|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Мерзлые породы и подземные льды - архив данных для реконструкции глобальных изменений природы Западной Арктикистатья
- Авторы: Стрелецкая И.Д., Васильев А.А., Облогов Г.Е., Токарев И.В.
- Сборник: Комплексные исследования природы Шпицбергена и прилегающего шельфа:Материалы международной научной конференции (Мурманск, 6-8 ноября 2014 г.)
- Том: 12
- Год издания: 2014
- Место издания: ГЕОС Москва
- Первая страница: 282
- Последняя страница: 286
- Аннотация: Отклики глобальных климатических изменений прошлого в мерзлых породах и подземных льдах позволяют понять процессы взаимодействия Арктического океана и суши, оценить историю и тенденции развития криолитозоны. По современным представлениям, субаквальные многолетнемерзлые породы представляют собой реликтовые мерзлые толщи, сформированные в субаэральных условиях во время последнего криохрона (20-18 тыс. лет назад) и затопленные в ходе последней трансгрессии (16-5 тыс. лет назад). Считается, что море отступало до современной изобаты 120 м. Останцы доголоценовой суши, сложенной льдистыми отложениями, можно найти по берегам и на островах Карского моря. Пластовые льды (ПЛ) и толщи с крупными полигонально-жильными льдами (ПЖЛ) являются криолитологическими индикаторами последнего криохрона (Васильчук Ю.К., 2012). Содержание стабильных изотопов кислорода и водорода и состав ионов в подземных льдах, а также состав и строение вмещающих лед отложений используются как природные маркеры, отражающие глобальные изменения природной среды в прошлом, - колебание уровня моря, экстремально холодные и аридные условия последнего криохрона, эволюцию криогенных процессов. Изотопный состав ПЖЛ отражает зимние палеотемпературы воздуха, химический состав ПЖЛ - положение береговой линии моря в верхнем плейстоцене и голоцене, т.к. зависят от источника влаги и зимних температур воздуха. Новые данные авторов по опорным геокриологическим разрезам Западного Ямала, Гыдана, Енисейского Севера позволяют реконструировать палеогеографические условия осадконакопления и промерзания отложений конца плейстоцена-голоцена, проследить тренды климатических изменений с запада на восток и сравнить с палеотемпературами Азиатского сектора Арктики (Стрелецкая И.Д. и др., 2012; Стрелецкая И.Д. и др., 2013а, б; Streletskaya et al., 2013). Изотопный и химический состав подземных льдов был изучен на 10 участках побережья Карского моря. Вмещающие льды позднеплейстоценовые и голоценовые отложения берегов Карского моря обеспечены радиоуглеродными датировками по крупнообъемным пробам, по микронавескам (AMS), а также отдельными измерениями инфрокрасно-стимулированной люминесценции (ИК-ОСЛ). Наиболее представительными являются ряды датировок района Марре-Сале Западный Ямал (Forman et al., 2002; и др.), районов Сопочной Карги и п. Диксона. Близкие конечным и запредельные радиоуглеродные датировки можно сопоставить с каргинским временем (МИС 3) (Bassinot et al., 1994), так как ниже по разрезу залегают уверенно датированные методом ИК-ОСЛ казанцевские морские осадки (МИС 5) (Гусев Е.А. и др., 2011; Назаров Д.В., 2011; Гусев Е.А., Молодьков А.Н., 2012). Подземные льды в отложениях, для которых определен радиоуглеродный возраст, характеризуются различными значениями стабильных изотопов кислорода и водорода, имеют различную минерализацию и соотношение ионов во льду. Сценарий природного процесса, отразившийся в изотопном и химическом составе подземных льдов, особенностях распространения реликтовой мерзлоты на шельфе следующий: на обширных пространствах Арктики регрессия моря приводит к смене морского осадконакопления на континентальное в конце каргинского времени (МИС3). Побережье Западного Таймыра и участки осушенного шельфа представляли собой самую западную область распространения отложений ледового комплекса. В отличие от Якутии ледовый комплекс