ANALIZA PLEISTOCENSKIH JAMSKIH SEDIMENTOV
Predavanje Franca Osoleta dne 26. II. 1958
Prisojanje paleolitskih kulturnih ostankov iz jamskih sedimentov stadialom, interstadialom oziroma interglacialom, se je do nedavnega naslanjalo izključno na spremljajočo pleistocensko favno in floro. Sčasoma pa se je zanesljivost paleontološke metode močno omajala. Pokazalo se je namreč, da so fosilni živalski ostanki, razen izjemnih vrst, premalo občutljivi klimatski indikatorji. Ni jih mogoče enako vrednotiti v različnih geografskih širinah in nadmorskih višinah. Kočljivi so primeri, kjer je favnističnih ostankov malo, ali so slabo ohranjeni in za točnejšo de-terminacijo neuporabni. Nič bolje ni z rastlinskimi ostanki, ki se kot pelodna zrna ne najdejo v jamah, lesno oglje je pa v večini naših paleolitskih postaj redko. Ta metoda popolnoma odpove pri paleontološko sterilnih plasteh. Treba je bilo poiskati nova, zanesljivejša pota. Izhod je našel Robert Lais. V svojem načelnem članku o jamskih sedimentih (Lais, 1941) je prikazal, da so sami sedimenti dovolj zanesljivi klimatski indikatorji. Njegov sklep je bil zelo preprost. Ce vsebujejo podzemeljske jame po sestavu različne sedimente, so morali obstajati različni pogoji za njihov nastanek. Ker pa prihajajo v poštev le klimatski pogoji, se morajo v različnih jamskih sedimentih zrcaliti različne klime. S skrbnim proučevanjem je bilo treba ugotoviti produkte mehaničnega in kemičnega preperevanja matične kamenine, iz česar posredno lahko sklepamo na vsakokratne klimatske prilike. Ker pa obstajajo prehodi med obema tipoma preperevanja, je bilo potrebno iz primerjalnih razlogov te ugotovitve prikazati čim natančneje. Kot najprimernejša se je pokazala kvantitativna granulometrična analiza jamskih sedimentov, ki v številkah ali grafično prikazuje obseg posameznih vrst preperevanja.
V	naslednjem imam namen prikazati bistvo L a i s o v e raziskovalne granulometrične analize. Prikazal jo bom nekoliko obširneje zato, ker smo v njen postopek uvedli marsikaj novega. Kljub prilagoditvam in dopolnitvam pa je naša analiza ohranila vse možnosti, da se njeni izsledki lahko primerjajo s tujimi raziskavami.
V	sveže odkopanem jamskem profilu si izberemo navpičnico, ki po možnosti seče vse v profilu nastopajoče plasti. Le redko se nam ponudi taka prilika, večinoma je treba kombinirati več navpičnic. S tem si umetno ustvarimo profil z vsemi nastopajočimi plastmi, tako imenovani normalni profil. Najprimernejši so se pokazali profili nekaj metrov v notranjosti jame, kjer so že ugasnili predjamski vplivi, ni pa še prišlo do uvelj avlj anj a globoko j amskega okolja. Ob določeni navpičnici vza-
memo vzorce plasti. Mestom odvzema točno določimo koordinate. Množina vzorca je odvisna od sestava plasti. Vzorec mora zajeti vse značilne sestavne dele plasti v povsem naravnem razmerju. Navadno v dveh do treh kilogramih zajamemo bistvo plasti. Ce se posamezna plast spreminja v vertikalni smeri, je treba vzeti več vzorcev. Ko so vzorci popolnoma suhi, pristopimo k analizi. Stehtanemu vzorcu odsejemo nekaj dekagra-mov frakcije, manjše od 1 mm. kar prihranimo za analizo finih frakcij in določanje množine kalcijevega karbonata. Ves ostanek vzorca z zrni premera nad 1 mm kuhamo v večji množini vode tako dolgo, da se razpusti vsa ilovica. Skozi sito z luknjicami premera 1 mm odplavimo s pomočjo močnega vodnega curka vso ilovico in zrna, manjša od 1 mm. Na situ ostali material posušimo in na to presejemo v frakcije, večje od 10 mm, 10—5, 5—4, 4—3, 3—2 in 2—1 mm ter jih stehtamo. Dobljena utežna razmerja preračunamo v odstotke z ozirom na ves odtehtani vzorec. Množino frakcije, manjše od 1 mm, računsko ugotovimo z odštevanjem. V vsaki frakciji vseh vzorcev z roko odberemo material, ki je nastal po zmrzali zaradi drobljenja jamskega stropa in sten. Tudi te količine, izražene v utežnih enotah, preračunamo v procente. Tako smo dobili za vsako frakcijo vseh vzorcev po dva podatka. Eden nam izraža v odstotkih v določeni frakciji ves zrnat material ne glede na njegov izvor, drugi pa le produkt mehaničnega preperevanja, to je zaradi zmrzali. Zaradi večje preglednosti dobljene podatke, zbrane v tabelah, prikažemo še v diagramih. Na ordinato koordinatnega sistema nanesemo v primernem razmerju povprečne debeline plasti v ugotovljenem strati-grafskem zaporedju (1. si.). Nato označimo v vsaki plasti mesto, kjer je bil vzet vzorec. Abscisno os razdelimo v enote, ki predstavljajo odstotke.
