научная статья по теме ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ПАЛЕОТАЙФУНОВ В ШЕЛЬФОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ПАЛЕОТАЙФУНОВ В ШЕЛЬФОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ»

ГЕОХИМИЯ, 2015, № 4, с. 387-392

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ПАЛЕОТАЙФУНОВ В ШЕЛЬФОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ

© 2015 г. А. С. Астахов*, И. А. Калугин**, К. И. Аксентов*, А. В. Дарьин**

*Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН 690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43 e-mail: astakhov@poi.dvo.ru **Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН 630090 Новосибирск, просп. акад. Коптюга, 3 e-mail: ikalugin@igm.nsc.ru Поступила в редакцию 06.05.2014 г. Принята к печати 27.05.2014 г.

Ключевые слова: шельф, донные осадки, бром, тайфуны, Японское море, Амурский залив.

DOI: 10.7868/S0016752515040020

ВВЕДЕНИЕ

Тропические циклоны или тайфуны, как их называют в западной части Тихого и в Индийском океане, являются одним из наиболее опасных природных явлений. Выход их на побережье сопровождается ураганными ветрами, экстремальными штормами с формированием нагонных волн, наводнениями, паводками на реках. Особо опасны так называемые супертайфуны, выходящие на определенные участки побережья. На Филиппинских островах при прохождении супертайфуна "Хайян" в ноябре 2013 г. погибли более 4 тыс. чел., при прохождении тропического циклона Бенгальского залива в ноябре 1970 г. погибли 300 тыс. человек. В связи с обычно коротким сроком гидрометеорологических наблюдений и отсутствием исторических данных, на значительной части побережий Мирового океана не известны масштабы экстремальных катастрофических событий, возможных при прохождении супертайфунов. Одним из направлений районирования побережий по тайфунной опасности может быть анализ прошлых событий — частоты прохождения тайфунов и масштабов катастроф, связанных с этим. Для этого часто используются исторические хроники (Liu et al., 2001), результаты гидрометеорологических наблюдений в сочетании с историческими данными (Голицын и др., 2001; Тунеголовец, 2009), седиментационные записи в лагунных и озерных отложениях. Последние методы разработаны для восточного побережья Северной Америки и основаны на прослеживании следов экстремальных штормов, при которых на прибрежные соляные марши, лагуны, озера, болота из моря поступает осадочный материал, от-

личающийся по составу от ранее накапливавшегося (Travis, 2000; Donnelly, 2005). Он может быть определен на основе комплекса литологических геохимических, микропалеонтологических характеристик (Liu, Fearn, 2000; Lambert et al., 2008). Предложен даже специальный термин "pa-leotempestology" для обозначения этого направления в науках о палеосреде (Liu et al., 2009). Эти методы однако не нашли применения в регионах Тихого и Индийского океанов, так как здесь экстремальные выбросы осадочного материала на прибрежные низменности происходят при прохождении цунами.

В данной работе сделана попытка реконструкции палеотайфунов по присутствию в шельфовых отложениях слоев, сложенных осадочным веществом, выносимым с прилегающей суши во время экстремальных наводнений, также сопровождающих тайфуны. Для исследований был выбран Амурский залив Японского моря (рис. 1), в северной части которого существуют очень высокие скорости осадконакопления (4—7 мм/год) (Аксентов, Астахов, 2009) и аноксидные обстановки, препятствующие развитию бентосной фауны и, соответственно, биотурбации осадков. Частота прохождения тайфунов здесь невелика, они отмечены не каждый год и не более 1—2 раза в год. Основным фактором, создающим природные катастрофы при прохождении тайфунов в выбранном для исследования районе Южного Приморья, являются наводнения (Гостомыслов и др., 2005).

в придонных водах.

Заштриховано — участок гипоксии в придонных водах (Тищенко и др., 2011) с содержанием кислорода менее 40 мкмоль/л (перекрестная штриховка) и 40—80 мкмоль/л (горизонтальная штриховка). Жирные сплошная и штриховая линии — границы области максимального смешения морских и речных вод (соленость менее 20%о) для летней межени и летнего паводка соответственно (Аникиев и др., 2000).

На врезке: обзорная карта района работ (кружок) и границы бассейна реки Раздольная (прямоугольник).

ОСОБЕННОСТИ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ В АМУРСКОМ ЗАЛИВЕ

Особенности осадконакопления в северной части залива определяются влиянием реки Раздольная (рис. 1). Среднегодовой водный сток реки по наблюдениям за период с 1939 г. изменяется от 14 до 139 м3/с, а суммарный твердый сток — от 2 до 32 кг/с. Внутригодовые же вариации твердого и жидкого стока составляют несколько порядков, что связано с муссонным характером климата (Михайлик и др., 2011). Зона смешения морских и речных вод, если ее проводить по изогалине 20% как внешнюю границу морской части эстуария, во время паводков смещается в центральную часть залива (рис. 1). В межень и,

особенно, в практически бессточный зимний период, она приближается к устью. Соответственно изменяется и область разноса взвешенных речных наносов. Благодаря преобладающей системе циркуляции вод в заливе водные массы и взве-шеннные наносы, выносимые рекой Раздольная, перемещаются преимущественно вдоль западного берега Амурского залива, что хорошо фиксируется спутниковыми наблюдениями (Дубина и др., 2008). При наиболее экстремальных паводках шлейф замутненных речных вод прослеживается вдоль западного берега на более чем 60 км вплоть до п-ва Га-мова (Аникиев и др., 2000; Дубина и др., 2008).

