ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2007, № 3, с. 96-106
ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПРОШЛОМ
УДК 551.8(551.791)
ЛЕДНИКОВАЯ ЭПОХА ПОЗДНЕГО ПЛЕЙСТОЦЕНА В УМЕРЕННЫХ ШИРОТАХ ЮЖНОГО ПОЛУШАРИЯ: ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ХРОНОЛОГИЯ ОСНОВНЫХ СОБЫТИЙ
© 2007 г. О. К. Борисова
Институт географии РАИ Поступила в редакцию 21.11.2006 г.
Анализ палеогеографических данных по умеренным регионам Южного полушария (Патагония, юго-восточная Австралия, Тасмания и Новая Зеландия) позволяет реконструировать природные условия последней ледниковой эпохи и сопоставить их с обстановкой в Северном полушарии. Несмотря на различия в амплитудах климатических изменений, связанные, главным образом, с большей океаничностью Южного полушария, и в содержании вызванных ими перестроек экосистем, в умеренных широтах обоих полушарий прослеживается однонаправленность основных трендов ландшафтно-климатических изменений и общее подобие климатических фаз и экстремумов. При этом в поздней части ледниковой эпохи в Южном полушарии намечается тенденция к "опережающему" развитию оледенения по сравнению с Северным полушарием.
Введение. В современных условиях развития глобального потепления оценка региональных особенностей реакции геосистем на изменения климата в прошлом представляет большой интерес. Сопоставление основных ландшафтно-климатических изменений за последнюю ледниковую эпоху, их амплитуд и хронологических рубежей в умеренных широтах Северного и Южного полушарий может дать ключ к пониманию глобальных закономерностей реакции экосистем на изменения климата с различными скоростями и амплитудами. Основной массив палеогеографических данных по ледниковой эпохе позднего плейстоцена собран к настоящему времени для умеренных широт Северного полушария, в то время как в Южном полушарии умеренные широты суши все еще остаются менее изученными. В нашем исследовании использованы опубликованные материалы по трем регионам Южного полушария: по внетропической Южной Америке (Патагонии), по юго-восточной Австралии и Тасмании и по Новой Зеландии, причем главная роль отводится палинологическим данным. Кроме того, использованы данные гляциологических, геоморфологических, изотопных и других методов исследований, что позволяет уточнить наши представления о региональных особенностях и общих закономерностях изменений климата в последнюю ледниковую эпоху.
Изменения растительности и климата в умеренной области Южного полушария в эпоху последнего оледенения. Предваряя анализ региональных данных, нужно отметить, что, как и в Северном полушарии, в Южном полушарии внутри
последней ледниковой эпохи выделяются две главные фазы развития оледенения - ранняя, приблизительно соответствующая морской изотопной стадии (МИС) 4 (ранний пленигляциал) и поздняя (поздний пленигляциал, МИС 2). Эти стадии разделены относительно теплым интервалом, сопоставляемым с МИС 3 по шкале SPECMAP [33] (рис. 1.1).
I. Южноамериканский регион. Как показывают палинологические исследования [28, 31], в раннем пленигляциале (оледенение раннее лъянкиуэ) в Озерном крае Чили и на о-ве Чилоэ преобладали сообщества из злаков и сложноцветных. В наиболее защищенных местах встречались рощи из южного бука (Nothofagus с! betuloides). Реконструкция по данным пыльцевого анализа отложений оз. Таикуэмо [31] показала, что летняя температура (Тянв) в этот период была ниже современной на ~8°С (рис. 1.2) при увлажнении значительно выше современного. Снижение снеговой границы в Озерном крае Чили в максимум оледенения раннее лъянкиуэ превышало 1000 м, что соответствует Т на 6-8°С ниже современной [23]. В МИС 4 площадь оледенения в Патагон-ских Андах была больше, чем в МИС 2. Вдоль восточного подножия Кордильер формировались обширные флювиогляциальные конуса выноса и шлейфы [34]. Климат в пампе был значительно холоднее и суше современного. На Ла-Платской низменности пустынная растительность продвигалась на север до 25° ю.ш., формировались песчаные дюны и покровы лессов. Суша на юго-востоке Южной Америки значительно расширялась за счет регрессии (рис. 2.1).
Шкала SPECMAP
Озерный край Чили и о. Чилоэ
Тасмания
Новая Зеландия
Фаза лессо-накопления
8 18О (%oPDB) -1 0 1
"LGM" 2
Содержания
пыльцы Средняя Роасеае, % T января, °C
40%20 0 8 101214
50
100
Отклонения Оз. Селина T января от % AP/NAP современной
0 50 100-6 -2°C
SO 36-7SL 8 180 (%PDB)
4 3 2
J_L
DSDP 594 % AP/NAP
50 100 8
P69, средняя T°C
— января
— июля
ст. Восток, Антарктида
- Пыль, ppm
- 8D (%VSMOW)
12 16 20
Стадия -оледенения_ i Юж. Альпах
800 0 м-480 -440
■г-г-г-г 40%20 0 8 101214
50
100
и
W
и к
S
я
о
W
>
О
а
о
х О
а
о
со и к
W ч О
а
и
w »
о
н о
д
w
к
>
Рис. 1. Основные ландшафтно-климатические изменения в умеренных широтах Южного полушария в эпоху последнего оледенения.
