Số liệu về hợp chất hữu cơ trầm tích hồ Washington, Washington, Mỹ

C xác định bởi Horie (1971 ).

10.8.4Số liệu về hợp chất hữu cơ trầm tích hồ Washington, Washington, Mỹ

29 B trên hình 10.31, ở độ sâu 6,4m của lỗ khoan Giá trị CPI lớn (Bray vμ Evans,

10.8.4Số liệu về hợp chất hữu cơ trầm tích hồ Washington, Washington, Mỹ

Washington, Mỹ

Hồ Washington đ‡ợc bao quanh bởi Seattle, Washington, thủ đô của n‡ớc Mĩ. Nó lμ hồ rộng (diện tích mặt lμ 87,6 kmP

2

P

) vμ sâu (độ sâu cực đại lμ 60m) hơn hồ Greifensee, nh‡ng cũng giống nh‡ hồ Greifensee, nó cũng chịu tác động mạnh mẽ bởi các hoạt động của con ng‡ời.

Hồ thuộc loại hồ giμu dinh d‡ỡng trong những năm 1950 vμ đầu những năm 1960. Các hoạt động của hồ sau đó đã giảm xuống nh‡ lμ kết quả của việc điều khiển nguồn dinh d‡ỡng vμo hồ vμ sự thay đổi n‡ớc trong hồ. Một lỗ khoan 11m xuống trầm tích ở phía bắc hồ Washington chứa một vμi lớp với các loại hạt có kích th‡ớc khác nhau, trong đó lớp sét trầm tích ở thời kỳ hồ đóng băng có độ dμy 1,5 m. Thμnh phần phấn hoa vμ lignin ghi lại các loại thực vật có trên l‡u vực hồ thời kỳ tr‡ớc đóng băng có tuổi lμ 14 Ky (Hedge, 1982; Leopold, 1982).

Thμnh phần phấn hoa cho thấy sự chiếm ‡u thế của rừng thông ban đầu đã bị thay thế ở tuổi trầm tích 10 Kya bởi hỗn hợp cây tổng quán sủi vμ d‡ơng xỉ (Hình 10.32). Từ tuổi 7 Kya sự chiếm ‡u thế của phấn hoa cây tuyết tùng đỏ ở phía tây ghi lại thời kỳ khí hậu lạnh hơn vμ ẩm ‡ớt hơn.

Vấn đề gặp phải với việc xây dựng lại lịch sử khí hậu hồ lμ phấn hoa có thể dễ dμng vận chuyển bởi gió từ khu vực ở cách xa nơi đó. Phần d‡ của lignin đ‡ợc chứa trong các mảnh vụn cây đ‡ợc n‡ớc vận chuyển, vμ do đó chúng ghi lại tốt hơn về điều kiện khu vực hồ hơn lμ ở vị trí cách đó rất xa.

Sự kế tiếp của l‡u vực có thể giải thích từ các thμnh phần lignin của trầm tích hồ Washington nhìn chung phù hợp với kết quả xây dựng lại diễn biến điều kiện hồ từ phấn hoa, ngoại trừ thời gian chiếm ‡u thế bởi rừng thông. Chuỗi bốn loại l‡u vực khác nhau đã ghi lại các thay đổi về thμnh phần của các phenol có nguồn gốc từ lignin. Trong một lỗ khoan cơ bản, chỉ số S/V thấp vμ

C/V cao (Hình 10.32) do sự đóng góp xấp xỉ bằng nhau của mô cây hạt trần có gỗ vμ không có gỗ (các loại cây có quả hình nón vμ cây d‡ơng xỉ) (Hegde, 1982).

Hình 10.32:Địa tầng học về phấn hoa thời kỳ tr‡ớc đóng băng vμ các vật liệu cung cấp hợp chất lignin chứa phenol ở độ sâu trầm tích khác nhau hồ Washington. Lamđa đại diện cho tổng l‡ợng lignin chứa phenol trên 100mg cacbon hữu cơ; S/V vμ C/V lần l‡ợt lμ các tỉ số syringl vμ cinnamyl phenol so với vanillyl phenol. Dấu hiệu của phấn hoa vμ lignin của thực vật trên l‡u vực có sự phù hợp tốt, ngoại trừ trong khoảng 10 vμ 8m, trong đó phấn hoa cây thông đ‡ợc vận chuyển bằng đ‡ờng hμng không cũng xuất hiện trong số liệu ở lỗ khoan trầm tích (Theo Hedges vμ Leôpld 1982).

Hμm l‡ợng thấp của tổng l‡ợng phenol có nguồn gốc từ lignin so với cacbon hữu cơ cho thấy giá trị đầu vμo thấp của các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ cây sống trên đất đã xảy ra ở thời gian nμy. Trái lại, giá trị C/N lại nằm trong khoảng từ 11 đến 15 trong toμn bộ lỗ khoan, vμ cho thấy rằng có sự đóng góp xấp xỉ của các vật chất trong đất vμ từ tảo. Giá trị những tỉ số nμy nhỏ hơn tỉ số nμy của lignin.

