Załącznik 2 Strona 1 AUTOREFERAT 1. Imię i nazwisko: Wojciech Tylmann 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/ artystyczne z podaniem nazwy, miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej 2005 Dyplom ukończenia studiów podyplomowych Methods of Absolute Dating and Applications, Politechnika Śląska, Wydział Matematyczno- Fizyczny, praca dyplomowa pt. Applications of 210 Pb in lake sedimentary processes investigation. 2003 Doktor nauk o Ziemi w zakresie geografii, Uniwersytet Gdański, Wydział Biologii, Geografii i Oceanologii, praca doktorska pt. Zapis zmian antropogenicznych we współczesnych osadach dennych jezior Gdańska, promotor Prof. UG dr hab. Roman Gołębiewski. 1998 Magister geografii, Uniwersytet Gdański, Wydział Biologii, Geografii i Oceanologii, praca magisterska pt. Naturalne i antropogeniczne uwarunkowania ustroju tlenowego Jeziora Górnego Raduńskiego, promotor Prof. UG dr hab. Władysław Lange. 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/artystycznych Od 2004 Katedra Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu, Wydział Biologii, Geografii i Oceanologii (od 2011 roku Wydział Oceanografii i Geografii), Uniwersytet Gdański, adiunkt. 1998 2004 Katedra Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu, Wydział Biologii, Geografii i Oceanologii, Uniwersytet Gdański, asystent. 1998 1999 Fundacja ARMAAG (Agencja Regionalnego Monitoringu Atmosfery Aglomeracji Gdańskiej), operator sieci. 4. Wskazanie osiągnięcia* wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.): a) Tytuł osiągnięcia naukowego/artystycznego Wspólny tytuł prac: Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce: występowanie, uwarunkowania i potencjał w kontekście rekonstrukcji paleośrodowiskowych
Załącznik 2 Strona 2 b) Lista publikacji (autor/autorzy, tytuł/tytuły publikacji, rok wydania, nazwa wydawnictwa) [4b I] Tylmann W., 2011, Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce: aktualny stan rozpoznania, postępy metodyczne i perspektywy badawcze, Studia Limnologica et Telmatologica, 5(1): 23-41. (pkt MNiSW 2) [4b II] Tylmann W., Zolitschka B., Enters D., Ohlendorf C., 2013, Laminated lake sediments in northeast Poland: distribution, preconditions for formation and potential for paleoenvironmental investigation, Journal of Paleolimnology, DOI:10.1007/s10933-013-9741-7. (IF 2,209; pkt MNiSW 35) [4b III] Tylmann W., Szpakowska K., Ohlendorf C., Woszczyk M., Zolitschka B., 2012, Conditions for deposition of annually laminated sediments in small meromictic lakes: a case study of Lake Suminko (northern Poland), Journal of Paleolimnology, 47: 55-70. (IF 2,209; pkt MNiSW 35) [4b IV] Tylmann W., Enters D., Kinder M., Moska P., Ohlendorf C., Poręba G., Zolitschka B., 2013, Multiple dating of varved sediments from Lake Łazduny, northern Poland: Toward an improved chronology for the last 150 years, Quaternary Geochronology, 15: 98-107. (IF 4,015; pkt MNiSW 35) [4b V] Tylmann W., Fischer H., Enters D., Kinder M., Moska P., Ohlendorf C., Poręba G., Zolitschka B., 2013, Reply to the comment by F. Gharbi on Multiple dating of varved sediments from Lake Łazduny, northern Poland: Toward an improved chronology for the last 150 years, Quaternary Geochronology, http://dx.doi.org/10.1016/j.quageo.2013.04.003. (IF 4,015; pkt MNiSW 35) [4b VI] Kinder M., Tylmann W., Enters D., Piotrowska N., Poręba G., Zolitschka B., 2013, Construction and validation of calendar-year time scale for annually laminated sediments an example from Lake Szurpiły (NE Poland), GFF, DOI:10.1080/11035897.2013.785015. (IF 1,378; pkt MNiSW 25) Sumaryczny IF osiągnięcia naukowego 13,826 Sumaryczna liczba punktów w punktacji MNiSW - 167 c) omówienie celu naukowego/artystycznego ww. pracy/prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce: występowanie, uwarunkowania i potencjał w kontekście rekonstrukcji paleośrodowiskowych Wstęp Jednym z głównych problemów współczesnych badań przyrodniczych są zmiany klimatyczne i wpływ człowieka na funkcjonowanie ekosystemów. Wiedza na temat tych zmian w przeszłości jest niezbędna w kontekście właściwej interpretacji procesów zachodzących obecnie i w najbliższej przyszłości. Nieocenione w tej kwestii są naturalne archiwa, które mają ciągły zapis zmian środowiska i mogą być precyzyjnie datowane. Wraz z wzrastającą liczbą zbadanych stanowisk rocznie laminowanych (warwowych) osadów jeziornych zostało udokumentowane, że są one jednym z ważniejszych źródeł informacji o lokalnych, regionalnych i ponadregionalnych zmianach na kontynentach (np. Bradbury, Dean 1993). Wspólnie z pierścieniami przyrostowymi drzew, naciekami jaskiniowymi, rdzeniami
Załącznik 2 Strona 3 lodowymi i oceanicznymi dostarczają wiedzy niezbędnej do wnioskowania o dynamice zmian globalnych (Mackay i in. 2003). Jeziorne osady rocznie laminowane są nie tylko nieocenionym źródłem danych pośrednich na temat zmian klimatu i środowiska, ale dzięki precyzyjnemu datowaniu w latach kalendarzowych (Zolitschka 2007) oferują również możliwość budowania modeli kalibracyjnych stanowiących podstawę rekonstrukcji ilościowych (Larocque-Tobler et al. 2010). Stanowiska osadów rocznie laminowanych, dzięki którym uzyskano ważne informacje o zmianach paleoklimatycznych i paleośrodowiskowych w Europie znane są z obszaru Eifel w Niemczech (m. in. Brauer i in. 1999; Litt, Stebich 1999; Negendank, Zolitschka 1993), Szwajcarii (m. in. Lotter 1989) oraz Skandynawii (m. in. Ojala 2001; Renberg, Segerström 1981; Saarnisto 1986; Wohlfahrt i in. 1998). Z obszaru Polski szeroko znane jest do tej pory jedno stanowisko jezioro Gościąż położone w centralnej Polsce (Ralska-Jasiewiczowa i in. 1998). Duże znaczenie rocznie laminowanych osadów jeziornych w badaniach paleośrodowiskowych oraz znaczna dysproporcja w rozpoznaniu ich występowania w Polsce i w innych krajach Europy stanowiły przyczynę podjęcia systematycznych poszukiwań nowych stanowisk na obszarze pojezierzy młodoglacjalnych północnej Polski. Efekty tych poszukiwań i dalszych szczegółowych badań są głównym tematem sześciu prac stanowiących osiągnięcie naukowe. Wszystkie prace dotyczą nowo odkrytych stanowisk i stanowią podsumowanie logicznego ciągu badań. Ich pierwszy etap polegał na systematycznych poszukiwaniach terenowych opartych na wcześniejszej analizie morfologicznej dużego zbioru jezior w wytypowanych obszarach badawczych. Takie podejście pozwoliło nie tylko na