ВВЕДЕНИЕ

Развитие метода радиоуглеродного датирования синкриогенных отложений требует совершенствования методики интерпретации полученных результатов. Даже вне зоны развития многолетнемерзлых пород результаты радиоуглеродного датирования отложений довольно часто бывают противоречивы. Что же касается криолитозоны, то здесь инверсии датировок встречаются, скорее, как правило, нежели как исключение. В первую очередь это связано с низкой скоростью разложения органического вещества, а также со своеобразием процессов переотложения органики в криолитозоне.

Органический материал, вынесенный из разрушенного абразией или термоэрозией мерзлого массива, может вновь быстро перейти в мерзлое состояние. Особенно часто подобная ситуация отмечается в отложениях водного генезиса. Поэтому полученная по такому материалу радиоуглеродная датировка образца может не относиться ко времени процесса формирования данных отложений, а только соответствовать времени роста растений, остатки которых были неоднократно переотложены в более молодые отложения.

Многолетнемерзлые осадки могут быть в такой степени насыщены разновозрастным аллохтонным органическим материалом, поступившим из более древних отложений, что по нескольким разным фракциям или разновидностям растительных остатков из одного и того же образца возможно получение разных дат, различающихся в тысячи и даже первые десятки тысяч лет. В синкриогенных толщах среди ископаемого органического материала заметную роль играют пыльца и споры, которые обладают наибольшей устойчивостью к разложению среди всех растительных остатков. Естественно, что при активном размыве реками, озерами, морем древних мерзлых толщ, из них в молодые отложения попадает более древняя пыльца. В позднеплейстоценовых и голоценовых фациях морского, флювиального и эолового происхождения в зоне развития многолетнемерзлых пород на севере Евразии многими исследователями отмечено значительное количество палиноморф дочетвертичного возраста. Возможно, что во многих случаях переотложенные пыльца и споры могут быть универсальным индикатором насыщенности отложений более древним органическим материалом. Изучение спорово-пыльцевых спектров датированных образцов из синкриогенных отложений Сибири дало возможность получить такой дополнительный критерий для оценки достоверности радиоуглеродных дат [Васильчук, 2000].

 

ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ПАЛИНОСПЕКТРОВ СЕВЕРНЫХ РЕГИОНОВ

Субфоссильные тундровые палиноспектры

Формирование палиноспектров в Арктике происходит в условиях сурового климата, короткого вегетационного периода и интенсивной циркуляции холодных воздушных масс - все это ведет к низкой пыльцевой продуктивности многих местных растений и относительно высокой концентрации дальнезаносной пыльцы. Циклонические перемещения воздушных масс летом в Арктике с запада на восток и довольно частые сильные ветры с юга способствуют переносу дальнезаносных компонентов палиноспектров. Поступление на поверхность дальнезаносной пыльцы часто более стабильно по сравнению с колебаниями пыльцевой продуктивности местных растений, которая напрямую связана с условиями весьма изменчивого в Субарктике вегетационного периода.

Арктические острова. В состав субфоссильных палиноспектров арктических островов обычно входят пыльца и споры местных растений и в большой степени пыльца южных деревьев, занесенная по воздуху. Например, согласно данным В.О. ван дер Кнаапа, на арх. Шпицберген и на о. Яан Майен, содержание дальнезаносной пыльцы колеблется от 2 до 36% [Van der Knaap, 1987]. Содержание дальнезаносной пыльцы в одном из голоценовых торфяников Шпицбергена оценивается от 0,35 до 93% от общей суммы подсчитанных пыльцевых зерен [Сурова, 1982], в другом - до 20% и более.

Систематические работы по определению поступления дальнезаносной пыльцы, проводившиеся в Канадской Арктике, позволили оценить интенсивность пыльцевого дождя и степень привноса дальнезаносных компонентов. На поверхность о. Девон поступает 7 пыльцевых зерен на 1 м² в год [Lichti-Fedorovich, 1975]. На поверхность Гренландии в период интенсивной вегетации между 29 мая и 3 июня на площади 30 см² выпало всего 9 пыльцевых зерен Pinus [Barry et al., 1981]. По данным X. Хиваринена, поступление пыльцы на поверхность северо-западной Гренландии и на арктического о. Элсмир составляет 1-5 зерен на 1 см² [Hyvarinen, 1985].

Отложение пыльцы в 14 точках на островах Канадской Арктики и на поверхности океана рассмотрено Дж. Буржуа с соавторами [Bourgeois et al, 1985; Bourgeois, 1990]. Образцы охватывают период от 1 года до 15 лет снежной аккумуляции. В пределах этого обширного региона было обнаружено, что содержание пыльцы колеблется от 0,5 до 14,5 пыльцевых зерен на 1 литр талой воды. Спектры были сложены приблизительно равным количеством пыльцы из арктической тундры и экзотической пыльцы из бореальных лесов. Основное внимание было сосредоточено на пыльце деревьев как показателе скорости аккумуляции. Определено, что содержание пыльцы деревьев резко сокращается по экспоненте между границей леса и Высокой Арктикой и равномерно распределяется в пределах Высокой Арктики и над океаном далее на север. Это демонстрирует протяженные траектории ее переноса, связанные с перемешиванием воздушных масс. Отмечается, что вторжения штормов из более южных районов могут играть значительную роль в переносе пыльцы в районы Высокой Арктики.

Измерение накопления экзотической пыльцы на о. Баффинова Земля показало значение 14 г/см² в год для Alnus + Picea + Pinus для осадков оз. Иглуталик, а также долговременные значения для последних 3 000 лет в торфянике у оз. Винди на каждые 10 г/см² в год для всех экзотических видов Alnus, Picea, Pinus, Fraxinus, Chenopodiaceae, Myrica [Barry et al., 1981]. Анализ изопол (линий равного содержания пыльцы) в моховой подстилке 44 точек по линии Лабрадор-Унгава и о. Баффинова Земля показал, что абсолютное содержание пыльцы Picea составляет около 10 000 экз. на 1 г сухого веса во внутренних частях плато Лабрадор-Унгава, 1000 экз./г на самом севере Лабрадора, 150 экз./г у пос. Пангниртунг и менее 25 экз./г на о. Бортон Айленд, который расположен в 1000 км от источника пыльцы. К сожалению, эти данные не могут быть переведены в единицы т/см² в год из-за неопределенности со скоростями накопления пыльцы.

Донные отложения Арктических морей содержат порой значительное количество пыльцы, что, например, продемонстрировано исследованиями отложений на севере Баффинова залива. Палиноспектры представлены Salix, Ericaceae, Cyperaceae, Роасеае, а также спорами сфагновых мхов, к дальнезаносным компонентам отнесены пыльца Picea, Pinus, Betula, Alnus. Поступление дальнезаносной пыльцы на поверхность моря оценивается как близкое к количеству пыльцы, поступающей на ледниковые щиты Канадской Арктики, и составляет примерно 10-50 пыльцевых зерен в 1 см³. Содержание переотложенных палиноморф оказалось гораздо выше и составило 30-300 зерен в 1 см³, на одно пыльцевое зерно, синхронное осадку, приходится не менее 3-6 переотложенных зерен [Levac et al., 2001].

