Материалы полевых исследований ряда опорных разрезов Гыданского полуострова и острова Белого и их сопоставление с литературными данными показали, что изменения относительного уровня юго-восточной части Карского моря после МИС 3 до настоящего времени отличались от среднемировых. Морские отложения МИС 3 (каргинского времени) залегают до высоты 2–2,5 м над уровнем моря на островах Белом, Сибирякова и некоторых других; они перекрыты морскими голоценовыми песками с аллохтонным торфом возрастом около 8 тысяч радиоуглеродных лет. На полуострове Явай в основании разрезов вскрываются морские суглинки и пески, сменяющиеся вверх по разрезу прослоями торфа возрастом от 24 500±220 (ЛУ-7972) до 30 710±420 (ЛУ-7971) лет. Выше лежат голоценовые озерные супеси с торфом и древесиной возрастом около 8 тысяч лет: здесь уровень моря не был выше современного позднее МИС 3. В южной части полуострова Мамонта уровень моря не поднимался, по крайней мере, после МИС 5 (казанцевского времени): отложения МИС 3 представлены суглинками с мамонтовой фауной, перекрытыми голоценовым аллювием и лимнием. Такое разнообразие сценариев изменения относительного уровня моря свидетельствует об общем поднятии земной коры Гыданского полуострова и юго-восточной части Карского моря, начиная с МИС 3, осложненном блоковыми дифференцированными движениями.

Ключевые слова: четвертичные отложения, неотектоника, вертикальные движения земной коры, уровень моря, Явай, Гыдан, остров Белый.

Введение. Изменения относительного уровня арктических морей – одна из самых сложных проблем изучения четвертичного периода российского Севера. Высотное положение поднятых или затопленных береговых линий определяется двумя основными факторами: глобальными колебаниями абсолютного или эвстатического уровня моря, связанными с изменением объема воды в Мировом океане, и локальными вертикальными движениями земной коры побережий. Если принять, что абсолютный уровень моря изменяется, в целом, синхронно во всем мире, то именно вертикальные движения земной коры (гляциоизостатические, тектонические и другие) создают все разнообразие сценариев хода относительного уровня моря.

В российской Арктике в позднечетвертичное время относительный уровень моря изменялся иначе, чем во внеполярных областях, где последний раз он поднимался выше современных отметок (не более +10 м) только в МИС 5, затем колебался ниже –50–60 м, а после максимума последнего оледенения (МИС 2) начал резко расти, постепенно замедляясь к концу голоцена и приближаясь к сегодняшнему положению [Church et al., 2010]. На побережьях арктических морей, напротив, присутствуют как голоценовые, так и более древние поднятые морские отложения, свидетельствующие о неоднократном повышении относительного уровня моря после МИС 5 во многих районах [Каплин, Селиванов, 1999]. При этом, если лестницы поднятых морских террас в областях активного гляциоизостатического и тектонического поднятия на Балтийском щите [Кошечкин, 1979; Колька и др., 2005], Земле Франца-Иосифа и Новой Земле [Forman et al., 2004] изучены хорошо, то Карский регион вызывает больше всего вопросов и разногласий, несмотря на многолетние работы по изучению положения морских отложений в четвертичных разрезах. Нет единого мнения ни о наличии и периодизации плейстоценовых оледенений, ни о временных рамках и высоте древних трансгрессий, поскольку одни и те же отложения разными исследователями часто интерпретируются по-разному: как морские, или ледниковые, либо озерные и аллювиальные. Поэтому не только механизмы изменений абсолютного уровня моря и их амплитуды по сравнению с вертикальными движениями земной коры берегов и дна, но и сам ход относительного уровня моря остаются не до конца ясными. Разрешить подобные противоречия и восстановить единый сценарий изменений относительного уровня моря и вертикальных движений земной коры на севере Западной Сибири можно только путем накопления и обобщения еще большего количества фактического материала, в первую очередь, ранее не опубликованных результатов исследований разрезов морских и континентальных верхнечетвертичных отложений. При этом наибольший интерес представляют удаленные районы, исследованные хуже, чем относительно изученные полуострова Ямал и Тазовский, – Гыданский полуостров и арктические острова Карского моря, в первую очередь, самый крупный из них остров Белый.

Стратиграфическое расчленение четвертичных отложений Гыдана началось в первой половине прошлого века [Сакс, 1945а; Соколов и Значко-Яворский, 1957]. В 1973–1985 гг. на полуострове работала Тюменская инженерно-геологическая экспедиция геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова [Трофимов и др., 1986], изучавшая стратиграфию четвертичных отложений, подземные льды и современные геоморфологические процессы. В 1977–1981 гг. специалисты объединения «Аэрогеология» провели геологическую съемку полуострова [Авдалович, Биджиев, 1984]. В последние годы были описаны разрезы многолетнемерзлых отложений в южной части полуострова Явай и полуострова Мамонта [Облогов и др., 2012].

На острове Белом проводила работы Тюменская экспедиция МГУ в 1972 и 1978 гг. [Васильчук и Васильчук, 2015]. В последние годы детально изучены свойства многолетнемерзлых отложений в скважинах в западной части острова [Слагода и др., 2013, 2014], почвы и молодые торфа на западе и юге острова [Артемьева и др., 2016], а также особенности развития бугров пучения [Орехов и др., 2017]. Сравнительно хорошо изучен остров Сибирякова: детально описаны и продатированы разрезы многолетнемерзлых отложений на северо-западном и южном берегах [Опокина и др., 2010; Стрелецкая и др., 2012, Гусев и др., 2013]. Другие острова южной части Карского моря исследованы в меньшей степени: некоторые эпизодически посещались геологами в первой половине XX в. [Сакс, 1945б; Дибнер, 1957]; детальные геоморфологические и хроностратиграфические работы начались лишь в конце столетия [Тарасов и др., 1995; Романенко, 1998; Романенко и др., 2001; Гусев и др., 2016].

Цель настоящей работы – характеристика четвертичных отложений ряда опорных разрезов на труднодоступных побережьях Гыданского полуострова и острова Белого и реконструкция на основе их изучения изменений относительного уровня Карского моря в позднечетвертичное время.

