 1 %) pre dobu opakovania 50 a 100 rokov.

---

VAJDA, Peter – BÓDI, Jozef – CAMACHO, Antonio G. – FERNÁNDEZ, José – PAŠTEKA, Roman – ZAHOREC, Pavol – PAPČO, Juraj. Gravimetric inversion based on model exploration with growing source bodies (Growth) in diverse earth science disciplines. In AIMS Mathematics, 2024, vol. 9, no. 5, p. 11735-11761. (2023: 1.8 – IF, Q1 – JCR, 0.456 – SJR, Q2 – SJR). ISSN 2473-6988.
https://doi.org/10.3934/math.2024575

CAMACHO, Antonio G. – VAJDA, Peter – FERNÁNDEZ, José. GROWTH-23: An integrated code for inversion of complete Bouguer gravity anomaly or temporal gravity changes. In Computers and Geosciences, 2024, vol. 182, jan, art.no. 105495. (2023: 4.2 – IF, Q1 – JCR, 1.129 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0098-3004.
https://doi.org/10.1016/j.cageo.2023.105495

Softvérové nástroje na inverziu časovopriestorových zmien tiaže GROWTH-dg a úplných Bouguerových anomálií GROWTH-3 sa integrovali do jedného softvérového balíka na inverziu gravitačných dát GROWTH-23 s vylepšenou funkcionalitou, ktorý je k dispozícii vedeckej komunite ako open access (freeware) a open source. Na základe viacerých prípadových štúdií bola preukázaná aplikovateľnosť tohto nástroja na riešenie obrátenej úlohy gravimetrie vo viacerých geovedných disciplínach, akými sú sopečná gravimetria, archeologický prieskum zameraný na vyhľadávanie krýpt a zasypaných základov historických stavieb s využitím mikrogravimetrie, detekciu dutín v krasových, banských a urbánnych oblastiach spojených s rizikom tvorby prepadlísk. Prínosy, výhody a obmedzenia inverznej metodiky Growth boli ilustrované na prípadovej štúdii detekcie krýpt v Bazilike sv. Mikuláša v Trnave, prípadovej štúdii detekcie potenciálneho prepadliska nad uhoľnou baňou Wolfsberg v Rakúsku, a na prípadovej štúdii sopečného nepokoja na ostrove Tenerife v rokoch 2004–2005. 

---

Výsledky na báze medzinárodnej spolupráce

JANÁK, Marian – BORGHINI, Alessia – KLONOWSKA, Iwona – YOSHIDA, Kenta – DUJNIČ, Viera – KURYLO, Sergiy – FROITZHEIM, Nikolaus – PETRÍK, Igor – MAJKA, Jaroslaw. Metamorphism and Partial Melting at UHP Conditions Revealed by Microdiamonds and Melt Inclusions in Metapelitic Gneiss from Heia, Arctic Caledonides, Norway. In Journal of Petrology, 2024, vol. 65, no 11, egae114. (2023: 3.5 – IF, Q1 – JCR, 1.976 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0022-3530.
https://doi.org/10.1093/petrology/egae114

Koexistencia taveniny a multifázových fluidných inklúzií obsahujúcich mikrodiamantyje dôkazom nemiešateľnosti fluidnej fázy a taveniny v ultravysokotlakových horninách. Výsledkom štúdia metapelitických rúl z oblasti Heia v arktických kaledonidách Nórska je zistenie prítomnosti mikrodiamantov v polyfázových fluidných inklúziach  a taveninových inklúzií granitového zloženia (tzv. nanogranitov) v granáte, čo je jedným z prvých nálezov. Tieto inklúzie sú prejavom metamorfózy a parciálneho tavenia pri ultravysokotlakových P-T podmienkach ktoré dosiahli minimálne3.7-3.8 GPa a 840-870°C, kedy diamant kryštalizoval z C-O-H fluidu a zároveň vznikala aj tavenina.