Н.Я. Кац и Р.В. Федорова, обобщив свои данные и материалы В.В. Кудряшова, Э.М. Зеликсон, Л.В. Калугиной и др., показали, что в субфоссильных и голоценовых спектрах Земли Франца-Иосифа, Шпицбергена, Новой и Северной Земли часто присутствуют пыльцевые зерна липы, которые обычно встречаются лишь на юге в пределах ее ареала. В трех пробах льда и снега, взятых А.Н. Кренке на Земле Франца-Иосифа, из 1132 пыльцевых зерен и спор только 9 % могли быть продуцированы местными растениями. Такое же соотношение существует между пыльцевыми спектрами и составом современной флоры на Северной Земле. На Шпицбергене в субфоссильной пробе, взятой с поверхности торфяника с глубины 0-2 см, из 2016 пыльцевых зерен и спор лишь около 10% принадлежат местным видам. В целом в исследованном торфянике содержание заносной пыльцы составляет от 0,35 до 93% от общей суммы подсчитанных пыльцевых зерен. Спектры поверхностных проб снега и ледникового льда с Земли Франца-Иосифа характеризуются обилием пыльцы сосны, березы и ольхи, принесенной издалека.

М.И. Нейштадт [1957] приводит данные Б.А. Тихомирова и Л.А. Куприяновой, свидетельствующие о том, что дальность заноса пыльцы древесных пород от северной границы ареала очень существенна (это особенно относится к пыльце ветроопыляемых растений). Так, пыльца пихты сибирской обнаружена на севере п-ова Таймыр, дальность заноса составила 1250-1300 км; пыльца ели - на островах Арктики, дальность заноса до 1450 км; зафиксированная дальность заноса пыльцы сосны обыкновенной - 1775 км, кедра сибирского - 1600, кедрового стланика - 1050 км, хотя, возможно, эти значения гораздо выше. Даже плохо переносимая ветром пыльца лиственницы даурской обнаружена в 300 км от северной границы ареала; пыльца лиственницы сибирской может быть перенесена на расстояние до 700 км, пыльца березы - на расстояние 100-600, а березки карликовой - на 300 км. Эти значения расстояний впоследствии изменялись, но только в сторону увеличения дальности заноса пыльцы, особенно это относится к легколетучим кедру, сосне. В образцах с поверхности некоторых ледников Земли Франца-Иосифа до 50% пыльцы трав, вероятно, принадлежат местным растениям (злакам, гречишным, крестоцветным, лютиковым, маковым). Поэтому Н.Я. Кац и Р.В. Федорова [1983] пришли к выводу, что если при спорово-пыльцевых анализах пыльца этих трав найдена даже в небольших количествах, ей следует придавать основное значение при палеогеографических построениях, так как ее присутствие свидетельствует о том, что эти растения входили в состав местной флоры. Как показали ранее К. Фегри и Дж. Иверсен, до 20% пыльцы травянистых растений и спор мхов оседает непосредственно близ растений, их образовавших; при высоте растений в 10 см пыльца практически не бывает поднятой в атмосферу (хотя нам представляется, что при очень сильном ветре любая пыльца может переноситься на значительные расстояния). Спектры поверхностных проб с арх. Северная Земля также не отражают (в девяти случаев из десяти) состава современного растительного покрова из-за заноса пыльцы сосны, березы и ольхи. Только в некоторых случаях - в современной морене и в пойме реки у подножия ледяного купола на одном из островов Северной Земли - спектры совпали с характером современной местной растительности (преобладание трав при господстве злаковых). По результатам этих исследований Н.Я. Кац и Р.В. Федорова пришли к заключению, что растения на арктических островах образуют очень мало пыльцы, а осадки разного генезиса и при разных геоморфологических условиях обладают различной способностью накопления пыльцы и спор [Кац, Федорова, 1983].

М.И. Нейштадт указывал, что по мере удаления от границы леса процентное содержание пыльцы древесных пород сначала значительно снижается, а затем снова возрастает за счет снижения пыльцевой продуктивности тундровых растений [Нейштадт, 1957].

Побережье Арктики и Субарктики. Для изучения закономерностей формирования палиноспектров в Арктике нами выполнены отбор поверхностных субфоссильных образцов и подсчеты концентрации пыльцы на поверхности различных элементов рельефа п-овов Ямал и Гыданский, севера Колымской низменности и Чукотки. Для анализа отбирались поверхностные осадки из слоя толщиной менее 1 см или дерновина. Это позволило получить данные по палиноспектрам с поверхности пляжевых отложений и речных осушек, которые можно приблизительно оценить как поступление пыльцы на 1 см² в год. На поверхности водоразделов, на некоторых участках высокой поймы и лайды, возможно, оказались споры и пыльца, поступившие в течение нескольких лет (табл. 1). В целом по палиноспектрам Арктики наиболее низкая концентрация характерна для поверхностных отложений пляжа и речных осушек, а наиболее высокая - для поверхности высокой поймы или лайды. Средние значения концентрации сильно меняются в зависимости от растительной подзоны. Для арктических тундр Евразии характерны значения 4-16 экз./см² в год, в Северной Америке - 5 экз./см² в год. Для типичных осоково-моховых тундр Евразии - 7-46, Северной Америки - 22-65 экз./см² в год. Для кустарничковых тундр Евразии 34-107, Северной Америки - 52-90 экз./см² в год. Для северного предела леса - 275 экз./см² в год (если учитывать данные по концентрации на высокой пойме 1 353 экз./см² в год), Северной Америки - 275-1 365 экз./см² в год. Для лесотундры Евразии 139-342, Северной Америки 2 687-11 570 экз./см² в год [Ritchie, Lichti-Fedorovich, 1967].

Отметим очень высокие значения концентрации пыльцы в зонах лесотундры в долине р. Майн, в зоне северной тайги в Сеймчанской котловине на водоразделах и пойме, а также особенность палиноспектров в Сеймчанской горной котловине - отсутствие дальнезаносной пыльцы, обусловленное геоморфологическим фактором.

Л. Овенден напрямую использует показатель концентрации пыльцы для подтверждения продвижения к северу границы леса в полигональном торфяном массиве Олд-Кроу в Северном Юконе. Максимумы поступления пыльцы, превышающие значения 2000 пыльцевых зерен в год на 1 см² отмечены 7,8; 5,6 и 1,4 тыс. лет назад [Ovenden, 1981].

Для изучения закономерностей формирования палиноспектров вдоль современного пляжа на побережье Обской губы и Карского моря нами были получены палинологические профили длиной несколько километров, при этом были отобраны образцы различных фаций пляжа. Большой массив данных по палиноспектрам из отложений пляжей Карского моря продемонстрировал определяющее влияние режима осадконакопления на состав палиноспектров. Фации пляжа можно разделить на две группы: первая - мелкие пески и супеси и вторая - крупные и средние пески с гравием и галькой. Для иллюстрации выделены пары образцов, расстояние между которыми не превышает 1 м, с контрастным составом палиноспектров (табл. 2). Если условно представить, что эти пары образцов рассматривались бы в разрезах, то очевидно, что они были бы отнесены даже к разным палинозонам (и их возрастные оценки могли бы различаться в тысячи и даже десятки тысяч лет, а палеоландшафтные реконструкции от тундровой до таежной - сравним, например, 3,7 и 52% пыльцы деревьев на пляже Карского моря на севере п-ова Мамонта и факт. Матюй-Сале). Из приведенного сопоставления видно: чтобы правильно интерпретировать древние палиноспектры отложений водного генезиса, необходима дополнительная информация. Главное, нужно обязательно исключать дальнезаносные и более древние палиноморфы из спектра при палеоклиматических и геохронологических реконструкциях спорово-пыльцевых спектров.