zlokalizowanie nowych stanowisk jeziornych osadów laminowanych, ale również na określenie roli uwarunkowań morfologicznych w kształtowaniu warunków sprzyjających występowaniu laminacji w osadach jeziornych. Następnie skupiono się na badaniach procesów współczesnej sedymentacji, a także jej uwarunkowań limnologicznych i hydrochemicznych, które decydują o rozmieszczeniu osadów laminowanych w obrębie niecki jeziornej. Końcowym etapem badań było wykorzystanie osadów rocznie laminowanych do tworzenia chronologii bezwzględnej, zarówno w krótkiej skali czasowej ostatnich kilkudziesięciu lat, jak również dla okresów znacznie dłuższych, obejmujących przynajmniej kilka tysięcy lat. Wyżej wymienione aspekty badań jeziornych osadów laminowanych (lokalizacja stanowisk, rozpoznanie współczesnej sedymentacji na tle procesów limnologicznych, zagadnienia geochronologiczne) stanowią zawsze podstawę do szczegółowych badań interdyscyplinarnych, których wynikiem są rekonstrukcje dające obraz zmieniającego się środowiska przyrodniczego. Udział naukowy współautorów w wymienionych jako osiągnięcie naukowe pracach został opisany w załączonych oświadczeniach. Poniżej przedstawiono opis celu naukowego i głównych osiągnięć każdej z prac. [4b I] Tylmann W., 2011, Jeziorne osady rocznie laminowane w północnej Polsce: aktualny stan rozpoznania, postępy metodyczne i perspektywy badawcze, Studia Limnologica et Telmatologica, 5(1): 23-41. Praca ma charakter przeglądowy i stanowi z jednej strony streszczenie postępów badań jeziornych osadów laminowanych jakie dokonały się w ostatnich kilkunastu latach, a z drugiej strony podsumowuje własne badania autora prowadzone w północnej Polsce. Zarysowane zostały również perspektywy związane z potencjalnym wykorzystaniem rozpoznanych
Załącznik 2 Strona 4 stanowisk. W założeniu jest to pozycja stanowiąca swego rodzaju klamrę spinającą dalsze publikacje przedstawione jako osiągnięcie habilitacyjne. We wstępnej części pracy przedstawiono zagadnienia teoretyczne i terminologiczne związane z tworzeniem się i przetrwaniem laminacji w osadach oraz zaprezentowano współczesny stan wiedzy na temat występowania tychże osadów w Europie. Jest to pierwszy od kilkunastu lat tak szeroki przegląd literatury i współczesnych kierunków badawczych dotyczących jeziornych osadów laminowanych opublikowany w literaturze polskojęzycznej, po pracach Więckowskiego (1991), Goslara (1996) i Tobolskiego (2000). Wydaje się to być bardzo ważne, gdyż właśnie w ciągu ostatnich kilkunastu lat doszło do znacznego postępu w rozpoznaniu stanowisk osadów laminowanych w Europie, a także do rewolucyjnych wręcz zmian w metodach ich badań. W drugiej części zaprezentowano podsumowanie wyników systematycznych poszukiwań terenowych prowadzonych przez autora w północnej Polsce w latach 2005-2009 i mających na celu odnalezienie stanowisk zawierających jeziorne osady rocznie laminowane. Przedstawiono szczegółowo założenia metody systematycznego poszukiwania stanowisk w oparciu o kryteria morfometryczne, takie jak głębokość i długość maksymalna. W efekcie procesu selekcji i prac terenowych sprawdzono 85 jezior i w 29 z nich stwierdzono osady laminowane. Najwięcej nowo odkrytych stanowisk zlokalizowanych jest w północnowschodniej Polsce, w Krainie Wielkich Jezior Mazurskich i na Pojezierzu Wschodniosuwalskim. Typ laminacji charakterystyczny dla badanych jezior to laminacja biogeniczna. Wstępne wyniki analiz mikroskopowych cienkich szlifów i skanowania XRF wysokiej rozdzielczości podkreślają, że archiwa te dają możliwość uzyskania zbiorów danych o rozdzielczości rocznej, co jest niezwykle interesujące w kontekście szczegółowych badań zmian paleoklimatycznych i paleośrodowiskowych. Wyniki badań osadów nowo rozpoznanych stanowisk zawarte są w kolejnych publikacjach, które dotyczą odpowiednio: uwarunkowań morfologicznych tworzenia się laminacji w osadach jeziornych (4b II), uwarunkowań limnologicznych i hydrochemicznych wpływających na zachowywanie się laminacji w osadach (4b III), możliwości wykorzystania warwowej skali czasu do oceny wiarygodności wyników datowania osadów najmłodszych metodami izotopowymi i luminescencyjnymi (4b IV, 4b V) oraz klasycznego zastosowania osadów rocznie laminowanych, czyli konstruowania warwochronologii (4b VI). [4b II] Tylmann W., Zolitschka B., Enters D., Ohlendorf C., 2013, Laminated lake sediments in northeast Poland: distribution, preconditions for formation and potential for paleoenvironmental investigation, Journal of Paleolimnology, DOI:10.1007/s10933-013- 9741-7. W pracy przedstawiono szczegółowe wyniki badań prowadzonych na obszarze Krainy Wielkich Jezior Mazurskich i Pojezierza Wschodniosuwalskiego, które zostały wyselekcjonowane jako obszary testowe do poszukiwań stanowisk jeziornych osadów laminowanych. Są to obszary o bardzo zróżnicowanej rzeźbie i dużej jeziorności, niekiedy przekraczającej 20%. Warunki klimatyczne w północno-wschodniej Polsce, cechujące się dużym stopniem kontynentalizmu, sprzyjają wykształceniu zdecydowanej sezonowości procesów limnologicznych i, w konsekwencji, procesów sedymentacji osadów dennych w jeziorach. Jeziora są ponadto zróżnicowane morfologicznie, pod względem uwarunkowań hydrologicznych oraz statusu troficznego, co sprawia że obszary te idealnie nadają się do
Załącznik 2 Strona 5 poszukiwań wartościowych archiwów zmian środowiska, jakimi są osady rocznie laminowane. W obrębie obszarów testowych przeanalizowano plany batymetryczne wszystkich jezior o powierzchni >0.1 km 2. Następnie w wyniku kilkuetapowej selekcji opartej głównie na kryteriach morfologicznych wybrano 60 jezior o największym teoretycznym potencjale występowania osadów laminowanych. W trakcie prac terenowych stwierdzono, że osady laminowane występowały w 24 jeziorach, w tym w 15 w Krainie Wielkich Jezior Mazurskich i w 9 na Pojezierzu Wschodniosuwalskim. W kilku jeziorach stwierdzono laminację w powierzchniowych osadach, będącą zapewne efektem procesów eutrofizacji w ostatnich kilkudziesięciu latach. Głównym elementem pracy jest analiza statystyczna cech morfometrycznych jezior, które mogą mieć wpływ na tworzenie się laminacji w osadach. Udowodniono, że prosty model oparty na stosunku powierzchni jeziora do jego maksymalnej głębokości (Larsen, MacDonald 1993) sprawdza się bardzo dobrze w przypadku laminacji biogenicznej, jako że większość jezior w których odnaleziono osady laminowane miało