научная статья по теме ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ И ПАЛИНОСПЕКТРЫ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ И КРАЕВЫХ ЧАСТЕЙ ЛЕДНИКА КОРУМДУ (СЕВЕРО-ЧУЙСКИЙ ХРЕБЕТ, ГОРНЫЙ АЛТАЙ) Геофизика

Текст научной статьи на тему «ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ И ПАЛИНОСПЕКТРЫ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ И КРАЕВЫХ ЧАСТЕЙ ЛЕДНИКА КОРУМДУ (СЕВЕРО-ЧУЙСКИЙ ХРЕБЕТ, ГОРНЫЙ АЛТАЙ)»

УДК 551.321.7+551.586-587 doi: 10.15356/IS.2015.01.04

Изотопный состав и палиноспектры атмосферных осадков и краевых частей ледника Корумду (Северо-Чуйский хребет, Горный Алтай)

© 2015 г. Т.С. Папина1, Н.С. Малыгина1, Т.А. Бляхарчук3, Г.И. Ненашева2,

Н.А. Рябчинская2, А.Н. Эйрих1

1Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул; 2Алтайский государственный университет, Барнаул; 3Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томск

papina@iwep.ru

Isotopic composition and pollen spectra of precipitation and ice at the edge part of Korumdu

Glacier (North Chu ridge, Altai Mountains)

T.S. Papina1, N.S. Malygina1, T.A. Blyakharchuk3, G.I. Nenasheva2, N.A. Ryabchinskaya2, A.N. Eyrikh1

institute for Water and Environmental Problems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Barnaul; 2Altai State University, Barnaul; 3Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Tomsk

Статья принята к печати 23 мая 2014 г.

Биоаэрозоли, изотопный состав атмосферных осадков и ледников, палинологические спектры. Isotopic composition of precipitation and glaciers, palynological spectra, primary biological aerosol particles (PBAP).

На примере изучения изотопного состава и палиноспектров краевых частей ледника Корумду (Северо-Чуйский хребет, Горный Алтай), а также атмосферных осадков, выпадавших в этом ледниковом бассейне, обоснована возможность идентификации источников и путей поступления осадков (влаги) в нивально-гляциальные области Алтая. Показано, что результаты изотопного и спорово-пыльцевого анализа атмосферных осадков конкретных единичных событий и обратные траектории движения воздушных масс (модель HYSPLIT) позволяют получать объективную информацию о генезисе приходящей в Алтайский регион атмосферной влаги, а также определять источники поступления пыльцы растений на территорию изучаемого региона.

The article presents the results of study of the isotopic composition and pollen spectra in the edge part of Korumdu Glacier (North Chu ridge, Altai Mountains), as well as atmospheric precipitation, in order to identify the sources and path of precipitation in the nival-glacial zone of Altai.

Введение

Изотопный состав и палинологические спектры атмосферных осадков и поверхностного льда высокогорных ледников в совокупности с данными по макроциркуляционным процессам позволяют надёжно идентифицировать источники формирования влаги во внутриконтинентальных районах как на глобальном, так и на региональном уровнях. Пыльцевые спектры атмосферных осадков и ледникового льда содержат также важную информацию о палинологической составляющей первичных биоаэрозолей (primary biological aerosol particles — PBAP), интерес к изучению которых в последние десятилетия во всем мире значительно возрос [14]. Это связано с тем, что многие исследователи предполагают, что первичные биоаэрозоли, представляя собой ядра конденсации, значительно влияют на процесс формирования облачности и осадков, а соответственно и на гидрологические циклы и климат, в первую очередь на региональном уровне [13, 18, 19].

Для нивально-гляциальных областей актуальность изучения взаимодействия атмосферных

осадков и ледниковых комплексов обусловлена необходимостью определения вклада различных типов питания при оценке водно-ресурсного потенциала этих территорий. Предполагается, что в районах горного оледенения происходит многолетнее перераспределение атмосферных осадков, которое может вызывать значительное изменение суммарного стока с территории и, естественно, многолетнего и годового водного баланса [9, 11]. Многие авторы считают, что задачу оценки составляющих водного баланса в горно-ледниковых регионах можно успешно решить с помощью изучения изменений изотопного состава (б2Н, б18О) ледникового льда, поверхностных вод и атмосферных осадков [20]. Поскольку атмосферные осадки служат исходным источником формирования других составляющих водного баланса территории, их всестороннему изучению при проведении исследований такого рода уделяют особое значение.

Цель настоящей работы — обоснование возможности использования данных палинологического и изотопного состава атмосферных осадков и ледникового льда для определения ис-

точников и путей поступления влаги (осадков) и пыльцы растений в нивально-гляциальные области Алтая (на примере краевых частей ледника Корумду, расположенного в горно-ледниковом бассейне массива Биш-Иирду, Северо-Чуйский хребет, Горный Алтай).

Район исследований

Алтай расположен в западной части Алтае-Саянской горной страны. На севере территория граничит с Западно-Сибирской равниной. Западная и юго-западная границы выражены менее чётко, при этом веерообразно расположенные снижающиеся горные хребты Алтая постепенно сменяются казахским мелкосопочником (рис. 1). На юге и юго-востоке Алтай примыкает к Монгольскому Алтаю по линии пограничного массива Табын-Богдо-Ола и отходящих от него хребтов, на востоке граничит с районами Тувы. Северо-восточная граница с Западным Саяном и Горной Шорией проведена условно по водоразделам бассейнов рек Бии, Абакана и Томи.

