Шлеогляциодогия
УДК 551.336 + 551.8 (99)
Последний ледниковый максимум в краевой зоне Антарктиды: синтез палеогеографических данных
© 2010 г. С.Р. Веркулич
Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург
verkulich@mail.ru
Статья принята к печати 24 мая 2010 г.
Антарктида, климат, оледенение, палеогеография, побережье, последний ледниковый максимум, уровень моря, шельф.
Antarctica, climate, glaciation, Last Glacial Maximum, palaeogeography, sea level, shelf, shore.
Для выявления условий, параметров и особенностей развития оледенения последнего ледникового максимума (ПЛМ) в краевой зоне Антарктиды систематизированы и сопоставлены результаты палеогеографических исследований в свободных ото льда районах. Активное развитие оледенения краевой зоны началось 26 000 л.н., т.е. позднее роста ледников в Северном полушарии, в результате резкого похолодания и снижения уровня моря на 30-50 м. В таких условиях накопление ледниковых масс на шельфе заметно опережало приращение льда на окраинах материка и способствовало росту дефицита влаги во внутренних районах Антарктиды. Во время максимума оледенения (примерно между 22 и 17 тыс. л.н.) в краевой зоне существовала система сочленённых ледников, которая состояла из маломощного (менее 300-400 м) и малоподвижного оледенения на прибрежных участках суши, мощных (часто толщиной более 1000 м) и активных выводных ледников в глубоких депрессиях шельфа и обширных ледниковых куполов и щитов на выровненных пространствах шельфа. Процессы дегляциации начали развиваться здесь около 16000 л.н. Их инициация и ускорение были вызваны глобальным потеплением и ростом уровня моря. Данные по краевой зоне не свидетельствуют об определяющем влиянии разрушения Антарктического ледникового покрова на деградацию глобального оледенения.
Введение
Оледенение Антарктиды играет ключевую роль в формировании глобального климата, циркуляции и баланса вод Мирового океана. Этот тезис правомочен и для периода последнего ледникового максимума (ПЛМ), когда природные условия во многом определялись увеличившимися в полярных областях массами льда. В это время в Антарктиде самые значительные изменения оледенения происходили в краевой зоне. Следы этих изменений запечатлены в рельефе и четвертичных отложениях территорий, свободных ото льда. Они активно изучаются со времени МГГ (1957 — 1958 гг.). Анализ накопленных данных позволяет установить основные черты и особенности развития ледниковых систем разных районов, оценить связь развития оледенения ПЛМ в краевой зоне Антарктиды с глобальными и региональными природными факторами. Именно этим вопросам и посвящено наше исследование.
Источники и методы получения используемой информации
Свидетельства об оледенении ПЛМ, имеющиеся в свободных ото льда районах краевой зоны Антарктиды, можно разделить (по объектам исследований) на четыре группы:
1) информацию об очертаниях, мощности, скорости и направлении движения масс льда в прошлом, о времени и условиях начала и завершения оледенения даёт изучение характеристик ледниковых (на суше и шельфе) и водно-ледниковых (на суше) форм рельефа и отложений (трогов, ледниковой штриховки и полировки, морен, террас и т.д.): их положения, планового рисунка, ориентировки, морфометрии, строения и сложения, содержания и возраста включенной органики, степени выветривания;
2) исследования сохранившихся на суше морских террас, береговых валов, пляжей и отложений (анализ их расположения, залегания, морфологии, строения и сложения, состава и возраста ископаемой флоры и фауны и т.д.) позволяют выяснять взаимо-
связанные, пространственные и временные изменения уровня моря и оледенения;
3) строение, изотопный и химический состав, видовой состав флоры и фауны, возраст донных осадков водоёмов дают возможность получить сведения о хронологии и условиях развития оледенения и начала дегляциации;
4) специфический информационный ресурс — органические отложения в гнёздах снежных буревестников и пингвинов; по возрасту отложений и местоположению гнёзд фиксируют периоды присутствия или отсутствия оледенения в горных районах и на прибрежных участках суши.
Долгое время изучение перечисленных объектов проводилось в сравнительно крупных районах краевой зоны Антарктиды (рис. 1): в оазисах Ширмахера [50, 52], Унтер-Зе [32, 53], Эймери [4, 58], Вестфолль [5, 25, 51] и Бангера [1, 3, 26, 43], в районах Берега Соя [44, 46], Холмов Ларсеманн [33], островов Уинд-милл [18, 23, 24] и берега залива Терра-Нова [9, 47], в «Сухих долинах» Земли Виктории [2, 21, 27, 40, 55], на островах Кинг-Джордж и Джеймса Росса [10, 35, 56]. Кроме того, сведения о характере и хронологии оледенения дали исследования на шельфе и на скальных выходах в пределах склона ледникового щита [6, 12, 13, 15, 19, 20, 28, 36, 54, 57]. При подготовке данной публикации мы систематизировали и сравнили собственный материал и ранее получен-
ный другими исследователями, пытаясь восстановить общую картину развития оледенения ПЛМ в краевой зоне и оценить его связь с глобальными изменениями природной среды. Следует отметить, что хронологическая привязка изменений природной среды осуществлялась преимущественно по результатам радиоуглеродного датирования органического материала, которое имеет разную степень достоверности в зависимости от возраста органики (наименее достоверны датировки отложений древнее 15—20 тыс. л.н.) или нуждается во введении коррекции и калибровке получаемых значений (для датировок отложений моложе 15—12 тыс. л.н.). Поэтому для представления возрастных характеристик самых древних отложений мы использовали значения радиоуглеродного возраста (практически невозможно откорректировать), а для послеледниковых отложений — корректированные и калиброванные исследователями значения датировок.