powierzchnię 0.3 km 2 i głębokość maksymalną w przedziale 15-35 metrów. Ponadto przeanalizowano zależności pomiędzy występowaniem osadów laminowanych a różnorodnymi kombinacjami cech morfologicznych mis jeziornych i ukształtowania terenu w bezpośrednim otoczeniu jezior. Skomplikowany układ powiązań scharakteryzowano ilościowo stosując jedną z metod statystyki wielowymiarowej, tj. linearną analizę dyskryminacyjną (LDA). Elementem zdecydowanie wyróżniającym badania prowadzone w północno-wschodniej Polsce w porównaniu z innymi pracami tego typu była analiza bogatego materiału źródłowego w postaci planów batymetrycznych, zdjęć satelitarnych i map topograficznych, co pozwoliło na operowanie dużym zestawem wskaźników morfometrycznych oraz uwzględnienie morfologii obszaru w bezpośrednim otoczeniu jeziora. Efektem końcowym było wyraźne wskazanie roli drogi rozpędu wiatru i osłonięcia jeziora na możliwość depozycji osadów laminowanych. W pracy przedstawiono również wyniki analiz mikroskopowych i geochemicznych, które wskazały jednoznacznie, że laminacja biogeniczna (kalcytowa) jest typowa dla jezior północno-wschodniej Polski. Podstawową strukturę warwy zdefiniowano jako parę lamin obejmującą jasną laminę wiosenno-letnią zbudowaną z autogenicznych węglanów (kalcyt) i ciemną jesienno-zimową laminę zbudowaną ze składników detrytycznych. W kilku jeziorach stwierdzono bardziej skomplikowane struktury, z kilkoma laminami kalcytowymi deponowanymi w ciągu jednego roku lub większym udziałem materiału minerogenicznego. Zarówno stwierdzony typ laminacji jak i duże tempo sedymentacji osadów oferują unikalne możliwości analiz zmian środowiska wysokiej rozdzielczości czasowej, z zastosowaniem szerokiej gamy wskaźników biologicznych, izotopowych i geochemicznych. Stwierdzenie tak wielu stanowisk laminowanych osadów jeziornych wzmocnione argumentami klimatologicznymi obrazującymi dużą reprezentatywność tego obszaru w skali Europy Centralnej i Wschodniej podkreśla znaczenie północno-wschodniej Polski jako obszaru ważnego dla rekonstruowania zmian klimatu w przeszłości. [4b III] Tylmann W., Szpakowska K., Ohlendorf C., Woszczyk M., Zolitschka B., 2012, Conditions for deposition of annually laminated sediments in small meromictic lakes: a case study of Lake Suminko (northern Poland), Journal of Paleolimnology, 47: 55-70. Praca przedstawia wyniki trzyletniego monitoringu cech środowiska wodnego oraz współczesnej sedymentacji osadów w jeziorze Suminko położonym na Pojezierzu Kaszubskim. Celem badań było zrozumienie w jaki sposób zróżnicowanie i dynamika
Załącznik 2 Strona 6 procesów zachodzących w kolumnie wody wpływa na procesy sedymentacji osadów, a przede wszystkim na formowanie i zasięg przestrzenny występowania osadów laminowanych w obrębie misy jeziornej. W wyniku szczegółowych badań stwierdzono, że ustrój termiczno-dynamiczny jeziora można określić jako meromiktyczny, z wyraźnie zaznaczonym epilimnionem, chemokliną i monimolimnionem. Każda z tych stref charakteryzowała się odrębnymi właściwościami termicznymi, przewodnością elektrolityczną i natlenieniem. Najgłębsza strefa jeziora, czyli monimolimnion, pozostawała beztlenowa w ciągu całego roku, stwierdzono tam również zdecydowanie wyższą przewodność, co jest zjawiskiem typowym dla jezior meromiktycznych. Twardość ogólna, zawartość wodorowęglanów i wapnia była dwukrotnie wyższa w wodach monimolimnionu niż w wodach powierzchniowych, natomiast zawartość fosforu ogólnego i azotu ogólnego od 15 do 30 razy wyższa. Ciekawych wyników dostarczyły badania z wykorzystaniem pułapek sedymentacyjnych. Roczny rozkład tempa akumulacji osadów był mocno związany z procesami biochemicznymi zachodzącymi w strefie eufotycznej. Podczas zimy, w warunkach zalegania pokrywy lodowej, odnotowano bardzo niskie tempo akumulacji osadów złożonych głównie z materii organicznej i mineralnej, bez udziału węglanów. Natychmiast po zaniku pokrywy lodowej tempo akumulacji osadów wzrosło skokowo z pierwszym maksimum w kwietniu i maju. W okresie letnio-jesiennym tempo było dość wyrównane z niewielkimi maksimami w lipcu i sierpniu. Oprócz zmian w tempie akumulacji osadów stwierdzono również znaczne zmiany w składzie deponowanego materiału, przejawiające się głównie w zmiennej zawartości węglanów. Podczas okresu wiosennego, letniego i jesiennego stwierdzono trzy okresy wzmożonej depozycji węglanów (kwiecień, lipiec-sierpień i październik-listopad), które korespondowały z zakwitami glonów i maksimami tlenowymi odnotowanymi w epilimnionie. Zmiany depozycji osadów węglanowych były zgodne ze zmianami współczynnika saturacji węglanowej w wodach powierzchniowych. Zasięg przestrzenny występowania osadów laminowanych określony został przez pobór i analizę 25 rdzeni osadów z całej powierzchni dna jeziora. Dobrze zachowane struktury laminacji stwierdzono w rdzeniach pobranych z głębokości 14-17 metrów, co jest zgodne z przestrzennym zasięgiem monimolimnionu obejmującym dno jeziora o głębokości wody >13 metrów. W zakresie głębokości 12-14 metrów stwierdzono występowanie fragmentarycznej i słabo zachowanej laminacji na przemian z osadami o strukturze masywnej, co jest wynikiem okresowych zmian położenia górnej granicy monimolimnionu. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzić można, że meromiksja w jeziorze Suminko może być zaklasyfikowana jako endogeniczna (biogeniczna). Pierwszorzędne znaczenie w jej kształtowaniu mają dwa czynniki: (1) dobre osłonięcie i morfologia niecki jeziornej ograniczające turbulencyjne (wiatrowe) mieszanie wód i (2) procesy biochemiczne związane z dużą produktywnością jeziora, głównie dekompozycja materii organicznej w monimolimnionie. Meromiksja kontroluje formowanie i przetrwanie laminacji w osadach ponieważ zasięg przestrzenny występowania osadów laminowanych pokrywa się idealnie z obszarem dna jeziora objętym zasięgiem beztlenowego monimolimnionu. [4b IV] Tylmann W., Enters D., Kinder M., Moska P., Ohlendorf C., Poręba G., Zolitschka B., 2013, Multiple dating of varved sediments from Lake Łazduny, northern Poland: Toward an improved chronology for the last 150 years, Quaternary Geochronology, 15: 98-107. Praca przedstawia wyniki datowania stropowych osadów jeziora Łazduny położonego na Pojezierzu Mazurskim i będącego jednym ze stanowisk kluczowych w polsko-niemieckim
