УДК 551.794:551.796(268.53)
ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО РЕГИОНА МОРЯ ЛАПТЕВЫХ В РАННЕМ ПОСЛЕЛЕДНИКОВЬЕ
© 2013 г. О. Д. Найдина
Геологический институт РАН, Москва e-mail: naidina@ilran.ru Поступила в редакцию 18.04.2011 г., получена после доработки 14.03.2012 г.
Сопоставление первых результатов комплексного микропалеонтологического (пыльца, споры, ор-ганикостенный фитопланктон, диатомеи, остракоды) анализа и радиоуглеродного (AMS14C) датирования осадков северо-восточного внешнего шельфа моря Лаптевых (колонка с глубины моря 51м) показывает, что перестройка природных условий на море и на суше совпадает по времени и относится к диапазону 11.2—10.3 календарных (кал.) тыс. лет. Этому времени соответствуют смена ландшафтов: вытеснение разнотравной тундры кустарниковой тундрой, а также развитие эстуарно-го опресненного бассейна с сильным влиянием речного стока и некоторым проникновением североатлантических вод. Постепенное потепление и увлажнение климата способствовало распространению кустарниковых тундр. В интервале 9.5—7.5 кал. тыс. лет фиксируется смена крупнокустарниковой тундры на лесотундру. В это время выявлена неустойчивость термического режима: летние температуры были на 3°—4°С выше современных. Регистрируется также активное проникновение североатлантических вод и возрастание солености морской воды.
Ключевые слова: шельфовые осадки Арктики, голоцен, палеосреда, климат, пыльца, морские микро-фоссилии.
Б01: 10.7868/80869592Х1304008Х
ВВЕДЕНИЕ
В результате мультидисциплинарных морских и наземных исследований последних лет по проекту "Эколого-климатическая система моря Лаптевых" установлено, что регион моря Лаптевых — уникальный природный комплекс, не имеющий аналогов в мире. На основе современных методов, включая биохимические, палеонтологические, в том числе и палинологические, изотопные, а также радиоуглеродное датирование осадков арктических морей и спутниковые наблюдения, получены новые материалы по этому региону (Кассенс и др., 2009).
Палеосреда приморских низменностей Якутии, не подвергавшихся покровному оледенению во время последнего ледникового максимума (НиЪЪеЛеп й а1., 2004; 8уепё8еп й а1., 2004), достаточно полно реконструирована по данным изучения континентальных разрезов (Каплина, Ложкин, 1982; Ма1ёта, 1995 и др.). Наиболее детальные геохронологические, палеонтологические, седиментологические и геокриологические исследования на суше проводились в рамках международных проектов ("Глобальные изменения прошлого" и др.). На крайнем севере Якутии, а тем более на шельфе сложное развитие природной среды пока не полностью восстановлено
(Левитан и др., 2007), и поэтому голоценовая история морей все еще находится в стадии изучения (Баух и др., 2009).
Исследование донных осадков весьма важно для реконструкции палеоклимата Арктики. Поэтому изучение региона моря Лаптевых, включающего Северную Якутию, — ключ к объяснению некоторых особенностей современного состояния природной среды и климата этой огромной территории.
До начала нынешнего века модели позднечет-вертичного палеогеографического развития моря Лаптевых базировались в основном на данных сейсмопрофилирования (Л1ек8ееу, 1997; ВгаеИеу е! а1., 1995). Согласно новейшим палеогеографическим реконструкциям, во время максимума последнего оледенения и коррелируемой с ним регрессии на шельфе преобладало субаэральное осад-конакопление (ЯотапоУ8кл е! а1., 2004; 8уепё8еп е!а1., 2004). Палеорусла пересекали обширные пространства восточного шельфа, представлявшего в максимум регрессии приморскую равнину. В условиях холодного и сухого климата формировались многолетнемерзлые отложения осушенного шельфа (Величко, 1973; Романовский и др., 1997, 1999; Л1ек8ееу, 1997; ЯотапоузкЦ е! а1., 2000; НиЪЪеЛеп е! а1., 2004; 8уепё8еп е! а1., 2004). В по-
следние годы, благодаря результатам радиоуглеродного датирования морских осадков методом масс-спектрометрического радиоуглеродного анализа (AMS14C), а также комплексным литоло-го-геохимическим исследованиям донных осадков (Bauch et al., 2001а и др.), были заново реконструированы основные этапы постгляциального повышения уровня моря (Bauch et al., 2001b). Судя по имеющимся AMS-датировкам, на рубеже позднеледниковья и голоцена произошло катастрофическое изменение в соотношении суши и моря: за 800—1000 лет воды Арктического океана вторглись в пределы суши примерно на 500 км, образовав акваторию моря Лаптевых (Лаврушин, 2007). Подъем уровня моря в раннем голоцене обусловил поступление осадков из многолетне-мерзлых отложений и трансформацию наземных ландшафтов в шельфовое море (Bauch et al., 1999, 2001b). Основными центрами накопления морских осадков в ходе послеледниковой трансгрессии были подводные продолжения палеодолин крупнейших рек — Лены, Яны, Анабара, Хатанги, Оленька.
