СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2014, том 22, № 3, с. 115-124
УДК 551.794:581.33(268.53)
ПЫЛЬЦА ИЗ ПОСЛЕЛЕДНИКОВЫХ ОСАДКОВ МОРЯ ЛАПТЕВЫХ
КАК БИОИНДИКАТОР
© 2014 г. О. Д. Найдина
Геологический институт РАН, Москва e-mail: naidina@ilran.ru Поступила в редакцию 12.04.2012 г., получена после доработки 24.04.2013 г.
Сопоставление первых результатов палинологического анализа (пыльца наземных растений), СЭМ-исследования морфологии пыльцы и радиоуглеродного (AMS14C) датирования осадков восточного шельфа моря Лаптевых показывает, что разнообразный таксономический состав пыльцевых спектров отражает интегрированное представление о растительности и климате региона в течение 11.2 календарных (кал.) тыс. лет. Установлено, что теплым эпохам голоцена соответствуют фазы развития древесно-кустарниковой растительности — выделяются максимумы пыльцы Betula sect. Nanae и Pinus s/g Haploxylon. Очевидно, что при возрастании температуры воздуха сначала расселялись березовые фитоценозы южной подзоны тундры, а затем хвойные ассоциации лесотундрового облика. Присутствие пыльцы кустарниковых берез из секции Nanae предполагает соответствие ландшафтов холодному климату с развитием многолетнемерзлых грунтов, т.е. со среднегодовой температурой —2°С и количеством атмосферных осадков менее 500 мм. При прогрессирующем повышении летних температур к берегу моря продвигались группировки кедрового стланика и сосны. По данным СЭМ-анализа установлено, что значительная доля региональной пыльцы хвойных принадлежит представителям Pinus pumila (Pall.) и P. sylvestris L. СЭМ-исследование экзины пыльцевых зерен Pinus sylvestris L. и P. pumila (Pall.) Regel подтвердило полиморфизм пыльцы хвойных. Согласно обратной связи климат—растительность установлены частые флуктуации климата, характерные для постепенного и неравномерного наступления послеледниковой трансгрессии моря. Возрастание приноса пыльцы древесных растений на шельф позже 9.1 кал. тыс. лет совпадает с миграцией линии леса к северу во время потепления. В это время на суше тундровая растительность сменялась лесотундровой, развивалась максимальная стадия трансгрессии моря и проявлялась тенденция к повышению теплообеспеченности и увлажненности.
Ключевые слова: шельфовые осадки Арктики, голоцен, природные условия, пыльца, СЭМ-анализ.
DOI: 10.7868/S0869592X14030119
ВВЕДЕНИЕ
Арктика наиболее подвержена влиянию потепления климата. Море Лаптевых, расположенное в центральной части Евразийского сектора Арктики, играет ключевую роль в формировании климата Северной Евразии. В результате мульти-дисциплинарных морских и наземных изысканий последних лет установлено, что регион моря Лаптевых — уникальный природный комплекс, не имеющий аналогов в мире (Кассенс и др., 2009). Судя по имеющимся АМ814С-датировкам, полученным в ходе российско-германского проекта "Система моря Лаптевых" (Bauch et al., 2001), на рубеже позднеледниковья и голоцена произошло катастрофическое изменение в соотношении суши и моря: воды Арктического океана вторглись в пределы суши и образовали акваторию моря Лаптевых (Лаврушин, 2007). В современных очертаниях море Лаптевых окончательно сформировалось в
голоцене (Левитан и др., 2007). Изучение донных осадков весьма важно для реконструкции послеледникового климата Арктики, когда происходило последнее глобальное потепление.
Голоценовые отложения с биоклиматическими пыльцевыми индикаторами широко используются для ландшафтно-климатических реконструкций (Лпёгееу й а1., 2011 и др.). Пыльца высших растений хорошо сохраняется как в континентальных, так и в морских отложениях и относительно легко экстрагируется из осадков. Поэтому пыльцевые спектры создают основу для качественных и количественных палеорекон-струкций климата, растительности и эволюции ландшафта.
Настоящая работа освещает роль некоторых пыльцевых биоиндикаторов, содержащихся в морских голоценовых ЛМ814С-датированных осадках, в восстановлении послеледниковых рас-
100° 120° 140° 160° в.д.
150 0 150 300 450 600 750 км
1
5
Рис. 1. Расположение изученных колонок и возможные пути переноса пыльцы в море Лаптевых. 1 — подводные продолжения речных долин: 1 — Анабар—Хатанга, 2 — Оленек, 3 — Западная Лена, 4 — Восточная Лена, 5 — Яна; 2 — распределение фрагментов древесины в современных донных осадках; 3 — преобладающие направления летних поверхностных течений; 4 — циклоны; 5 — прибрежные ветры. Ары-Мас — самый северный в мире лесной массив.
тительности и климата прилегающей к морю Лаптевых суши.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В целях установления источников поступления пыльцы и спор на шельф моря Лаптевых и выявления особенностей формирования субре-центных спорово-пыльцевых спектров первоначально был проведен анализ препаратов из образцов поверхностных осадков. Пробы были отобраны на границе вода—осадок во время российско-
германских экспедиций "Transdrift" летом 1993 и 1994 гг. (Kassens, 1994; Kassens, Karpiy, 1994).