Załącznik 2 Strona 7 projekcie NORPOLAR (Tylmann et al. 2008). W 2007 roku pobrano kompletny rdzeń osadów jeziornych, który swym zasięgiem czasowym obejmuje cały holocen. Są to laminowane gytie organiczno-węglanowe, z dobrze rozróżnialnym rocznym cyklem sedymentacji, który przejawia się depozycją lamin wiosenno-letnich zbudowanych z materiału węglanowego (kalcyt) oraz jesienno-zimowych lamin zbudowanych głównie z elementów biotycznych (okrzemki, cysty złotowiciowców, amorficzna materia organiczna). Dobrze zachowana roczna laminacja obejmuje cały profil osadu włącznie z osadami stropowymi, co umożliwia obliczanie wieku kalendarzowego osadów zaczynając od roku poboru rdzenia. To z kolei stwarza unikalną możliwość konfrontacji wyników datowania często stosowanymi metodami izotopowymi z realnym wiekiem osadu obliczonym metodą warwochronologii. Porównanie wyników otrzymanych różnymi metodami oraz przetestowanie kilku modeli obliczeniowych dla metody Pb-210 było głównym celem pracy. Ponadto, ze względu na różnice litologiczne pomiędzy pobranymi rdzeniami osadów stropowych sprawdzono, czy możliwe jest zastosowanie wspólnej chronologii do kilku różnych rdzeni. W pracy zastosowano szereg metod, które umożliwiają datowanie osadów stropowych o wieku nieprzekraczającym kilkuset lat: warwochronologię, metody izotopowe Pb-210 i Cs- 137, a także metodę optycznie stymulowanej luminescencji (OSL). W przypadku metody Pb- 210 przetestowano ogólnie dostępne modele obliczeniowe CFCS (Constant Flux Constant Sedimentation), CIC (Constant Initial Concentration), CRS (Constant Rate of Supply), a takżę bardziej skomplikowany matematycznie model SIT (Sediment Isotope Tomography). Na podstawie zmian aktywności Pb-210 wraz z głębokością w osadzie obliczono wiek na poszczególnych poziomach w rdzeniu. Chronologie otrzymane z obliczeń modelowych znacznie się między sobą różniły. Najlepsze dopasowanie do warwowej skali czasu uzyskano z modelu SIT powiązanego z pikami aktywności Cs-137. Model CFCS również dał wiarygodną tendencję wiek-głębokość, ale wiek osadów był systematycznie postarzony. Z kolei wyniki obliczeń modelem CIC okazały się nierealistyczne, co przejawiało się m.in. inwersjami wiekowymi. Model CRS dostarczył wyników zgodnych z warwochronologią do wieku ok. 60 lat, a następnie pojawiła się rosnącą wraz z głębokością rozbieżność wieku. Pomimo różnic w wynikach obliczeń modelowych, szczegółowa korelacja dwóch rdzeni wykazała zgodność uzyskanych wyników dla charakterystycznych poziomów, co potwierdziło możliwość stosowania wspólnej chronologii dla wielu rdzeni. Datowanie ziaren kwarcu z przewarstwienia piaszczystego, którego czas depozycji określono metodą warwochronologii na 243±18 lat, wykazało wiek rzędu kilku tysięcy lat, co wskazuje na niekompletne wyzerowanie materiału podczas jego depozycji. Fakt ten podkreśla konieczność dużej ostrożności w próbach datowania przewarstwień materiału klastycznego w osadach biogenicznych, gdyż warunki ich depozycji mogą naruszać podstawowe założenia stosowalności metod luminescencyjnych. Kombinacja kilku metod datowania stropowych osadów jeziora Łazduny ukazała znaczny potencjał stosowanych metod, ale również możliwe pułapki interpretacyjne. Ze względu na wagę datowania osadów stropowych w rekonstrukcjach paleoklimatycznych i paleośrodowiskowych o wysokiej rozdzielczości czasowej, praca podkreśla również konieczność stosowania wielu metod datowania, co jest podejściem praco- i kosztochłonnym, ale jako jedyne gwarantuje osiągnięcie wiarygodnych wyników. Najlepszym sposobem określenia, który z modeli datowania Pb-210 jest najbardziej odpowiedni w konkretnym przypadku jest systematyczne testowanie wszystkich dostępnych modeli i walidacja niezależnymi metodami, np. Cs-137 lub innymi markerami chronostratygraficznymi.
Załącznik 2 Strona 8 W sytuacji braku niezależnej kontroli wieku, wiek osadów określony metodą Pb-210 (zwłaszcza powyżej 100 lat) powinien być traktowany ze szczególną ostrożnością. [4b V] Tylmann W., Fischer H., Enters D., Kinder M., Moska P., Ohlendorf C., Poręba G., Zolitschka B., 2013, Reply to the comment by F. Gharbi on Multiple dating of varved sediments from Lake Łazduny, northern Poland: Toward an improved chronology for the last 150 years, Quaternary Geochronology, http://dx.doi.org/10.1016/j.quageo.2013.04.003. Praca jest odpowiedzią na krytyczny komentarz dotyczący artykułu 4b IV opublikowany w Quaternary Geochronology (Gharbi 2013). Publikacja odpowiedzi stanowiła również możliwość rozwinięcia myśli zawartych w artykule 4b IV, zwłaszcza dotyczących wiarygodności datowania osadów metodą Pb-210 i obliczeń modelem CRS. Krytyczny komentarz dotyczył głównie braku, zdaniem jego autora, korekty całkowitej zawartości ponadrównowagowego Pb-210 w analizowanym rdzeniu, co spowodowało znaczne postarzenie obliczonego wieku osadów. W komentarzu przedstawiono sposób obliczania korekty i teoretyczny rozkład wieku osadów w rdzeniu LAZ-07/2 po zastosowaniu korekty, który znacznie bardziej odpowiadałby warwowej skali czasu. W pierwszej części odpowiedzi udowodniono, że obliczenia poczynione przez autora komentarza są błędne, gdyż korzystając ze sposobu przez niego przedstawionego nie można uzyskać takiego wyniku, jaki został zamieszczony w komentarzu. Ponadto wykazano, że autor komentarza użył niekompletnych danych, przez co właściwa wielkość korekty nie mogła być osiągnięta. W drugiej części odpowiedzi przedstawiono krótko problem obliczania całkowitej zawartości Pb-210 w rdzeniach osadów i szczegółowo omówiono tok prac w trakcie datowania rdzenia LAZ-07/2 dokumentując w ten sposób kompletność zastosowanych procedur laboratoryjnych i obliczeniowych. Przedstawiono również prawidłową wersję tabeli 1, która wskutek pomyłki w artykule 4b IV została opublikowana z niewłaściwymi danymi dotyczącymi wieku warwowego w rdzeniu LAZ-07/2. W konkluzji podkreślono wagę omawianego problemu korekty całkowitej zawartości Pb- 210 i jej wpływu na wyniki datowania modelem CRS. Jako przykład przedstawiono trzy możliwe warianty korekty dla rdzenia LAZ-07/2, z których każda daje inny przebieg relacji wiek-głębokość. Niestety nie istnieją uniwersalne metody określania wielkości korekty, które można by zastosować w każdym datowanym profilu osadów. W trudnych przypadkach, takich jak rdzeń LAZ-07/2, wartości uzyskiwane różnymi sposobami obliczeń różnią się od siebie zasadniczo, co w efekcie skutkuje rozbieżnymi końcowymi wynikami datowania. Podtrzymano więc konkluzję z artykułu 4b IV, że wiek osadów powyżej 100 lat obliczony modelem CRS należy traktować z dużą ostrożnością, gdyż niezależnie od podanej niepewności statystycznej może on być obarczony dużym błędem wynikającym z nieprecyzyjnej korekty całkowitej zawartości Pb-210 w analizowanym rdzeniu. [4b VI] Kinder M., Tylmann W., Enters D., Piotrowska N., Poręba G., Zolitschka B., 2013, Construction and validation of calendar-year time scale for annually laminated sediments an example from Lake Szurpiły (NE Poland), GFF, DOI:10.1080/11035897.2013.785015. Praca przedstawia wyniki datowania warwochronologicznego kompletnego profilu osadów Jeziora Szurpiły położonego na Pojezierzu Wschodniosuwalskim. Z jeziora tego wydobyto kompletny profil osadów o długości ponad 12 metrów zbudowany głównie z laminowanej gytii węglanowej. Znakomicie zachowane struktury laminacji rocznej w osadach pozwoliły odpowiedzieć w pracy na kilka pytań: (1) jak wiarygodnie ustalać niepewność