V	tako prirejeni koordinatni sistem nanesemo na mestih, kjer so bili vzeti vzorci, odstotne vrednosti za največjo frakcijo (v našem primeru večjo od 10 mm) ne glede na izvor posameznih delcev. Če zvežemo vse tako dobljene točke na abscisah, dobimo lomljeno črto. Imenovali jo bomo bruto črto. Na isti koordinatni sistem nanesemo nato vrednosti za isto frakcijo, ki predstavljajo le mehanično preperevanje. Črto, dobljeno na ta način, bomo imenovali neto črta. Ta se bo morebiti delno pokrivala z bruto črto, ali pa vezala manjše abscisne vrednosti. Enako Domo postopali z ostalimi frakcijami; narisali bomo toliko diagramov, kolikor imamo frakcij. V vseh diagramih bo predstavljala neto črta množino zrn, izraženo v odstotkih, ki so nastali po zmrzali, bruto pa odstotke vseh zrn dotične frakcije. S primerjavo medsebojnega odnosa bruto in neto črt v posameznih diagramih odčitamo velikost in mesto razlik. Ob vzporednem pregledu materiala, nam postanejo razumljivi vzroki odstopanj.
V	ilovnatih plasteh so večinoma vzroki železnomanganske konkrecije, v gruščastih pa pogosto pozneje izločeno sigasto lepilo.
Največ pozornosti velja posvetiti neto črtam, saj je iz njih mogoče razbrati, v katerih plasteh določenega profila je prevladovala zmrzal, kje je ta popolnoma izostala, in podobno. Močni izpadi na desno kažejo obdobja intenzivnega krušenja jamskega stropa in sten, torej poslabšanje klime v primerjavi z mesti brez mehaničnega preperevanja. Primerjava neto črt različnih frakcij je pokazala zakonito skladnost v njihovem
1. si. Diagram granulometrične analize pleistocenskih plasti iz Črnega Kala. Izvlečena -črta (neto črta) prikazuje odstotni delež po zmrzali nastalega grušča v posamezni plasti (1—13 c), prekinjena črta (bruto črta ves zrnat material ne
glede na njegov izvor
poteku (glej 1. sliko!). Razlike med vrhovi in dolinami se z manjšanjem frakcij sicer krčijo, toda isti relief se ohranja najpogosteje do 1 oziroma 0,5 mm. Pod to mejo navadno črte spremene svoj potek, kar si razlagamo z diagenetskimi spremembami v sedimentu. Te se najmočneje odražajo v najmanjših zrnih. Vse frakcije z enakim potekom svojih neto črt, torej
dokler se ohranja podobnost njihovega poteka, lahko brez pridržka prištevamo še k produktom mehaničnega drobljenja matične kamenine. Kakor hitro pa se potek črte bistveno spremeni, to je navadno pri frakcijah, manjših od 1 mm, moramo računati na druge, močnejše vplive, ki spreminjajo prejšnja razmerja. Ta, sicer približna meja, nam daje dovolj poroštva, da smo zajeli glavnino drobirja, nastalega po zmrzali. Na primeru iz Parske golobine spoznamo, da se ta meja ne pojavlja v vseh plasteh pri istih frakcijah (glej 2. sliko!). V četrti plasti, z močnim izpadom na desno v frakcijah do 5 mm, postane relief, ki ga omejuje neto črta pod 3 mm, že zelo plitev. Mnenja smo, da je temu vzrok izdatno korozivno delovanje grušču primešane rdeče ilovice. Iz diagrama je dalje razvidno, da se je nasprotno relief črt ohranil v globljih plasteh še pod
2. si. Diagram granulometrične analize pleistocenskih sediment o v iz Parske golobine. Izvlečena neto, prekinjena bruto črta. H = humozna holocenska plast, od 3—8 pleistoceaiske plasti, 3/1 do 8/2 označba vzorcev
3 mm frakcijo, kar je bržkone odvisno od manjše korozivnosti zelenkaste ilovice, primešane tem gruščem. V bazalni, rdeče ilovnati plasti, v primerjavi z višjimi plastmi z manjšanjem zrn relief celo narašča. Ves kameninski drobir tvori na tem mestu od stropa odpadla kristalasta sfga, za katero je znana večja odpornost proti korozijskemu delovanju rdeče ilovice. Nemajhen delež k reliefu neto črte v tem odseku profila je doprinesla večja drobljivost sige, posebno v manjših frakcijah. Da nastopajo še druge anomalije v poteku omenjenih črt, je razumljivo, saj na jamske sedimente deluje več faktorjev, ki so slabo proučeni ali popolnoma neznani.