Затем палинологически были изучены разрезы послеледниковых донных отложений, полученные в ходе бурения моря Лаптевых во время российско-германских экспедиций (рис. 1). Отбор образцов керна проводили с интервалом от 2 до 10 см. Техническую мацерацию образцов осуществляли по общепринятой методике с применением фтористо-водородной (HF) кислоты (Barss, Williams, 1973). Концентрацию пыльцевых зерен и спор определяли при добавлении к про-
бам спор-маркеров Lycopodium clavatum по методу Stockmarr (1971). В каждом препарате подсчитывали до 400 зерен спор-маркеров.
Исследование пыльцы и спор проводили при увеличении х400 и х1000. Для уточнения видовых определений пыльцы растений-индикаторов пыльцевые зерна изучали в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) и изображения записывали в электронном виде в Лаборатории электронной микроскопии биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. СЭМ-анализ морфологии пыльцы производили по методике, предложенной Н.Р. Мейер-Меликян (Найдина, Теклева, 2003).
Абсолютный возраст осадков изученных колонок определен методом ускорительной масс-спектрометрии (AMS14C) в Лаборатории им. К. Лейбница Университета г. Киль (ФРГ) по раковинам двустворчатых моллюсков, бентосных фораминифер и остракод (Bauch et al., 2001). Радиоуглеродный возраст был переведен в календарный с учетом поправки на резервуарный эффект для моря Лаптевых (370 ± 49 лет) по программе CALIB 4.3 (Stuiver, Reimer, 1993; Bauch et al., 2001).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Пыльца в осадках моря Лаптевых и возможные пути ее переноса
Море Лаптевых — одно из самых суровых арктических морей. Положительные температуры воздуха в южной прибрежной части моря держатся всего около трех месяцев в году при средней температуре июля 6°С. Тундровые ландшафты окружающей суши характеризуются скудной растительностью. Однако пыльца древесных и травянистых растений довольно многочисленна в пыльцевых спектрах как континентальных (Naidina, 1995), так и морских отложений (Naidina, Bauch, 1999). В аэрозолях над морем Лаптевых пыльца и споры являются основным компонентом (Шевченко и др., 2009; Shevchenko et al., 1995).
Пыльца в поверхностных осадках. В субрецент-ных спорово-пыльцевых спектрах из поверхностных осадков моря Лаптевых среди древесных и кустарниковых растений определена пыльца Picea, Pinus pumila, P. sibirica, Larix, Betula sect. Nanae, Salix, Alnus, среди тундровых травянистых растений и кустарничков — пыльца Ericaceae, Cyperaceae, Poaceae, Asteraceae, Caryophyllaceae, Rosaceae, Ra-nunculaceae, Saxifragaceae. Локальные споровые растения представлены спорами гипновых и сфагновых мхов.
Распространение региональной пыльцы деревьев и кустарников в современных осадках моря Лаптевых представлено на карте (рис. 2). Макси-
мальное количество зерен пыльцы аккумулируется в прибрежной зоне, причем основная масса сосредоточена на мелководье — в дельте Лены и в устьях рек. В бухте Тикси содержание пыльцы древесных, прежде всего хвойных, превышает 90% (рис. 2). Относительно высокий процент древесных, представленных в основном пыльцой Pinus pumila, обнаружен в палеодолине реки Лены.
По мере удаления от берега исчезает пыльца кустарниковых видов березы, ольхи и ивы. В открытом море к северу от острова Котельный в поверхностных пробах донных осадков отмечены лишь единичные зерна пыльцы хвойных растений. Пыльца Pinaceae обладает особым морфологическим строением, позволяющим ей легко переноситься на дальние расстояния ветром и речным стоком. Из анализа распределения пыльцы по дну моря следует, что субрецентные пыльцевые спектры из восточной части моря, находящейся в зоне влияния стока Лены и Яны, отличаются максимальным обилием пыльцы хвойных (Naidina, Bauch, 1999). Кроме того, обилие этой летучей пыльцы может свидетельствовать об эоловом переносе пыльцы кедрового стланика со склонов близлежащего Верхоянского хребта.
В субрецентных спектрах донных отложений моря Лаптевых установлено довольно низкое содержание пыльцы локальных растений, таких как Larix, Salix, Ericaceae, Caryophyllaceae, Papavera-ceae, Compositae, Rosaceae, Saxifragaceae, Polygo-naceae, Polemoniaceae, что не соответствует их ландшафтной роли. Споры локальных мхов характеризуют наземный покров лишь небольших участков суши. Присутствие в субрецентных пыльцевых спектрах пыльцы таких региональных растений, как береза и сосна, отражает региональные особенности развития растительности северо-востока Сибири. Многочисленность пыльцы хвойных растений в субрецентных спектрах можно рассматривать как индикатор изменения границы распространения древесной растительности при интерпретации палеоспектров.
Пыльца в голоценовых донных осадках. Пыльцевые спектры из голоценовых донных осадков восточной части моря Лаптевых, находящейся под влиянием интенсивных ветров и стока сибирских рек, характеризуются разнообразным таксономическим составом пыльцы хвойных и берез. Среди пыльцы хвойных деревьев обнаружены до-четвертичные и тератоморфные зерна Pinaceae. Некоторые пыльцевые зерна Pinus деформированы — смяты или разорваны вследствие механического воздействия.
Одной из проблем
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.