Из табл. 2 следует, что гидродинамические процессы и режим осадконакопления в первую очередь определяют особенности палиноспектров пляжевых фаций, а информация о составе окружающей растительности содержится или в неявном виде или вообще искажена. Между гранулометрическим составом пляжевых осадков и степенью отражения растительного покрова в палиноспектрах, как правило, прослеживается отчетливая зависимость - в грубозернистых разностях привнос древних и дальних палиноморф значительно выше и при этом они доминируют в спектрах. В большинстве случаев в крупных и средних песках на самом севере Гыданского п-ова на побережье Карского моря содержание пыльцы древесных пород значительно выше, разница в содержании пыльцы деревьев в Матюй-Сале достигает 48,3% (до ближайшего современного дерева расстояние на юг более 600 км). Вполне вероятно, что часть пыльцы древесных переотложена из более древних пород, но отличить ее от синхронной осадку (принесенной ветром и течениями с юга) практически невозможно. Как правило, в этих же образцах переотложенные доплейстоценовые формы содержатся в большем количестве - их содержание колеблется от 2,7 до 37,0%. Интересно, что максимальное содержание (37%) переотложенных форм наблюдается в мелких песках, обогащенных органикой в зоне арктических тундр. Это связано с тем, что в этом палиноспектре отсутствуют те спорные формы, которые можно отнести как к синхронным осадку, так и к переотложенным, поэтому переотложенные пыльца и споры выделены достаточно полно. Высокий процент переотложения также отмечается на о. Новая Земля [Serebryanny, Malyasova, 1997]: в отложениях позднеплейстоценовой аккумулятивно-абразионной террасы (до 60%) в верхней части разреза в пылеватых суглинках, а в перекрывающих их песках с гравием содержание переотложенных форм гораздо ниже (до 25%). Иногда образцы, спорово-пыльцевые спектры которых содержат переотложенные пыльцу и споры в единичных количествах, могут также содержать большое количество переотложенного органического материала другого вида и размерности. Несомненно, что в таких случаях велика доля вероятности того, что часть пыльцы и спор, идентифицированная как непереотложенная и отнесенная к основной части спектра, все-таки является переотложенной, однако критериев для выявления такого переотложения пока не найдено. Л.Р. Серебрянный и Е.С. Малясова в качестве критерия отнесения пыльцы древесных пород к синхронной при изучении позднеплейстоценовых разрезов на о. Новая Земля использовали одновременное увеличение содержания пыльцы ели, сосны, березы, ольхи и пыльцы разнотравья и осок, что оказалось показательным для о. Новая Земля [Serebryanny, Malyasova, 1997]. В качестве такого критерия можно использовать и радиоуглеродное датирование отложений [Васильчук, 2000].

 

ПАЛИНОСПЕКТРЫ ДАТИРОВАННЫХ ПО РАДИОУГЛЕРОДУ ОБРАЗЦОВ ОРГАНИКИ ИЗ ПОЛИГОНАЛЬНЫХ МАССИВОВ

Полигональные торфяники, вопреки представлениям об их автохтонности, могут заметно различаться по соотношению автохтонного и привнесенного и переотложенного аллохтонного материалов. Даже при автохтонной аккумуляции торфа можно получить различный возраст для одного и того же приповерхностного слоя торфа. Например, в детально датированном полигональном болоте в субарктическом Квебеке из поверхностного горизонта получены даты, отличающиеся почти на 2000 лет: от 2 220 ± 80 до 335 ± 75 лет назад [Payette et al., 1986].

Соотношение палиноспектров в двух мощных 5-метровых голоценовых торфяниках, по внешнему виду автохтонных, с крупными сингенетическими повторно-жильными льдами на юге п-ова Ямал в долине р. Щучья и на севере Гыданского п-ова в устье р. Салемлекабтамбда у факт. Матюй-Сале, оказалось очень важным для постановки и решения проблемы радиоуглеродного датирования пыльцы в подземных льдах.

В разрезе на р. Щучья получен ряд радиоуглеродных датировок без инверсий от 7 до 6,1 тыс. лет назад, содержание переотложенной пыльцы в нем не превышало 3% [Васильчук, 2001]. В торфянике у факт. Матюй-Сале датировки хаотичны с большой инверсией, содержание переотложенных пыльцы и спор достигало 10-12%, а в некоторых образцах значительно превышало 20%. В результате здесь получена инверсия датировок (в нижней части торфяника дата около 8 тыс. лет назад, а выше есть датировки 10-11 тыс. лет), которая трудно поддается интерпретации без дополнительной палинологической информации.

Для разработки стратегии оценки радиоуглеродных датировок с использованием палинологических данных мы проанализировали состав палиноспектров датированных образцов из нескольких позднеплейстоценовых и голоценовых разрезов севера Западной Сибири, в которых процессы переотложения проявились наиболее контрастно.

Гыдинский разрез. Разрез 7-метровой террасы в устье р. Гыда практически весь сложен аллохтонной переотложенной органикой. Здесь мы приводим лишь часть датированных образцов (табл. 3), практически все они получены по аллохтонному материалу и в значительной степени удревлены, о чем свидетельствует существенное переотложение палиноморф.

Образец 303-YuV/46 отобран на глубине 1,6 м, непосредственно над ледяной жилой из сильно оторфованного песка. Содержание переотложенных палиноморф 28%. Этот образец датирован 14 810 ± 280 лет (ГИН-3603). Он насыщен иглами губок, обломками диатомовых водорослей, встречено несколько разновидностей водорослей Pediastrum, что подтверждает водный генезис отложений. Основная масса переотложенных форм (более половины) представлена неопределенной пыльцой семейства Pinaceae, а также пыльцой пихты, ели и сосны, единично встречена пыльца, характерная для палеогеновых комплексов Западной Сибири. Пыльца древесных (12%), отнесенная нами к непереотложенным, также представлена пыльцой хвойных пород, и, лишь единично, пыльцой березы (Betula sect. Albae). Пыльца кустарников (16%) представлена в основном карликовой березкой и единично - ольховником и ивой. Очень разнообразен состав пыльцы разнотравья (7%). Показателем недостоверности (удревленности) полученной радиоуглеродной датировки является высокое содержание переотложенных форм.

Образец 303-YuV/51, который датирован 15 890 ± 150 лет (ГИН-3585), отобран с глубины 3,45 м. В нем содержание переотложенных палиноморф - 12,7 %, он также содержит множество обломков спикул губок и диатомей. Очевиден водный генезис этих отложений. Переотложенные формы представлены, как и в первом образце, в основном неопределенной пыльцой семейства хвойных, а также пыльцой пихты, ели и сосны. Встречена единично пыльца Castanopsis sp., Juglandaceae, Sapotaceae и другие формы, характерные для палеогеновых палинокомплексов, однако здесь также отмечено несколько форм, которые относятся к позднемеловым палинокомплексам. Датировка также сильно удревлена. Можно сказать, что оба эти образца сформировались в едином седиментационном цикле, поскольку часть спектра, отнесенная к переотложенным формам, представлена практически одними и теми же палиноморфами. Синхронная процессу формирования осадка часть спектра: пыльца деревьев (13%) представлена пыльцой сосны сибирской (4%) и березы (5%). Среди пыльцы кустарников (9%) доминирует пыльца карликовой березки (8%). Группа пыльцы травянистых растений (37%) представлена в основном тундровыми доминантами: злаки 17%, осоки 13, верескоцветные 2, полынь 3%. Индикатором недостоверности датировки могут служить 12%-е содержание переотложенных пыльцы и спор и субаквальный генезис отложений.

