ИСТИНА

1. Выполнена верификация соотношения содержания изотопов кислорода в современных повторно-жильных льдах с зимними температурами воздуха, привлечены все имеющиеся данные по изотопному составу современных жильных ростков, подтверждена достоверность выведенных ранее уравнений, связывающих значения delta18O в современных повторно-жильных льдах с зимними температурами воздуха. 2. Произведена выборка 22 опорных разрезов позднеплейстоценовых и голоценовых повторно-жильных льдов на территории Российской Арктики: голоценовые: Европейский Север - 1) близ Воркуты; в Западной Сибири - 2) Сеяха, 3) Щучья, 4) Гыда, 5) Салемлекабтамбда; на Таймыре - 6) мыс Саблера, в Якутии - 7) Дуванный Яр, 8) Плахинский Яр, 9) Алешкинская терраса, Чукотка - 10) остров Айон, Забайкалье - 11) Чара, Тува - 12) Мерзлый Яра; позднеплейстоценовые: в Западной Сибири - 1) Сеяха, 2) Марре-Сале 3) Гыда, 4) Марреяха; на Таймыре 5) мыс Саблера, 6) озеро Лабаз, 7) Диксон; в Якутии - 8) Мамонтов Клык. 9) Мамонтова Хайота, 10) Чекановский, 11) Кулар, 12) остров Котельный, 13) Зелёный Мыс, 14) Плахинский Яр, 15) Дуванный Яр, 16) Красивое, 17) Алешкинская терраса, Чукотка - 18) остров Айон, 19) Ледовый Обрыв на реке Майн, Магаданская область - 20) Феникс, Центральная Якутия - 21) Тыалычима, 22) Мамонтова Гора, имеющих наиболее детальное и удовлетворительное датирование по радиоуглероду, в которых выполнены изотопные исследования. 3. На основании детального радиоуглеродного датирования выделены интервалы выбранных опорных разрезов с шагом 2 тысячи лет. 4. Выполнены высокоточные воспроизводимые палеотемпературные реконструкции для криолитозоны Сибири для периода 20-18 тыс. лет назад на основе анализа изотопно-кислородного состава сингенетических повторно-жильных льдов, датированных по радиоуглероду. Изотопный состав повторно-жильных льдов отражает изотопный сигнал источников их питания, долю вклада каждого из них, а также изотопные эффекты (смешивания, испарения или фракционирования) в процессе промерзания или диффузии после промерзания. Наиболее четкая взаимосвязь прослежена между изотопно-кислородным составом повторно-жильных льдов и зимней температурой воздуха. Для установления этой взаимосвязи было проведено сравнение зимних температур воздуха и значений delta18O в современных жильных ростках возрастом менее 100 лет, состоящих из 8-12 элементарных жилок. Получены следующие уточненные диапазоны значений delta18O жильных ростков на поймах, прибрежных низменных равнинах и сингенетических торфяниках северной Евразии: северо-восток Европейской части России – от –15 до –12‰, север Западной Сибири – от –20 до –16‰, северная Якутия – от –28 до –24‰, центральная Якутия – от –27 до –25‰, Чукотка – от –17 to –15‰, центральная часть Магаданской области – от –27 до –25‰, трансбайкальский регион – от –22 до –20‰. Эти данные были осреднены и выполнено сопоставление со среднезимней температурой приземного воздуха для каждого региона. Для сравнения 90% значений delta18O для современных жильных ростков в дельте р.Маккензи и прибрежной равнине Юкона (Канада) варьируют в узком диапазоне от –24.5 до –22‰ (Mackay 1983; Michel 1990). По данным Лауриоля (Lauriol et al., 1995) значения delta18O в повторно-жильных льдах на р.Поркупайн, Юкон, варьируют от –27 до –23‰. Значения delta18O в современных сингенетических повторно-жильных льдах Росийской криолитозоны, согласно (Vasil'chuk, Vasil'chuk, 2014) подтвердили строгую эмпирическую зависимость от зимних температур воздуха. Зависимости выражаются в виде упрощенных уравнений регрессии: Tср.янв. = 1.5 delta18O совр.пжл (±3оC). Где Tср.янв. – средняя температура января периода формирования современных повторно-жильных льдов, т.