Материалы и методы исследований. Полевые работы проведены на острове Белом, полуострове Явай, на восточном берегу Обской губы в районе мыса Хонарасаля и на полуострове Мамонта к востоку от губы Яйне-Вонга (рис. 1, 1–5) в рамках российско-шведской экспедиции «Экология тундры-94», экспедиций «Ямал-Арктика–2012–2013», а также экспедиций на о. Белый в 2016–2017 гг.

На каждом из ключевых участков обследовались береговые обнажения протяженностью до нескольких километров. Четвертичные отложения вскрывали отдельными расчистками шириной от 2 м, геологические границы непрерывно прослеживались вдоль обрывов. Отбирали образцы грунта и торфа; для предотвращения их загрязнения перед отбором со стенки обнажения счищали 0,5–1 м грунта или торфа, в зависимости от величины протаивания. С помощью буровой установки УКБ-12/25 было пробурено 7 скважин глубиной от 3 до 10 м с отбором проб на гранулометрический, диатомовый анализы, анализ химического состава водной вытяжки, радиоуглеродное датирование и др. Радиоуглеродное датирование торфа, древесины и костей мамонта из береговых обнажений проводили в лаборатории геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и Мирового океана им. В.П. Кёппена, Институт наук о Земле, СПбГУ (Санкт-Петербург) (25 образцов), AMS-датирование костей мамонта из береговых обнажений южной части полуострова Мамонта – в лаборатории радиоуглеродного анализа в Университете г. Гронингена (Голландия) (1 образец), AM – датирование органического углерода в кернах – в США (National Ocean Sciences AMS Facility Department of Geology and Geophysics WoodsHole Oceanographic Institution, MA, USA), модель 1.5SDH-1 (http://www.whoi.edu/nosams/amsinstruments) (6 образцов). Гранулометрический анализ выполнен в лаборатории эволюционной географии Института географии РАН (г. Москва) (36 образцов), диатомовый анализ – З.В. Пушиной в ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (Санкт-Петербург) (28 образцов), анализ ботанического состава торфа – К. Вершининым (ЛИН РАН, г. Иркутск, 10 образцов). Анализ содержания водорастворимых солей в водной вытяжке из пород проводили в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ИФХиБПП РАН г. Пущино) (24 образца) и под руководством И.З. Костенко в лаборатории Научно-исследовательского, проектно-изыскательского и кoнструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н.М. Герсеванова (Москва) (5 образцов).

Результаты исследований и их обсуждение. Разрез многолетнемерзлых отложений на восточном и западном берегах о. Белого состоит из трех толщ (рис. 1 – точки 1, 2, рис. 2 – разрез В [Баранская и др., 2018]). Нижняя из них видимой мощностью до 1,5–2 м иногда уходит под урез моря; она сложена параллельнослоистыми глинами и суглинками со значительным количеством намывного мохового войлока возрастом 35 970±1840 (ЛУ-7858) и 32 480±1060 (ЛУ-8235) в восточной и 29 020±450 (ЛУ-8463) р. л. в западной части острова, табл. 1). Отложения сильнозасоленные, сумма водорастворимых солей составляет 1,33% (табл. 2). Микрофоссилий в них мало: единичные обломки вымерших палеогеновых диатомей Paralia grunowii Gles. И неопределимые обломки створок морских центрических диатомей, спикулы губок. Слоистость значительно деформирована процессами промерзания и протаивания. Предполагается морское или прибрежно-морское происхождение толщи: она накапливалась в условиях илистой приливной осушки или, что менее вероятно, на дне мелководного залива в МИС 3 (каргинское время по региональной шкале, [Сакс, 1953]).

Средняя толща светло-серых и желто-серых песков мощностью до 4 м слагает большую часть береговых уступов (высота клифа до 5 м). Она характеризуется чередованием параллельной слоистости и слоистости ряби; присутствуют мульдообразные каналы врезания, характерные для приливно-отливной зоны. Встречаются линзы торфа возрастом от 8000±110 (ЛУ-8462) до 9440±110 (ЛУ-8239) р. л. (табл. 1), которые, судя по их «рваным» краям и облеканию песками, были переотложены в водной обстановке. Несмотря на низкую засоленность (отложения относятся к незасоленным или слабозасоленным; значение суммы водорастворимых солей колеблется от 0,04 до 0,06%, табл. 2), по совокупности осадочных текстур (слоистости, каналам врезания, аллохтонным линзам торфа) можно предположить водную обстановку накопления и прибрежно-морское происхождение толщи. Подтверждает это предположение то, что засоленность современных пляжевых отложений значительно изменяется по латерали и с глубиной: присутствуют как среднезасоленные, так и незасоленные пески. Средняя толща сформировалась между 8 тыс. и 4,5 тыс. радиоуглеродных лет назад, судя по времени начала накопления вышележащих протяженных горизонтов автохтонного торфа верхней толщи.

Верхняя маломощная (до 0,4 м в восточной и до 1 м в западной части острова) толща включает переслаивание оторфованных суглинков с плохо отмытыми мелкозернистыми буро-палевыми песками эолового происхождения (современные надувы песка на тундровой равнине свидетельствуют о том, что процесс продолжается и по сей день, а прослои автохтонного торфа выше и ниже тонких прослоев песков говорят об их формировании в субаэральных условиях). Верхняя толща формировалась на суше с 4,5 тыс. р. л. назад (5,2 тыс. календарных лет назад) до настоящего времени.