Образец 303-YuV/69, датированный 12 090 ± 220 лет (ГИН-3611), отобран с глубины 3,75 м. Это торф с остатками листьев карликовой березы, который содержит большое количество обломков спикул губок и диатомей. Содержание переотложенных палиноморф составляет здесь всего 6%, они представлены в основном единичными палеогеновыми формами. Синхронная осадку часть спектра - пыльца древесных - представлена в основном пыльцой березы (10,3%). Пыльца хвойных пород встречается в единичных случаях, и, возможно - также переотложена. Среди пыльцы кустарников доминирует пыльца карликовой березы (25%) с участием пыльцы ивы и ольховника. Среди пыльцы трав и кустарничков практически не встречено пыльцы разнотравья. Хотя содержание переотложенных пыльцы и спор составляет 6% и не может быть признаком переотложения, полученная дата не достоверна, поскольку радиоуглеродная датировка образца, отобранного на 0,25 м ниже, значительно моложе - 10 570 ± 350 лет (ГИН-3593).

Образец 302-YuV/10, датированный 12 300 ± 400 лет (ГИН-3597), отобран с глубины 5,10 м из торфа в основании разреза. Он принципиально отличается от других образцов. Разнообразие выделенных здесь компонентов в несколько раз превосходит вышеописанные образцы. Разнообразие отмечается как в группе заведомо переотложенной пыльцы (24%), так и среди пыльцы и спор, отнесенных к синхронным. При этом встречены палеогеновые, меловые, юрские и палеозойские формы, количественно преобладает неопределенная пыльца хвойных. Скорее всего, датировка по этому образцу более достоверна, чем по вышележащим; хотя переотложенных палиноморф много, но также заметна и роль пыльцы и спор местных тундровых растений. Заметим все же, что эти отложения сформировались в условиях интенсивного переотложения и, возможно, даже та часть спектра, которая отнесена к непереотложенным, может быть выделена условно.

Поскольку верхние прослои торфа в Гыдинском разрезе по датировкам старше, а нижние моложе, можно предположить, что данный массив сформировался в результате размыва позднеплейстоценового торфяника, расположенного неподалеку. Достаточно высокое содержание переотложенных пыльцы и спор служит показателем недостоверности большинства радиоуглеродных датировок. Возможно, что отложения в основании массива накапливались в условиях озера на пойме, а вышезалегающие слои отражают разные фации аллювиальных отложений.

Матюйсалинский разрез. Интересный ряд датированных образцов получен по отложениям лайды и морской террасы близ факт. Матюй-Сале в устье р. Салемлекабтамбда (табл. 4 и 5). Инверсия радиоуглеродных датировок предполагает значительное участие аллохтонной древней органики. В этих разрезах несколько различный состав переотложенных палиноморф.

    

Обнажение морской террасы представлено слоистыми органоминеральными отложениями, на 1 м разреза приходится 20-25 прослоев торфа, мощность которых варьирует от 10-12 до 0,5-1 см. Торф сравнительно слаборазложившийся с остатками трав и кустарничков. Общая видимая высота обнажения 6 м. Вся толща пронизана мощными повторно-жильными льдами. Содержание доплейстоценовых пыльцы и спор и переотложенных плейстоценовых палиноморф (хотя их очень сложно выделить в спектре) сильно колеблется по разрезу.

В самом верхнем образце 306-YuV/20 (глубина отбора 0,05 м), датированном 490 ± 100 лет (ГИН-3582), переотложенных доплейстоценовых форм не обнаружено. О прибрежно-морском генезисе свидетельствует изобилие спикул губок. Здесь выделен типичный палиноспектр арктических тундр с низким содержанием пыльцы древесных (4%), преобладанием пыльцы карликовой березки (15%) в группе кустарников (16%), доминированием пыльцы трав (45%), отсутствием пыльцы верескоцветных. Среди спор (34%) основную роль играют споры зеленых мхов (16%). Датировка образца валидна, индикатором служит отсутствие переотложенных палиноморф и экологически несовместимых видов в спектре.

На глубине 0,4 м залегает черный торф с большой примесью супеси (образец 306-YuV/23), он датирован 3230 ± 60 лет (ГИН-3620). Здесь в массе отмечены диатомовые водоросли, относящиеся к родам Navicula, Cymbella, Pinnularia и др. Переотложенные формы (5%) представлены исключительно меловыми палиноморфами. Выделенный палиноспектр также отвечает структуре палиноспектров северной полосы мохово-лишайниковых тундр: пыльца древесных 9%, кустарников 18, трав и кустарничков 52, спор 20%. Характерной особенностью спектра является присутствие пыльцы верескоцветных (3%) и полыни (3%). Пыльца разнотравья представлена пыльцой щавеля, гвоздичных. Датировка этого образца близка к истинной, хотя и несколько удревлена, однако низкое содержание переотложенных форм не может служить индикатором переотложения.

Образец 306-YuV/33 с глубины 0,5 м датирован 11 070 ± 150 лет (ГИН-3581). Содержание переотложенных здесь составило 16%. В основном это плохо сохранившаяся пыльца хвойных, с участием пыльцевых зерен Alnus, Ulmus, Picea, Quercus, Podocarpus, Tsuga, а также Anacolosidites sp., Gleichenidites. По составу в группе переотложенных этот образец близок к образцу из Гыдинского разреза - 303-YuV/46, который датирован 14 400 ± 160 лет. Синхронная осадку часть спектра представлена довольно разнообразным составом пыльцы древесных пород (9%), встречена пыльца сосны обыкновенной (2%), кедра сибирского (1%), ели (2%), березы (4%). Среди пыльцы кустарников (24%) высоко содержание пыльцы ольховника (13%) и карликовой березы (10%). Пыльца трав и кустарничков (28%) представлена в основном пыльцой осок и пушицы (18%), злаков (3%), встречена пыльца верескоцветных, полыни, маревых, василисника. Хотя среди спор (39%) доминируют споры зеленых мхов (21,5%), состав этой части спектра очень разнообразен. Сохранившийся периспорий многоножковых папоротников (5%) позволил сделать несколько видовых определений. Отмечено несколько разновидностей спор сфагновых мхов (8%) и хвощей (15%). Этот торф, согласно палинологическому сигналу, безусловно содержит переотложенную органику и полученная датировка заметно древнее истинной.

Образец 306-YuV/44 (торф коричневый) с глубины 1,6 м датирован 9570 ± 50 лет (ГИН-3580). Он содержит незначительное количество переотложенных (3%), состав которых, тем не менее, разнообразен. Встречены палеозойские и палеогеновые пыльца и споры. Среди пыльцы деревьев (4%) встречена пыльца сибирского кедра (1%) и березы (3%). Пыльца кустарников в равной пропорции представлена пыльцой карликовой березки (12%) и ольховника (12%). Среди пыльцы трав и кустарничков (30%) преобладает пыльца осок и пушицы (30%), злаков (14%), отмечена пыльца верескоцветных (3%), полыни (1%), разнотравья (4%). Среди спор (24%) преобладают споры сфагновых мхов (13%) и многоножковых папоротников (5%), встречены споры Huperzia selago. Этот слой торфа, вероятно, содержит переотложенную органику другой размерности, хотя содержание переотложенных пыльцы и спор невелико.

Образец 306-YuV/51 с глубины 3,3 м датирован 10 230 ± 70 лет (ГИН-3590). Переотложенные палиноморфы составляют 10%. Они представлены спорами Azolla, Stenozonotriletes, Lygodium и пыльцой Taxodiaceae, Carya, Querelas. Среди пыльцы деревьев (4%) отмечена пыльца сибирского кедра (1%) и березы (3%). Среди пыльцы кустарников преобладает пыльца ольховника (14%) наряду с заметным участием пыльцы карликовой березки (11%). Среди пыльцы трав преобладает пыльца осок (32%), встречена пыльца злаков (2%), полыни (5%), верескоцветных (8%), разнотравья (5%). Датировка этого образца, скорее всего, завышена, хотя в палиноспектре это отразилось слабо.

