Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Water isotope composition in Lake Kuutsjärvi as a hydroclimate recorder – present behaviour and calibration for past reconstruction

Show full item record

Title: Water isotope composition in Lake Kuutsjärvi as a hydroclimate recorder – present behaviour and calibration for past reconstruction
Author(s): Jokelainen, Antti
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Degree program: Master's Programme in Environmental Change and Global Sustainability
Specialisation: Environmental Change
Language: English
Acceptance year: 2023
Abstract:
Arktisen alueen hydrologinen kierto kiihtyy ilmastonmuutoksen seurauksena. Arktiset järvet reagoivat nopeasti muuttuviin ympäristötekijöihin ja toimivat arkistoina menneisiin ilmasto-oloihin. Luonnossa vedestä löytyvien hapen ja vedyn isotoopit ovat hyödyllisiä työkaluja paikallisten hydrologisten olojen selvittämiseen sekä menneiden ilmasto-olojen rekonstruointiin. Tässä tutkimuksessa veden isotooppikoostumusta Värriön luonnonpuiston alueella analysoitiin tarkoituksena ymmärtää alueellista hydrologiaa sekä selvittää mahdollisuuksia paleoklimatologisten rekonstruktioiden tekemiseen. Isotooppinäytteitä kerättiin sadevedestä, pohjavedestä sekä alueella olevista pienistä järvistä. Menneiden ilmasto-olojen käytön arviointiin kerättiin näytteitä järven pintasedimentissä olevista surviaissääskien toukkamuotojen päiden kuorista. Surviaissääskien kitiinistä muodostuneiden päiden kuorien käyttö on tyypillinen paleoklimatologinen menetelmä menneiden ilmasto-olojen selvityksessä. Tulokset tämänhetkisistä hydrologisista oloista Värriössä osoittivat sateiden olevan alueella peräisin huomattavin osin Barentsin mereltä. Tutkitun järven, Kuutsjärven, osalta tulokset osoittivat järven ilmentävän sadeveden isotooppikoostumusta haihdunnan puutteen sekä pohjaveden vaikutuksen johdosta. Kausittainen signaali kevään sulamaisvesistä oli nähtävillä Kuutsjärvessä, kuten myös pohjanveden rooli tämän kausivaihtelun säätelijänä. Surviaissääskien päistä analysoidut isotooppiarvot poikkesivat merkittävän paljon vesinäytteiden arvoista. Mahdollisia syitä poikkeamalle käydään tässä työssä läpi, mutta ei lopullisesti määritetä. Tämä tulos osoittaa tarkan kalibroinnin sekä hyvän surviaissääskien lajiston ja ekologian tuntemusta, kun kyseistä paleoklimatologista metodia käytetään.
The Arctic region is experiencing an intensification in the hydrological cycle due to climate change. Lakes in the Arctic respond quickly to environmental changes and act as archives to past climates. Naturally occurring stable isotopes of water, specifically the isotopes of oxygen and hydrogen, provide a valuable tool for investigating local hydrological conditions and reconstructing past climates. In this study, stable isotopes of water in Värriö, Northeastern Finland, were analyzed to gain insights into the local hydrology and assess the use of palaeoclimatological methods for reconstructing past climates. Precipitation, groundwater, and lake water were analyzed to characterize the local isotope hydrology. To assess the reconstruction of past climate conditions, a set of modern chironomid head capsules were collected and analyzed for their isotopic composition. Chironomid head capsules are commonly used to reconstruct past climate conditions. The results indicated that precipitation in Värriö is sourced from the Barents Sea to a considerable extent, which has implications for the isotopic composition of surface waters. The isotopic composition of lake water in Kuutsjärvi was found to reflect the precipitation isotopic composition well due to a lack of evaporative enrichment. The study also noted the seasonal effects of spring thaw on the lake, and the contribution of groundwater as a controller of these effects. The analysis of chironomid head capsules in this study yielded values that differed from present-day conditions. The possible reason for the offset in values was explored, but not identified. This highlights the importance of accurate calibration of chironomid head capsule values and knowledge of chironomid ecology when using this method for palaeoclimatological research. Overall, this study demonstrates the utility of stable isotopes of water for characterizing local hydrological conditions and reconstructing past climates.
Keyword(s): Arctic hydrocycle Water stable isotopes Chironomid head capsules


Files in this item

Files Size Format View
Jokelainen_Antti_Thesis_2023.pdf 1.517Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record