е. последних 60-100 лет. На основе этой зависимости построена карта с изотермами современных значений среднеянварской температуры воздуха и изолиний значений delta18O в современных сингенетических повторно-жильных льдах и карта с реконструированными изотермами значений среднеянварской температуры воздуха на основе значений delta18O в повторно-жильных льдах, датированных периодом 20-18 тыс.лет назад. Уравнение было использовано для реконструкции среднеянварских температур по повторно-жильным льдам, датированным 20-18 тыс. лет назад, с применением данных delta18O по этим льдам. Вариации delta18O в жилах составляют: от –33 до –35‰ в западной Сибири, от –45 до –48‰ в северной Якутии, от –31 до –43‰ – на Чукотке. Анализ значений delta18O в сингенетических повторно-жильных льдах показывает, что среднеянварские температуры 20-18 тыс.лет назад были на 8-12°C ниже современных, а на Чукотке – на 17–18°C ниже современных. Долготное расположение изотерм среднеянварской температуры воздуха и температуры многолетнемерзлых пород 20-18 тыс. лет назад характерно для западного сектора Евразийской криолитозоны, включая север Европейской части России и Западную Сибирь. Такое распределение отражает преобладающий западный и северный перенос воздушных масс и осадков (Vandenberghe et al., 2012, 2014). Широтное положение изолиний на обширной территории от Таймыра до западной Чукотки отражает континентальность климата, обусловленную влиянием Северного Ледовитого океана. На данной территории преобладал режим континентального антициклона, особенно зимой, а влияние тихоокеанских воздушных масс было незначительным. В современных жильных ростках значения delta18O снижаются на 8‰ (от –18 до –26‰) при движении от Западной Сибири до северной Якутии, на расстоянии 2000 км. Подобный тренд снижения значений delta18O (от –22 до –30‰) выявлен для этого региона для жил, датированных 18-20 тыс. лет назад. Это наглядно показывает, что позднеплейстоценовая криолитозона в разных районах северной Евразии имеет общие черты с современной якутской криолитозоной, для которой характерны низкие температуры грунта и воздуха, длительный зимний период и долготный градиент отрицательных температур. Поэтому предполагается, что в течение последнего криохрона (20-18 тыс. лет назад) обширная суперкриолитозона охватывала всю Евразию. Континентальный климат западной Европы в позднем плейстоцене поддерживает версию о широком распространении покровного морского льда в северной Атлантике. Гипотеза о покровном оледенении Ямала и Гыданского полуострова не подтверждается распространением на этих территориях позднеплейстоценовых не деформированных сингенетических повторно-жильных льдов, датированных 20–18 тыс. лет назад. Также позднеплейстоценовые жилы без признаков деформаций изучены в горных районах, например, в межгорных котловинах Кулара в северной Якутии, в разрезе Феникс в верховьях р.Колымы, что показывает отсутствие мощного оледенения в позднем плейстоцене. Дополнительным фактором против гипотезы оледенения является близкий тренд распределения изотопно-кислородного состава современных и позднеплейстоценовых сингенетических ледяных жил от Ямала до Чукотки. Выполненные палеоклиматические реконструкции показывают единую модель атмосферной циркуляции для обширных территорий евразийской криолитозоны. 4. Издана монография: Васильчук Ю.К. Изотопные методы в географии. Часть 2: Геохимия cтабильных изотопов пластовых льдов, том 2. Изданы 4 статьи в рецензируемых российских журналах, 1 статья в трудах конференции и 1 статья в высокорейтинговом зарубежном журнале (Boreas). 