Образец 306-YuV/52 с глубины 3,5 м датирован 8 630 ± 60 лет (ГИН-3626). Этот образец интересен тем, что отобран из норки грызуна, заполненной веточками. Содержание переотложенных составило 10%, большая их часть - это плохо сохранившаяся пыльца хвойных с участием палиноморф, относящихся исключительно к позднемеловым и палеоценовым формам. В части спектра, отнесенной к синхронной, пыльца деревьев единична (Pinus silvestris - 1%), пыльца кустарников составляет 38% (это пыльца карликовой березки - 30% и ольховника - 7%), пыльца трав и кустарничков представлена в основном пыльцой злаков (9%), полыни (8%), осок (2%), морошки (1%), лютиковых (1%). Среди спор преобладают споры сфагновых (23%) и зеленых мхов (14%), единичны споры хвощей и папоротников, а также споры Lycopodiella innundata. Датировка по этому образцу близка к истинной.

Образец 306-YuV/29 с глубины 4,1 м датирован 9 940 ± 70 лет (ГИН-3583). Содержание переотложенных палиноморф - 7%, они составлены мезозойскими формами, большая часть которых совпадает с палиноморфами, определенными в образце 306-YuV/52. Структура палиноспектра в общих чертах сходна с палиноспектром, определенным в образце 306-YuV/52. Пыльца деревьев (3%) представлена единичными пыльцевыми зернами сибирского кедра (1%) и березы (2%). Пыльца кустарников составляет 16% (пыльца карликовой березки - 7%, ольховника - 5%). Среди пыльцы трав и кустарничков (60%) преобладает пыльца осок (44%), злаков (7%), единична пыльца зонтичных, верескоцветных и гвоздичных. Споры (24%) представлены в основном сфагновыми мхами (13%), зелеными мхами (3%), многоножковыми папоротниками (5%), единично встречены споры Huperzia selago и Selaginella sibirica. Датировка этого образца достаточно точна.

Образец 306-YuV/54 из самого основания торфяника, с глубины 4,5 м, датирован 31 800 ± 700 лет (ГИН-3579). Его палинологическая характеристика представляет особый интерес из-за столь древней датировки, свидетельствующей о том, что это сохранившийся при размыве фрагмент древнего торфяника, впоследствии перекрытый голоценовым торфом. Содержание переотложенных палиноморф - 16%. Очень важно, что их состав не отличается от двух вышележащих образцов. Здесь встречено много остатков диатомовых водорослей Pinnularia. Пыльца деревьев составляет 2% (сосна и береза). Среди пыльцы кустарников главную роль играет пыльца карликовой березки (12%) и ивы (4%), пыльца ольховника единична. Среди пыльцы трав злаки (9%) и осоки (10%) участвуют примерно в равных количествах, встречена пыльца верескоцветных (2%), полыни (8%), а также маревых, маковых, гречишных, розоцветных. Споры (49%) представлены зелеными мхами (20%), хвощами (13%), сфагновыми мхами (7%), многоножковыми папоротниками (8%). Это означает, что аллохтонный органический компонент в вышезалегающих отложениях сформировался в основном в результате размыва этого древнего торфяника. Следовательно, чтобы выявить голоценовую часть палиноспектров, сформировавшихся в результате размыва и переотложения, необходимо из спорово-пыльцевых данных выделить и исключить этот заведомо более древний компонент.

Обнажение озерно-болотной толщи на лайде в устье р. Салемлекабтамбда расположено вблизи от вышеописанного обнажения торфяника на второй морской террасе. Здесь торфяник перекрыт слоем песка толщиной 1 м. Торф черного цвета содержит сингенетические повторно-жильные льды (см. табл. 5).

Образец 306-YuV/62 представлен черным торфом, отобранным на глубине 1,66 м, датирован 6 210 ± 90 лет (ГИН-3628). Он характеризуется довольно высоким содержанием переотложенных заведомо доплейстоценовых форм (15%). Они представлены разнообразными палиноморфами в основном палеогенового возраста, с участием позднемеловых. Количественно преобладает неопределимая пыльца хвойных и пыльца Quercus. Содержание пыльцы древесных составляет 6%. Она представлена пыльцой сосны (3%), сибирского кедра (1%), березы (3%). Пыльца кустарников составила 10%, при этом довольно высоко содержание пыльцы полярных видов ив (5%), пыльца карликовой березки составила 4%, ольховника 1%. Среди пыльцы трав и кустарничков (54%) доминирует пыльца осок (22%) и злаков (12%), очень разнообразен состав пыльцы разнотравья (16%), встречена пыльца незабудки, крупок, камнеломковых, гречишных, лютиковых, единично встречена пыльца полыней. Среди спор (30%) отмечается преобладание спор зеленых мхов (17%), меньше сфагновых мхов (4%), хвощей (7%), совсем немного спор многоножковых папоротников (2%). Датировка этого образца, вероятно, удревлена, на это указывает палинологический сигнал.

Образец 306-YuV/63, отобранный с глубины 2,07 м, датирован 11 880 ± 130 лет (ГИН-3629). Он представлен сильно опесчаненным торфом. В этом образце концентрация пыльцы и спор очень низка, что обусловило незначительное разнообразие выделенных в палиноспектре форм. Переотложение составило 2%, это палеогеновые пыльца и споры. Пыльца деревьев единична (сибирского кедра - 1%). Пыльца кустарников отсутствует полностью. Пыльца трав и кустарничков представлена в основном доминантами: осоки (30%), злаки (12%), верескоцветные (2%), полынь (1%). Наиболее разнообразен состав спор (54%): споры зеленых мхов составили 25%, сфагновых мхов 4%, хвощей 10%, многоножковых папоротников 15%. Низкая концентрация пыльцы и спор даже при незначительном участии переотложенных палиноморф не позволяет оценить датировку как достоверную.

Образец 306-YuV/65 с глубины 3,0 м, датированный 11 670 ± 150 лет (ГИН-3630), представлен черным торфом. Содержание переотложенных палиноморф составило 9%. Среди них встречены формы палеозойского, мезозойского и кайнозойского возраста. Пыльца древесных пород (7%) представлена в основном пыльцой сибирского кедра (6%) и сосны (1%). Пыльца кустарников (12%) представлена ольховником (2%) и карликовой березкой (10%). Состав пыльцы трав и кустарничков (33%) разнообразен: пыльца осок составила 3%, злаков 14%, разнотравья 4%, верескоцветных 2%, полыней 10%. Споры составили 48%, из них большая часть - споры зеленых мхов (40%); споры сфагновых мхов - 3%, папоротников - 3%. Датировка, вероятно, также получена по переотложенному материалу, однако палинологический сигнал здесь не выражен.

Монгаталянгский разрез. Несколько иной облик палиноспектров получен по отложениям позднеплейстоценового полигонально-жильного комплекса в обнажении второй террасы, расположенном на левом берегу р. Монгаталянгьяха (п-ов Явай на севере Гыданского п-ова) в 3 км западнее устья. Обнажение видимой мощностью 12 м, сложено торфом, перекрытым песком с прослоями торфа.

