ГЕОМАГНЕТИЗМ И АЭРОНОМИЯ, 2007, том 47, № 6, с. 825-830
УДК 550.386
ПРОЯВЛЕНИЕ ЭКСКУРСА ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ГЕТЕНБУРГ В ДОННЫХ ОСАДКАХ БАРЕНЦЕВА МОРЯ
© 2007 г. Е. Г. Гуськова1, О. М. Распопов1, А. Л. Пискарев2, В. А. Дергачев3
1Санкт-Петербургский филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, Россия 2ВНИИ Океангеология, Санкт-Петербург, Россия 3Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: oleg@OR6074.spb.edu Поступила в редакцию 04.05.2007 г.
Впервые проведенный анализ палеомагнитных характеристик донных осадков, отобранных в 2000 г. в северной части Баренцева моря, выявил наличие экскурса геомагнитного поля Гетенбург (13000— 12000 лет назад) на временной границе перехода от ледникового периода к современной теплой эпохе (голоцен). Полученные данные подтверждают сложную структуру экскурса — наличие двух последовательных временных интервалов вариаций наклонения геомагнитного поля. Увеличение значений магнитной восприимчивости и естественной остаточной намагниченности образцов на названной границе и около 15000 лет назад свидетельствует об отклике магнитных параметров осадков на климатические изменения окружающей среды в этом временном интервале.
PACS: 91.25.Xg
1. ВВЕДЕНИЕ
В последние несколько лет зафиксировано резкое нарастание скорости перемещения магнитного полюса [Newitt et а1., 2002]. Подобное ускорение движения полюса может указывать как на начало развития инверсии (переполюсовки) геомагнитного поля, так и геомагнитного экскурса, когда полюс в течение короткого времени (всего нескольких сотен или тысяч лет) быстро перемещается по широте и долготе, иногда даже - в другое полушарие, а затем возвращаясь практически в прежнее положение. Во время экскурсов геомагнитного поля наблюдается уменьшение величины геомагнитного диполя в 2-4 раза [Петрова, 1992; Мёр-нер и др., 2001]. Очевидно, что экскурсы, дополняя наши представления о тонкой структуре изменений геомагнитного поля, весьма важны для познания физической природы магнитного поля Земли.
Естественно, что в реальных геологических разрезах, из которых берутся образцы для палеомагнитных исследований, трудно зарегистрировать явления продолжительностью в сотни и тысячи лет, и поэтому палеомагнитные записи истинных экскурсов могут быть частично или полностью стерты или затушеваны за счет магнитной вязкости пород, химических изменений при выветривании и т.д. Поэтому любое обнаружение экскурса в разрезе является значимым фактором для изучения тонкой структуры изменений геомагнитного поля в целом.
В работе [Гуськова и др., 2004] проведен анализ палеомагнитных характеристик донных осад-
ков, отобранных на шельфе и в центральной части Баренцева моря во время рейса НИС "Академик Вавилов" в 1998 г. Результаты анализа выявили в донных осадках наличие экскурсов геомагнитного поля Этруссия (3000-2300 лет назад), Соловки (7500-4500 лет назад), Гетенбург (13000-12000 лет назад) и Моно (28000-26000 лет назад). Баренцево море является одним из ключевых районов для раскрытия истории климата и циркуляции вод Мирового океана. По комплексу литологических, микропалеонтологических и геохимических признаков в осадках моря выделяется три основных этапа послеледниковой седиментации, соответствующие голоцену (около 10000 лет назад), поздней (10000-13000 лет назад) и ранней (более 13000 лет назад) стадиям дегляциализации [Мурдмаа и др., 1999]. Таким образом, результаты палеомагнитных исследований образцов колонок разных районов Баренцева моря дают дополнительные сведения для изучения динамики геомагнитного поля и климата, а также стратиграфического расчленения и корреляции осадочных толщ, особенно при проявлении в осадках таких магни-тохроностратиграфических реперов, как экскурсы геомагнитного поля.
Целью настоящей работы является продолжение исследований палеомагнитных характеристик донных осадков Баренцева моря, начатых в работе Гуськовой и др. [2004]. В качестве объекта исследований использовались материалы, собранные в неисследованной ранее в палеомагнит-ном отношении северной части Баренцева моря (70-80°^ 42°Е).
Основные сведения о колонках осадков Баренцева моря, отобранных в рейсе НИС "Академик Карпинский" в 2000 г. по данным Андреевой и др. [2001] и Кабанькова [2001]
№ колонки Северная широта, ф Восточная долгота, X Глубина моря, м Длина колонки, см Количество образцов Литология, положение границы Н-Р, см Протяженность экскурса по колонке, см
АК-56 79°21' 42°02' 329 200 80 40 12
АК-87 80°07' 42°00' 377 200 78 30 20
АК-98 80°39' 42°03' 473 270 112 70 12
2. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИХ ОБРАБОТКИ
Отбор донных осадков со дна Баренцева моря проводился в 2000 г. во время рейса НИС "Академик Карпинский". Было изготовлено 270 образцов для изучения палеомагнитных характеристик из трех колонок донных осадков северной части Баренцева моря в районе желоба Франц-Виктория. Основные сведения о колонках и их местоположение приведены в таблице, построенной на основе работ Андреевой и др. [2001] и Кабанькова [2001]. Каждая из колонок для измерений разбивалась на стандартные образцы путем вдавливания в осадок стеклянных ампул диаметром 2 см и длиной 2.5 см. Измерения проводились во ВНИИ Океангеология.