5. Выполнены изотопные определения в 250 новых образцах снега и льда. 6. Прослежен тренд изменения изотопного состава свежевыпавшего снега из единой воздушной массы на транссекте протяженностью примерно 1400 км через северо-восток Европы от станции Коноша через Инту-Сейду до станции Елецкая в предгорьях Полярного Урала и объяснена изменчивость dexc в этом снегопаде. При движении воздушного фронта в конце декабря на северо-восток примерно на расстоянии 400 км северо-восточнее Москвы начался снегопад, и интенсивное выпадение снега продолжалось до 3 суток. Изотопный состав снега изменяется в северо-восточном направлении от ст. Коноша до ст. Елецкая, вариации delta18O составили 9‰: от –18,7‰ до –27,2‰, значения deltaD уменьшаются на 65,3‰, варьируя от –138,3‰ до –203,6‰, дейтериевый эксцесс напротив, возрастает от 9 до 18‰. Отмечено, что атомов тяжёлого кислорода в атмосфере и криосфере почти на порядок больше чем дейтерия. Это подтверждено и прямыми измерениями: в океанской воде тяжёлого водорода в 13 раз меньше, чем тяжёлого кислорода, а в антарктическом снеге – более чем в 21 раз. Обычно вариации дейтериевого эксцесса связываются с вариациями увлажненности и силы ветра над испаряющей поверхностью океанов. Указано, что в качестве физической причины объяснения вариативности значений dexc обычно привлекается двукратное превышение по массе изотопа дейтерия по отношению к изотопу протия, тогда как тяжелый изотоп кислорода тяжелее легкого изотопа кислорода только на 18/16, т.е. значительно меньше, чем в два раза. Это предположение широко используется для объяснения существенно более интенсивного фракционирования тяжелого водорода (дейтерия) по отношению к тяжелому кислороду, как в процессе испарения, так и в процессе конденсации осадков. Но, ни изотопы кислорода, ни изотопы водорода, ни в каких агрегатных состояниях воды (жидкая вода, пар, снег, лед), не содержатся в виде отдельных атомов; все они связаны между собой в виде молекул H2O. При этом молекулярная масса молекулы, содержащей один атом дейтерия HDO, равна 19 а.е.м., а молекулярная масса молекулы, содержащей тяжелый кислород H218O, равна 20 а.е.м. На самом деле, при конденсации пара на изменение температуры или ветрового режима, в первую очередь будут реагировать (и соответственно конденсироваться) молекулы содержащие атом 18O, а не те, которые содержат атом дейтерия. Поэтому при последовательной конденсации из единого облака, происходящей при снижении температуры в первую очередь будут выпадать молекулы, содержащие тяжелый кислород и соответственно облако будет неуклонно обогащаться молекулами пара, содержащими дейтерий. Поэтому в последних порциях конденсата из единого облака (или группы облаков) относительное содержание дейтерия будет значительно выше, чем в начальном конденсате, то есть величина дейтериевого эксцесса будет в каждой последующей порции осадков более положительна по сравнению с исходным изотопным составом. Этим и объясняется прогрессивное увеличение значений dexc в затяжных осадках. 7. Обобщены материалы изотопного изучения пластовых льдов и датирования вмещающих их отложений для России и Северной Америки, которые также предполагается использовать для построения палеотемпературных карт. Анализ многочисленных данных датирования отложений, вмещающих пластовые льды в криолитозоне России показал, что время формирования практически всех исследованных пластовых ледяных залежей приходится на плейстоцен, причем особенно активно они формировались в позднем плейстоцене, а голоценовых и, тем более, современных аналогов таких мощных ледяных залежей очень мало. Ранее многие исследователи полагали, что образование пластовых ледяных залежей в Западной Сибири относится к среднему плейстоцену, на том основании, что они приурочены к оскольчатым суглинкам. Однако датирование как вмещающих пластовые льды отложений (в том числе и тёмносерых оскольчатых суглинков – близ Харасавэя Ю.