К наиболее приподнятой части Алтая относится Центральный Алтай. Своеобразие его природных условий во многом определяют рельеф и геологическое строение территории. В пределах Центрального Алтая выделяют две горные цепи: северную и южную. Южная цепь образована Южно-Чуйским и Катунским хребтами, а также хребтом Листвяга; северная — Северо-Чуйским и Теректинским хребтами. Для Центрального Алтая характерны большие контрасты в рельефе отдельных территорий. Основное ядро — Катун-ский хребет с высшей точкой Алтая горой Белуха (4506 м), Северо-Чуйский (4173 м) и Южно-Чуйский (3960 м) хребты. Все эти хребты имеют альпийский облик, сильно расчленены и покрыты снежниками и ледниками [1, 2].

Наиболее крупные центры оледенения сосредоточены в Катунском, Южно-Чуйском и Северо-Чуйском хребтах. Для этих хребтов характерно оледенение альпийского типа с преобладанием долинных и карово-долинных ледников. Ледники по территории распространены неравномерно и группируются вокруг наиболее высоких вершин и массивов (гора Белуха, массив Биш-Иирду, гора Иикту). Ледник Корумду, расположенный на северном макросклоне Се-веро-Чуйского хребта (см. рис. 1), относится к

одному из наиболее крупных горно-ледниковых бассейнов массива Биш-Иирду [1, 4].

Согласно геоботаническому районированию Алтая, выполненному А.В. Куминовой (1960 г.), исследуемый район относится к Алтае-Саянской провинции подпровинции Центральный Алтай, входит в Центрально-Алтайский высокогорный округ Чуйского высокогорного района. Территория данного геоботанического округа захватывает весь высокогорный пояс Чуйского и Катунского хребтов. Для данного округа характерен также лесной пояс, который присущ главным образом верхним частям северных склонов и небольшим участкам степей. Высокогорный пояс имеет наиболее разнообразный формационный состав: вблизи лесной границы он представлен кедром, а на востоке Чуйского хребта — лиственницей. В Чуй-ском хребте в отличие от Катунского хребта субальпийские луга отсутствуют, а альпийские луга занимают незначительные площади. В обширных понижениях верховий речных долин, преимущественно на месте исчезнувших водоёмов, развиваются высокогорные осоково-пушицевые болота, а по окраинам — субальпийские заболоченные луга. Высокогорная тундра представлена во всех своих вариантах, при этом наибольшие пространства занимает каменистая тундра [6].

Методика исследований

Отбор проб. Образцы поверхностного льда ледника Корумду и талых вод, стекающих по его поверхности, отобраны 5 июля 2013 г. на высоте около 2200 м. Первая точка отбора (проба 1) находилась в языковой части ледника на расстоянии 15 м от его конца (высота 2296 м), вторая (проба 2) — в 1,5 м вверх по склону (высота 2297 м). Обе пробы отбирали на глубину 10 см и после отбора тщательно перемешивали. Пробу талых вод (проба 3) отбирали в ручье, стекающем по языку ледника в нескольких метрах от места отбора ледниковых проб. Отбор проб атмосферных осадков вели с помощью ловушки Таубера на высоте 1883 м в 8,5 км северо-восточнее точек отбора ледниковых проб. Атмосферные осадки 7 и 8 июля 2013 г. (пробы 4 и 5) были незначительные (не более 2 мм в каждые сутки), а по данным Гидрометцентра России [22], ни одна метеорологическая станция Республики Алтай не зафиксировала выпадение осадков в эти даты. По данным близ-

Рис. 1. Район исследований:

а — местоположение района исследований (взято из [23]); б — карта ледников Центрального Алтая [5]; в — горно-ледниковый бассейн Корумду (фото Н.А. Рябчинской) Fig. 1. Study area:

a - study area location (picture from [23]); б - map of the Central Altai glaciers [5]; c - Korumdu Glacier basin (photo by N.A. Ryabchinskaya)

лежащих метеостанций, во время отбора осадков 16 июля (проба 66) отмечалось ливневое выпадение осадков с существенным понижением температуры (в среднем на 5 °С), при этом на месте отбора пробы осадки выпадали в течение 18 часов.

Изотопный анализ. После отбора пробы ледникового льда были растоплены при комнатной температуре и, как и пробы атмосферных осадков, помещены в пластиковые герметично закрывающиеся контейнеры. Все пробы до начала

анализа хранили в холодильнике. Определение стабильных изотопов (6D и б18О) в пробах атмосферных осадков и талого льда проводили методом лазерной абсорбционной ИК-спектрометрии в Химико-аналитическом центре Института водных и экологических проблем СО РАН на приборе PICARRO L2130-i, оснащённом системой WS-CRDS (Wavelength-Scanned Cavity Ring Down Spectroscopy). Наряду с высокой точностью определения, к отличительной особенно-

сти Р1СЛЯК0 Ь21304 относительно предыдущих серий прибора относится его высокая стабильность (низкий уровень дрейфа), исключающая необходимость многократных калибровок и позволяющая повысить точность определения за счёт дополнительного усреднения значений анализируемого образца. В нашей работе точность определения (1а, п = 6) 6Б и б18О была равна соответственно ±0,4 и ±0,1%е. В качестве внутренних стан

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 «Геофизика»