Таким образом, о. Белый сложен морскими отложениями МИС 3, на которых залегают прибрежно-морские пески, сформировавшиеся в голоцене (атлантическое-суббореальное время), перекрытые маломощными позднеголоценовыми континентальными осадками (торфом, песками и суглинками). Похожая история осадконакопления была реконструирована на о. Сибирякова [Стрелецкая и др., 2012; Гусев м др., 2013; точка 7 на рис. 1]. В основании обрывов залегают морские суглинки и глины с криогенными деформациями, ИК-ОСЛ возраст которых – 41 000±3200 (RLQG 2072-042) и 45 800±3500 (RLQG 2073-042) лет – соответствует МИС 3 [Гусев и др., 2013]. Выше залегают пески с линзами торфа, которые имеют радиоуглеродный возраст от 11 435±170 (СОАН-7946) до 27 285±350 (СОАН-7944) и 27 085±320 (СОАН-7945) лет в южной части острова и от 5980±120 (СОАН-7591) до 7370±130 (СОАН-7589) лет в западной части острова [Стрелецкая и др., 2012]. Вмещающие торф супеси и пески имеют ИК-ОСЛ возраст 8600±700 лет (RLQG 1950-119, [Гусев и др., 2013]). Там же, в слое песков с горизонтальной слоистостью и знаками ряби, встречается торф с радиоуглеродным возрастом от 8070±130 (ЛУ-6152) до 12 450±250 (ЛУ-6410) лет [Гусев и др., 2013]. Автохтонный торф, перекрывающий разрез на южном берегу, сформировался 3480±45 лет назад (СОАН-7947) [Стрелецкая и др., 2012]. Таким образом, и на о. Белом, и на о. Сибирякова в МИС 3 была приливная зона неглубокого моря, которая сменилась осушением и накоплением торфов. В голоцене подъем уровня моря привел к размыву берегов и накоплению песчаной толщи. В конце голоцена относительный уровень моря вновь понизился, а на поверхности образовался автохтонный торф. Голоценовая трансгрессия в районе арктических островов при этом, вероятно, не была высокой: к северу от о. Сибирякова, на о. Свердруп (рис. 1, точка 12) на высоте 7–8 м над урезом залегает автохтонный пресноводный торф возрастом от 11640±40 (ГИН-7625) до 9770±280 (ГИН – 7627) р. л. [Тарасов и др., 1995], который не был размыт. Соответственно, относительный уровень Карского моря не поднимался здесь в голоцене выше 7–8 м.

На западном побережье п-ова Явай на траверзе оз. Тиребято (рис. 1, точка 3, рис. 2, разрез Б, рис. 3) нижняя толща отложений, обнажающихся в разрезе равнины высотой 12–15 м, похожа на морскую толщу из оснований обрывов о. Белого и Сибирякова. Она вскрывается на высоте до 7 м над уровнем моря и, как и на о. Белом, иногда опускается под урез, сложена параллельнослоистыми сизо-серыми суглинками с неполносетчатой криогенной текстурой, хорошо отмытыми светло-серыми песками с флазерной слоистостью (слоистостью ряби, подчеркнутой ленточными прослоями тонкого материала) и плохо отмытыми рыже-бурыми песками со щепками и древесным детритом (рис. 3, слои 5 а–г). На дифференциальных кривых крупности частиц (рис. 3, Б) заметно, что суглинки отличаются плохой сортированностью (преобладает алеврит, но присутствуют все фракции от глины до среднего песка; второй пик приходится на мелкий песок), а пески - напротив, имеют один хорошо выраженный пик мелкой фракции. Отложения нижней толщи по химическому составу водной вытяжки изменяются от незасоленных до сильнозасоленных (рис. 3, В, табл. 2). Микрофоссилий в них мало, они отличаются плохой сохранностью, свидетельствующей о переотложении: в параллельнослоистых суглинках обнажения 756 (слой 5г) обнаружены обломки пресноводных диатомовых аэрофильных видов Pinnularia borealis и створки хорошей сохранности переотложенных палеогеновых диатомей Paralia grunowii Gles., Stephanopyxis cf. marginata (Grun.) и др., а в песках обнажения 760 и 746 (слои 5а, 5б и 5в) – лишь единичные целые створки и обломки вымерших палеогеновых диатомей. По осадочным текстурам (слоистость в песках, смена тонкого материала крупным вверх по разрезу) можно сделать вывод о водной обстановке осадконакопления. Пески разреза 760 засолены в значительной степени, однако преобладают ионы SO₄^–, а не Cl^–. В остальных разрезах (756 и 746) засоленность отсутствует. По засоленности отложений невозможно сделать однозначный вывод о происхождении; по совокупности осадочных текстур (наличию слоистости ряби, прослоев переотложенного хорошо перемытого растительного детрита) можно сказать о том, что осадки накапливались в водной обстановке.

Выше по разрезу встречаются прослои и линзы торфа, переслаивающегося с супесью, общей мощностью до 1,5–2 м (рис. 3, слой 4). Торф представлен слаборазложившимися остатками бриевых мхов с осоками. Его радиоуглеродный возраст составляет от 24 500±220 (ЛУ-7972) до 30 710±420 (ЛУ-7971) лет. Ненарушенное залегание и значительная (до десятков метров) протяженность прослоев свидетельствует об их автохтонном формировании. Большая часть образцов торфа пресная, однако два образца из разреза 756 засолены в средней и слабой степени. Возможны два объяснения: торф мог изначально образоваться на низкой периодически затапливаемой поверхности (лайде), или же впоследствии был засолен при попадании брызг морских волн на стенку берегового обрыва, за счет своей высокой абсорбирующей способности.

На юге и в центральной части обнажения торф перекрывает толща палевых параллельнослоистых супесей (рис. 3, слой 3). Ее подошва в южной части обнажения залегает на высоте 5–8 м над уровнем моря, а в центральной части понижается и, по данным бурения (рис. 3, скв. 1), уходит под уровень моря не менее, чем на –1,5 м, общая мощность достигает 9 м. Супеси отличаются параллельной горизонтальной слоистостью, подчеркнутой буроватыми прослоями более тонкого материала. Полностью отсутствуют любые несогласия внутри толщи: отдельные слойки мощностью 1–2 см можно проследить на сотни метров. Нарушают их лишь единичные сбросы по трещинам. Супеси незасоленные (табл. 2), по гранулометрическому составу состоят преимущественно из частиц крупноалевритовой размерности и тонкого песка, однако содержат и глину (рис. 3, Б). Книзу содержание алеврита увеличивается. В большей части образцов супесей микрофоссилий не обнаружено, а в остальных присутствуют лишь единичные створки вымерших палеогеновых диатомей Paralia grunowii Gles, неопределимые обломки створок морских центрических диатомей и спикулы губок. В толще супесей встречаются редкие линзы торфа и суглинистого материала с обломками веточек до 0,3 м длиной, а также небольшие фрагменты древесины. Их возраст составляет 8350±100 (ЛУ-7970), 8270±90 (ЛУ-8229) и 8920±90 (ЛУ-7973) р. л. соответственно. По органическому углероду в керне скважины 1 были получены датировки 8580±40 (OS-107 973), 17 000±55 (OS-107 930) и 15 000±50 (OS-107 931) р. л. (табл. 3, [Демидов и др., 2016]), которые нам представляются удревненными: торф возрастом 8350±100 лет залегает почти на той же высоте, что и органическое вещество в керне скважины с датировкой 17 000±55 лет (3,3 и 2,8 м над уровнем моря соответственно). Учитывая инверсию AMS-датировок, более достоверными представляются в данном случае сцинтиляционные даты. Параллельная ненарушенная слоистость, отсутствие засоленности и переотложенные линзочки торфа позволяют предположить, что слой 3 имеет озерное происхождение, а датировки торфа и древесины, что он сформировался в атлантическом периоде голоцена.

