научная статья по теме РЕКОНСТРУКЦИЯ ФАЗ ДЕГЛЯЦИАЦИИ ЛЕДНИКОВ CЕВЕРНОЙ МОНГОЛИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 450 ТЫС. ЛЕТ Геофизика

Текст научной статьи на тему «РЕКОНСТРУКЦИЯ ФАЗ ДЕГЛЯЦИАЦИИ ЛЕДНИКОВ CЕВЕРНОЙ МОНГОЛИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 450 ТЫС. ЛЕТ»

УДК 551.336"624/627"

Реконструкция фаз дегляциации ледников Северной Монголии за последние 450 тыс. лет

© 2010 г. А.П. Федотов1, М. де Батист2, М.А. Федорин3, Г.А. Зиборова1

Лимнологический институт Сибирского отделения РАН, Иркутск; 2Центр морских исследований им. Ренарда при Гентском университете, Бельгия; 3Институт нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения РАН, Новосибирск

mix@lin.irk.ru

Статья принята к печати 3 февраля 2009 г.

Дегляциация, донные отложения, межледниковье, объём ледников, Северная Монголия.

Bottom sediments, deglaciation, glacier volume, interglacial, Northern Mongolia.

По данным гранулометрического и сейсмофациального анализов донных отложений оз. Хубсугул определены периоды дегляциации Северной Монголии. Эти периоды в целом совпадают с глобальными переходами от оледенений к межледниковьям или интерстадиалам, но по форме проявления и интенсивности имеют отличия, обусловленные региональным распределением влаги в периоды оледенений, объёмом ледников и интенсивностью инсоляции в начале дегляциации. Деградация ледников в Северной Монголии начиналась, когда инсоляция превышала 490 W/м2. Резкий прирост её интенсивности вызывал быструю дегляциацию в переходные периоды от МИС-10 к МИС-9, от МИС-8 к МИС-7, от МИС-6 к МИС-5, когда в Прихубсугулье ледники исчезали на несколько тысячелетий. Максимальный объём ледников приходился на вторую половину стадий МИС-11 - МИС-10, а минимальный - на стадии МИС-2 и МИС-12.

Введение

В высокогорной части Северной Монголии, по крайней мере, на протяжении среднего и позднего плейстоцена, активно протекали процессы образования ледников [11, 12, 17, 21—23] (рис. 1). Этому способствовали значительные абсолютные высоты (до 3400 м) и большое количество осадков, которое в настоящее время в высокогорье превышает 1000 мм [1], тогда как в предгорьях составляет не более 300 мм.

В рельефе Северного Прихубсугулья выделяют два типа оледенений — среднеплейстоценовое полупокровного типа и верхнеплейстоценовое с хорошо сохранившимися морфоструктурами, относимыми к горно-долинному типу [6, 8, 11, 12, 14,]. Каровые системы, питавшие верхнеплейстоценовые ледники, лежат в интервале высот 2300—2800 м [4, 11]. Многочисленные троговые долины имеют в длину несколько десятков километров и глубину 200—300 м. Верхнеплейстоценовое оледенение делится на два периода. Первый по соотношению речных террас и ледниковых отложений датируется ермаковско-каргинской стадией (аналог морских изотопных стадий МИС-3 и МИС-4) [4, 5, 11], а второй, конечно-моренный комплекс имеет существенно меньшие размеры, чем первый, и вложен в его отложения (предположительно МИС-2 и МИС-3) [22].

Реконструкция ледниковой истории Северной Монголии построена по данным гранулометрического и сейсмофациального анализов донных осадков оз. Хубсугул — второго по величине после Байкала пресноводного озера в Центрально-Азиатском

регионе. Оно расположено на высоте 1645 м, имеет наибольшую длину 136 км и наибольшую ширину — 39 км [1] (см. рис. 1).

Материалы и методы

Была изучена верхняя часть (до 23,2 м) керна, отобранного из оз. Хубсугул (KDP-01, 51°58'24" с.ш., 100°24'33" в.д.) на глубине 232 м, а также взвеси рек, впадающих в озеро. Гранулометрический состав керна исследован с использованием лазерного анализатора Microtrac-X100 с диапазоном измерений 0,02—700 мкм [17]. Полученные данные представлены в виде объёмного распределения частиц. Расчёты массовых скоростей осадконакопления выполнены только для минеральной составляющей донных осадков путем вычитания объёмов воды и биогенной компоненты из осадка. Структура осадочного чехла Хубсугульской впадины изучена на основе сейсмо-акустического профилирования высокого разрешения (не менее 0,5 м) [16, 26], выполненного с использованием оборудования Центра морских исследований им. Ренарда при Гентском университете. Общая длина профилей — 436 км. Источником сигнала служили мультиэлектродный спайкер Centipede (300-500 Дж, 300-1000 Гц) и одноканаль-ная сейсмоприёмная коса.

Глубинно-возрастная модель осадочного чехла оз. Хубсугул построена на основе распределения в керне KDP-01 палеомагнитных реперов [7, 19]. Эти данные позволяют предположить, что верхняя 23-метровая толща формировалась в течение последних 450 тыс. лет.

Рис. 1. Схема бассейна оз. Хубсугул.

1 — место отбора керна KDP-01; 2 — подводный моренный комплекс (см. рис. 5); 3 — зона разгрузки ледников Fig. 1. Map of the catchment of Lake Khubsugul.