Еще одной особенностью Амурского залива является сезонная гипоксия, появляющаяся в его

центральной части летом. Считается, что причиной гипоксии является микробиологическое окисление осевшей на дно "избыточной", не утилизированной гетеротрофными организмами биомассы диатомовых водорослей в условиях ограниченой динамики вод (стагнации). Резкое уменьшение содержания кислорода в придонных водах начинается в мае одновременно с прогревом поверхностных вод залива, достигая минимума насыщения в июле-августе, когда стратификация вод в заливе резко увеличивается из-за прогрева и распреснения поверхностных вод (Тищенко и др., 2011).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для исследований в 2012 г. в осевой части Амурского залива были отобраны 4 монолита осадков: колонка 12—4 длиной 76 см и 3 бокс-ко-рера длиной 15—20 см. Колонка 12—4 и бокс-ко-рер 12—4 были отобраны в одной точке, там же в 2008 г. была отобрана колонка 08—3 (рис. 1). По длине монолитов отбирались блоки размером 170 х 15 х 7 мм, которые анализировались с использованием рентгеноспектрального сканирования с синхротронным излучением (РФА СИ) с шагом 0.5—1.06 мм, по ранее отработанной методике (Дарьин и др., 2013). Определялись концентрации Ca, Mg, K, Ti, Mn, Fe, P, V, Cr, Ni, Cu, Zn, Mo, Pb, Rb, Ba, Sr, La, Ce, Y, Nd, Sn, Sb, Br, I, As, Se, Nb. Состав и физические свойства осадков исследованы традиционными методами с дискретностью 1 см. Определения содержания ртути выполнялись на атомно-абсорбционном спектрометре РА-915+ с приставкой ПИРО-915+ (Аксентов, Астахов, 2009). Гранулометрический состав донных осадков определялся на лазерном анализаторе размеров частиц "Analysette 22". Органический углерод анализировался на приборе SHIMADZU TOCVCPN с приставкой для сжигания твердых проб SSM-5000А. Удержания некоторых макро- и микроэлементов определялись атомно-эмиссионным методом на спектрально-аналитическом комплексе PLASMAQUANT 110 по стандартной методике (Кузьмин, Золотов, 1988; Сочеванова, 1969).

Возраст осадков оценивался на основе скоростей осадконакопления по неравновесному 210Pb, который применим для датировки временного интервала 100—150 лет (Appleby, Oldfield, 1978; Купцов, 1986] и по пикам содержаний 137Cs. Измерения радиоактивности 210Pb и 137Cs в высушенных и измельченных пробах донных осадков выполнялись на кафедре радиохимии МГУ по стандартной методике (Сапожников и др., 2006) и в Институте геологии и минералогии СО РАН на низкофоновом гамма-спектрометре с криостатом EGPC-192-P21 на базе процессора FP-6300B. По-

лученные скорости осадконакопления по бокс-ко-рерам 12-3, 12-4, 12-5 составили, соответственно, 5.2, 4.2, 3.6 мм/год. В колонке 08-3 она составила 4.1 мм/год и была подтверждена распределением 137С (рис. 2). Максимум содержания его на горизонте 19.5 см соответствует 1963 г., когда произошли глобальные атмосферного выпадения 137С8 по всему миру в связи с атомными испытаниями в атмосфере (Титаева, 2000; Сапожников и др., 2006). Верхний пик на горизонте 9.5 см по времени может соответствовать техногенной катастрофе на Чернобыльской АЭС в 1986 г. или аварии подводной лодки в августе 1985 г. в бухте Чажма в 54 км к юго-востоку от места отбора колонки (Сойфер и др., 1999).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Изученные монолиты донных осадков, полученные трубкой и бокс-корером на приустьевой станции 12-3, представлены пелитовым алевритом оливково-серого цвета и черным, а в центральной части залива (станции 08-3, 12-4, 12-5) темно-серым и черным пелитом или пелитом алевритовым. Вариации гранулометрического состава осадков, содержаний органического углерода и ряда химических элементов могут быть проиллюстрированы на примере колонки 08-3 (рис. 2).

При анализе результатов РФА СИ сканирования монолитов бокс-кореров с шагом 0.5 мм из осевой части залива было выявлено специфическое распределение брома, отличающееся от распределения всех остальных элементов (рис. 3). Выделяются отчетливые прослои толщиной 3—8 мм с минимальным содержанием элемента. Такое не отмечено в бокс-корере 12-3 и других изучавшихся монолитах Амурского залива из районов с оксидными условиями. В бокс-корерах из центральной части залива хорошо выделяется общий фон содержаний брома, величина которого увеличивается в зависимости от аноксидности места отбора монолита. В слоях с минимальным содержанием брома (СМБ) его концентрации не зависят от общего фона.

При РФА СИ сканировании с меньшей детальностью происходит сглаживание распределения брома, уменьшение толщины СМБ, с увеличением содержаний в них, и понижение фоновых содержаний (рис. 4). СМБ, выделяемые при анализе с шагом 0.5 мм, присутствуют также на графиках измерений с шагом 1.06 мм, но они уже идентифицируются не как отдельные характерные события, а только как ординарные выбросы измерений в ряду других.

Причины

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»