Цель настоящей работы — восстановить динамику природной среды моря Лаптевых, а также изменение растительности и климата на прилегающей к морю суши в голоцене. Отложения после-ледниковья изучены в керне колонок, пробуренных на внешнем восточном шельфе моря Лаптевых в ходе российско-германской экспедиции. Изменения палеосреды моря и суши реконструированы на основе геохронологических данных, обобщения исследований ископаемых комплексов остракод, диатомей и результатов палинологического анализа (пыльца и споры наземных растений и органикостенный фитопланктон).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материалом для микропалеонтологического комплексного исследования послужил керн колонки PS51/135, отобранный длинным коробчатым пробоотборником (kastenlot) в северо-восточной части моря Лаптевых во время экспедиции TRANSDRIFT V в 1998 г. на научно-исследовательском ледоколе "Polarstern". Колонка PS51/135 расположена на внешнем шельфе (рис. 1) на глубине 51 м и приурочена к мощным выходам морских голоценовых осадков в палео-долине р. Яна. При реконструкции палеоклима-тических условий данные по колонке PS 51/135 были сопоставлены с ранее полученными результатами по колонке PM9462, расположенной южнее на глубине 27 м (Bauch et al., 2001a; Naidina, Bauch, 2001). Для сравнения привлекались также результаты палинологического изучения озерных отложений из AMS14С-датированного разреза оз. Каменистое в дельте Лены (Pisaric et al., 2001).
Хронология осадков колонки основана на радиоуглеродных датировках раковин двустворча-
тых моллюсков, остракод и фораминифер. Радиоуглеродный возраст осадков определяли методом ускорительной масс-спектрометрии (AMS) в лаборатории им. К. Лейбница Университета города Киль (Германия). После введения резервуар-ной поправки в 379 лет (Bauch et al., 2001b) радиоуглеродный возраст был конвертирован в календарный по программе CALIB 4.3 (Stuiver, Reimer, 1993).
В разрезе колонки длинной 562 см равномерно отбирали образцы объемом 3 см с интервалом 10 см. Пробы подвергали замораживанию и высушиванию в условиях вакуума. Химическую обработку образцов для палинологического анализа осуществляли по общепринятой сепарационной методике с применением фтористоводородной (HF) кислоты (Barss, Williams, 1973). Для определения концентрации палиноморф к пробам добавляли таблетки, содержащие споры-маркеры Lycopodium clavatum, по методу Stockmarr (1971). При удалении из образцов пелитовых частиц препараты фильтровали через сито с диаметром пор до 10 мкм и на ультразвуковой установке. Техническую обработку образцов на спорово-пыльцевой анализ и изучение органикостенного фитопланктона, включающего зеленые водоросли, динофла-геллаты и их цисты, производили совместно по одинаковой методике из одной и той же навески керна.
Исследование пыльцы и спор проводили при увеличении х400 и х1000. Для уточнения видовых определений пыльцы некоторых древесных растений применяли сканирующую электронную микроскопию (СЭМ).
Количественная характеристика спорово-пыльцевого спектра включала всю сумму подсчитанных зерен пыльцы древесных, травянистых и споровых растений. Дополнительно в каждом препарате подсчитывалось в среднем 350 зерен спор-маркеров.
Палинозоны на спорово-пыльцевой диаграмме представляют собой группу спорово-пыльце-вых спектров, характеризующихся определенным составом и процентным содержанием пыльцы и спор (Болиховская, 2002). Палинозонам соответствуют фазы в развитии растительности. Споро-во-пыльцевые спектры донных осадков дают общее представление о региональной растительности, а следовательно, о климате обширных регионов (Naidina, Bauch, 1999; Sanchez-Goni et al., 2004).
Для палеореконструкций природных условий использовались также результаты изучения и интерпретации водных фауны, микрофитофосси-лий и микрофоссилий, содержащихся в морских осадках: органикостенного фитопланктона, кремнистой микрофлоры (диатомеи), двустворчатых моллюсков и микрофауны (фораминифе-ры, остракоды). Анализ органикостенного фитопланктона в морских осадках колонки был вы-
100°
120°
140°
160° в.д.
70°
70° с.ш.
150 0 750 км
I_I_I_I_I_I_I
Рис. 1. Местоположения изученных колонок в море Лаптевых.
1 — колонка Р851/135 (глубина моря 51 м, палеодолина р. Яна); 2 — колонка РМ9462 (глубина моря 27 м, палеодолина р. Яна); 3 — разрез оз. Каменистое в дельте р. Лена. Точечная линия обозначает северо-западную границу ареала Ртш ритПа.
полнен Т.С. Клювиткиной (Клювиткина, Баух, 2006; Ро1уакоуа е! а1., 2005); диатомеи изучены Е.И. Поляковой (Ро1уакоуа е! а1., 2005), остракоды — А.Ю. Степановой (ТаЫепкоуа е! а1., 2005).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Хронология осадков и скорости осадконакопления
Детальная хронология является необходимой основой палеогеографических реконструкций. Было установлено, что осадки накапливались с 11.3 по 5.3 кал. тыс. лет назад (календарный возраст). В зависимости от скорости осадконакопления детальность временного разрешения составляет 50—200 лет.
Осадки колонки PS51/135 мощностью 514 см (с керноприемником 562 см) представлены темно-серой биотурбированной алевритистой глиной. Интерполированный возраст основания колонки 11.3 кал. тыс. лет. Скорость седиментации была очень высокой (до 500 см/тыс. лет) в интервале от 11.3 до 11.1 кал. тыс. лет (Taldenkova et al., 2005). В среднем
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.