При исследовании палеомагнитных характеристик образцов измерялись три параметра: магнитная восприимчивость К и вектор естественной остаточной намагниченности 1п с углом наклонения у.
Вторая угловая характеристика вектора 1п - склонение В - при бурении колонок не определяется [Кочегура, 1992]. Измерения К проводились на кап-пометре KLY-2c чувствительностью до 4 х 10-8 СИ и с точностью калибровки ±3%. Измерение величины и направления вектора 1п осуществлялось на рок-генераторе Ж-4 с точностью измерения компонент вектора 1% и не более 10° по направлению вектора - углу наклонения у. Измерения и вычисления велись по стандартной методике, описанной в инструкциях к соответствующим приборам.
3. ПАЛЕОМАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗЦОВ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Результаты измерения магнитных характеристик образцов для трех колонок: АК-56, АК-87 и АК-98 из северной части Баренцева моря представлены, соответственно, на рис. 1-3, на которых по литологическим данным отслежена гра-
j, град АК-56 К х 103 СИ АК-56
Рис. 1. Распределение магнитных характеристик - естественной остаточной намагниченности 1п и угла наклонения у (а), естественной остаточной намагниченности 1п и магнитной восприимчивости К (б) в донных осадках северной части Баренцева моря для колонки АК-56. Проявление геомагнитного экскурса Гетенбург отмечено звездочками.
j, град АК-87
-60 -30 0 30 60
К х 103 СИ АК-87 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
50
Ч 100
150
200
0 2 4 6
1п, нТл
10 12 0 2 4 6
1п, нТл
10 12
Рис. 2. То же, что на рис. 1 для колонки АК-87.
], град -60 -30 0 30 60
АК-98
50
100
см150
200
250
К х 103 СИ АК-98 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
2 4 6
1п, нТл
12 0 2
Плейстоцен
К
_|_I_I_I_I_I
4 6 1п, нТл
10 12
Рис. 3. То же, что на рис. 1 для колонки АК-98.
0
0
I
п
ница голоцен-плейстоцен (Н-Р) и по литературным данным для каждой из колонок отмечена возрастная привязка по 14С границы Н-Р и слоя с резким изменением магнитных характеристик К, у и 1п [Андреева и др., 2001; Кабаньков, 2001].
На рис. 1а, б представлено распределение магнитных характеристик для колонки АК-56. На
рис. 1а на глубине 70-82 см по шести образцам дважды отмечается резкое изменение угла наклонения у вектора естественной остаточной намагниченности 1п, сначала до -15°, а затем - до -40°, при среднем значении наклонения по колонке 40°, что дает основание отнести это явление к разряду экскурсов геомагнитного поля. Имеющи-
еся возрастные привязки позволяют оценить время развития экскурса внутри временного интервала 13200-10400 лет назад, т.е. экскурс может быть отождествлен с экскурсом геомагнитного поля Гетенбург. Заметим, что изменения угла наклонения у сопровождается уменьшением значений вектора естественной остаточной намагниченности 1п (рис. 1а), что неоднократно отмечалось при изучении экскурсов [Петрова и др., 2001]. Сложный характер экскурса Гетенбург был замечен еще в первые годы его изучения [Могпег, 1977].
По оценкам Мурдмаа и др. [1999] скорость осадконакопления в Баренцевом море в голоцене не превышает 10 см/1000 лет. В колонке АК-56 при мощности слоя голоцена в 40 см (рис. 1а) эта скорость составляет 4 см/1000 лет. Мощность осадка в плейстоцене во временном интервале 13200-10200 составляет 130 см и, следовательно, скорость осадконакопления за это время составляет 46 см в тысячу лет. Продолжительность экскурса в 12 см при такой скорости осадконакопления составляет 260 лет, что не противоречит литературным данным [Кочегура и др., 1992; Петрова и др., 2001]. В этой же колонке по единичным образцам наблюдаются отрицательные значения угла наклонения у, но они совпадают с повышенными значениями К, что можно видеть на рис. 16, и, очевидно, связаны с минеральными включениями, имеющими повышенное значение К.
На рис. 2 представлено распределение магнитных характеристик для колонки АК-87. Экскурс геомагнитного поля Гетенбург проявляется на глубине 100-130 см по 12 образцам внутри того же временного интервала 13200-10400 лет назад. В этой колонке особенно ясно виден сложный характер экскурса: последовательное изменение наклонения у вектора 1п происходит трижды до -40, -30 и -10° при среднем значении у ~ 55°. Для этой колонки скорость осадкообразования в голоцене составляет 3 см/1000 лет. Мощность осадка в плейстоцене в указанном выше временном интервале составляет 130 см и, следовательно, скорость осадконакопления также равна 46 см/1000 лет, как в колонке АК-56. Экскурс по 12 образцам занимает 24 см по длине колонки, и его продолжительность, тем самым, оценивается в ~500 лет. На глубине 70 см по одному образцу наблюдается отрицательный пик наклонения до -85°, но по восприимчивости К также наблюдается максимум (рис. 26). Следовательно, отрицательный пик у связан, очевидно, с минералогическим включением.
На рис. 3 представлено распределение
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.