На глубине 4,1 м отобран образец торфа (254-YuV/15), датированный 21 900 ± 900 лет (ГИН-2469). Он характеризуется автохтонным палиноспектром типично тундрового типа, отражающим условия тундровых луговин. Содержание пыльцы деревьев - 11,5%, это исключительно пыльца хвойных Pinus sibirica 10,7%, Picea sp. 0,8%. Пыльца берез отсутствует полностью. Состав пыльцы травянистых растений очень разнообразен. Преобладает пыльца насекомоопыляемых видов: Myriophyllum sp. 0,8%, Polygonum bistorta 3,1%, Rubus chamaemorus 0,8%, Saxyfragaceae 6,9%, Polemoniaceae 0,8%, Liliaceae 0,8%, Urticaceae 0,8%. Среди ветроопыляемых трав: пыльца Artemisia 10,0%, Роасеае 6,2%, Cyperaceae 3,1% Chenopodiaceae 0,8%. Споры представлены зелеными мхами Bryales 49,2% с участием Polypodiaceae 0,8%. Содержание переотложенных форм очень невелико - 0,1%, что характерно для субаэрального осадконакопления. Датировка, полученная по этому образцу, достаточно надежна.

Образец 254-YuV/20 отобран на глубине 5,3-5,4 м и датирован 25 100 ± 220 лет (ГИН-2471). Он содержит довольно значительное количество (18,7%) переотложенных форм разного возраста: девонского, сеноманского, палеогенового. Доминирует пыльца Podocarpus sp., Tsuga sp., Pinaceae. Пыльца деревьев составляет 31,2% (Pinus sibirica 18,5%, P. silvestris 7,0%, Betula sp. 0,8%, Alnus 1,3%). Пыльца Betula sect. Nanae отсутствует. Пыльца трав составляет 21,7%; это пыльца злаков (6%), осок (2%), верескоцветных (2%), разнотравья (3%), довольно много пыльцы полыней (9%). Среди спор (47%) преобладают споры зеленых мхов (43%), папоротников и хвощей. Датировка, полученная по этому образцу, скорее всего несколько удревлена.

Образец 254-YuV/21 отобран на глубине 6,5-6,7 м и датирован 28 600 ± 800 лет (ГИН-26386). Безусловно, переотложенные пыльца и споры здесь составляют 3%. Они представлены в основном палеогеновыми формами. Палиноспектры содержат разнообразную пыльцу древесных очень хорошей сохранности. Однако, вполне вероятно, что часть пыльцы является переотложенной, в частности встречена пыльца Picea sect. Omorica без всяких признаков диагенеза, ее возраст скорее всего неогеновый, однако у нас нет достаточных критериев для выделения такой пыльцы. Содержание пыльцы древесных пород составило 24% (Pinus sibirica 4%, P. silvestris 8%, Picea sect. Eupicea 2%, Alnus 1%, Betula sp. 10%). Пыльца кустарников представлена Salix sp. (1%), Betula sect. Nanae (1%). Пыльца трав составляет 64%; пыльца злаков 4%, осок 2%, полыни 2%. Очень разнообразен состав пыльцы разнотравья: около половины составляет пыльца синюховых (Polemoniaceae 31%), встречена также пыльца валериановых (5%), грушанковых (1%), маковых (1%), норичниковых (1%), лилиецветных и др. Споры (11%) представлены в основном плаунами (6%): Lycopodium annotinum L., L. lagopus (Laest.) Zinzerl., Diphazium alpinum L., а также папоротниками (2%). Полученная датировка, вероятно, незначительно удревлена.

Образец 254-YuV/24 отобран на глубине 7,3-7,4 м и датирован 30 200 ± 800 лет (ГИН-2470). Содержание переотложенных палиноморф - 16%; они представлены меловыми, палеоценовыми и палеогеновыми формами, в том числе пихтой. Пыльца деревьев (26%) - это в основном пыльца сибирского кедра (14%), березы (8%), с участием пыльцы ели (2%), сосны обыкновенной (1%), ольхи (2%). Практически отсутствует пыльца кустарников. Пыльца трав составила 47%: доминирует пыльца злаков (28%) и полыней (8%) с участием пыльцы гвоздичных (3%), валериановых (2%), а также маковых, камнеломковых, гречишных, крапивы, рдеста. Споры составляют 27%: преобладают споры зеленых мхов (18%) встречены также споры Lycopodium annotinum L., Equisetum sp., Sphagnum и др. Эта датировка также, вероятно, несколько удревлена.

Щучьинский разрез. Для сравнения приведем данные по заведомо автохтонному мощному (5,0-5,5 м) торфянику в долине р. Щучья. Наиболее примечательной особенностью разреза является обнажение крупных сингенетических повторно-жильных льдов, рассекающих всю толщу торфа и проникающих в подстилающие торф озерные супеси и глины. В строении торфяника выделяется еще одна очень важная деталь - наличие мощного (до 1,5 м) древесного горизонта в основании торфяника (это стволы и корни березы, датированные пятью ¹⁴С-датами от 7,4 до 7,0 тыс. лет). Образование мощных сингенетических ледяных жил происходило синхронно формированию древесного горизонта. Основными признаками сингенетичности жил являются их большие вертикальные размеры и то, что фрагменты ледяных жил встречены в супесях, подстилающих торфяник, сохранившихся во время накопления торфа. Прямым доказательством сингенеза жил является AMS ¹⁴С-дата - 7,1 тыс. лет непосредственно по стебельку мха в ледяной жиле, которая прямо подтвердила, что жилы активно росли в оптимум голоцена [Vasil'chuk et al., 2000]. Параллельный анализ спорово-пыльцевых остатков в ледяных жилах и во вмещающих их отложениях выявил сходство в распределении содержания пыльцы деревьев.

Датировка 6 110 ± 110 лет (Hel-4138) получена на глубине 0,7-0,8 м по образцу 364-YuV/67. Пыльца деревьев составляет 27%: пыльца лиственницы (4%), кедра (4%), сосны (3%), ели (1%), ольхи (2%), березы (10%). Пыльца кустарников составляет 18%: это пыльца карликовой березки (12%), ольховника (4%), ивы (1%). Пыльца трав составляет 28%, пыльца злаков и осок содержится в равном соотношении (по 9%), пыльца верескоцветных составляет 2%, полыни 1%, разнотравья 5%. Среди спор (25%) преобладают споры зеленых мхов (15%), участвуют споры сфагновых мхов (4%), а также Huperzia selago, Equisetum. Эта датировка скорее всего выполнена по автохтонному материалу и близка к истинной.

Образец 364-YuV/74 отобран на глубине 1,35-1,4 м и датирован 6 300 ± 100 лет (Hel-4139). Переотложенная пыльца содержится в количестве 2% и представлена пыльцой кувшинки, ореховых, тсуги. Пыльца деревьев составляет 36%: это пыльца лиственницы (2%), кедра сибирского (2%), сосны обыкновенной (1%), ели (2%), ольхи (3%), березы (26%). Пыльца кустарников составляет 15%: доминирует пыльца карликовой березки (10%), подчиненное значение имеет пыльца ольховника (3%) и ивы (1%). Пыльца трав и кустарничков (29%) представлена в основном пыльцой осок (13%) и злаков (9%); пыльца разнотравья представлена в основном пыльцой вахты трехлистной, гречишных, гвоздичных, подорожниковых, зонтичных и др. Среди спор (19%) доминируют споры зеленых мхов (13%), меньше - сфагновых мхов (3%), встречены споры многоножковых папоротников и хвощей. Здесь, скорее всего, также датирован автохтонный материал и датировка валидна.