ở độ sâu giữa 10 vμ 8 m chỉ số S/V vμ C/V cao đã ghi lại sự chiếm ‡u thế của mô cây hạt kín không có gỗ, có lẽ bắt nguồn từ các loại cỏ trên cạn vμ d‡ới đầm lầy. Việc xây dựng lại nguồn thực vật ban đầu từ lignin trong giai đoạn nμy trái ng‡ợc với số liệu phấn hoa, đã dẫn Leopold vμ các đồng nghiệp đi đến kết luận lμ sự chiếm ‡u thế của phấn hoa cây thông lμ do gió vận chuyển tới từ các vùng ở ngoμi l‡u vực. Chỉ số S/V cao vμ C/V thấp ở độ sâu 7 - 4 m cho thấy đóng góp lớn của các cây hạt kín có gỗ vμ kết luận nμy phù hợp với sự d‡ thừa phấn hoa cây tổng quán sủi ( Hình 10.32).

Sự giảm tỉ số S/V trong khi tỉ số C/V giữ không đổi từ độ sâu 4 m đến trên mặt cho thấy sự thay thế dần cây rụng lá theo mùa bằng cây có quả hình nón. Khẳng định nμy cũng phù hợp với việc xây dựng lại diễn biến lịch sử trầm tích hồ từ phấn hoa của cây.

Các hyđrocacbon lấy ở một lỗ khoan gần trung tâm hồ Washington đã ghi lại những thay đổi về môi tr‡ờng đã tác động lên nguồn gốc hợp chất hữu cơ. Sự lμm giμu dinh d‡ỡng hồ trong thời gian gần đây vμ việc xuất hiện của phần d‡ dầu lửa chảy vμo hồ lμ đ‡ợc chứng minh bằng phân phối của các hyđrocacbon béo (Hình 10.10). Việc chặt phá rừng trên l‡u vực trong suốt thế kỷ qua đã đ‡ợc ghi lại bởi giá trị đỉnh của các hyđrocacbon thơm nhiều vòng (Hình 10.33). Hyđrocacbon thơm nhiều vòng (PAH) thuộc họ diterpenoid có nguồn gốc từ axit

abietic (Hình 10.19), một thμnh phần th‡ờng thấy trong nhựa các cây có quả hình nón (Simoneit, 1977).

Hình 10.33:Hμm l‡ợng của ba sản phẩm hyđrocacbon thơm nhiều vòng trong trầm tích hồ Washington. Perylene đ‡ợc hình thμnh từ từ trong trầm tích cho đến khi nguồn vật liệu ban đầu không rõ nguồn gốc của nó hết đi. Retene đ‡ợc hình thμnh từ axit abietic, một thμnh phần của sáp cây có quả hình nón, vμ các hyđrocacbon piecene vμ chrysene đ‡ợc hình thμnh từ aminrin, đ‡ợc tìm thấy trong vỏ cây hình nón. Những chặt phá rừng qui mô lớn đí tăng c‡ờng nguồn cây hình nón đầu vμo cho các hyđrocacbon trên (Theo Wakeham 1980).

Việc tăng c‡ờng hoạt động sói mòn đất trong quá trình đốn hạ các cây quả hình nón bao phủ l‡u vực hồ Washington từ đầu những năm 1900 đã buộc axit abietic chảy xuống trầm tích hồ (Wakeham, 1980). Sự biến đổi của một vμi hyđrocacbon thơm nhiều vòng thuộc họ triterpenoid theo độ sâu cũng giống nh‡ của retene (Hình 10.33).

Có lẽ nguồn gốc ban đầu của những PAH nμy lμ D-amirin vμ E-amirin (Hình 10.19), các chất tìm thấy trong vỏ cây có quả hình nón. Quá trình chặt đốn kết hợp với việc gia tăng hoạt động xói mòn các sản phẩm của rừng cũng đã lμm tăng diện phân phát nguồn gốc các hyđrocacbon thơm nhiều vòng xuống trầm tích hồ Washington.

Hμm l‡ợng của perylene-một hyđrocacbon thơm năm vòng biến đổi khác với bốn phân tử PHA có nguồn gốc từ cây có quả hình nón trên (Hình 10.33). Sự chậm chễ th‡ờng thấy trong các số liệu về trầm tích (Hình 10.17 vμ 10.18) giữa nguồn perylene bổ sung thêm vμ các sản phẩm biến đổi của PHA nμy cũng thấy trong trầm tích hồ Washington. Sự biến mất của một trong hai diễn biến tăng c‡ờng hoặc giảm bớt theo độ sâu cho thấy nguồn đầu vμo không xác định của các perylene tới trầm tích hồ Washington đã giữ không đổi trong 3000 năm qua.