ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 444, № 6, с. 671-675
ГЕОГРАФИЯ
УДК 57.045+947:940.1
ДИНАМИКА ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА И ЛЕДНИКОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО И ВОСТОЧНОГО АЛТАЯ В ГОЛОЦЕНЕ
© 2012 г. А. Н. Назаров, член-корреспондент РАН О. Н. Соломина, В. С. Мыглан
Поступило 11.01.2012 г.
Положение концов ледников и верхней границы леса зависит от множества климатических и даже антропогенных (в случае границы леса) причин, однако в масштабе внутривековой и вековой изменчивости они в большой степени регулируются ходом летней температуры [12, 14]. В последние годы находки древесины выше современных пределов лесной растительности, а также остатков деревьев, пострадавших от наступаний ледников, дали возможность получить ценную информацию о колебаниях ледников и о состоянии верхней границы леса в разные периоды голоцена и на этой основе оценить изменения климата в прошлом в разных горных странах мира [9, 12—15]. Это дает возможность понять контекст современных климатических изменений, в частности, выяснить насколько необычным является современное потепление.
И ледники, и верхняя граница леса обладают инерцией по отношению к изменениям климата. При этом положение границы леса запаздывает относительно климатического сигнала на одно-два столетия [12], а время реакции горных ледников составляет обычно несколько десятилетий. Короткие разнонаправленные колебания климата могут вообще не отразиться ни на активности оледенения, ни на вертикальной миграции еще более инертной границы леса.
Характер колебаний ледников в голоцене на территории горной части Алтая неоднократно обсуждался отечественными исследователями [2—5, 8], однако из-за малого количества абсолютных датировок моренных отложений история голоце-нового оледенения Алтая до сих пор остается во многом неясной.
В работе предпринята попытка реконструкции положения верхней границы леса на Алтае для отдельных периодов голоцена, а также обосновывается максимум наступания ледников в последнем тысячелетии.
Сибирский федеральный университет, Красноярск
Институт географии
Российской Академии наук, Москва
МЕТОДИКА
Анализируется массив из 60 радиоуглеродных и 18 дендрохронологических дат. Радиоуглеродные даты древесных остатков приведены к периоду полураспада 5730 лет (коэффициент 1.03) и от-калиброваны с помощью программы Oxcal 3.10. Ошибка определения календарного возраста составляет ±30 — ± 350 лет. Для дендрохронологиче-ского анализа применяли стандартную методику [11]. При перекрестном датировании были использованы хронология Монгун-Тайга (Larix sibir-ica) [7] продолжительностью 2000 лет, а также кедровая хронология Актру (Северо-Чуйский хребет) продолжительностью 800 лет и "плавающие" хронологии Pinus sibirica (долины Аккол, Маашей, Менсу — 820, 700, 370 лет соответственно), охватывающие период примерно с 6100 до 2500 лет назад, но не перекрывающиеся между собой.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Исследования проводили на территории Центрального и Восточного Алтая, занимающих территорию на границе России, Казахстана, Китая и Монголии. Осматривали горно-ледниковые долины Северо-, Южно-Чуйского, Катунского хребтов и массива Монгун-Тайга. В настоящее время участки взрослого леса ограничены высотами 2220—2330 м абс. высоты, а отдельные деревья и молодой подрост при благоприятных условиях встречаются вплоть до 2500 м. Положение находок древней древесины относительно современной высоты верхней границы леса показано на рис. 1.
Комлевые части деревьев P. sibirica в положении in situ были обнаружены на предпольях ледника Восточный Мугур (массив Монгун-Тайга) в пойме меандрирующей реки на высоте 2700 м, т.е. на 300 м выше современной границы леса и датированы 10380 ± 200 (СОАН 8116) и 6260 ± 90 (СО-АН 8117) лет. Ближайший ареал кедра находится в 150—200 км к западу и в 100 км к северу от места находки. Это однозначно свидетельствует в пользу более теплых и влажных, чем современные, условий в первой половине голоцена.
671
6*
672
НАЗАРОВ и др.
Рис. 1. Изменение верхней границы леса и периоды активизации горных ледников в Кордильерах [15], Альпах [14] и на Алтае. Различными значками показаны места находок, калиброванный возраст и высотное положение образцов относительно современной границы леса. 1 — изменения высоты границы леса, 2 — периоды возможной активации ледников; древесные остатки, обнаруженные в долинах: 3 — Аккем, 4 — Восточный Мугур, 5 —Маашей, 6 — Софийский, 7 — Актру, 8 — Менсу, 9 — Ян-Карасу, 10 — Шавла, 11 — Талтура.
Кордильеры
Альпы
св О
о
л
ы Я и
Я
св
р
1-е
=К
е
Ш^ТГ
300 200 100 0
-100 -200 -300 -400
Алтай
Ш ж
,_П_П_I
Л-Г V *
V V V V V/
гц
и
п
И?? О и ^ »Ж АА
1 1 •ш О 1 1 ▼▼ ▼ 1 1 1 I I 1
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
р
е
<ч
ты о
о
ы
<ч «
и
Я
а
ю
е л
о Ко
Годы
ГЦ
1 2
Древесные остатки, обнаруженные в долинах: 3 • 4 ® 5 А 6
8 Д 9 10 V 11
7
Находки на предпольях ледников, свидетельствующие о потеплении среднего голоцена, более многочисленны. Так, на северном макросклоне Северо-Чуйского хребта, в истоках левого притока р. Шавла, перед боковой мореной ледника, на высоте 2460 м обнаружен фрагмент древесины возрастом 7250 ± 300 (СОАН 6454) лет. Там же, непосредственно перед ледником найдены фрагменты, датированные 4165 ± 245 (СОАН 6463) и 3840 ± 160 (ИГАН 3879) лет.