Załącznik 2 Strona 9 zliczania warw?; (2) jakie czynniki mogą powodować niedoszacowanie lub przeszacowanie wieku warwowego?; (3) w jaki sposób skorygować warwową skalę czasu w oparciu o wyniki datowania niezależnymi metodami? i (4) kiedy algorytmy pozwalające na automatyczne zliczanie warw działają wiarygodnie i jakie czynniki utrudniają automatyczne zliczanie warw? Aby odpowiedzieć na te pytania skupiono się nie tylko na samej konstrukcji skali czasowej dla analizowanego profilu osadów, ale również na estymacji niepewności zliczeń, a także na analizie różnic wyników zliczania manualnego i automatycznego. Podstawową metodą, która pozwoliła rozpoznać strukturę i skład warw była analiza cienkich szlifów pod mikroskopem petrograficznym oraz interpretacja obrazów ze skaningowego mikroskopu elektronowego. Stwierdzono występowanie typowych warw biogenicznych, a roczna sekwencja sedymentacyjna charakteryzowała się: (1) dominacją okrzemek promienistych wczesną wiosną; (2) depozycją drobnokrystalicznego kalcytu późną wiosną i latem; (3) dominacją okrzemek pierzastych jesienią i (4) depozycją amorficznej materii organicznej i detrytusu minerogenicznego zimą. Miąższość warw wahała się w granicach 0,1-13,7 mm (średnio 0,83±0,75) z największą zmiennością w ostatnich 1500 latach. Manualne i automatyczne zliczanie warw prowadzono w specjalistycznych programach komputerowych (CooRecorder, BMPix). Ze względu na brak laminacji w warstwie przypowierzchniowej osadu, warwochronologia wsparta została datowaniem izotopami o krótkim czasie połowicznego rozpadu Pb-210 i Cs-137. Ponadto, konfrontacja pierwszej wersji warwowej skali czasu z wynikami datowania radiowęglowego (14 dat) wykazała istotną różnicę wieku wzdłuż profilu, co było impulsem do powtórnej analizy fragmentów rdzenia z dobrze zachowanymi strukturami turbidytowymi. Zidentyfikowano 85 warstw tego typu i w wielu przypadkach zawierały one pozostałości zniszczonych lamin. Na tej podstawie sumę zniszczonych warw określono na niemal 250, co pozwoliło skorygować warwową skalę czasu i w efekcie uzyskano wynik końcowy równy 8410±101 lat na głębokości 7,58 metra. Przeprowadzono również szczegółową analizę rozkładu niepewności zliczeń i różnic pomiędzy liczeniem sposobem manualnym a automatycznym w 200-letnich przedziałach czasowych. Stwierdzono, że precyzja zliczeń zależy głównie od regularności miąższości warw i wyrazistości granic pomiędzy nimi, sama miąższość nie ma zaś istotnego wpływu. Końcowy wynik zliczania sposobem manualnym i automatycznym nie różni się w sposób istotny, jednakże analiza 200-letnich przedziałów wykazała poważne problemy w sekcjach o bardziej złożonej strukturze warw i w strefach występowania turbidytów, gdzie stwierdzano przeszacowanie ilości zliczeń. Zastosowanie kilku metod weryfikacji zliczania warw udokumentowało możliwości poprawienia wiarygodności warwochronologii, ale także potencjalne problemy związane z automatyzacją procesu zliczania warw. Porównywanie uzyskanej ze zliczania warw skali czasowej z modelem wiek-głębokość opartym na datach radiowęglowych ma znaczenie nie tylko w kontekście potwierdzenia rocznego charakteru laminacji, ale również może wskazać potrzebę korekty warwochronologii. Skorygowana warwochronologia profilu osadów jeziora Szurpiły wykazuje dobrą zgodność z datowaniem radiowęglowym, a jej niepewność sumaryczna wynosi zaledwie 1,24%, co nie odbiega od najlepszych opublikowanych warwochronologii. Jest to zarazem pierwsza tego typu chronologia w północno-wschodniej Polsce i wzbogacenie sieci precyzyjnie datowanych osadów jeziornych w tej części Europy. Podsumowanie Do najważniejszych wyników przedkładanego cyklu publikacji zaliczyć należy:
Załącznik 2 Strona 10 1. Rozpoznanie i udokumentowanie kilkudziesięciu stanowisk jeziornych osadów laminowanych w północno-wschodniej Polsce, co sprawia że region ten jest obecnie jednym z najciekawszych obszarów Europy w kontekście rekonstrukcji zmian środowiska. Zmienia to zasadniczo perspektywę postrzegania obszaru północnej Polski, która do tej pory zazwyczaj traktowana była jako biała plama w większości baz danych i opracowań syntetyzujących wiedzę na temat stanowisk osadów jeziornych. Ma to również szczególne znaczenie, gdyż likwiduje znaczną dysproporcję pomiędzy dobrze zbadanymi w tym kontekście obszarami Europy Zachodniej i Skandynawii, a Europą Środkowo-Wschodnią. 2. Wypracowana metodyka systematycznych poszukiwań laminowanych osadów jeziornych może być zastosowana w innych obszarach krajobrazu młodoglacjalnego, zarówno w północno-zachodniej Polsce, ale również w krajach Europy Wschodniej (kraje nadbałtyckie, Rosja). Ma to duże znaczenie w kontekście syntetycznych rekonstrukcji zmian środowiska w skali całego kontynentu, gdyż wschodnia część Europy ciągle pozostaje nierozpoznana jeśli chodzi o stanowiska laminowanych osadów jeziornych. 3. Powodzenie przeprowadzonych poszukiwań potwierdza zasadność selekcji jezior w oparciu o kryteria morfologiczne i ich rolę w kształtowaniu warunków odpowiednich do formowania i zachowywania laminacji biogenicznej w osadach. 4. Wykazana również została rola procesów limnologicznych, zwłaszcza ustroju termiczno-dynamicznego i związanych z tym stosunków tlenowych w jeziorze, na możliwości przetrwania laminacji w osadach. Na przykładzie jeziora Suminko jednoznacznie wykazano zbieżność przestrzennego zasięgu występowania osadów laminowanych z przestrzennym zasięgiem strefy beztlenowej. 