научная статья по теме ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ГОЛОЦЕНЕ География

Текст научной статьи на тему «ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ГОЛОЦЕНЕ»

ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2014, № 2, с. 5-20

— ТЕОРИЯ И СОЦИАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ГЕОГРАФИИ

УДК 551.

ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ГОЛОЦЕНЕ

© 2014 г. О.К. Борисова

Институт географии РАН Поступила в редакцию 04.06.2012 г.

В статье приведён обзор современных исследований по ландшафтно-климатическим и палеоэкологическим реконструкциям ключевых этапов голоцена. Обсуждается их синхронность и асин-хронность в Южном и Северном полушариях и на разных материках. Показано, что некоторые "климатические события" голоцена невозможно объяснить только внешними воздействиями на планету (например, изменениями инсоляции). На их проявление влияли такие внутренние механизмы функционирования климатической системы Земли, как североатлантическая осцилляция, Эль-Ниньо - южная осцилляция, а также периодические крупные извержения вулканов, сброс в океан холодных талых вод приледниковых водоёмов Северной Америки и др. Описанные закономерности прошлых климатических изменений актуальны для выявления факторов, влияющих на современный климат и для его прогнозирования.

Введение. Анализ изменений климата и ландшафтов, происходивших на протяжении голоцена, изучение периодичности и пространственных закономерностей в проявлении этих изменений имеют большое значение для разработки прогнозных построений. Такие исследования особенно актуальны в условиях современного потепления, связанного с повышением содержания парниковых газов в атмосфере. По данным инструментальных наблюдений установлено, что в течение ХХ в. происходило повышение среднеглобаль-ной температуры в приземном слое атмосферы, осложненное короткопериодными колебаниями, причем за последние 40-50 лет скорость этого потепления резко возросла. По сравнению с концом XIX века среднеглобальная температура к 2005 г. повысилась на 0.75 °С [75]. Это означает, что современный термический уровень вплотную приблизился к высшему уровню теплообеспечен-ности голоцена (так называемому климатическому оптимуму) [4, 12, 23, 42].

Интерес к палеоклиматическим исследованиям связан также с тем, что настоящее время относится к заключительному этапу межледниковья, за которым закономерно следует новая ледниковая эпоха [9, 10, 33]. Это подтверждается оценками продолжительности предшествующих межледниковых эпох, основанными на изучении озерных отложений с годичной слоистостью [89, 110], ледниковых кернов и глубоководных океанических

колонок ([26, 73] и мн. др.). Многочисленные палеогеографические реконструкции показывают, что климатический оптимум голоцена пройден более 5 тыс. л. н. Таким образом, на современном этапе естественный тренд климатических изменений направлен к похолоданию ([11] и др.), тогда как антропогенный тренд - к потеплению.

Голоцен как межледниковье. В ряду направленно-ритмических изменений климата голоцен выступает как типичная межледниковая эпоха. Строение ландшафтной оболочки Земли в голоцене подчиняется закону широтной зональности, что характерно для межледниковых эпох вообще, в противоположность развитию гиперзональности в ледниковые эпохи [9]. Сравнение с предшествующими межледниковыми эпохами позволяет считать голоцен относительно прохладным межледниковьем. Количественные палеоклима-тические реконструкции, проведенные по данным комплексных исследований глубоководных морских осадков и континентальных отложений разного генезиса, включая ледниковые керны из Антарктиды, показали, что в большинстве регионов Земли (по крайней мере во внетропических областях обоих полушарий) голоцен характеризовался наименьшей теплообеспеченностью из четырех последних межледниковий (см., например, [5, 14, 26, 108]).

Основные этапы и методы исследований ландшафтно-климатических изменений в го-

Таблица

Периоды Возраст (14С) Климат

влажность теплообеспе-ченность

Субатлантик 0-2500 Влажно Прохладно

Суббореал 2500-5000 Сухо Тепло

Атлантик 5000-8000 Влажно Наиболее

тепло

Бореал 8000-10000 Сухо Тепло

лоцене. Изучение голоцена тесно связано с палеоботаническими исследованиями. Первая кли-матостратиграфическая шкала для голоцена была разработана в процессе изучения торфяных болот в Скандинавии. В 1876 г. А. Блитт (Норвегия) объяснил возникновение окисленных горизонтов торфа с пнями сосны этапами пересыхания болот, вызванного изменениями климата, и назвал период голоцена с более сухими и континентальными условиями бореальным, а период с более влажными океаническими условиями - атлантическим. В 1908 г. Р. Сернандер (Швеция) в дополнение к изменениям увлажнения в голоцене включил в рассмотрение колебания теплообеспеченности. Хронологическая основа для расчленения голоцена впервые была создана Г. Де Геером на основе варвометрических исследований озерных отложений в Швеции. При этом нижняя граница голоцена проводилась по времени распада Скандинавского ледника на две части (около 8.7 тыс. календ. л. н.). Сейчас эта граница проводится в начале резкого потепления, около 10.3 тыс. 14С л. н., что соответствует 11.5 тыс. календ. л. н. Схема Блитта-Сернандера была уточнена в 19401950 гг. благодаря палинологическим исследованиям Л. Фон Поста, Дж. Йессена, Дж. Иверсена и др. (табл. 1).