Венчают разрез бурые неявнослоистые суглинки и супеси с криотурбациями. По гранулометрическому составу это преимущественно алевриты с примесью тонкого песка и глины. Они не засолены (табл. 2, рис. 3, В), микрофоссилии в них не обнаружены. Это покровные отложения, сформировавшиеся в конце голоцена, перекрытые слоем дернины с корнями растений.

Таким образом, нижнюю часть разреза слагают осадки, накопившиеся в водной обстановке не позже МИС 3, выше залегает торф возрастом от 24 до 30 тыс. радиоуглеродных лет, венчают разрез голоценовые (возможно, начавшие формироваться еще в конце последнего криохрона) озерные супеси, перекрытые голоценовыми и современными покровными суглинками.

Похожее строение четвертичной толщи наблюдается и в южной части п-ова Явай. На его восточном берегу, у основания, в устье р. Еры-Маретаяхи (рис. 1, точка 9) в основании разреза лежат глины и суглинки с раковинами морских моллюсков, перекрытые супесчано-песчаной толщей с прослоями торфа возрастом 21 930±370 р. л. (ЛУ-6542). Выше залегают озерно-болотные супеси с корнями растений возрастом 9100±90 р. л. (ЛУ-6534) и торфом возрастом 8500±90 р. л. (ЛУ-6535) [Облогов и др., 2012]. В близко расположенном обнажении близ устья р. Монготалянгяхи (рис. 1, точка 10) в основании сходного разреза залегает серая супесь, а выше - органо-минеральная толща, переслаивание супеси и гипнового низинного автохтонного торфа возрастом от 21 900±900 (ГИН-2469) до 30 200±800 (ГИН-2470) р.л. [Васильчук и др., 1984]. Выше залегает 1,5-метровый прослой песка, перекрытый торфом с возрастом 3900±310 р.л. (ГИН-2468). Ю.К. Васильчук с соавт., проанализировав состав солей в торфе, интерпретируют органо-минеральную толщу как сформировавшуюся на лайде и делают вывод, что в сартанское время (начало МИС 2) глубокой регрессии Карского моря не происходило.

Исходя из сходства последовательности толщ, естественно предположить, что отложения всех трех разрезов на п-ове Явай – одни и те же слои, имеющие общее происхождение и возраст. В нижней части залегают предположительно морские пески, суглинки и супеси возрастом не моложе МИС 3. Исходя из степени и типа засоления этих отложений на полуострове Явай (рис. 3, табл. 2), однозначных выводов об их морском происхождении сделать нельзя, однако наличие раковин морских моллюсков в аналогичных отложениях близ устья Еры-Маретаяхи позволяет сделать предположение о связи древнего водного бассейна с морем. Происхождение прослоев торфа, перекрывающих их, требует дополнительного исследования. Если они накапливались на лайде, уровень моря на Гыдане был близок к современному в период от 35 до 23–26 тыс. календарных лет назад, в то время как в других областях земного шара, к примеру, в Индийском океане уже 30 тысяч лет назад он упал до –130 м [Lambeck et al., 2010]. В таком случае пришлось бы признать наличие интенсивного тектонического поднятия п-ова Явай после МИС 2, со средней скоростью более 6 мм/год (темпы, сравнимые с послеледниковым поднятием Балтийского щита). Подобная картина не согласуется с равнинным рельефом и отсутствием голоценовых поднятых морских отложений на п-ове Явай. Более вероятным представляется накопление торфа в континентальных, озерно-болотных условиях. Верхняя же часть всех трех разрезов накапливалась на суше и представлена голоценовыми озерными супесями с торфом, перекрытыми болотными и покровными отложениями.

В южной части полуострова Мамонта в районе губы Яйне-Вонга (точка 4, рис. 1, разрез А, рис. 2) в морские (слабо- и среднезасоленные с хлоридно-натриевым типом засоления) хорошо отмытые крупно- и среднезернистые светлые пески с сизыми глинами вложены озерные и аллювиальные отложения МИС 3. В тяжелых неявнослоистых суглинках с запахом органического вещества обнаружены кости in situ, принадлежащие предположительно взрослой самке шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius). Радиоуглеродное датирование костей показало возраст 30 520±640 лет (ЛУ-8245), AMS-датирование – запредельный возраст – более 45 000 лет (GrANr-62453). Вмещающие суглинки и глины не засолены (сумма водорастворимых солей – 0,04 –0,11%), они практически не содержат диатомей, за исключением единичных обломков морских переотложенных центрических видов. Кости обнаружены на высоте около 3 м над уровнем моря, выше залегают косослоистые незасоленные пески с линзами суглинков и торфа возрастом 6310±100 р. л. (ЛУ-8234). В них обнаружен пресноводный бентосный диатомовый комплекс с преобладанием Staurosira venter (Ehr.) Cleve et Möller и сопутствующими болотными Tabellaria fenestrata (Lyngb.) Kütz. и др., встречены цисты золотистых водорослей Chrysophytes. Таким образом, в высоких береговых обрывах озерно-аллювиальные отложения МИС 3 с костями мамонта вверх по разрезу постепенно сменяются голоценовым аллювием; молодых морских отложений здесь не обнаружено. Восточнее, между мысами Паха-Сале и Няда-Сале, [Облогов и др., 2012] (рис. 1, точка 8), линза озерных осадков с торфами голоценового возраста вложена непосредственно в древние морские отложения старше МИС 3, а на пляже встречаются кости мамонта, вымытые из береговых обрывов.