Результаты
Условия и время начала оледенения. Условия, предшествовавшие периоду ледникового максимума, характеризуют древние осадки с органикой, сохранившиеся в истинном залегании в ледниковых и водно-ледниковых отложениях. Полученные данные свидетельствуют о широком распространении в краевой зоне Антарктиды благоприятных для
Рис. 1. Местоположение и названия районов, упоминающихся в тексте и указанных на рис. 2 и 3. 1 — ледниковый щит и ледниковые купола; 2 — выводные и шельфовые ледники
Fig. 1. Location and geographical names of region and sites, mentioned in the text and shown in the fig. 2 and 3. 1 - ice sheet and ice caps; 2 - outlet glaciers and ice shelves
жизни пространств суши и моря примерно между 46 и 26 тыс. л.н. (рис. 2). Несмотря на проблемы с радиоуглеродным датированием древнего материала, нет сомнений, что этот материал формировался в период интерстадиала или морской изотопной стадии 3 (МИС-3), выделенных при изучении ледяных кернов и океанических отложений [30, 38].
Видовой состав ископаемой фауны и флоры древних морских осадков на о. Кинг-Джордж и в районе Берега Соя показывает, что морские условия тогда напоминали голоценовые [44]. Высота залегания этих осадков на о. Кинг-Джордж превышает максимальные отметки голоценовой трансгрессии, а местоположение предполагаемых областей их забора последующим оледенением здесь и в оазисе Бангера указывают на наличие во время интерстадиала более обширных, свободных ото льда территорий, чем сегодня. Присутствие древних остатков мхов и водорослей в отложениях на суше и в озёрных осадках Холмов Ларсеманн, «Сухих долин», оазисов Ширмахера и Бангера означает, что в период интерстадиала местные ландшафты
мало отличались от голоценовых. Гнездование снежных буревестников в оазисе Унтер-Зе и на склонах гор Инзель также было возможно в это время, поскольку природные обстановки в горах и на шельфе были такими же, как в голоцене. Все это говорит о том, что природные условия в краевой зоне Антарктиды 46—26 тыс. л.н. напоминали бывшие здесь в среднем голоцене и существующие сегодня.
Максимальное время начала ПЛМ оценивается по самым молодым датировкам органического материала в осадках интерстадиала. Они сильно разнятся по районам, при этом видна связь значений с типом датируемого материала: возраст морских организмов в истинном залегании в осадках на берегах и шельфе колеблется в пределах 32—26 тыс. л.н.; остатки пресноводных мхов и водорослей относятся к интервалу от 24 до 19—18 тыс. л.н. (см. рис. 2). Данное различие может означать, что в начальной стадии оледенения изменение природных условий и рост ледников на шельфе протекали более интенсивно, чем на суше. Подтверждением служат озёра в «Сухих долинах»
[О]2 03 [Т\4 05 [%]б |37500| 7 ЩоЩ 8 [Щ] 9
Рис. 2. Значения радиоуглеродного возраста органического материала в древних отложениях в соответствии с данными автора и результатами предшествующих исследований [6, 9, 10, 13, 15, 18, 19, 26, 27, 32, 33, 35, 43, 44, 46, 47, 52, 55]. 1 — органика в морских отложениях на суше; 2 — органика в донных осадках озёр; 3 — органика в донных осадках морских заливов; 4 — органические отложения в гнёздах снежных буревестников; 5 — органические отложения в гнёздах пингвинов; 6 — перемещённые ледником отложения с органикой; 7 — значения возраста (лет назад); 8 — предполагаемое максимальное время начала оледенения (лет назад); 9 — корректность датировок вызывает сомнение
Fig. 2. The radiocarbon age values of the organic material in old deposits in accordance with the authors data and results of previous investigations [6, 9, 10, 13, 15, 18, 19, 26, 27, 32, 33, 35, 43, 44, 46, 47, 52, 55].
1 - organic material in marine sediments on land; 2 - organic material in lacustrine sediments; 3 - organic material in bottom sediments of marine basins; 4 - organic material in snow petrel nests; 5 - organic material in penguin nests; 6 - organic material in deposits transported by glaciers; 7 - radiocarbon age values (years BP); 8 - probable earliest time of the Last Glacial Maximum start (years BP); 9 - questionable correctness of the radiocarbon dating results
Параметры оледенения районов краевой зоны Антарктиды, реконструированные на основе наблюдений автора и анализа результатов предшествующих иссле
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.