5. Dzięki analizom mikrostrukturalnym oraz datowaniu osadów wykazano, że laminacja w badanych jeziorach miała charakter roczny, co umożliwia datowanie osadów metodą warwochronologiczną. 6. Stwierdzono, że dla jezior północnej Polski typowa jest laminacja biogeniczna, w której wyraźnie wyróżnić można jasną laminę wiosenno-letnią zbudowaną z węglanu wapnia (kalcytu) oraz ciemną laminę jesienno-zimową zbudowaną głównie z detrytusu organicznego i domieszki materiału minerogenicznego. Modyfikacje tej podstawowej struktury polegają głównie na występowaniu większej ilości lamin kalcytowych w ciągu jednego roku, co jest efektem kilkukrotnych zakwitów glonów w ciągu okresu wiosenno-letnio-jesiennego. Możliwy jest również znaczny udział materiału klastycznego formującego niezależną laminę klastyczną w obrębie warwy, jednak przypadki takich jezior są nieliczne. Tego typu struktury występować mogą w jeziorach o specyficznych uwarunkowaniach decydujących o znacznej dostawie materiału klastycznego ze zlewni do jeziora, np. duży dopływ rzeczny, strome stoki zlewni bezpośredniej porozcinane formami wąwozowymi, itp. 7. Na podstawie porównania wyników datowania osadów stropowych jeziora Łazduny wykazano jak zróżnicowane wyniki można uzyskać stosując różne metody lub różne modele obliczeniowe. Podkreśla to konieczność stosowania podejścia multiple dating, które opiera się na testowaniu możliwie wielu metod, aby w efekcie końcowym otrzymać najbardziej wiarygodne wyniki. Jest to szczególnie ważne w datowaniu osadów stropowych, gdzie z jednej strony operujemy niezwykle krótką skalą czasową liczoną w dziesiątkach lat, a z drugiej strony oczekujemy maksymalnie
Załącznik 2 Strona 11 dokładnych wyników, gdyż przesunięcie skali czasowej o kilka lub kilkanaście lat może spowodować zupełnie inną interpretację danych. 8. Warwochronologia opracowana dla profilu osadów jeziora Szurpiły jest drugą dla obszaru Polski (po jeziorze Gościąż) i pierwszą dla obszaru północno-wschodniej Polski chronologią tego typu opublikowaną w literaturze naukowej. 9. Sposób opracowania warwochronologii dla profilu osadów jeziora Szurpiły wskazuje na konieczność szczegółowej weryfikacji wieku warwowego w oparciu o zestawy dat radiowęglowych oraz podkreśla rolę analizy niepewności zliczeń w ogólnym prezentowaniu wiarygodności uzyskanej skali czasowej. Ukazano również możliwości i ograniczenia stosowania automatycznego zliczania warw. 10. Ilość zidentyfikowanych stanowisk laminowanych osadów jeziornych i udokumentowany sposób ich poszukiwań stanowi potencjał, który może być wykorzystywany przez wiele grup badawczych w przyszłości. Cytowana literatura: Bradbury J.P., Dean W.E. 1993. Elk Lake, Minnesota: Evidence for rapid climate change in the north-central United States. Geological Society of America Special Paper 276: 1-336. Brauer A., Endres C., Negendank J.F.W. 1999. Lateglacial calendar year chronology based on annually laminated sediments from Lake Meerfelder Maar, Germany. Quaternary International 61: 17-25. Gharbi F., 2013, Comment on the article Multiple dating of varved sediments from Lake Łazduny, northern Poland: Toward an improved chronology for the last 150 years, Quaternary Geochronology, http://dx.doi.org/10.1016/j.quageo.2013.03.005. Goslar T. 1996. Rocznie laminowane osady jeziorne. W: E. Mycielska-Dowgiałło, J. Rutkowski (eds.) Badania osadów czwartorzędowych. Wybrane metody i interpretacja wyników. WGiSR UW: 236-248. Larocque-Tobler I., Grosjean M., Heiri O., Trachsel M., Kamenik C. 2010. Thousand years of climate change reconstructed from chironomid subfossils preserved in varved lake Silvaplana, Engadine, Switzerland. Quaternary Science Reviews 29: 1940-1949. Larsen C.P.S., MacDonald G.M. 1993. Lake morphometry, sediment mixing and the selection of sites for fine resolution palaeoecological studies. Quaternary Science Reviews 12: 781 791. Litt T., Stebich M. 1999. Bio- and chronostratigraphy of the Lateglacial in the Eifel region, Germany. Quaternary International 61: 5-16. Lotter A.F. 1989. Evidence of annual layering in Holocene sediments of Soppensee, Switzerland. Aquatic Sciences 51: 19-30. Mackay A., Battarbee R., Birks J., Oldfield F. (eds.) 2003. Global Change in the Holocene. Arnold: 1-528. Negendank J.F.W., Zolitschka B. (eds.) 1993. Paleolimnology of European maar lakes. Lecture Notes in Earth Sciences 49, Springer Verlag: 1-513. Ojala A.E.K., 2001, Varved lake sediments in southern and central Finland: long varve chronologies as a basis for Holocene paleoenvironmental reconstructions, Geol. Survey of Finland, Espoo: 1-41.
Załącznik 2 Strona 12 Ralska-Jasiewiczowa M., Goslar T., Madeyska T., Starkel L. (red.), 1998, Lake Gościąż, central Poland. A monographic study, W. Szafer Institute of Botany, Kraków: 1-340. Renberg I., Segerström U., 1981, Application of varved lake sediments in paleoenvironmental studies, Wahlenbergia, 7: 125-133. Saarnisto M., 1986, Annually laminated lake sediments, (w:) Berglund B.E. (red.) Handbook of Holocene palaeoecology and palaeohydrology, Wiley & Sons, Chichester & New York: 343-370. Tobolski K., 2000, Przewodnik do oznaczania torfów i osadów jeziornych, PWN, Warszawa: 1-507. Tylmann W., Ohlendorf C., Zolitschka B., 2008, NORPOLAR projekt badań osadów laminowanych jezior północnej Polski, Studia Limnologica et Telmatologica, 2(1): 33-36. Więckowski K., 1991, Rola laminowanych osadów jeziornych w badaniach paleolimnologicznych, Przegląd Geograficzny, 63(3): 325-342. Wohlfahrth B., Holmquist B., Cato I., Linderson H., 1998, The climatic significance of clastic varves in the Angermanälven Estuary, northern Sweden, AD 1860 to 1950, The Holocene, 8: 521-534. Zolitschka B., 2007, Varved lake sediments, (w:) Elias S.A. (red.) Encyclopedia of Quaternary Science, Elsevier, Amsterdam: 3105-3114. 