Pozadinski geokemijski šum u tlima Istre

The geochemical background is postulated for two major groups of soils of the Istrian Peninsula, depending on the type of bedrock, or parent material as one of the main soil-forming factors. An effort is made to combine conceptual fundamentals of non-linear dynamic theory with the principles, methods and practical application of basic statistics in order to elucidate the nature and origin of elemental subpopulations hidden in the original geochemical data of Istrian topsoils. In this sense, the 4σ-outlier test and iterative 2σ-statistical technique are utilized, by which the outliers and anomalous values are removed from the total data set and assigned to the consequences of non-linear system dynamics, which prevents the development of a simple cause-and-effect relationship between geochemical variables. The geochemical background is then defined as the normal range of data of the remaining data set. As confirmed by the study, the carbonate-derived soils have a higher natural or geogenic baseline and are also more strongly loaded with heavy metals and other trace elements, in some places critically. On the other hand, flysch-derived soils, except for higher Ca contents, are actually depleted in many elements and also devoid of outliers. Such behaviour implies »dilution« due to the characteristic nature of the weathering of the underlying parent material and other soil-forming processes controlling their fate. In a general sense, the character of the probability distribution curves among chemical elements in the topsoil (or soils in general) can be used as reliable indicator of their evolutionary trends, that is, their enrichment or depletion, or, as regards the geochemical background, the equilibrium between the two, which in the case studied depends principally upon the contrasting Istrian bedrock lithology.U radu je razmatran geokemijski šum zasebno za dvije skupine tala na Istarskom poluotoku, ovisno o tipu geološke podloge, odnosno ishodišnog materijala kao jednog od glavnih čimbenika u razvitku tla. Povezana je teorija nelinearnih dinamičkih sustava s načelima, metodama i praktičnom primjenom elementarne statistike s ciljem da se razjasni priroda i porijeklo elementnih subpopulacija skrivenih u izvornim geokemijskim podacima površinskog horizonta istarskih tala. U tu svrhu korištene su statističke metode – 4σ-test za određivanje ekstremnih vrijednosti i 2σ-metoda iteracije – kojima su ekstremi i anomalne vrijednosti odvojeni od glavnog skupa podataka i pripisani posljedicama nelinearne sistemske dinamike koje su brana uspostavi jednostavnih, uzročno-posljedičnih odnosa među geokemijskim varijablama. U skladu s navedenim, geokemijski šum je određen kao raspon normalnih vrijednosti reduciranog skupa podataka nastalog nakon oba statistička postupka. Pokazalo se da tla razvijena na karbonatnim stijenama imaju višu prirodnu razinu kemijskih elemenata, a također sadrže i veću koncentraciju teških metala i elemenata u tragovima koja je na pojedinim lokacijama i ekstremno visoka. S druge strane, tla razvijena na flišu, s izuzetkom povišenog sadržaja kalcija, u stvarnosti su siromašnija sadržajem većine elemenata i ne sadrže ekstremnih vrijednosti. Takvo ponašanje ukazuje na »razrjeđenje« zbog karakteristične prirode trošenja ishodišnog materijala i drugih čimbenika koji utječu na raspodjelu elemenata u površinskom horizontu tla. U općem slučaju, karakter krivulje statističke distribucije elemenata kemijskih elemenata u površinskom horizontu (i u tlu općenito) može se uzeti kao pouzdan pokazatelj evolucijskih trendova, odnosno obogaćenja ili osiromašenja pojedinim elementima ili, kad je riječ o geokemijskom šumu, ravnoteže među ovim procesima. Kod tala na području Istre na ove odnose primarno utječe izrazita razlika u karakteru geološke podloge