Низкая лайда губы Яйне-Вонга, по данным бурения (рис. 2, А, скв. 2,3), сложена прибрежно-морскими (лайдовыми) сильно засоленными оторфованными суглинками и супесями с криопэгами [Демидов и др., 2016]. Их AMS-возраст на глубине от –5 до –6,5 м ниже уреза составил 17 400±150 (OS-108 015) и 11 800±75 (OS-108 016) лет (табл. 3, рис. 2), что может свидетельствовать об относительно высоком положении относительного уровня моря здесь в конце МИС 2 (сартанского времени) – начале голоцена.

В районе мыса Хонарасаля, расположенного в западной части центрального Гыдана примерно на той же широте, (рис. 1, точка 5, рис. 2, Г), в 800 м от устья реки Нгарка-Хортияха скважиной 5 до глубины –6 м вскрыты косослоистые аллювиальные незасоленные отложения с пресноводным диатомовым комплексом, залегающие на засоленных морских песках и глинах [Демидов и др., 2016], похожих на древние морские пески и глины из обрывов близ губы Яйне-Вонга в районе п-ова Мамонта. Это свидетельствует о том, что амплитуды изменений относительного уровня моря на Гыданском п-ове отличаются на разных участках: низкие приморские поверхности одной и той же высоты (до 1–2 м) могут быть сложены как засоленными лайдовыми, так и пресными аллювиальными отложениями.

Таким образом, в северной части Гыданского полуострова встречаются как разрезы, где присутствуют морские отложения моложе МИС 5, так и обнажения, где описаны лишь континентальные фации этого возраста.

Вопрос о наличии и высоте каргинской трансгрессии, коррелируемой с МИС 3, остается остро дискуссионным для севера Западной Сибири. Долгое время считалось, что уровень моря в это время поднимался до 60 м [Данилов, 1978], а высокие террасы Гыдана высотой 40–60 и 30–40 м сложены каргинскими морскими осадками [Авдалович, Биджиев, 1984]. С внедрением оптико-стимулированной люминесценции (ОСЛ) и других методов датирования произошел массовый пересмотр каргинских дат в сторону удревнения до МИС 5, или казанцевского времени [Астахов и Мангеруд, 2005; Astakhov, 2014]; появились данные об отсутствии морских осадков МИС 3 выше современного уровня моря, а соответствующие отложения высоких террас Гыдана и Тазовского п-ова были отнесены к аллювиальным, озерным и другим континентальным образованиям [Назаров, 2007; Астахов и Назаров, 2010].

По нашим данным, прибрежно-морские отложения МИС 3 присутствуют в основаниях разрезов островов Белого и Сибирякова до высоты 2–2,5 м над ур. м. Это мелководные фации, свидетельствующие о незначительном превышении относительного уровня моря над современным в то время. Морские отложения МИС 3, по данным ИК-ОСЛ датирования на высоте около 2 м над ур. м., были описаны и на западном побережье Таймыра близ устья реки Крестьянки [Гусев и др., 2011; Стрелецкая и др., 2013] (рис. 1, точка 11). В отложениях морских террас высотой 5–10 м островов Карского шельфа (Рингнес, Циркуль, Тройной) были также получены ²³⁰Th/U датировки раковин моллюсков времени МИС 3 [Гусев и др., 2016]. Нижние толщи суглинков, супесей и песков на п-ове Явай не были непосредственно продатированы и могут принадлежать как к МИС 3, так и к более раннему времени. Переслаивание супесей и торфов конца МИС 3 – первой половины МИС 2 могло сформироваться как на лайде при высоком положении относительного уровня моря, так и в континентальных условиях. В южной части полуострова Мамонта в районе губы Яйне-Вонга и мыса Нядасаля морские отложения МИС 3 не обнаружены; напротив, под урез уходит континентальная толща суглинков с остатками мамонтовой фауны древнее 34 тыс. календарных лет. Подстилающие ее морские пески, переслаивающиеся с глинами, накопились не раньше МИС 5. Таким образом, здесь следов высокого положения моря в МИС 3 нет. Следовательно, по данным с Гыданского п-ова и о-вов прилегающего шельфа можно предположить небольшую высоту и распространение каргинской (МИС 3) трансгрессии, охватившей лишь северную оконечность современной суши Гыдана.

Тем не менее, сам факт обнаружения морских отложений МИС 3 в целом ряде разрезов говорит о том, что ход относительного уровня моря существенно отличался от внеполярных областей, где в разных частях света (Тихий, Атлантический, Индийский океаны, Красное море, море Сулу и др.) было четко установлено низкое положение уровня моря [Siddall et al., 2008]. В первой половине МИС 3 он колебался на отметках около –60 м, а во второй – около –80. Положение относительного уровня моря в МИС 3, близкое к современному, свидетельствует об интенсивных восходящих движениях земной коры побережий, проявившихся с того времени, особенно заметных в северных районах. Возможно, в течение МИС 3 в них присутствовала гляциоизостатическая составляющая, так как перед этим, около 60 тыс. лет назад, север Западной Сибири, по предположениям ряда исследователей [Forman et al., 2002; Svendsen et al., 2004], был перекрыт ледниковым щитом. Более интенсивное воздымание северных районов косвенно свидетельствует в пользу гляциоизостатического механизма, поскольку предполагаемый ледник в МИС 4 наступал именно с севера, с шельфа Карского моря.

Морских отложений МИС 2 обнаружено не было; в это время уровень Карского моря упал ниже современного, и часть шельфа была осушена. Данные о его понижении до –70 м [Стрелков, 1970] или до –30–50 м [Данилов, 1978], свидетельствуют, что относительный уровень моря был выше среднемирового (–130 м) в это время [Lambeck et al., 2002]. Затем, в голоцене, уровень моря начал расти, главным образом, под действием эвстатической составляющей: поступления в Мировой океан талой воды ледников. Данные донных колонок морских отложений [Polyakova, Stein, 2004; Левитан и др., 2007] свидетельствуют о том, что, в относительно мелководных областях близ выхода из Обской губы и Енисейского залива, судя по времени смены речного осадконакопления на морское, рост уровня моря происходил практически синхронно со среднемировым.