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych (artystycznych) Działalność naukowa Moje zainteresowania naukowe rozpoczęły się w trakcie studiów geograficznych na Uniwersytecie Gdańskim, które odbywałem w latach 1993-1998. Głównym impulsem było uczestnictwo w seminarium magisterskim z limnologii prowadzonym przez Prof. UG dr hab. Władysława Langego, w ramach specjalizacji z hydrologii i klimatologii. Dzięki pracom terenowym związanym z realizacją pracy magisterskiej pt. Naturalne i antropogeniczne uwarunkowania ustroju tlenowego Jeziora Górnego Raduńskiego rozpocząłem badania jezior, którym poświęciłem całą dotychczasową drogę naukową. Wyniki uzyskane w trakcie realizacji pracy magisterskiej, obejmujące sezonowe i dobowe zmiany zawartości tlenu w kolumnie wody Jeziora Górnego Raduńskiego, zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Rocznik Fizycznogeograficzny wydawanym ówcześnie przez Uniwersytet Gdański (Tylmann 1998). Po ukończeniu studiów magisterskich rozpocząłem pracę w Agencji Regionalnego Monitoringu Atmosfery Aglomeracji Gdańskiej (ARMAAG) na stanowisku operatora sieci. W ramach moich obowiązków służbowych mieścił się bieżący nadzór nad funkcjonowaniem aparatury w stacjach pomiarowych, a także sporządzanie raportów okresowych oraz udział w opracowywaniu publikowanego raportu rocznego o stanie zanieczyszczenia atmosfery w aglomeracji gdańskiej w roku 1998. Choć moje zatrudnienie w ARMAAG trwało tylko 10 miesięcy, w następnych kilku latach w dalszym ciągu współpracowałem w opracowywaniu raportów za lata 1999-2001. Przyczyną rezygnacji z pracy w ARMAAG było zatrudnienie mnie z dniem 15.12.1998 na etacie asystenta w Katedrze Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu Uniwersytetu Gdańskiego. Pierwszy okres mojej pracy naukowej to realizacja tematu związanego z rekonstrukcją zmian zanieczyszczenia środowiska na podstawie analiz osadów dennych jezior Gdańska. Wymagało to zapoznania się ze specyficznym warsztatem pracy ze stropowymi osadami
Załącznik 2 Strona 13 jeziornymi, czyli technikami poboru i opróbowania rdzeni nieskonsolidowanych osadów, o stopniu uwodnienia przekraczającym 90%. Podjęcie tematu zapisu zmian zanieczyszczenia w osadach jeziornych wymagało również doskonalenia umiejętności w dwóch głównych kierunkach: analizach składu chemicznego osadów oraz ich datowaniu metodami izotopowymi. W tym celu nawiązałem współpracę z zespołem Prof. Janusza Pempkowiaka z Instytutu Oceanologii PAN, gdzie wykonywano analizy zawartości metali ciężkich w próbkach osadów przeze mnie pobranych i gdzie odbyłem pod opieką dr Ryszarda Bojanowskiego staż naukowy dotyczący metod oznaczania izotopów Pb-210 i Cs-137 oraz ich zastosowania w datowaniu współczesnych osadów jeziornych. Doświadczenia zdobyte w wyniku tej współpracy pozwoliły nie tylko na przygotowanie materiałów do pracy doktorskiej, ale również na udział w innych projektach badawczych, np. Ocena zagrożeń rezerwatu jeziora Druzno dopływem zanieczyszczeń abiotycznych sfinansowanym przez WFOŚiGW w Olsztynie. Wymiernym efektem były pierwsze publikacje naukowe dotyczące zawartości metali ciężkich w osadach jeziornych (Gołębiewski i in. 2000; Gołębiewski, Tylmann 2002) oraz współczesnego tempa sedymentacji osadów (Gołębiewski i in. 2001; Tylmann, Białkowski 2002; Tylmann 2003). Zwieńczeniem tego okresu działalności naukowej było przedstawienie rozprawy doktorskiej pt. Zapis zmian antropogenicznych we współczesnych osadach dennych jezior Gdańska, której promotorem był Prof. UG dr hab. Roman Gołębiewski, natomiast recenzentami Prof. dr.hab. Janusz Pempkowiak z Instytutu Oceanologii PAN oraz prof. dr hab. Ryszard K. Borówka z Uniwersytetu Szczecińskiego. Stopień doktora nauk o Ziemi w zakresie geografii uzyskałem decyzją rady Wydział Biologii, Geografii i Oceanologii Uniwersytetu Gdańskiego w dniu 12.12.2003 roku. Zastosowane w pracy metody badawcze pozwoliły na kompleksowe opracowanie właściwości stropowych osadów dwóch jezior położonych w Gdańsku: Pustego Stawu i Jasienia. Dzięki datowaniu izotopami Pb-210 i Cs- 137 ustalono wiarygodną chronologię osadów reprezentujących ostatnie 150-200 lat. Na tle tak określonej skali czasowej przedstawiono zmiany litologiczne i geochemiczne wynikające ze zmian użytkowania zlewni badanych jezior i postępującego ich zanieczyszczenia. Dodatkowo, dzięki współpracy z Prof. Małgorzatą Latałową, wykonano również badania palinologiczne, które zobrazowały znaczne przemiany środowiska w okolicach badanych jezior. Najważniejsze wyniki pracy doktorskiej zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym Journal of Paleolimnology (Tylmann 2005). Po uzyskaniu stopnia doktora i zatrudnieniu na stanowisku adiunkta (01.04.2004) w moich badaniach dominowały dwa zagadnienia: tempo sedymentacji osadów jeziornych i zmiany ich składu chemicznego w efekcie działalności człowieka; występowanie i uwarunkowania sedymentacji rocznie laminowanych osadów w jeziorach północnej Polski oraz ich wykorzystanie w badaniach paleoklimatycznych. Początkowo kontynuowałem wcześniej podjętą tematykę związaną z badaniami tempa sedymentacji i składu chemicznego stropowych osadów jeziornych. Rozwój zainteresowań w kierunku metod datowania osadów spowodował, że w roku 2004 rozpocząłem trzysemestralne studia podyplomowe Methods of Absolute Dating and Applications zorganizowane przez GADAM Centre of Excellence na Politechnice Śląskiej w Gliwicach. Ukończyłem je w 2005 roku pracą dyplomową pt. Applications of 210 Pb in lake sedimentary processes investigation. Dzięki skutecznemu zdobywaniu funduszy w ramach grantów aparaturowych udało mi się zbudować laboratorium wyposażone w nowoczesny spektrometr promieniowania alfa umożliwiający pomiar aktywności Pb-210 w próbkach osadów. To z
Załącznik 2 Strona 14 kolei spowodowało rozwój współpracy z różnymi ośrodkami naukowymi (Zakład Zastosowań Radioizotopów, Politechnika Śląska; Instytut Nauk Geologicznych PAN) w zakresie metodyki wykonywania pomiarów i obliczeń wieku osadów. W trakcie mojej pracy po uzyskaniu stopnia doktora kontynuowałem współpracę z zespołem Prof. Janusza Pempkowiaka z IO PAN w Sopocie. Dotyczyło to przede wszystkim prac naukowych z zastosowaniem różnorodnych metod geochemicznych. Efektami tej współpracy były publikacje dotyczące zastosowania lignin jako wskaźników pochodzenia materii organicznej zawartej w osadach (Pempkowiak i in. 2006) oraz metali śladowych jako wskaźników zanieczyszczenia środowiska (Tylmann 2004; Tylmann i in. 2011). W prace te często włączani byli magistranci będący pod moją opieką naukową, którzy odbywali staże w laboratoriach IO PAN realizując badania laboratoryjne niezbędne do wykonania pracy magisterskiej. Wyniki przez nich uzyskane było później włączane do publikacji naukowych. Ważnym etapem w tym okresie były badania jeziora Druzno, które zaowocowały szczegółową charakterystyką osadów powierzchniowych basenu południowego (Czarnecka i in. 2005), a przede wszystkim udokumentowaniem zmian zanieczyszczenia w okresie ostatnich 150 lat i