западного Таймыра имеет меньшую мощность (до 12 м), включает жильные льды меньших размеров. Продукты криогенного выветривания сносились с поверхностей водоразделов. Рост ПЖЛ начался около 35-45 тыс. лет назад (МИС3) в условиях ландшафтов с обводненным деятельным слоем и закончился 11-10 тыс. лет назад. От западного Ямала (п/с Марре-Сале) до северо-восточного побережья Карского моря (п. Диксон) ПЖЛ формировались из зимних изотопно неизмененных осадков. Значения стабильных изотопов кислорода (18О) в ПЖЛ, сформировавшегося 12-25 тыс. лет назад, в среднем на 6 промилле легче голоценовых. Январские температуры в конце неоплейстоцена были ниже современных на 5-7 град в Западной Сибири и 6-8 град на Таймыре. В голоценовый климатический «оптимум» рост жил прекращается и возобновляется во второй половине голоцена. Возобновление роста жильных льдов на берегах Западной Арктики в голоцене связано с увеличением аридизации климата, при этом зимние температуры понижались незначительно. Вслед за преобладающим направлением атмосферного переноса от западного Ямала до западного Таймыра и дальше к востоку значения стабильных изотопов кислорода (18О) в эпоху последнего криохрона закономерно уменьшаются на 1-2 промилле. Этот же тренд, а следовательно, и тренд изменения средних температур воздуха в январе (рис.), сохраняется в голоцене и в настоящее время, что сложно объяснить существованием мощного ледникового покрова, препятствующего западному переносу в МИС 2. Для химического состава ПЖЛ голоценового возраста характерно преобладание в составе исходной воды ионов натрия и хлора, для более древних - ионы кальция и гидрокарбоната. Быстрое понижение уровня моря сопровождалось глобальным похолоданием климата, аридизацией, образованием ПЛ на мелководьях Арктических морей. Состав и соотношение стабильных изотопов указывает участие как пресных, так и морских вод в их формировании. Включения болотного газа в ПЛ указывает на быстрое сингенетическое промерзание водонасыщенных осадков в условиях заболоченной лайды. В голоцене трансгрессия моря и потепление климата приводят к деградации мерзлых пород на шельфе, термокарсту и частичному оттаиванию ПЖЛ на континенте. Повышается не только температуры воздуха, но и температура морской воды. Главным фактором, контролирующим современное распространение субаквальной криолитозоны, является современная глубина морского бассейна. Присутствие мерзлоты фиксируется в пределах области моря с современными глубинами, не превышающими 120 м. По результатам интерпретации более 100 тыс. км сейсмоакустических профилей установлены участки уверенного прослеживания сейсмоакустических маркеров субаквальной мерзлоты, а также область предполагаемого их развития. Субаквальная мерзлота имеет не сплошной характер и относится к прерывистому и островному типу распространения. Пространственное распределение значений изотопного состава ПЖЛ показывает, что формирование ледникового щита в Баренцевом и Карском морях в период последнего оледенения (МИС 2) не оказывало существенного влияния на параметры атмосферной циркуляции. На осушенных участках шельфа мерзлота имела сплошное распространение, повсеместно шло накопление и промерзание континентальное осадков, рост мощных сингенетических ПЖЛ. Вероятно, ледниковый щит был незначительным по площади и высоте и практически не препятствовал атмосферному переносу с запада на восток. Это подтверждается новыми данными о границах ледников во время последнего гляциального максимума, полученными на основе изучения распространения краевых моренных образований на дне Баренцева и Карского морей (Гусев Е.А. и др., 2012), а также каменного материала в Скандинавии (Linge et al., 2007). По этим данным ледниковый покров последнего криохрона (МИС 2) представлял собой систему отдельных ледников относительно небольшой площади и мощности, которые не могли радикально влиять на характер атмосферного переноса. Литература Васильчук Ю.