9–10 тыс. лет назад при потеплении и активном термокарсте повсеместно шло заболачивание ландшафтов, в результате чего накопились торфа о. Белого, п-ова Явай, о. Сибирякова и др. С ростом уровня моря эти торфа размывались и переоткладывались в виде линз в прибрежно-морских, преимущественно песчаных, отложениях.

В середине голоцена, когда рост эвстатического, или абсолютного уровня моря замедлился, заметную роль стали вновь играть вертикальные движения земной коры. При этом они не были гляциоизостатическими: в МИС 2 территория не перекрывалась покровным ледником [Svendsen et al., 2004]. В результате молодые голоценовые прибрежно-морские отложения о-вов Белого и Сибирякова оказались выше современного уровня моря. Южнее подобного поднятия не происходило: на п-ове Явай и у мыса Хонарасаля в береговых обрывах и скважинах вскрываются озерные и аллювиальные фации голоцена. Лишь близ бухты Яйне-Вонга формировались низкие периодически затапливаемые лайды, оторфованные отложения которых сегодня находятся ниже уровня моря. Все это позволяет сделать вывод о наличии дифференцированных вертикальных движений земной коры в голоцене, поднявших морские осадки на разную высоту. Подтверждается подобная гипотеза и наличием на п-ове Мамонта на побережье Енисейского залива деформаций четвертичных толщ, связанных с поднятием отдельных блоков, как, например, пологая «антиклиналь» с размахом крыльев в 10 км, описанная в предположительно казанцевских морских отложениях к востоку от устья р. Монгочеяхи [Баранская и др., 2013], и других дислокаций, связанных с молодыми разрывными нарушениями [Гусев и др., 2015].

Выводы:

– в результате изучения обнажений четвертичных отложений о. Белого и Гыданского п-ова и сравнения полученных материалов с литературными данными выявлено наличие позднеплейстоценовых и голоценовых морских отложений, слагающих водораздельные поверхности низменных равнин;

– в средней и южной частях Гыданского п-ова (губа Яйне-Вонга, мыс Хонарасаля) последняя значительная морская трансгрессия произошла не позже МИС 5: под урез уходят континентальные (озерные и аллювиальные) отложения МИС 3 с мамонтовой фауной. В северной части Гыдана (п-ов Явай), на о. Белом и на о. Сибирякова уровень моря поднимался в МИС 3 по крайней мере на 3–4 м, о чем свидетельствует наличие прибрежно-морских и морских суглинков, глин и песков с растительным детритом этого возраста. В голоцене (5–8 тыс. лет назад) произошла еще одна трансгрессия, охватившая лишь о. Белый и о. Сибирякова; она привела к накоплению хорошо отмытых песков со слоистостью ряби и линзами аллохтонного торфа;

– наличие морских отложений МИС 3 и голоцена, поднятых, в отличие от других регионов земного шара, выше современного уровня моря, свидетельствует об общем поднятии земной коры северной части Гыданского п-ова и арктических о-вов Карского моря.

Благодарности. Исследования проведены в рамках проектов РФФИ № 16-35-60118 мол_а_дк, 16-45-890076 р_а и Госбюджетной темы АААА-А16-116032810055-0 «Геоэкологический анализ и прогноз динамики криолитозоны Российской Арктики». Лабораторные аналитические работы по датированию осуществлялись при финансовой поддержке МЭЦ «Арктика» в рамках лабораторных исследований по результатам экспедиций «Ямал-Арктика-2012, 2013» и при частичной поддержке гранта СПбГУ № 18.40.68.2017. Авторы благодарят начальника экспедиций «Ямал-Арктика» В.А. Оношко, К.Г. Филиппову и Е.А. Константинова, выполнявших гранулометрический анализ, и Л.Е. Ефимову за ценные консультации и обсуждение результатов химического анализа водной вытяжки грунтов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Авдалович С.А., Биджиев Р.А. Каргинские морские террасы на севере Западной Сибири и проблема сартанского оледенения // Изв. АН СССР. Сер. географическая. 1984. № 1. С. 89–100.

Артемьева З.С., Юртаев А.А., Александровский А.Л., Зазовская Э.П. Органическое вещество погребенной торфяной почвы на острове Белый (Карское море) // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2016. Вып. 85. С. 36–56.

Астахов В.И., Мангеруд Я. О возрасте каргинских межледниковых слоев на Нижнем Енисее // Доклады РАН. 2005. Т. 403. № 1. С. 63–66.

Астахов В.И., Назаров Д.В. Стратиграфия верхнего неоплейстоцена севера Западной Сибири и ее геохронометрическое обоснование // Региональная геология и металлогения. 2010. № 43. С. 36–47.

Баранская А.В., Большиянов Д.Ю., Кучанов Ю.И., Томашунас В.М. Новые данные о дислокациях в четвертичных отложениях полуостровов Ямал и Гыдан и связанных с ними новейших тектонических движениях по результатам экспедиции «Ямал–Арктика–2012» // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 4(98). С. 91–102.

Баранская А.В., Романенко Ф.А., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е., Старикова А.А., Пушина З.В. Четвертичные отложения острова Белого: стратиграфия, возраст, условия формирования // Криосфера Земли. 2018. Т. XXII. № 2. С. 3–15.

Васильчук Ю.К., Васильчук А.К. Инженерно-геологические и геохимические условия полигональных ландшафтов острова Белый (Карское море) // Инженерная геология. 2015. Вып. 1. С. 50–72.

Васильчук Ю.К., Серова А.К., Трофимов В.Т. Новые данные об условиях накопления каргинских отложений на севере Западной Сибири // Бюл. Комиссии по изучению четвертичного периода. 1984. № 53. С. 28–35.

Гусев Е.А. Неотектонические нарушения новейшего чехла в районе Енисейского залива Карского моря // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 3(105). С. 5–14.