roli wlewów wód Zalewu Wiślanego w przestrzennym zróżnicowaniu stężeń metali śladowych w osadach tego jeziora (Tylmann i in. 2007). Praktyczna znajomość metody datowania osadów jeziornych izotopem Pb-210 umożliwiła mi udział w kilku grantach badawczych jako osoby odpowiedzialnej za datowanie rdzeni osadów stropowych. Projekty te dotyczyły dynamiki współczesnej sedymentacji osadów w jeziorze Sarbsko (kierownik dr Michał Woszczyk, UAM), wpływu zmian poziomu wody na sedymentację osadów w jeziorach okolic Konina (kierownik dr Michał Woszczyk, UAM), przemian środowiska przyrodniczego w Puszczy Białowieskiej (kierownik Prof. Małgorzata Latałowa, UG), a także zapisu zmian zanieczyszczenia w osadach jeziora Gopło (kierownik mgr Włodzimierz Juskiewicz, UMK). Jako najważniejszy uważam udział w projekcie ClimBioFun dotyczącym zmian bioróżnorodności w jeziorach alpejskich, który był realizowany w Instytucie Ekologii Uniwersytetu w Innsbrucku. Moja rola w badaniach kierowanych przez dr Elenę Ilyaschuk polegała na opracowaniu skali czasowej dla analizowanych rdzeni z dwóch jezior (Mutterberger See i Oberer Saldursee). Ze względu na bardzo niskie tempo sedymentacji osadów w tych niewielkich i ultraoligotroficznych jeziorach alpejskich zastosowano dużą rozdzielczość opróbowania (2 mm), co pozwoliło na szczegółowe wydatowanie stropowych kilku centymetrów osadu i powiązanie wyników z datami radiowęglowymi makroszczątków roślin lądowych z nieco głębszych poziomów. Na tle uzyskanej w ten sposób skali czasowej przedstawiono wyniki badań Chironomidae ukazujące bezprecedensowe ograniczenie różnorodności gatunkowej spowodowane zmianami klimatycznymi w ciągu ostatniego tysiąclecia. Manuskrypt artykułu naukowego zgłoszono do prestiżowego czasopisma Global Change Biology, gdzie jest obecnie w trakcie recenzji (Ilyaschuk et al. 2013). W roku 2005 rozpocząłem drugi z głównych wątków mojej działalności naukowej, czyli poszukiwania stanowisk laminowanych osadów jeziornych oraz badania uwarunkowań ich sedymentacji. Impulsem do podjęcia tych badań była współpraca z grupą Prof. Bernda Zolitschki z Uniwersytetu w Bremie (GEOPOLAR), nawiązana w 2004 roku i kontynuowana do dziś. Dzięki sugestiom Prof. Zolitschki opracowałem plan poszukiwań terenowych, które rozpocząłem w 2005 roku w ramach niewielkiego grantu badań własnych Uniwersytetu Gdańskiego. Bardzo obiecujące wyniki prac wstępnych (Tylmann i in. 2006) spowodowały skonkretyzowanie współpracy w postaci międzynarodowego projektu badawczego NORPOLAR sfinansowanego przez MNiSW oraz DFG. Celem tego przedsięwzięcia było
Załącznik 2 Strona 15 podjęcie badań najbardziej obiecujących stanowisk jeziornych osadów rocznie laminowanych w północnej Polsce, a także ustalenie długofalowej współpracy pomiędzy GEOPOLAR i Katedrą Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu UG. Badaniami objęto cztery jeziora (Lubińskie, Suminko, Łazduny, Szurpiły) zlokalizowane wzdłuż transektu W-E przez całą rozciągłość równoleżnikową północnej Polski (Tylmann i in. 2008). Taka lokalizacja obiektów badań zapewnia możliwość prześledzenia przestrzennego zróżnicowania zmian środowiskowych wzdłuż znacznego gradientu klimatycznego będącego efektem ścierania się wpływów oceanicznych i kontynentalnych. Szczegółowe wyniki prac realizowanych w ramach tego projektu zostały omówione w sekcji 4c. Zaznaczyć należy, że duża część materiałów jest wciąż w opracowaniu i będzie publikowana w ciągu następnych 2-3 lat. Drugi z głównych celów projektu został pomyślnie zrealizowany: nawiązano stałą współpracę, której wymiernymi efektami są publikacje naukowe, pobyty pracowników i doktorantów KGiGCz na Uniwersytecie w Bremie, nabycie praktycznych umiejętności opracowywania warwochronologii, a także współpraca w innych aktualnie realizowanych projektach badawczych (CLIMPOL). Znaczenie nowo odkrytych stanowisk rocznie laminowanych osadów jeziornych wzbudziło zainteresowanie zespołów naukowych zajmujących się badaniami tego typu osadów. Dzięki temu w 2010 roku zostałem zaproszony na pierwsze spotkanie grupy roboczej Varves Working Group (PAGES), gdzie przedstawiłem wykład otwierający pt. How to find varves: Examples from Poland. Wówczas nawiązałem współpracę z grupą Prof. Martin Grosjeana z Uniwersytetu w Bernie i Oeschger Centre for Climate Change Research, co doprowadziło do uzyskania w 2011 roku grantu w ramach Polsko-Szwajcarskiego Programu Badawczego. Celem projektu pt. Climate of northern Poland during the last 1000 years: Constraining the future with the past (CLIMPOL), którego jestem kierownikiem, jest ilościowa rekonstrukcja zmian klimatu w północnej Polsce w okresie ostatniego tysiąclecia. Głównym obiektem badań jest Jezioro Żabińskie na Pojezierzu Mazurskim, a rekonstrukcja oparta będzie na wskaźnikach paleobiologicznych (Chrysophyceae, Chironomidae) oraz izotopowych ( 18 O/ 16 O). Kolejne etapy projektu obejmują opracowanie modelu zależności poszczególnych wskaźników od współczesnych warunków klimatycznych północnej Polski, ilościową kalibrację danych otrzymanych z analizy osadów w oparciu o dane instrumentalne za okres ostatnich 120 lat oraz rekonstrukcję zmian temperatury za ostatnich 1000 lat na podstawie wyników wcześniej przeprowadzonej kalibracji. W projekcie udział biorą specjaliści z sześciu instytucji naukowych z Polski i Szwajcarii (Uniwersytet Gdański, Uniwersytet w Bernie, Politechnika Śląska w Gliwicach, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu oraz Instytut Botaniki im. Władysława Szafera PAN w Krakowie), a łączny budżet wynosi niemal 3 mln zł. Obiecującym rozwinięciem badań zmian klimatycznych jest projekt pt. Accelerated rate of change and more tipping points during the Anthropocene (ACE TIPS), który został zgłoszony do konkursu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC) w lutym 2013 roku i jest obecnie oceniany. Główna idea projektu to porównanie współczesnego globalnego ocieplenia z innymi stwierdzonymi okresami szybkich ociepleń w holocenie (początek holocenu, ocieplenie po epizodzie 8,2 ka, średniowieczne optimum klimatyczne) oraz określenie tzw. punktów krytycznych (bez możliwości powrotu do stanu poprzedniego) w występowaniu organizmów wskaźnikowych (Chironomidae). Badania oparte będą o stanowiska osadów rocznie laminowanych z Kanady, Polski i Szwecji. Koordynatorem projektu jest Prof. Isabelle Larocque-Tobler z Uniwersytetu w Bernie, natomiast moja rola