ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 433, № 3, с. 397-402
= ГЕОГРАФИЯ
УДК 551.345.2:546.027
ЛОКАЛЬНЫЕ ПАЛИНОСПЕКТРЫ - НОВЫЙ КРИТЕРИЙ НЕЛЕДНИКОВОГО ГЕНЕЗИСА ПЛАСТОВЫХ ЛЬДОВ © 2010 г. А. К. Васильчук, Ю. К. Васильчук
Представлено академиком Н.С. Касимовым 10.12.2009 г. Поступило 14.12.2009 г.
Пластовые залежи льдов являются одним из самых опасных криогенных явлений, влияющих на хозяйственную деятельность в пределах зоны развития многолетнемерзлых пород. Это стало особенно ощутимо в связи с активным освоением районов Крайнего Севера, потребовавшим масштабных исследований пластовых льдов и уточнения их генезиса. Такие исследования были выполнены на мысе Шпиндлера [1], на южном побережье Байдарацкой губы [2], в районе пос. Марресале [3] и пос. Харасавэй [4] на западе Ямала, а также в районах Бованенково [5], в долине Юрибея [6] и на оз. Нейто [7] в центре Ямала, в долине р. Еркутаяха [8].
По все этим залежам генетическая интерпретация очень неуверенная, несмотря на довольно высокую степень изученности, неоднократное повторение исследований, детальные криостра-тиграфические описания, достаточно полное аналитическое обследование [9]. При этом одни и те же признаки строения и состава могут интерпретироваться по-разному [10]. В общем виде альтернативность выводов сводится к дилемме: это либо внутригрунтовый, либо погребенный ледниковый лед.
Цель работы — продемонстрировать новые индикационные возможности палинологического анализа и прежде всего локальных компонентов палиноспектров в качестве индикатора генезиса пластовых льдов, позволяющих уверенно отделять льды погребенных ледников от всех других типов пластовых льдов, поскольку в ледниках арктических куполов локальные пыльца и споры накапливаться не могут.
Многолетние палинологические исследования подземных залежеобразующих льдов позволили выделить несколько характерных особенностей их палиноспектров. Кратко эти характерные черты можно определить так:
пыльца и споры содержаться практически во всех разновидностях залежеобразующих подзем-
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
ных льдов, их концентрация колеблется в пределах 50—1500 экземпляров в 1 кг льда или в 1 л расплава льда;
в большинстве пластовых залежей выявлены палиноспектры с характеристиками, близкими к характеристике субфоссильных тундровых пали-носпектров, с преобладанием пыльцы карликовой березки, верескоцветных, спор зеленых мхов;
в пластовых залежах льдов часто можно встретить дочетвертичные палиноморфы кайнозойского, мезозойского и палеозойского возраста, переотложенные из более древних отложений;
в большинстве исследованных пластовых залежей обнаружены пыльца гидрофильных растений, таких как рдест, ежеголовник, рогоз, а также споры хвощей и остатки пресноводных диатомовых и зеленых водорослей.
Для выявления палинологических признаков неледниковой природы ледяных залежей мы изучили состав палиноспектров снежного покрова и арктических ледников и выделили те особенности палиноспектров, которые могут указывать на ледниковое происхождение льда. Палиноспек-тры арктических ледяных куполов существенно различаются по структуре и составу от палино-спектров льдов иного происхождения.
Для уверенной индикации генезиса подземных льдов, а точнее, их ледникового и неледникового происхождения нам представляется рациональным прежде всего рассмотреть палиноспектры арктических ледников как возможные аналоги льдов заведомо ледниковой природы. Также нам видится важным выделить те элементы палино-спектров льда и снега ледниковых арктических куполов, которые либо непременно должны встречаться в подземных льдах погребённого ледникового типа, либо обязательно отсутствовать в подземных льдах неледникового происхождения.
Структура палиноспектров арктических ледников определяется прежде всего особенностями циркуляции воздуха над ледниками. Дж. Буржуа [11] проанализировала состав пыльцы и спор в снежном покрове и ледяных куполах Канадской и Российской Арктики: купола Девон, Агассиса, Комсомолец, Пенни и др. Более 95% пыльцы и
Таблица 1. Сопоставление встречаемости отдельных компонентов палиноспектров в полярных ледниковых шапках и пластовых льдах Канадской и Российской Арктики
Пластовые льды неледникового генезиса Ледниковые льды и их снежный покров
Локальные компоненты палиноспектров Устье р. Гыда [9] Бованенково [5] Верховья р. Юрибей, (Ямал) [9] Низовья р. Юрибей (Ямал) [9] Устье р. Маккензи [14] Купол Академии наук, о. Комсомолец [11] Ледник ИГ АН, Полярный Урал [13] Ледниковый купол Девон [11] Ледниковый купол Агассиса [11] Ледниковый купол Киагива [11] Ледниковый купол Пенни [11]
Пыльца термофильных видов деревьев. Acer, Fraxinus, Quercus, и Ulmus, Populus, Tilia, Abies Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. + + ++ ++ Не обн. +
Пыльца морошки + + + + Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
Пыльца водных растений (рдест, ежеголовник) + + + + Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
Пыльца верескоцветных + + + + Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. + Не обн. +
Споры зеленых мхов +++ ++ ++ ++ Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
Споры хвощей Не обн. ++ ++ + Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
Переотложенные Не обн. ++ ++ ++ +++ Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
Диатомовые водоросли + + + + Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
Зеленые водоросли + + + + Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
Примечание: +— встречается в количестве 0.1—10%; ++— встречается в количестве 10—20%; +++— встречается в количестве более 20% от общей суммы подсчитанных зерен.