Ko smo kritično precenili vse frakcije in določili mejo, kjer se izgubi ponavljanje regularnosti v poteku črt, lahko pristopimo k izdelavi končnega diagrama. Na enak koordinatni sistem nanesemo za vsako plast posebej ves odstotni delež materiala, nastalega po zmrzali. Velikosti
3. si. Diagram granulometrične analize pleistooenskih sedimentov iz Parske golobine. Črta predstavlja v odstotkih ves zaradi zmrzali nastal grušča st material, večji od 1 mm v posameznih plasteh. Ostalo kakor 2. slika
abscisnih odsekov nam bodo predstavljale intenzivnost delovanja zmrzali v posamezni plasti. Kjer bo ta prevladovala nad drugimi načini pre-perevanja, n. pr. nad kemičnim, bomo dotično plast prisodili poledenitve-nemu sunku, v nasprotnem primeru pa interglacialu ali interstadialu (glej 3. sliko!). S tem smo dosegli to, kar smo pričakovali od granula-cijske analize. Posebno poglavje, ki ga ne bomo tu načenjali, je časovna
opredelitev posameznih klimatskih nihanj, ugotovljenih v naših diagramih.
Razen opisane granulometrične raziskave delcev, katerih premer je nad 1 mm, smo izvedli tudi granulacijsko analizo manjših frakcij. Krivulje, ki smo jih dobili pri tej analizi, odstopajo od njihovega splošnega poteka pri grobih frakcijah. Iz že navedenih razlogov je to razumljivo. Nekateri tuji avtorji pripisujejo manjšim frakcijam večji pomen, kar bi moglo biti v zvezi s specifičnimi pogoji v njihovih jamah (G. Freund, 1955). Po dosedanjih izkušnjah smo prišli do spoznanja, da izsledkov granulometričnih analiz najmanjših frakcij iz naših jamskih sedimentov nikakor ne moremo tako vrednotiti kot večjih frakcij, ampak jih bo verjetno mogoče uporabiti za določanje avtohtonosti oziroma alohtonosti ilovnatih komponent.
Kot dopolnilo granulometrični analizi so še druge raziskave, na primer določitev množine kalcijevega karbonata, humoznih primesi, poroznost matične kamenine in podobno. Razen določevanja množine kalcijevega karbonata pri nas drugih ne izvajamo, ker so glede na skromne in večkrat negotove rezultate predolgotrajne in prezamotane.
Se nekaj pripomb h grafičnemu upodabljanju izsledkov granulometrične analize. Z zgoraj uporabljenim načinom vezanja abscisnih odsekov smo ustvarili prehode, ki verjetno med določenimi plastmi sploh ne obstajajo. V primeru pa, da uporabimo poligonalni način upodabljanja, to je v stolpcih, izključimo vse možnosti prikazovanja dejansko obstoječih prehodov. Ker se je prvi način udomačil v tuji literaturi, smo se zaradi enotnosti zanj odločili tudi mi. V rabi so še drugi načini grafičnega prikazovanja granulometričnih analiz kot na primer tako imenovani tipus krivulje in kumulativne krivulje. Njihova uporabna vrednost kljub nekaterim dobrim lastnostim ni nič večja od opisanih diagramov.
Nikakor ne gre precenjevati vrednosti granulometrične analize in jo smatrati kot edini merodajni ključ za reševanje vseh stratigrafskih problemov jamskih sedimentov. V zvezi z drugimi raziskovalnimi metodami nam je in nam bo dobro služila, posebno, če jo bomo dopolnjevali in izpopolnjevali z novimi prijemi. Dobra stran metode se zlasti odraža v njeni objektivnosti, v numeričnem prikazovanju podatkov in s tem v najširših možnostih primerjanja. S tem načinom so do najvišje mere izključeni morebitni subjektivni vplivi, kar je splošna tendenca na vseh raziskovalnih poljih današnjega znanstvenega udejstvovanja.
LITERATURA
B r o d a r, M., 1955, Poskusno izkopavanje v Mokriški jami, Arheološki vestnik VI./2, str. 204-226, SAZU, Ljubljana.
Brodar, S., 1952, Prispevek k stratigrafiji kraških jam Pivške kotline, posebej Parske golobine, Geografski vestnik, XXIV., str. 43—76, Ljubljana.
Brodar, S., 1958, Črni Kal, nova paleolitska postaja v Slovenskem Pri-morju, Razprave IV. razr., SAZU, Ljubljana, v tisku.
Freund, G., 1955, Die Sedimentanalytischen Untersuchungen, Quartar Bibliothek, Bd. 2, str. 152—219, Bonn.
Gračanin, M., 1947, Pedologija II., Zagreb.
Lais, R., 1941, Ober Hohlensedimente, Quartar III., str. 56—108, Berlin.
O s o 1 e, F., 1958, Pomen jamskih sedimentov za speleologijo, Proteus XX 7, str. 181—185, Ljubljana.