Образец 364-YuV/48 отобран на глубине 2,7-2,8 м и датирован 7 020 ± 100 лет (Hel-4135). Переотложенные пыльца и споры составили здесь <1%. При исследовании под микроскопом обнаружено значительное количество углистых частиц (возможно, результат пожара) и чешуйки рыб. Среди пыльцы деревьев (51%) встречено много пыльцы лиственницы (7%), ели (5%), ольхи (12%), абсолютно преобладает пыльца березы (28%). Пыльца кустарников (8%) представлена пыльцой карликовой березки (6%), ольховника (1%), ивы (1%). Пыльца трав и кустарничков (15,6%) представлена злаками (7%), осоками (9%), верескоцветными (2%). Разнообразен состав пыльцы разнотравья (5%): бобовые, лютиковые, первоцветные, лилиецветные, яснотковые, вахтовые. Среди спор (15%) преобладают сфагновые мхи (8%), зеленые мхи составляют 4%, хвощи 3%. Эта датировка несколько удревлена за счет водного привноса органики непыльцевой размерности.

Образец 364-YuV/45 отобран на глубине 3,6-3,7 м и датирован 6960 ± 100 лет (Hel-4135). Переотложенные пыльца и споры здесь не встречены, отмечены остатки клещей-орибатид и насекомых. Пыльца древесных (60%) представлена в основном пыльцой нескольких видов берез (27%) и ольхи (29%), пыльца хвойных единична - ель менее 1%, кедр сибирский 3%. Пыльца кустарников (20%) представлена ольховником (14%), карликовой березкой (6%), ивой (<1%). Состав пыльцы трав очень беден - это только пыльца злаков (3%), верескоцветных (2%), полыни (2%) и маревых (1%). Состав спор (8%) наоборот разнообразен. Большую часть составляют споры хвощей (4%), отмечены также споры сфагновых мхов, зеленых мхов, разных видов плаунов и папоротников. Эта датировка вполне валидна.

В этом разрезе для нас интересна небольшая инверсия двух датировок, полученная в основании разреза. Наличие чешуек рыб свидетельствует о поступлении части органического материала из реки, что могло повлиять на верхнюю радиоуглеродную датировку в результате частичного привноса аллохтонного материала.

В результате изучения датированных образцов удалось определить критическую величину содержания переотложенных палиноморф в образце, выше которой полученная радиоуглеродная датировка, как правило, древнее, чем процесс осадконакопления. Таким пределом можно считать 10%, поэтому датировки всех образцов, в спектрах которых содержится большее количество переотложенных древних палиноморф, могут быть с большой долей вероятности удревленными. Заметим, что даже при низком содержании переотложенных более старых палиноморф датировка не всегда является истинной, поскольку древняя переотложенная органика может быть иной размерности, чем пыльца и споры.

 

РАДИОУГЛЕРОДНЫЕ AMS-ДАТИРОВКИ ОРГАНИКИ И ПАЛИНОСПЕКТРОВ

Применение метода ускорительной масс-спектрометрии позволило значительно продвинуться в понимании датирования органики и определить соотношение датировок по суммарному образцу и отдельным компонентам образца. Это помогает решить многие сложные вопросы датирования отложений водного генезиса, особенно в зоне развития многолетнемерзлых пород. Разделение образцов на компоненты в целях поиска наиболее подходящего для датирования материала очень продуктивно при датировании сингенетических многолетнемерзлых отложений.

Сеяхинский разрез. На высоте 0,2 м над урезом Обской губы из разреза третьей морской террасы близ пос. Сеяха отобран образец желтого аллохтонного торфа с супесью (363-YuV/208), датированный 36 800+3300/-2100 лет (Hel-3950), из которого впоследствии была отобрана отдельная веточка с корой, по которой с применением AMS получена существенно более молодая датировка 31 200 ± 90 лет (Hela-201) [Васильчук, Васильчук, 2002]. Это продемонстрировало значительную примесь аллохтонного материала в образце и необходимость поиска более молодой органики, синхронной осадконакоплению. Состав палиноспектров подтверждает наличие переотложения, так как содержание переотложенных форм достигает 11,2%. Содержание пыльцы древесных пород составило 13% (Pinus silvestris 1%, P. sibirica 5%, Betula sect. Albae 7%), кустарников 24% (Salix 7%, Betula sect. Nanae 16%, Alnaster 1%), трав 44% (Poaceae 13%, Cyperaceae 1%, Varia 9%, Ericaceae 5%, Artemisia 10%), спор 19% (Bryales 10%, Sphagnum 1%, Polypodiaceae 3%, Lycopodium sp. 1%).

Наряду с датированием разных видов аллохтонной органики, очень важно получить датировки по гораздо более информативным объектам, какими являются пыльца и споры [Kilian et al., 2002]. Развитие ускорительной масс-спектрометрии позволило датировать в AMS лаборатории Сеульского университета (совместно с Ю.К. Васильчуком и Й. Кимом) спорово-пыльцевой концентрат [Васильчук, Васильчук, 2002], извлеченный из позднеплейстоценовых повторно-жильных льдов Сеяхинского разреза. В этом разрезе из тех же образцов ранее в Гронингенской AMS лаборатории нами (совместно с Ю.К. Васильчуком и Й. ван дер Плихтом) впервые в мире были получены радиоуглеродные датировки микроорганики (фракции менее 100 мкм) и щелочной вытяжки из повторно-жильных льдов [Vasil'chuk et al., 2000]. Все подсчеты пыльцевых зерен и спор проводились после полной обработки, так как было важно уточнить, пыльца каких растений подвергалась датированию.

Образец 363-YuV/27 отобран на глубине 1,8 м. Микроорганика изо льда датирована 14 550 ± 100 лет, а щелочная вытяжка 19 920 ± 130 лет. Датировка пыльцы в нем 25 200 ± 150 лет (SNU01-214). Из подсчитанных 496 пыльцевых зерен и спор 19,3% составили переотложенные формы доплейстоценового возраста, представленные пыльцой хвойных, а также Liquidambar, Pterocarya, Taxodiaceae, Nudopollis sp., Trudopollis sp. и др. Часть спектра, отнесенная к непереотложенным, содержит 17% пыльцы деревьев, среди которых встречена пыльца Picea sp. 2%, Pinus silvestris 3%, P. sibirica 6,5%, Betula sp. 4,5%, Alnus sp. 1%; пыльцы кустарников 21% (Betula sect. Nanae 15%, Alnaster sp. 3% , Salix 3%); трав 17,5% (Poaceae 13%, Ericaceae 0,5%, Polemoniaceae 1,5%, Rubus chamaemorus 0,5%, Apiaceae 0,5%, Lamiaceae 0,5%, Draba sp. 1%). Споры составили 44%. Судя по значительному содержанию переотложенных палиноморф этот образец заметно удревлен.

Образец 363-YuV/108 отобран на глубине 4,8 м и датирован 21 170 ± 180 лет (SNU01-216). Из 240 подсчитанных зерен содержание переотложенных форм составляет 9,6% (Pinus sp., Carya sp., Taxodiaceae). В части спектра, отнесенной к непереотложенным, пыльца деревьев составляет 12,1% (Betula sect. Albae 6,6%, Pinus silvestris 5,5%), пыльца кустарников 37,4% (Betula sect. Nanae 30,8%, Alnaster sp. 6,6%), пыльца трав 38,4% (Cyperaceae 22%, Poaceae 11,1%, Liliaceae 0,9%, Sparganium sp. 1,1%, Papaveraceae 1,1%, Caryophyllaceae 1,1%, Ericaceae 1,1%), споры 12,1% (Bryales 6,6%, Sphagnum sp. 1,1%, Equisetum 1,1%, Lycopodium clavatum 2,2%, Selaginella sibirica 1,1%, неопределяемые споры 1,1%). Судя по менее заметному содержанию переотложенных палиноморф этот образец более валиден.