К. Рубеж плейстоцена-голоцена – около 10 тысяч лет назад – время коренной смены типичных геокриологических образований // Криосфера Земли.. 2012. Т. XVI. №3. С. 29-38. Гусев Е.А., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е., Молодьков А.Н., Кузнецов В.Ю., Смирнов С.Б., Чернов С.Б., Жеребцов И.Е., Левченко С.Б. Новые геохронологические данные по неоплейстоцен-голоценовым отложениям низовьев Енисея. Проблемы Арктики и Антарктики. 2011. № 2(88). С. 36-44. Гусев Е.А., Костин Д.А., Маркина Н.В., Рекант, П.В., Шарин В.В., Доречкина Д.Е., Зархидзе Д.В. //Региональная геология, 2012, № 50, с. 5-14. Гусев Е.А., Костин Д.А., Рекант П.В. Проблема генезиса четвертичных образований Баренцево-Карского шельфа (по материалам Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000. Отечественная геология. 2012. №2. с.84-89. Гусев Е.А., Молодьков А.Н. Строение отложений заключительного этапа казанцевской трансгрессии (МИС 5) на севере Западной Сибири // ДАН. 2012. Т. 443. № 6. С. 707-710. Назаров Д.В. Четвертичные отложения Центральной части Западно-Сибирской Арктики. Автореф. дисс. канд. геол-мин. наук. СПб. 2011. 26 с. Стрелецкая И.Д., Гусев Е.А., Васильев А.А., Рекант П.В., Арсланов Х.А. Подземные льды в четвертичных отложениях побережья Карского моря как отражение палеогеографических условий конца неоплейстоцена-голоцена // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода № 72. – М.: ГЕОС, 2012, с. 28-59 Стрелецкая И.Д., Васильев А.А., Облогов Г.Е., Матюхин А.Г. а. Изотопный состав подземных льдов Западного Ямала (Марре-Сале) // Лед и снег №2 (122), 2013, стр. 83-92. Стрелецкая И.Д., Гусев Е.А., Васильев А.А., Облогов Г.Е., Аникина Н.Ю., Арсланов Х.А., Деревянко Л.Г., Пушина З.В. б. ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ БЕРЕГОВ ЗАПАДНОГО ТАЙМЫРА // Криосфера Земли, 2013, т. XVII, № 3, с. 17–26 Bassinot F.C., Labeyrie L.L., Vincent E., Quidelleur X., Shackleton N.J., Lancelot Y.// Earth and Planetary Science Letters, 1994, 126, pp. 91-108. Forman S.L., Ingolfsson O., Gataullin V., Manley W.F., Lokrantz H. Late Quaternary stratigraphy, glacial limits and paleoenvironments of Maresale area, western Yamal Peninsula, Russia, Quaternary Research 2002. 21. P. 1-12. Linge, H., Olsen, L., Brook, E.J., Darter, J.R., Mickelson, D.M., Raisbeck, G.M. & Yiou, F. // Norwegian Journal of Geology, 2007,v. 87, pp. 269-280. Streletskaya I.D., Gusev E.A., Vasiliev A.A., Oblogov G.E., Molodkov A.N. Pleistocene - Holocene paleoenvironmental records from permafrost sequences at the Kara Sea coasts (NW Siberia, Russia) // Geography, environment, sustainability. 2013. Vol. 6. N. 3. P. 60-76. Рис. Средние температуры января, рассчитанные по значениям содержания стабильных изотопов кислорода в сингенетических полигонально-жильных льдах Евразийской Арктики. 1-30 - участки, для которых изучен изотопный состав полигонально-жильных льдов и установлен возраст вмещающих их отложений: 1-Адвентдален (Шпицберген), 2-устье р. Печора, 3 – п. Амдерма, 4- г.Воркута, 5- п/с Марре-Сале (Западный Ямал), 6- р. Еркута (Западный Ямал), 7 – р. Щучья (Южный Ямал), 8- р. Се-Яха (Восточный Ямал), 9- Гыданский п-ов, 10- о. Свердруп, 11- о. Сибирякова, 12- п. Диксон, 13- м. Сопочная Карга (Западный Таймыр), 14- п. Усть-Порт (Западный Таймыр), 15- оз. Лабаз ) Центральный Таймыр), 16- м. Саблера (Центральный Таймыр), 17 – м. Мамонтовый Клык, 18- устье р. Лена, 19- Быковский п-ов, 20- о. Котельный, 21- Ойгосский Яр, 22- о. Большой Ляховский, 23- о. Новая Сибирь, 24- р. Колыма (разрез «Бизон»), 25- разрез «Плахтинский Яр», 26- о. Четырехстолбовой, 27- п/с Амбарчик, 28- устье р. Раухуа, 29- о. Айон, 30- Апапельхинская низменность.Примечание. В скобках дается радиоуглеродный возраст отложений, вмещающих сингенетические льды.
- Добавил в систему: Стрелецкая Ирина Дмитриевна