К.Васильчук датировал древесину в голубовато-серой глине, подстилающей слой тёмносерого суглинка 43600 ± 700 лет, ГИН-2649), так и непосредственно газовых включений или микровключений органики из пластовых льдов показало, что их образование происходило обычно в конце позднего плейстоцена. Ю.К.Васильчук и др.(Vasil'chuk et al., 2014) по результатам 14С датирования растительного материала из вмещающих ледяные пласты отложений в толще третьей террасы показали, что суглинки, вмещающие и перекрывающие пластовые залежи, формировались от 25 до 20 тыс. лет назад и несколько позднее. Это период завершающего цикла позднеплейстоценового криохрона, когда климатические условия, судя по изотопному составу повторно-жильных льдов, формировавшихся в то время, были суровее современных. Зимы, как было показано (Yu.Vasil’chuk, A.Vasil’chuk, 2014) на основе изотопного анализа синхронных тому времени сингенетических жил Центрального Ямала, были холоднее современных на 6-8оС. Обобщены наиболее представительные изотопные и радиоуглеродные данные подтверждающие высказанные предположения: Пластовая залежь на оз. Тюринто датирована от 35 до примерно 20 тыс. лет (Данилов и др., 1992). Возраст пластовых льдов в обнажении Табсаля оценен в 12-16 тыс. лет (Карпов, 1986). Время аккумуляции толщи в устье р.Гыда и образования пластов льда (вскрытых в виде 4 ярусов ледяных линз, мощностью более 0,5 м) и сингенетических жил в ней, судя по большому массиву радиоуглеродных дат (полученных, в основном, несомненно по аллохтонному – переотложенному материалу), не древнее 14–11 тыс. лет назад (Васильчук, 2012). По растительным остаткам из слоя песка с включениями слаборазложившегося торфа (вмещающего 3-5-метровые пласты льда) в 6 м над урезом воды р.Танюрер получены (Котов, 1998) три радиоуглеродных даты: 16860 +/- 260 (GX-21531-AMS) и 21500 +/- 2750 (GX-21525) и 17000 +/- 360 лет (МАГ-1502). Следовательно, лёд сформировался здесь 17 тыс. лет назад или немного позднее. Известны только единичные голоценовые пластовые ледяные залежи. Это описанная Г.И.Дубиковым (2002) 4-метровая пластовая ледяная залежь в толще первой террасы на Харасавэйской площади. Значения delta18О в ней составили –10,6‰, а значения deltaD составили –112‰. Учитывая столь тяжёлый изотопный состав и наши 14С-датировки в разрезе первой террасы (Васильчук, 2014) около 9 тыс. лет, этот пластовый лёд можно считать голоценовым. Голоценовые гомогенные автохтонные сегрегационные пластовые залежи мощностью более 1,2 м разбурены М.А.Великоцким (2001) на береговом баре Печорского моря, приподнятом на 1–3 м над уровнем моря. Прямое AMS датирование пластовых льдов в криолитозоне Канады, выполненное по микровключениям органического материала и углероду в воздушных пузырьках, также продемонстрировало позднеплейстоценовый возраст пластовых льдов. Время завершения формирования пластовой ледяной залежи на п-ове Пойнт – 14 тыс. лет назад (Moorman et al., 1998). Сегрегационный пластовый лед севернее оз. Яя, в районе Норз Хэд, по данным 14С датирования СО2 изо льда имеет возраст10500 ± 120 лет. (Moorman et al., 1996). Один из пластов льда в сложной залежи на о.Хершел, судя по 14С возрасту СО2 изо льда, имеет возраст около 17 тыс. лет (Moorman et. al., 1996). Традиционное датирование органического материала из отложений, вмещающих пластовые льды в криолитозоне Канады, также подтвердило преимущественно позднеплейстоценовый возраст большинства пластовых ледяных залежей. Сложная гетерогенная система пластовых льдов на о.Ричардс датирована 13-14 тыс. лет назад (Murton, 2009). Пластовая залежь Рэд Крик в горах Ричардсона имеет возраст около 30 тыс. лет (Lacelle et al., 2009). Радиоуглеродные датировки из флювиальных (аллювиальных) террас р.