Гусев Е.А., Аникина Н.Ю., Арсланов Х.А., Бондаренко С.А., Деревянко Л.Г., Молодьков А.Н., Пушина З.В., Рекант П.В., Степанова Г.В. Четвертичные отложения и палеогеография острова Сибирякова за последние 50 000 лет // Известия русского географического общества. 2013. Т. 145. № 4. С. 65–79.

Гусев Е.А., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е., Молодьков А.Н., Кузнецов В.Ю., Смирнов С.Б., Чернов С.Б., Жеребцов И.Е., Левченко С.Б. Новые геохронологические данные по неоплейстоцен-голоценовым отложениям низовьев Енисея // Проблемы Арктики и Антарктики. 2011. № 2(88). С. 36–44.

Гусев Е.А., Максимов Ф.Е., Молодьков А.Н., Яржембовский Я.Д., Макарьев А.А., Арсланов Х.А., Кузнецов В.Ю., Петров А.Ю., Григорьев В.А., Токарев И.В. Новые геохронологические данные по неоплейстоцен-голоценовым отложениям Западного Таймыра и островам Карского моря // Проблемы Арктики и Антарктики. 2016. № 3(109). С. 74–84.

Данилов И.Д. Плейстоцен морских субарктических равнин. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. 200 с.

Демидов Н.Э., Баранская А.В., Дурденко Е.В., Занина О.Г., Караевская Е.С., Пушина З.В., Ривкина Е.М., Спирина Е.В., Спенсер М. Биогеохимия мерзлых толщ арктического побережья полуострова Гыдан // Проблемы Арктики и Антарктики. 2016. № 3(109). С. 34–49.

Дибнер В.Д. Геологическое строение островов центральной части Карского моря // Тр. НИИГА. 1957. Т. 81. С. 97–104.

Каплин П.А., Селиванов А.О. Изменения уровня морей России и развитие берегов: прошлое, настоящее, будущее. М.: ГЕОС, 1999. 289 c.

Кинд Н.В. Геохронология позднего антропогена по изотопным данным. М.: Наука, 1974. 255 с.

Колька В., Евзеров В., Меллер Я., Корнер Г. Послеледниковые гляциоизостатические движения на северо-востоке Балтийского щита // Новые данные по геологии и полезным ископаемым Кольского полуострова (сборник статей). Апатиты: Издво Кольского Научного Центра РА, 2005. С. 15–25.

Кошечкин Б.И. Голоценовая тектоника восточной части Балтийского щита. Л.: Наука, 1979. 158 с.

Лазуков Г.И. Антропоген северной половины Западной Сибири. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. С. 32–55.

Левитан М.А., Лаврушин Ю.А., Штайн Р. Очерки истории седиментации в Северном Ледовитом океане и морях Субарктики в течение последних 130 тыс. лет. М.: ГЕОС, 2007. 404 с.

Облогов Г.Е., Стрелецкая И.Д., Васильев А.А., Гусев Е.А., Арсланов Х.А. Четвертичные отложения и геокриологические условия берегов Гыданской губы (Карское море) // Десятая Международная конференция по мерзлотоведению (TICOP): Ресурсы и риски регионов с вечной мерзлотой в меняющемся мире. Тюмень, Россия: Печатник, 2012. Т. 3. C. 365–369.

Опокина О.Л., Слагода Е.А., Стрелецкая И.Д., Суслова М.Ю., Томберг И.В., Ходжер Т.В. Криолитология, гидрохимия и микробиология голоценовых озерных и повторно-жильных льдов о-ва Сибирякова Карского моря // Природа шельфов и архипелагов Европейской Арктики. М.: ГЕОС, 2010. Вып. 10. С. 241–247.

Орехов П.Т., Попов К.А., Слагода Е.А., Курчатова А.Н., Тихонравова Я.В., Опокина О.Л., Симонова Г.В., Мелков В.Н. Бугры пучения острова Белый в прибрежно-морской обстановке Карского моря // Криосфера Земли. 2017. Т. XХI. № 1. С. 46–56.

Романенко Ф.А. Строение и динамика рельефа островов Карского моря // Динамика Арктических побережий России. М.: Географический ф-т МГУ, 1998. С. 131–153.

Романенко Ф.А., Михалев Д.В., Николаев В.И. Подземные льды на островах у берегов Таймыра // Материалы гляциологических исследований. 2001. № 91. С. 129–137.

Сакс В.Н. К стратиграфии четвертичных отложений в бассейнах рек Мессо, Пур и Таз // Тр. Горно-геологич. Управления. М.-Л.: Изд-во Главсевморпути, 1945. Вып. 16. С. 144–152

Сакс В.Н. Четвертичные отложения Таймырского полуострова и прилегающих островов // Проблемы Арктики. 1945. № 2. С. 84–111.

Сакс В.Н. Четвертичный период в Советской Арктике. 2-е изд. переработанное и дополненное // Тр. Ин-та геол. Арктики. Л.: Водтрансиздат, 1953. Вып. 77. 627 с.

Слагода Е.А., Курчатова А.Н., Попов К.А., Томберг И.В., Опокина О.Л., Никулина Е.Л. Криолитологическое строение первой террасы острова Белый в Карском море: микростроение и признаки криолитогенеза (часть 2) // Криосфера Земли. 2014. Т. XVIII. № 1. С. 12–22.

Слагода Е.А., Лейбман М.О., Хомутов А.В., Орехов П.Т. Криолитологическое строение первой террасы острова Белый в Карском море (часть 1) // Криосфера Земли. 2013. Т. XVII. № 4. С. 11–21.

Соколов В.Н., Значко-Яворский Г.А. Новые данные по геологии Гыданского полуострова // Информационный бюл. Ин-та Геологии Арктики. 1957. Вып. 6. С. 4–10.

Стрелецкая И.Д., Васильев А.А., Слагода Е.А., Опокина О.Л., Облогов Г.Е. Полигонально-жильные льды на острове Сибирякова (Карское море) // Вестник МГУ. Сер. 5. География. 2012. № 3. С. 57–63.

