УДК 550.383
ПРОЯВЛЕНИЕ ЭКСКУРСА ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ГЁТЕНБУРГ В ОСАДОЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ В СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ РЕГИОНЕ
СРЕДНЕ-РУССКОЙ РАВНИНЫ © 2012 г. Е. Г. Гуськова1, О. М. Распопов1, В. А. Дергачев2, А. Г. Иосифиди3, Г. В. Синицына4
1 Санкт-Петербургский филиал ФГБУнауки Института земного магнетизма, ионосферы и распространения
радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, Санкт-Петербург 2 ФГБУ науки Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН, Санкт-Петербург 3ФГУПВсероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт, Санкт-Петербург 4 ФГБУ науки Институт истории материальной культуры РАН, Санкт-Петербург
е-шаП: oleg@or6074.spb.edu Поступила в редакцию 29.09.2011 г. После доработки 25.01.2012 г.
Проведено палеомагнитное исследование отложений археологических стоянок Баранова Гора и Подол 111/1, расположенных вблизи оз. Волго в северо-западной части Средне-Русской равнины (56.9° К, 33.2° Е). Палеомагнитные исследования для обеих стоянок впервые выявили в этом регионе развитие геомагнитного экскурса Гётенбург, который датируется 13000—12350 ВР. Выявление экскурса Гётенбург позволило уточнить временные рамки начала развития климатической фазы Аллерёд на Средне-Русской равнине.
1. ВВЕДЕНИЕ
Экскурсы геомагнитного поля являются надежным магнитохроностратиграфическим репером при изучении четвертичных отложений [Величко и Свет-лицкая, 1988; Петрова и др., 1992]. В настоящей статье излагаются результаты палеомагнитных исследований разрезов археологических памятников Баранова Гора и Подол III/1, расположенных вблизи оз. Волго на Средне-Русской равнине (56.9° N, 32.2° E) на расстоянии 500 метров друг от друга. По данным палинологического (спорово-пыльцевой) и археологического (сравнительный анализ ископаемого инвентаря) методов определения культурных слоев названных археологических памятников дно их раскопов соответствует времени 15—14 тысяч лет назад [Синицына и др., 2005]. В то же время верхние слои раскопов имеют следы современного воздействия, поэтому временной интервал, охватываемый раскопами с целью археологического изучения, составляет примерно 14000—8000 лет назад. В этом временном интервале зафиксировано развитие геомагнитного экскурса Гётенбург, который был впервые обнаружен в кернах озерных отложений в Швеции [Morner et al., 1971; Morner and Lanser, 1974]. В дальнейшем этим исследователям удалось выявить экскурс Гётенбург в осадочных отложениях в Канаде и Атлантике [Morner, 1977]. Развитие экскурса по данным
озерных отложений в Швеции происходило во вре-
*
менном интервале от 13750 до 12350 BP [Morner,
*BP (before present) — даты, отсчитываемые в прошлое от 1950 г., получены радиоуглеродным методом.
1977]. По данным отложений на окраине Южно-Китайского моря экскурс оценен в интервале 12960 ± 390 ВР [Wng et al., 1991].
Изменения магнитного поля во время экскурса имело нерегулярный характер, при этом около 12400 ВР поле претерпевало кратковременную инверсию (flip) продолжительностью около 200 лет. Дальнейшие палеомагнитные исследования выявили экскурс Гётенбург в различных районах земного шара, что позволило говорить о глобальном характере развития экскурса [Петрова и др., 1992]. Этот экскурс был выявлен, в основном, при изучении озерных и морских отложений [Morner, 1977; Коче-гура, 1992; Демиденко и др., 1998; Гуськова и др. 2004; Гуськова и др., 2007]. Лишь в отдельных районах экскурс Гётенбург выявляется в континентальных отложениях, в основном, при изучении археологических памятников [Бураков и Начасова, 1991; Петрова и др., 1992].
В Европейской части России экскурс Гётенбург был выявлен на основе палеомагнитных исследований кернов из долины р. Днестр [Величко и Свет-лицкая, 1988]. Однако подробного палеомагнитно-го анализа данных в северо-западном регионе Средне-Русской равнины не проводилось. Целью настоящей работы является исследование экскурса геомагнитного поля Гётенбург на этой территории.
2. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИХ ОБРАБОТКИ
2.1. Археологическая стоянка Баранова Гора. Образцы отложений археологической стоянки
Рис. 1. Топографический план стоянок на северном берегу оз. Волго: 1 — стоянка Баранова Гора, 2 — стоянка Подол 111/1.
Баранова Гора (рис. 1) отбирались по правилам, изложенным в работе [Кочегура, 1992]. Отбор проводился по вертикальному профилю северной стенки разреза с шагом, равным диаметру стеклянной ампулы, вдавливаемой в осадок по возможности вплотную друг к другу (рис. 2а). Для палеомагнитных исследований было отобрано 36 образцов из отложений песка и ископаемых почв. Расположение литологических слоев разреза по-
казано на рис. 2б, а их описание приведено в работе [Синицына и др., 2005]. Отметим, что слои 6—8 имеют следы современной деятельности человека, поэтому отбор образцов проводился от нижней кромки слоя 6.
При палеомагнитных исследованиях измеряется два параметра: скалярный параметр — магнитная восприимчивость K, отражающий содержание ферромагнитного минерала в каждом из образцов, и вектор естественной остаточной намагниченности Jn (в зарубежной литературе NRM — Natural Remanent Magnitization), характеризующейся величиной Jn и двумя углами — склонения D и наклонения I. Углы склонения и наклонения указывают на направление вектора геомагнитного поля в момент отложения осадка.