---

TOMAŠOVÝCH, Adam – KOWALEWSKI, Michał – NAWROT, Rafał – SCARPONI, Daniele – ZUSCHIN, Martin. Abundance-diversity relationship as a unique signature of temporal scaling in the fossil record. In
Ecology Letters, 2024, vol. 27, no. 7, art. no. e14470. (2023: 7.6 – IF, Q1 – JCR, 4.497 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 1461-023X.
https://doi.org/10.1111/ele.14470

Biodiverzita vo fosílnom zázname sa zvyšuje s časovým spriemerovaním vzoriek (napr. v dôsledku klesajúcej rýchlosti sedimentácie). Tento účinok má kľúčový vplyv na paleoekologické analýzy, keďže časové spriemerovanie fosílnych akumulácií sa rôzni v rámci niekoľkých rádov, od rokov a desaťročí až po niekoľko tisíc rokov. Tento účinok zvýši nielen celkovú početnosť fosílnych schránok  ale zároveň potláča ich druhovú dominanciu. Na základe analýzy viac ako 400 holocénnych akumulácií so subfosílnymi mäkkýšmi v Jadranskom mori bolo potvrdené, že tento (tzv. ADR) vzťah je naozaj pozitívny. Naopak, ADR vzťah je negatívny pri časovo-nespriemerovaných súčasných spoločenstvách mäkkýšov. Pozitívne hodnoty ADR pozorované na fosílnych akumuláciach sa však strácajú, ak je tento vzťah podmienený rýchlosťou sedimentácie. Toto zistenie naznačuje, že vysoká biodiverzita akumulácií ktoré vznikali pri pomalej sedimentácii, je nafúknutá voči diverzite pôvodných ekosystémov. Účinky časového spriemerovania na diverzitu sú obzvlášť významné v hlbších prostrediach a preto ich nemožno pri paleoekologických analýzach diverzity zanedbať.

---

PETRÍK, Igor – JANÁK, Marian – FINGER, Friedrich – KURYLO, Sergiy – KONEČNÝ, Patrik – VACULOVIČ, T. Ordovician (Cenerian) metamorphism in the Western Carpathians: Evidence from EMP monazite dating of polymetamorphosed granitoids in the Veporic unit, Slovakia. In Lithos, 2024, vol. 476-477, art.
no. 107600. (2023: 2.9 – IF, Q1 – JCR, 1.491 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0024-4937.
https://doi.org/10.1016/j.lithos.2024.107600

Severne od Heľpy (veporická časť Nízkych Tatier) sa našiel a identifikoval zvláštny typ metamorfovaného granitu. Podrobné petrologické štúdium ukázalo, že popri primárnych magmatických mineráloch, obsahuje aj najmenej tri generácie metamorfných minerálov (granáty, kyanit, rutil, monazit). Metagranit zaznamenal viacero metamorfných udalostí, čo znamená, že musí mať vysoký vek. Datovanie jedného z metamorfných minerálov – monazitu (CePO₄ obsahujúci Th a U) naozaj ukázalo, že jeho podstatná časť vznikla pred 485 miliónmi rokov (čenerský metamorfizmus, ordovik), ale minerál zaznamenal aj mladšiu (varísku) udalosť (360-380 mil. r.). Najstaršie jadrá monazitu majú vek 520-580 miliónov rokov (obr. 1). Príbuzné asociované granity zachytili tiež najmladšiu (alpínsku) udalosť (ca. 100 mil. rokov). Datovanie monazitu potvrdilo staršie existujúce údaje z datovania zirkónu, že metagranit z Heľpy patrí medzi najstaršie známe horniny Západných Karpát (Slovenska). Výpočty teplotných a tlakových podmienok (obr. 2) ordovického metamorfizmu ukázali, že dosiahli ca 600 °C a tlak 6 kbarov. Možná interpretácia je, že metagranit je súčasťou ordovickej subdukčno-akrečnej prizmy, potenciálneho zdroja nasledujúceho varískeho granitového magmatizmu.