Стрелецкая И.Д., Гусев Е.А., Васильев А.А., Облогов Г.Е., Аникина Н.Ю., Арсланов Х.А., Деревянко Л.Г., Пушина З.В. Геокриологическое строение четвертичных отложений берегов Западного Таймыра // Криосфера Земли. 2013. Т. XVII. № 3. С. 17–26.

Стрелков С.А. К истории перемещения береговой линии Арктического бассейна в кайнозое. Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. С. 222–227.

Тарасов П.Е., Андреев А.А., Романенко Ф.А., Сулержицкий Л.Д. Палиностратиграфия верхнечетвертичных отложений острова Свердруп (Карское море) // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1995. Т. 3. № 2. С. 98–104.

Трофимов В.Т., Баду Ю.Б., Васильчук Ю.К. Инженерно-геологические условия Гыданского полуострова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 212 с.

Astakhov V. The postglacial Pleistocene of the northern Russian mainland // Quaternary Science Reviews. 2014. V. 92. P. 388–408.

Church J.A., Aarup T., Wood worth P.L., Wilson W.S., Nicholls R.J., Rayner R., Lambeck K., Mitchum G.T., Steffen K., Cazenave A., Blewitt G., Mitrovica J.X., Lowe J.A. Sea-level rise and variability: synthesis and outlook for the future // Understanding Sea-Level Rise and Variability / Eds.: J.A. Church, P.L. Woodworth, T. Aarup, W.S. Wilson. Wiley-Blackwell, Oxford, UK, 2010. P. 402–419.

Forman S.L., Ingolfsson O., Gataullin V., Manley W.F., Lokrantz H. Late Quaternary stratigraphy, glacial limits, and paleoenvironments of the Marresale area, western Yamal Peninsula, Russia // Quaternary Research. 2002. V. 57. Is. 3. P. 355–370.

Forman S.L., Lubinski D.J., Ingolfsson O., Zeeberg J.J., Snyder J.A., Siegert M.J., Matishov G.G. A review of postglacial emergence on Svalbard, Franz Josef Land and Novaya Zemlya, northern Eurasia // Quaternary Science Reviews. 2004. № 23. P. 1391–1434.

Lambeck K., Yokoyama Y., Purcell A. Into and out of the Last glacial Maximum Sea Level change during Oxygen Isotope Stages 3–2 // Quaternary Science Reviews. 2002. № 21. P. 343–60.

Lambeck K., Woodroffe C.D., Antonioli F., Anzidei M., Gehrels W.R., Laborel J., Wright A.J. Paleoenvironmental records, geophysical modeling, and reconstruction of sea-level trends and variability on centennial and longer timescales // Understanding Sea-Level Rise and Variability / Eds.: J. Church, P.L. Woodworth, T. Aarup, W.S. Wilson. Wiley-Blackwell, Oxford, UK, 2010. P. 61–121.

Polyakova Y., Stein R. Holocene paleoenvironmental implications of diatom and organic carbon records from the southeastern Kara Sea (Siberian Margin) // Quaternary Research. 2004. V. 62. P. 256–266.

Siddall M., Rohling E.J., Thompson W.G., Waelbroeck C. Marine isotope stage 3 sea level fluctuations: Data synthesis and new outlook // Reviews of Geophysics. 2008. V. 46. RG4003. Р. 1–29.

Svendsen J.I., Alexanderson H., Astakhov V.I., Demidov I., Dowdeswell J.A., Funder S., Gataullin V., Henriksen M., Hjort C., Houmark-Nielsen M., Hubberten H.W., Ingolfsson O., Jakobsson M., Kjćr K.H., Larsen E., Lokrantz H., Lunkka J.P., Lysĺ A., Mangerud J., Matiouchkov A., Murray A., Möller P., Niessen F., Nikolskaya O., Polyak L., Saarnisto M., Siegert C., Siegert M.J., Spielhagen R.F., Stein R. Late Quaternary ice sheet history of Northern Eurasia // Quaternary Science reviews. 2004. V. 23. P. 1229–1271.

A.V. Baranskaya, F.A. Romanenko, Kh.A. Arslanov, A.Yu. Petrov, F.E. Maksimov, Z.V. Pushina, A.N. Tikhonov, N.E. Demidov

UPPER QUATERNARY SEDIMENTS OF GYDAN PENINSULA AND ARCTIC ISLANDS: EVIDENCE OF RELATIVE KARA SEA LEVEL CHANGES SINCE 50 KA

Field data on Quaternary sediments of several outcrops at Gydan Peninsula and Beliy Island and their comparison with literature data have shown that the relative sea-level changes in the southeastern part of the Kara Sea since MIS 3 differ from the average sea-level changes in the World Ocean. MIS 3 (Kargin time) marine sediments lie at elevations of up to 2–2,5 m a.s.l. at Beliy Island, Sibiryakov Island and some other Arctic islands; they are covered by the Holocene marine sand with allochtonous peat aged about 8 kA (radiocarbon). At Yavay Peninsula, marine silts and sands lie at the bottom of the coastal cliff and are overlaid by peat aged from 24 500±220 (LU-7972) to 30 710±420 (LU-7971) radiocarbon years. Above them, Holocene lacustrine sandy loam with peat and wood with ages of about 8 kA outcrop, implying that sea-level did not rise above its present position since MIS 3. In the southern part of Mammoth Peninsula, sea-level did not rise above present at least since MIS 5 (Kazantsevo time). MIS 3 deposits are continental silts with mammoth fauna, covered by the Holocene alluvium and lacustrine sediments. The range of RSL change scenarios evidences the general uplift of the Earth’s crust at Gydan Peninsula and the south-eastern part of the Kara Sea since MIS 3, accompanied by differential block movements.

Key words: Quaternary sediments, neotectonics, vertical movements of the Earth’s crust, sea level, Yamal Peninsula, Gydan Peninsula, Bely Island.

Ссылка на статью:

Баранская А.В., Романенко Ф.А., Арсланов Х.А., Петров А.Ю., Максимов Ф.Е., Пушина З.В., Тихонов А.Н., Демидов Н.Э. Верхнечетвертичные отложения Гыдана и арктических островов: реконструкция относительного уровня Карского моря за последние 50 тысяч лет // Вестник МГУ. Сер. 5. География. 2018. № 6. С. 56-71.