Уиллоу указывают что пластовые ледяные залежи мощностью более 3-4 м здесь сформировались в голоцене (Lacelle et al., 2004). Рассеянная органика и крупные фрагменты ели из диамиктона, перекрывающего пластовую залежь, датированы от 9070 ± 80 до 150 ± 50 лет. Примечательны данные В.Полларда, Т.Белла, Робинсона (Pollard, Bell; 1998; Robinson, Pollard, 1998) о голоценовом возрасте пластовых льдов сегрегационного генезиса на побережье Фьорд Эурека Саунд в Канадской Арктике. Вероятно, между 8,5 и 7 тыс. лет назад уровень моря здесь понизился, что привело к выходу на поверхность морских осадков и началу их многолетнего промерзания и к формированию сегрегационного пластового льда. Возраст и сегрегационных и инъекционных пластовых льдов на побережье фьорда Эурека Саунд, несомненно, среднеголоценовый – они моложе 7-8 тыс. лет. Судя по 14С датировке древесины - 29000 ± 1500 лет (Hyatt, 1998) из песчано-гравийной толщи с пластовыми ледяными залежами на Баффиновой Земле, осушение озера, в котором накопилась толща песка и гравия, и формирование внутригрунтового пластового льда здесь началось здесь после 29 тыс. лет назад. В районе залива Тетис на о.Хершел пластовая залежь сформировалась в самом конце позднего плейстоцена, около 17 тыс. лет назад (Moorman et al., 1996) Таким образом, большая часть пластовых льдов, встреченных в верхних 10-30 метрах многолетнемёрзлых отложений России и Канады, сформировалась в конце позднего плейстоцена, а некоторые и в голоцене. На это указывают и радиоуглеродные AMS датировки из газов и микроостатков органики по самому льду, и датировки из вмещающих лёд отложений. 8. Выполнена корреляция изотопных диаграмм пластовых льдов в криолитозоне России и Канады, полученных разными исследователями (Карпов, 1986; Крицук и др., 1986; Крицук, 2010; Стрелецкая и др., 2009, 2012; 2014; Dallimore, Wolfe, 1988; French, Harry, 1990; Lacelle et al., 2004, 2007a, b; 2008, 2009; Lacelle, Vasil'chuk, 2013; Mackay, 1983; Mackay, Dallimore, 1992 и др), а также авторами данного Проекта (Васильчук и др., 2012, 2013; Vasil’chuk et al., 2009, 2011, 2012; 2014) в разных регионах криолитозоны России и Канады. Сопоставление изотопных диаграмм, выполненное в едином вертикальном и горизонтальном масштабах, позволяет говорить об определенном морфологическом сходстве диаграмм, относимых к пластовым льдам предположительно одного и того же генезиса. Морфологически практически однотипны изотопные диаграммы пластовых льдов или фрагменты сложных ледяных пластовых комплексов, формировавшихся при сегрегационном льдообразовании в результате промерзания воды в закрытой системе. К таковым относятся пластовые залежи на р.Еркутаяха и некоторые залежи, обнаруженные близ поселков Харасавэй, Гыда, Бованенково. По морфологии изотопных диаграмм и по строению и масштабу ледяных тел к ним близки пластовые залежи в долине р.Уиллоу, на Эскимосских озерах и в Крамблинг Пойнт в Канаде. Во всех перечисленных случаях мощность ледяной залежи не превышает 5-7 м. Главной особенностью изотопных распределений здесь является резкое и весьма масштабное повышение значений delta18O. Это изотопное утяжеление может происходить как в пределах единого ледяного тела, так и в серии ледяных линз снизу вверх. Изменение delta18O, как правило, превышает 8-10‰, достигая почти 20‰ в сегрегационных линзах близ п. Гыда. В ряде случаев и в заметно более мощных пластах обнаружена такая же изотопная тенденция, например, в одном из пластов сложного гетерогенного комплекса “Ледяная гора”. В данном случае дифференциация значений delta18O достигает почти 10‰. В мощных пластовых льдах, вскрытых близ Инволютед Хилл и в районе оз.