спор перенесены на огромное расстояние, а следовательно, являются дальнезаносными. Среди них выделяется группа дальнезаносной экзотической пыльцы термофильных древесных пород и группа региональной пыльцы растений северной тайги и тундры [12].
Наличие в палиноспектрах льдов экзотической пыльцы термофильных растений без признаков размыва и переотложения в водной среде может свидетельствовать в пользу ледникового происхождения ледяной залежи. Нами установлено, что содержание современной экзотической пыльцы для субфоссильных палиноспектров тундр составляет менее одного пыльцевого зерна на тысячу подсчитанных зерен [12].
В палиноспектрах льда и снежного покрова полярных ледников пыльца верескоцветных растений встречается крайне редко, ее количество в среднем составляет примерно два пыльцевых зерна на тысячу подсчитанных зерен, максимальное ее содержание 1—2%. А вот для тундровых пали-носпектров это обычный компонент, во многих случаях доминантный [12]. Поэтому заметное участие в палиноспектрах пыльцы верескоцвет-ных может указывать на неледниковое происхождение льда.
Еще один важный индикатор — споры зеленых мхов. Они не встречены в ледниках Арктических куполов [11, 12] и не обнаружены на Полярном Урале. Даже во льду и снежном покрове ледников ИГАН и Олений на Полярном Урале [13] отсутствуют споры зеленых мхов и пыльца лиственницы, несмотря на то, что эти растения участвуют в фитоценозах, окружающих ледники. В палиноспектрах из снежника в районе пос. Полярный (Полярный Урал) в небольших количествах (1— 3%) нами отмечена пыльца Poaceae, Cyperaceae и споры Polypodiaceae, которые не встречены в палиноспектрах льда небольшого карового ледника, расположенного поблизости [12]. В его палиноспектрах отмечено более заметное по сравнению с палиноспектрами из снежника содержание пыльцы Pinus sylvestris (26—36%), P. sibirica (9— 16%), Betula sect. Nanae (8—11%), а также спор сфагновых мхов (18—26%), содержание пыльцы верескоцветных во льду не превышает 1%. Споры зеленых мхов и хвощей в палиноспектрах как снега, так и льда не обнаружены [12].
Пыльца гидрофитов Potamogeton, Sparganium и Typha встречается исключительно редко [11]: по нашей оценке менее одного пыльцевого зерна на тысячу подсчитанных зерен [12]. Следовательно,
ЛОКАЛЬНЫЕ ПАЛИНОСПЕКТРЫ
399
Salix
0.5 1.5 2.5
Betula
sect.
Nanae
Cypera- Poa-ceae ceae
(а)
Гидрофиты Разно-(сум- травье марно) Bryales
Дочетвер-тичные
пыльца и Суммарная споры коцентрация, экз./л
657
340
0 200 20 0 20 400100 20 0 20 0 20 20 00
(б)
20 10 30 300 700 Концентрация, экз./л
0.51.5 2.5
518O, %% -23 -21 -19-17-15
I-1-1-1-1—
Наличие Наличие
пресноводных зеленых
диатомеи
+
180 -160 -140 -100-90 ЪБ, %
+
водорослеи
+
+ +
.... 1 - 2
Рис. 1. Палиноспектры: а — пластовой ледяной залежи № 4 в толще третьей террасы Бованенковского ГКМ, б — изо-
топный состав льда в тех же образцах. Изотопные кривые — распределение 818О (1) и 8Б (2).
наличие пыльцы гидрофильных растений, которая переносится преимущественно водой, можно считать признаком неледникового происхождения льда. К ним можно добавить еще и споры хвощей, которые не встречены в составе палиноспектров ледников, в палиноспектрах тундровой зоны они встречаются в среднем в количестве 14%.
Низкое содержание пыльцы гидрофильных растений во льду и снеге ледников связано с тем, что пыльца и споры растений гидрофилов практически не имеют приспособлений для переноса по воздуху, зато они вполне приспособлены для переноса в водной среде.
Суммируя, отметим, что во льду и снежном покрове практически не встречается ряд компонентов, характерных для палиноспектров тундр (табл. 1). Это пыльца морошки, пыльца водных растений, которая плохо приспособлена для ветрового переноса, пыльца и споры хвощей и зеленых мхов. Содержание пыльцы верескоцветных в снеге на ледниках гораздо ниже, чем в тундровых палиноспектрах. Для палиноспектров ледников характерно доминирование пыльцы дальнезанос-ных растений как древесных пород, так и трав Acer, Fraxinus, Quercus, Ulmus, Populus, Abies и Juniperus.
В тундровых палиноспектрах, в том числе в палиноспектрах снежников, речных и морских льдин, среди дальнезаносной пыльцы очень редко отмечается экзотическая пыльца термофильных древесных пород: не более одного пыльцевого зерна на тысячу подсчитанных зерен.
Палинологическое изучение нескольких разнотипных залежей пластовых льдов, вскрытых в разрезах на Ямал
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.