1 - position of drilled core KDP-01; 2 - underwater terminal moraine complex (see Fig. 5); 3 - discharge zones of Pri-Khubsugul glaciers

Результаты и дискуссия

Гранулометрический состав современной речной взвеси, попадающей в оз. Хубсугул, отличается резким преобладанием частиц алевритовой фракции (11—44 мкм), что характерно также для байкальского водосбора [13]. В то же время распределение гранулометрического состава наземных моренных комплексов имеет два пика, приходящихся на алевритовую и пелитовую фракции (более 100 мкм) (рис. 2). Это может свидетельствовать о наличии двух источников терригенного материала, слагающего моренные ком-

плексы, — аллювиального и ледникового происхождения. Для конечных морен, находящихся под водой, характерно обилие частиц пелитовой размерности.

Резко континентальный климат Прихубсугулья обусловливает низкую степень химического выветривания в периоды потеплений и высокую степень физического выветривания в периоды похолоданий при сезонном вымораживании пород и движении ледников. Если основным поставщиком алевритовой фракции служат реки, то вероятнее всего её преобладание в донных осадках указывает на рост

Рис. 2. Гранулометрический состав речной взвеси, попадающей в озеро (а) и наземных морен (б), а также соотношение пелитовых частиц в речной взвеси и моренах (в) Fig. 2. Particle size of suspended sediment in river (a) and moraine (б), also materials amount of the pelite particles in river flow and moraine (в)

увлажнения, а пелитовой — на холодный климат и присутствие ледников.

Для проверки этой гипотезы мы сравнили изменение отношения пелит/алеврит (холодно/тепло) в хубсугульском керне со стандартным палеоклимати-ческим профилем изотопов кислорода из бентосных фораминифер, отражающим глобальные климатические осцилляции [28]. Оказалось, что в периоды оледенений в донных осадках преобладают пелиты, а в межледниковья — алевриты (рис. 3). Однако частицы пелитовой размерности поступали в оз. Хубсугул с речной взвесью и в тёплые периоды. Для выделения «ледниковых» частиц из пелитовой фракции она была условно разделена на аллювиальную и ледниковую составляющие. Доля аллювиальных пелитов рассчитана через алевритовую составляющую по известным соотношениям алеврит/пелит для современных

рек Прихубсугулья, а также для интервалов керна KDP-01, сформировавшихся в климатические опти-мумы (МИС^, МИС-7 и МИС-9), когда, вероятнее всего, в Прихубсугулье ледников не было. Другими словами, чем больше в осадке алеврита, тем большая доля пелитов относится к аллювиальному типу, так как алеврит, транспортируемый ледниковыми водами, не мог достигать точки бурения, поскольку район разгрузки ледников в оз. Палео-Хубсугул был удалён от неё более чем на 45 км (см. рис. 1). Оставшаяся часть пелитов отнесена к ледниковым.

На рис. 4 видно, что интервалы керна KDP-01, содержащие ледниковые пелиты, совпадают с окончанием глобальных периодов оледенений, но в характере стока ледниковых вод в оз. Хубсугул имелись существенные различия, что позволяет реконструировать особенности дегляциации расположенных в этом районе ледников. Мы выделяем два типа поступления ледниковых вод в Палео-Хубсугул продолжительностью в несколько десятков тысячелетий и в течение нескольких тысячелетий. Тип дегляциа-ции зависел от величины инсоляции, режима увлажнения и объёма ледников. Предполагается, что дегляциация может начаться и при ослаблении инсоляции, если объём ледников значителен [25]. С такой климатической комбинацией мы соотносим период 373—350 тыс. лет (вторая половина МИС-11 — МИС-10), когда на фоне большого похолодания поступало много осадков, что способствовало повышению аккумуляции. Судя по объёму попавших в Палео-Хубсугул ледниковых пелитов, в это время ледниковый покров имел максимальный объём. Хотя по данным океанических летописей стадия МИС-11 считается тёплым периодом с температурным режимом, подобным голоценовому. Летописи, полученные для Центральной Азии, свидетельствуют, что, начиная со второй половины МИС-11, в регионе произошло похолодание. Например, в байкальской палинологической летописи с этого времени также отмечаются похолодание и рост увлажнения [3].

Климат 75—25 тыс. л.н. был более аридным и холодным, чем 373—350 тыс. л.н. Ледники, образовавшиеся в эпоху МИС-4, просуществовали практически до конца стадии МИС-3. При этом объём поступивших в озеро пелитов был практически вдвое ниже, чем ледниковой глины, относящейся ко второй половине МИС-11 — МИС-10. О благоприятных климатических условиях для развития ледников в стадию МИС-3 (каргинский интерстадиал) свидетельствуют и данные по Западной Сибири, согласно которым в этот период отмечаются два коротких ледниковых эпизода [2]. В байкальских летописях в стадии МИС-3 также зафиксирована нестабильность климата с резкими переходами от потеплений к похолоданиям [31].

I-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г

О 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Возраст, 103лет

Рис. 3. Распределение некоторых пелитовых и алевритовых частиц в керне KDP-01 (а) и изменение отношения пе-лит/алеврит (б).

Серыми прямоугольниками выделены периоды оледенений или похолоданий в тёплых стадиях Fig. 3. The distribution of some pelite and silt-size particles (a) and clay/silt ratio (б). The gray rectangles are glacial stages and cold sub-stages in warm stages

Мы предполагаем, что столь продолжительная дегляциация в рассмотренные периоды была обусловлена ослаблением инсоляции в течение стадий, которые принято считать «тёплыми», и ослаблением летних региональных температур, благодаря чему ледники Северной Монголии исчезли. Резкое увеличе

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.

Показать целиком