В долине реки Ян-Карасу Л.Н. Ивановским и В.А. Панычевым сделаны находки лиственницы на 200—250 м выше границы леса [6], их возраст — 7235 ± 85 (СОАН 1881) и 7145 ± 135 (СОАН 1882) лет. Позже в ручье, подмывающем фронт каменного глетчера, несколько выше современных деревьев нами найдены два фрагмента возрастом 5140 ± ± 170 (СОАН 6457) и 5380 ± 100 (СОАН 6473) лет. На предпольях ледника Маашей сделана серия находок древесины Р. 81Ъшса возрастом от 6150 ± ± 150 (СОАН 6467) до 5530 ± 210 (СОАН 7377)
лет. Все фрагменты вынесены подледниковой рекой. Часть образцов объединена в хронологию, состоящую из 7 серий, общей продолжительностью 700 лет. Очевидно, что в период с 6150 ± 150 до 5530 ± 210 лет и несколько позднее Маашей-ский ледник наступал на взрослый кедровый лес, который в настоящее время находится в 2.5 км ниже ледника.
Три образца древесины из найденных перед ледником Малый Актру относятся к периоду: 5085 ± 225 (СОАН 6041), 5750 ± 160 (СОАН 6470), 5675 ± 95 (ИГАН 3702) лет. На предпольях одного из наиболее крупных ледников Южно-Чуйского хребта Талтуринском датировка фрагмента древесины показала возраст 6420 ± 150 (ИГАН 3696) лет. В соседней с Талтурой долине ледника Софийский сделаны находки возрастом 5000 ± 350 (СОАН 7383), 4690 ± 180 (ИГАН 3694), 4025 ± 375 (ИГАН 3695), 3980 ± 170 (СОАН 6915), 3733 ± 252 (СОАН 6916), 3320 ± 170 (ИГАН 3882), 3310 ± 170 (ИГАН 3887) лет. Как и на леднике Маашей, все
фрагменты вымываются ледниковыми водами. Для ледника Софийский составлена хронология по P. sibirica продолжительностью 823 года, состоящая из 33 серий. Наличие массового материала свидетельствует о том, что ледник Софийский в период от 5000 до 3300 лет назад наступал на участок взрослого леса, который перед этим существовал здесь более восьми столетий. С учетом высоты находок граница леса в то время была не менее чем на 150 м выше современной. Фактически это означает, что язык ледника до начала активизации 5—3.3 тыс. лет назад был по размерам на 1—3 км дальше, чем современный. К сожалению, ни один из образцов, входящих в хронологию, в настоящее время не датирован.
В районе высочайшего центра оледенения Алтая узла Белухи находки сделаны на предпольях ледников Аккемский (Родзевича) и Менсу (Са-пожникова). Возраст древесных остатков, датированных вблизи Аккемского ледника, разбивается на два интервала: от 5745 ± 165 (СОАН 7388) до 5550 ± 110 (ИГАН 3697) и от 4385 ± 145 (СОАН 6923) до 3165 ± 105 (СОАН 6920) лет. Перед ледником Менсу для этого времени установлено существование леса около 6570 ± 180 (СОАН 6925) — 6295 ± 125 (СОАН 6927) и около 5385 (ИГАН 3877) лет.
Непосредственно перед ледником Малый Ак-тру обнаружен цельный ствол лиственницы in situ с остатками комля возрастом 3110 ± 230 — 2995 ± ± 215 (СОАН 5631 и 5632) лет. Собственный возраст, состояние дерева, его размеры, место находки позволяют утверждать, что оно погибло в результате погребения ледником. В соседней с Ак-тру долине Ян-Карасу примерно в это время происходила гибель лиственничного леса: датировки 3205 ± 135 (СОАН 1883) и 3403 ± 48 (СОАН 1884) лет [6]. В пойме реки Менсу в 1.5 км от языка ледника сделаны 3 датировки возрастом от 2675 ± 205 (ИГАН 3876) до 2525 ± 225 (ИГАН 3884) лет. Для этого периода времени в долине Менсу составлена хронология по P. sibirica, включающая 16 отдельных серий общей продолжительностью 370 лет, что, как и в случаях с ледниками Софийским и Маашей, доказывает широкое развитие леса в приледниковье и предшествовавшую глубокую деградацию оледенения. В настоящее время места указанных находок во всех долинах только осваиваются молодым древесным подростом.
Одна из морен Маашейского ледника имеет три осцилляционных вала, покрытых взрослым лиственничным лесом. Датирование внешней части сухой лиственницы на вершине среднего вала показало, что она погибла около 495 ± 95 г. н.э. (СОАН 6033). Принимая во внимание, что собственный возраст дерева составляет не менее 300 лет, можно сказать, что его появление на морене произошло во второй половине II в. н.э. Вблизи ледника Большой Актру перед мореной стадии Актру
(последняя активизация) датирован ствол погибшего дерева, высохшего на корню. Его возраст около 495 ± 155 г. н.э. (СОАН 6469). На предпольях ледника Менсу среди деревьев, погибших во втором тысячелетии до н.э., один из образцов показал возраст 540 ± 120 г. н.э. (ИГАН 3883) . Место находки указывает на то, что наступание ледника приблизительно соответствовало масштабу стадии Актру, но не превышало ее.
Дендрохронологические даты гибели деревьев Северо-Чуйского хребта раскрывают более точную и сложную климатическую историю последнего тысячелетия. В истоках левого притока р. Шавла перед валом молодой морены датированы спилы с двух кедров: 1591—1734 и 1637—1736 гг. н.э. В
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.