1 - морская изотопно-кислородная шкала SPECMAP [33]; 2 - результаты изучения отложений оз. Таикуэмо: палинологические данные по скв. HE94-2B [31] и реконструкция Гянв по этим данным [23]; 3 - главные стадии оледенения в Озерном крае Чили [23, 38]; 4 - соотношение пыльцы древесных (АР) и травянистых (NAP) растений в разрезе оз. Селина и реконструкция Гянв по сдвигу высотных поясов растительности (по палинологическим данным) [19]; 5 - изотопный состав кислорода в панцирях фораминифер в глубоководной колонке SO 36-7SL вблизи западного побережья Тасмании [56]; 6 - главные стадии оледенения на Тасмании [12, 20]; 7 - результаты палинологического изучения глубоководной колонки DSDP 594, в 250 км к востоку от Южного о-ва Новой Зеландии [32]; 8 - Гянв и Гиюля поверхностной океанской воды на основе состава комплексов фораминифер по глубоководной колонке Р69, в 115 км к востоку от Северного о-ва [45]; 9 -основные фазы накопления лёссов в Новой Зеландии [52]; 10 - стадии оледенения в Южных Альпах [52] - для максимумов поздних стадий (сплошная линия) показано снижение снеговой линии [23]; 11 - содержания пыли и дейтерия в ледяном керне со станции Восток в Антарктиде [6].
0
0
160 140 120 100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
40
60
160 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 20 40 60
100 120 140 160 180 160
60
Ы1 Е36
Ш7 11
1 |3 И8 12
1 И Ш9 |о0|13
1 |5 Е310
Рис. 2. Особенности ландшафтов в умеренных широтах Южного полушария в позднем пленигляциале. Использованы данные по Патагонии [18, 31, 34, 51, 57], по юго-восточной Австралии и Тасмании [16, 20, 53] и по Новой Зеландии [42, 43, 52].
Условные обозначения: 1 - граница суши в условиях регрессии до отметки -120 м; 2 - преобладающее направление ветра; растительность: 3 - горные тундры, 4 - травянисто-кустарниковые сообщества, 5 - леса и редколесья, 6 - районы сохранения участков лесов и групп деревьев; оледенение: 7 - крупные горно-ледниковые комплексы, 8 - районы развития карового и долинного оледенения; 9 - клиновидные мерзлотные структуры; 10 - граница распространения многолетней мерзлоты; 11 - аккумуляция лёссов и лёссовидных отложений; 12 - формирование покровных песчаных отложений; 13 - развитие дефляции; 14 - формирование эоловых дюн; распространение морских льдов в Антарктике: 15 - современное зимнее и 16 - в максимум последнего оледенения [52].
Особенности климата внетропической области Южной Америки в ледниковую эпоху в целом объясняются смещением зоны западного переноса Южного полушария в сторону экватора, по меньшей мере, на 5° широты [18, 30 и др.]. Этот сдвиг приводил к повышению увлажнения на западной, наветренной стороне Анд, особенно заметному в аридных районах, лежащих севернее современной зоны влияния западного переноса, и одновременно вызывал аридизацию в восточных регионах материка, расположенных с подветренной стороны Патагонского ледникового комплекса - в равнинной Патагонии и в пампе [18, 30, 34]. Согласно другой гипотезе, в последнюю ледниковую эпоху западный перенос сосредоточивался в более узкой широтной зоне (между 43° и 45° ю.ш.) благодаря смещению его северной границы к югу [40]. Вследствие этого в умеренных
широтах Южной Америки, за исключением названной полосы, господствовал аридный климат. По нашему мнению, собранные к настоящему времени данные подтверждают справедливость первой гипотезы.
В период, соответствующий МИС 3 по шкале SPECMAP, в умеренном регионе Южной Америки преобладал прохладный и влажный климат. В начале МИС 3 под влиянием резкого потепления в Озерном крае Чили распространились влажные субантарктические леса из южного бука [28, 31], после чего на остальном протяжении интерстади-ала происходило похолодание. На его фоне выделялись краткие еще более холодные фазы, когда Гянв понижалась на 1-1.5°С, а южнобуковые леса сменялись редколесьями с большим участием злаков в наземном покрове (рис. 1.2) [23, 31]. На-
правленно-колебательный процесс похолодания достиг максимума в МИС 2.
Увлажнение в МИС 3 в целом превосходило современное. В Южных Андах наиболее гумидные условия существовали до ~40 тыс. л.н. На севере региона еще один этап возрастания влажности начался 32-28 тыс. календ. л.н. и достиг максимума в начале МИС 2 [28]. Сходная последовательность аридных и гумидных фаз реконструирована для более низких широт (27-32° ю.ш.) на основе комплексного изучения морских [37] и озерных [14] осадков. На юге пампы в течение МИС 3 увлажнение повышалось, что вызвало деградацию эоловых дюн и формирование почв [34]. Эта реконструкция подтверждается палеофаунистическими данными [55] и результатами изотопного анализа кальцита из раковин наземных моллюсков [15].
В эпоху оледенения позднее лъянкиуэ климат в Патагонских Андах был холодным и влажным [23, 38]. В основные стадии этого оледенения (29.4; 26.8; 22.6-22.3 и 14.8-14.6 тыс. 14С л.н.) снижение летней Т по отношению к современной было почти столь же велико, как и во время оледенения раннее лъянкиуэ (рис. 1.3). В эти стадии выводные ледники Патагонского ледникового щита достигали границы максимального распространения оледенения, создавая краевые образования, особенно ярко выраженные в Озерном крае Чили и на о. Чилоэ. Депрессия снеговой линии составляла ~1000 м, что указывает на Т на 6-8°С ниже соврем
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.