Измерение магнитных характеристик осадочных пород из рассматриваемого разреза проводилось в Лаборатории магнитостратиграфии ФГУП ВНИГРИ. Лабораторные исследования и обработка полученных данных проводились по общепринятой методике, изложенной в работе [Храмов и др., 1982]. Измерения магнитной восприимчивости K проводились на измерителе KLY-2 (Чешская республика), измерения вектора Jn — на рокгенераторах JR-4 и JR-5 (Чешская республика).
•.......4 _
, . . ...-.у.Ч'Ч-У- ■•.■■•■• • •-- •••
* • * у• :У.У-У.-У>• ;. i.;'. ■ . . : * -—
•■■• • ••• ••• • ■■ - ффъгр
. ду,. д . ■ iiMifey'^'foSJ
• ■ Si
Ш
."•• '•••••...... г ■■ г^т
щтш
тштттзётм
140 см
0
40
80
120
1 2 3 4 5 х 10-4 СИ т
1 м
Рис. 2. Стоянка Баранова Гора. а — фото северной стенки раскопа и положение образцов, отобранных на палеомагнит-ный анализ. б — схема отбора образцов на палеомагнитный анализ в северной стенке разреза. С правой стороны разреза указаны номера образцов. Числа в кружках — номера литологических слоев: 1 — рыжевато-бурые пески, 2 — рыжевато-бурый песок со слабо выраженными подтеками органического вещества, 3 — песок, аналогичный слою 1, 4 — тонкозернистый песок серовато-желтого цвета, 5 — серо-желтый песок, 6 — погребенная почва, 7 — светло-серый песок (уровень кратковременного стояния озера), 8 — дерн, современная почва. в — график первичных значений магнитной восприимчивости К.
а
0
0
см
К,
0
Б80
10-4 СИ /„, 10-4 СИ 5 10 0 5 10 0 180 360 0 —г
в
о 10 я
з
раз15 б о20
а р
е25 м
Я 30
35 40
Т80 60 0
5 10 15 20 25 30 35 40
5 10 15 20 25 30 35 40
120
180 360 0 г
5 10 15 20 25 30 35 40
Т °
т120
60
Б»
150
180 360 0 С
5 10 15 20 25 30 35 40
т1°5
П°
150 Б180
60 0 180 360 0
т1°8
180 60
5 10 15 20 25 30 35 40
5 10 15 20 25 30 35 40
Рис. 3. Баранова Гора. График первичных значений (при 80°С) магнитной восприимчивости К и значений естественной остаточной намагниченности /п, а также изменения углов склонения Б и наклонения Тпри термочистке образцов по схеме 80-120-150-180°С.
0
5
В схеме палеомагнитных исследований обязательно предусматривается так называемая "магнитная чистка" образцов путем размагничивания их в переменном магнитном поле с последовательно возрастающей амплитудой или ступенчатого терморазмагничивания образцов с последующим охлаждением их в немагнитном пространстве после каждого нагрева [Храмов и др., 1982]. Такая процедура счищает иногда до 25% вторичной намагниченности, и остающиеся значения углов ■ и т отражают направление палеомагнит-ного поля в месте отбора образцов. Термочистка образцов проводилась на установке TD 48 (США). Вычисление направлений 1„ и представление результатов в графической форме проводилось с использованием имеющихся программ [ЕпМп, 1994]. По средним направлениям 1„ и координатам места отбора образцов вычислялись координаты виртуальных геомагнитных полюсов F и Ь.
Результаты первичных измерений магнитных характеристик осадочных пород для археологического памятника Баранова Гора представлены на рис. 3, на котором приведены значения магнитной восприимчивости К (при Т = 20°), а также измеренные значения естественной остаточной намагниченности 1„ и углов склонения Б и наклонения Т при температурной чистке по схеме 80°-120°-150°—180° для каждого из образцов. Измеренные магнитные характеристики образцов представлены на рис. 3 в зависимости от глубины отбора образцов вниз по разрезу.
Распределение значений магнитной восприимчивости К и естественной остаточной намагниченности 1п отражает литологический состав разреза [Храмов и др., 1982]. На рисунке 2в в более крупном масштабе, чем на рис. 3, представлено распределение значений магнитной воспри-
имчивости К. Как можно видеть из графика, на глубине ~40 см происходит изменение значения магнитной восприимчивости К от К = 5.2 х 10-4 СИ до К = 3.0 х 10-4 СИ (образцы 10-8). Изменение К в сторону увеличения начинается от образца № 26 до образца № 14. Образец №14 располагается вблизи границы слоев 4 и 3 разреза (рис. 2б). На рисунке 2б видно, что временной интервал от образца 26 до образца 8 соответствует формированию слоя бурых песков в месте отбора образцов. Увеличение К связано, по-видимому, с увеличением содержания ферромагнитных минералов в осадке.
2.2. Археологическая стоянка Подол ТТТ/1. Археологическая стоянка Подол 111/1 расположена примерно в 500 метрах к востоку от стоянки Баранова Гора (рис. 1). Методика отбора образцов для этой стоянки и их палеомагнитное исследование были сходными с исследованием образцов для археологического памятника Баранова Гора. Всего был отобран 51 образец, из них на северной стенке разреза 44 и 7 - вблизи подошвы восточной стенки раскопа. На рисунке 4 представлена схема отбора образцов для разреза Подол 111/1 и приведено литологическое опис
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.