Первыми крупными обобщениями, посвященными реконструкции истории лесов и изменений палеогеографических условий в голоцене по данным пыльцевого анализа, стали монографии Ф. Фирбаса по территории Средней Европы к северу от Альп [62] и М.И. Нейштадта по лесной зоне СССР [30]. В 1960-1970-х годах палинологические исследования отложений голоцена были проведены в южных районах Восточно-Европейской равнины, в Сибири, на Северо-Востоке и на Дальнем Востоке СССР. Схема подразделения голоцена Блитта-Сернандера получила дальнейшее развитие в монографии Н.А. Хотинского "Голоцен Северной Евразии" [33]. Опираясь на радиоуглеродные датировки, он провел трансконтинентальную корреляцию отложений голоцена

и проанализировал региональные особенности изменений растительности и климата на протяжении современного межледниковья по палинологическим данным. Позднее пыльцевой анализ занял ведущие позиции в исследованиях голоцена также на юге Западной Европы, на Ближнем Востоке, на территории США и Канады, в Индии, Китае и Японии. Наконец, были получены палинологические данные по отложениям из Южной Америки, Африки, Австралии и других регионов Южного полушария. Пыльцевой анализ по сей день остается одним из ведущих инструментов палеогеографических исследований голоцена.

Широкое внедрение в практику радиоуглеродного метода датирования органических остатков позволило определить возраст основных климатических событий и рубежей голоцена и провести пространственные реконструкции для ключевых промежутков времени ("хроносрезов") для обширных территорий, вплоть до глобального масштаба. Дальнейшее развитие радиоуглеродного датирования за последние десятилетия, и прежде всего использование ускорителя в комплексе с масс-спектрометром (так называемый АМБ-ме-тод), еще более расширило возможности метода и позволило существенно уточнить хронологию событий в голоцене. Этот метод может быть использован для таких отложений и регионов, где применение "традиционного" радиоуглеродного анализа было невозможно из-за низких содержаний органических веществ.

Помимо радиоуглеродного анализа для создания шкалы времени при палеогеографических реконструкциях голоцена применяются подсчеты годичных слоев льда и озерных отложений (вар-вометрический метод), измерение накопления космогенных изотопов, тефрохронология, дендрохронология и лихенометрия, анализ археологических и исторических данных. Для корректного сопоставления результатов датирования, полученных при помощи радиоуглеродного метода, и хронологий в календарных (астрономических) годах, построенных при помощи названных методов, необходима калибровка радиоуглеродных датировок, то есть введение поправок на изменения содержания изотопа 14С в атмосфере во времени (см., например, [95]).

Современный этап исследований голоцена характеризуется возрастанием интереса к количественным реконструкциям климата, повышением их точности и разрешения по времени. Совершенствуются методы реконструкций по палинологическим данным, расширяется набор индикаторов палеоклимата. На передний план

выдвигаются комплексные исследования и сравнительный анализ реконструкций, полученных независимыми методами. В континентальных условиях детальному изучению подвергаются вещественный и изотопный состав отложений, свойства палеопочв, поверхность песчаных кварцевых зерен и др. Широкое применение находят палеофаунистические данные: териологические, энтомологические (особенно по жесткокрылым), акарологические и многие другие. При исследованиях морских и озерных отложений палео-климатическую информацию позволяют извлечь изменения в составе различных групп водных организмов (диатомеи, фораминиферы, острако-ды и др.), а также в изотопном составе панцирей фораминифер, раковин моллюсков и т.п.

Информацию об изменениях теплообеспечен-ности и водного баланса на региональном уровне несут колебания уровней бессточных озер, изменения в морфологии меандрирующих речных русел, колебания горных ледников и др. Ценными палеоклиматическими "архивами" являются льды горных и покровных ледников. Помимо разнообразных высокоточных анализов состава льда и включений во льду ледяные керны позволяют получить шкалу времени с высоким (для голоцена нередко годичным) разрешением. В связи с этим результаты исследований ледяных кернов из Гренландии и Антарктиды широко используются как основа при межрегиональной корреляции реконструкций.

Объем палеогеографических данных по голоцену продолжает возрастать. С обилием и многообразием этих данных связаны определенные сложности их обобщения, поэтому возникла необходимость создания крупных международных междисциплинарных проектов, таких как COHMAP (Cooperative Holocene MAPping project), CLIMANZ (palaeoCLImate Mapping of Australia and New Zealand), проект PAGES (Past Global Changes) и организованные под его эгидой проекты палеогеографических исследований по трем трансектам "Полюс-Экватор-Полюс", проходящим через все материки (РЕР I, II и II

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