Контвойто наблюдается такая же картина. Подчеркнем, что тренд утяжеления изотопного состава снизу вверх отмечен только для верхней части пласта льда, так же как и в верхней половине пластовой залежи на реке Слайдр. При этом нижние части этих двух пластовых залежей обнаруживают сравнительно однородный изотопный состав. Это, скорее, свидетельствует о формировании нижней части пласта в условиях открытой промерзающей системы. Некоторые ледяные залежи обнаруживают очень сложное пилообразное строение изотопных диаграмм. Это, прежде всего, ледяные пласты, расположенные в 4 км от пос.Тактояктак и на полуострове Пойнт. Ю.К.Васильчуку (2014) представляется, что эти залежи сформировались в условиях сингенетического льдонакопления. Интересно, что исследовавшие эти залежи К.Фуджино и Б.Мурман с коллегами, отнесли их к внутригрунтовым, хотя ранее их считали погребенными озерными льдами. Сравнительно редко встречаются пластовые льды, изотопные вариации в которых не достигают 3-4‰, при мощности пластов от 8 до 18-25 м. Это отдельные ледяные пласты комплекса “Ледяная Гора”, а также пласт на Гыданском Юрибее. И уж совсем изотопически слабо дифференцирован 25-метровый пласт в Луизи-Пойнт. Обращает на себя внимание и то, что пласты, вскрываемые в геоморфологически едином разрезе, могут заметно различаться по конфигурации изотопных диаграмм. Это и два пласта льда близ Луизи-Пойнт у озера Яя и пластовые льды в сложном гетерогенном комплексе “Ледяная Гора”. Но если пластовые залежи “Ледяной Горы” и Луизи Пойн изучены по скважинам, что может вызывать сомнение в точном геоморфологическом соотнесении пластовых льдов, то мощная пластовая залежь у мыса Шпиндлера, изученная и опробованная в едином обнажении, демонстрирует, что в двух случаях 15-метровый пластовый лед изотопически почти постоянен и близок к изотопическому распределению в Луизи Пойнт восточнее оз.Яя, а в трех других фрагментах этой гетерогенной пластовой ледяной залежи в изотопном распределении отмечается существенная дифференциация – разница delta18O превышает 4-6‰ и изотопный тренд имеет тенденцию к снижению, такому же заметному, как и в Луизи Пойнт. Вместе с тем замечено, что есть диаграммы с весьма ровными одинаковыми, почти постоянным по вертикали изотопными значениями, а есть такие, которые напоминают “пилу”, причём внутри “зубьев” этой “пилы” имеются свои “пилы” более мелких масштабов. Сравнив такую “пилу” по пластовой залежи в дельте р.Маккензи в 4 км юго-западнее пос.Тактояктак с изотопной “пилой” в мощном льду пинго Монгот Ю.К.Васильчук (2014) пришел к выводу, что эта пластовая залежь в дельте р.Маккензи формировалась по типу сегрегационной (а частично инъекционной) в условиях открытой или полузакрытой системы с подтоком влаги. Такая существенная дифференциация изотопных кривых побудило разделить диаграммы по морфологическому признаку и попробовать привязать их к определённым генетическим типам пластовых льдов. На основе сравнения изотопных диаграмм Ю.К.Васильчук (2014) разработал подход для ориентировочной генетической привязки пластовых льдов по морфологическим особенностям изотопных кривых. Она носит самый приблизительный характер – это скорее первая итерация к генетической интерпретации морфологии изотопных диаграмм. Сопоставление диаграмм продемонстрировало существование сходства в тенденциях и в самой морфологии диаграмм: есть кривые весьма дифференцированные. Они отражают существенное изотопное фракционирование, происходившее в процессе промерзания водоносного горизонта и формирования залежей. В других случаях отмечена плавная тенденция увеличения значений delta18О, что, скорее всего, связано с постепенным изотопным истощением водоносного горизонта.