Образец 363-YuV/37, отобранный на глубине 12 м, датирован 22 400 ± 100 лет (SNU01-216), микроорганика в этом образце имеет датировку 14 720 ± 100, а щелочная вытяжка - 23 620 ± 160. Подсчитано 260 экземпляров, содержание переотложенных форм составляет 15,4% (Pinaceae, Taxodiaceae, Schizaceae). В части спектра, отнесенной к непереотложенным, пыльца деревьев составляет 9% (Betula sect. Albae 6,3%, Pinus sibirica 2,7%), пыльца кустарников 12,6% (Betula sect. Nanae 9%, Alnaster sp. 1,8%, Salix sp. 1,8%); пыльца трав 54,1% (Cyperaceae 1,8%, Poaceae 4,5%, Liliaceae 8,1%, Sparganium sp. 34,2%, Rosaceae 0,9%, Polygonum bistorta 0,9%); споры 23,3% (Bryales 21,6%, Polypodiaceae 1,8%, Equisetum 0,8%). Судя по незначительному содержанию переотложенных палиноморф, этот образец самый достоверный.

Наблюдается инверсия датирования - наиболее древняя датировка получена из пыльцы в ледяной жиле в верхней части разреза. Очевидна корреляция между полученными датировками пыльцы и содержанием переотложенных форм в спектрах. Наиболее молодой датировке соответствует наиболее низкое содержание переотложенных пыльцы и спор.

Поскольку датировки по микроорганике (в нашем случае это нерастворимый в щелочи органический материал, размерностью более 100 мкм) самые молодые, то можно сделать вывод, что пыльцевой концентрат дал даты гораздо древнее в результате загрязнения древним («мертвым») углеродом. При этом загрязнение древней органикой подтверждено обнаружением пыльцы и спор доплейстоценового возраста. Для установления возраста отложений с участием древнего углерода можно использовать кривые, приведенные И. Олссон [Olsson, 1991]. Экстраполируя их, можно утверждать, что если зафиксированное загрязнение древней пыльцой (или другой углеродной формой) составляет около 20%, то ошибка измерений достигнет чуть больше 50%, т.е. если, как в нашем случае, верхний образец (363-YuV/27) с высоким содержанием переотложенных палиноморф датирован в 25 тыс. лет, то его реальный возраст может быть значительно моложе и составлять около 11-12 тыс. лет.

Дуванноярский разрез. При исследовании толщи Дуванного Яра для AMS-датирования нами был выбран ранее датированный по горячей щелочной вытяжке образец 316-YuV/9 с абс. высоты +14,0 м. Датировка щелочной вытяжки составила 44 200 ± 1100 лет (ГИН-4003). Образец (хранившийся более 15 лет в сухом состоянии после обработки щелочью и соляной кислотой) был разделен на фракции, отдельные фракции выделялись при помощи бинокулярной лупы. Удалось выделить, во-первых, остатки семян, во-вторых, веточки без коры, окатанные, размером 1-0,5 мм, преимущественно белого цвета, в-третьих, остатки стеблей трав и мелких листиков. Датирование с использованием метода AMS (радиоуглеродные AMS определения возраста отдельных фракций органики выполнены нами совместно с Ю.К. Васильчуком в Сеуле в лаборатории Й.Ч. Кима, а датирование щелочной вытяжки из неразделенного образца в ГИНе у Л.Д.  Сулержицкого) показало, что: 1) фрагменты семян наиболее древние, их радиоуглеродный возраст 45 700 ± 1200 лет; 2) белые тонкие веточки без коры несколько моложе - 40 500 ± 500 лет; 3) остатки трав самые молодые, их возраст - 39 000 ± 1300 лет [Vasil'chuk et al., 2001]. Следовательно, для датирования стандартным методом в этом разрезе больше всего подходят остатки трав. Но и эта самая молодая фракция, скорее всего, в значительной степени загрязнена переотложением, так как ниже этого образца также из отдельно выделенной фракции органики (крылышки насекомых) была получена более молодая дата 34 900 ± 800 лет [Vasil'chuk et al., 2001]. Отсюда также следует, что отложения формировались как из автохтонного растительного материала, так и из принесенного водой аллохтонного. Эти результаты подтвердили, что наиболее надежным является самый молодой образец в серии с одной и той же глубины. Отметим не только разницу в датировках фракций, но также и разницу значений δ¹³С у остатков семян (-32,4‰) и белых веточек (-25,6‰), которые демонстрируют, что выделенные фракции различны по происхождению, поскольку значение δ¹³С зависит от типа растения.

ДИСКУССИЯ

В условиях Арктики существенно различающиеся датировки по разным фракциям органики, скорее, правило, чем исключение. Радиоуглеродное датирование, проведенное на п-ове Кумберленд (о. Баффинова Земля на севере Канады) в 5-метровом прибрежном разрезе морских горизонтальнослоистых хорошо сортированных песков, с разной степенью насыщенности органическим материалом, показало высокую степень загрязнения этих отложений древним органическим материалом, поскольку инверсия датировок составила около 7 тыс. лет. В результате выполненных здесь методических исследований [Stuckenrath et al., 1979] удалось получить удовлетворительный ряд датировок без инверсий только по относительно более крупной фракции органического материала, нерастворимого в щелочи (>125 мкм), в то время как датировки по фракции, растворимой в щелочи, колебались то в сторону омоложения, то в сторону удревнения. Эти данные также очень важны и для понимания результатов проведенного нами AMS-датирования повторно-жильных льдов, где наиболее удовлетворительный ряд датировок дали датировки по микроорганике (органическому материалу >100 мкм, нерастворимому в щелочи).

Загрязнение более древним материалом очень трудно определить. Для получения адекватной радиоуглеродной датировки необходимо, чтобы исследуемые объекты представляли собой закрытые системы. Фундаментальная работа, проделанная И. Олссон по нескольким скандинавским озерам с ленточными глинами, показала, что загрязнение древней органикой может внешне никак не проявляться [Olsson, 1991]. Для выявления переотложения исследовались две фракции образца, растворимая в щелочи органика и нерастворимый остаток из образцов ленточных глин в Лугнвике (Швеция). Во всех случаях возраст нерастворимого остатка оказался значительно древнее, чем датировка органической фракции, растворимой в щелочи. Нерастворимый остаток был датирован 30 000 + 2500 / -2000 лет (U-213), а фракция, растворимая в щелочи, - 9000 + 1400 / -1200 лет (U-213), предполагаемый возраст, подсчитанный по ленточным глинам, составляет 8800 лет.

В зоне развития многолетнемерзлых пород наблюдается несколько иная картина. Даже если торфяник имеет внешне автохтонный вид, количество переотложенной пыльцы превышает 15-20%, следует ожидать частую встречаемость более древних датировок среди массива молодых дат, так как в данном случае примесь древней органики в образце может также достигать 15%. А это может исказить датировку отложений возрастом в 10 тыс. лет примерно на 1000 лет.

Проблема комплексного датирования многолетнемерзлых отложений с аллохтонной органикой исследовалась Р. Нельсоном с соавторами [Nelson et al., 1988] на разрезе голоценовых отложений в долине р. Ипикпук на Аляске. Здесь применение AMS-датирования позволило определить возраст обнаруженных в линзовидном прослое торфа семян Conispermum (семейство маревых - Chenopodiaceae) - 9 100 ± 350 лет (А-3900), также были датированы древесина Роpulus balsamifera - 9 430 ± 160 лет (I-13174) и пень Salix - 9 670 ± 130 лет (I-11073), причем семена Conispermum были отобраны непосредственно между корнями Salix. Эти датировки оказались наиболее молодыми. Они хорошо согласуются между собой и, вероятно, они точнее всего отражают процесс накопления отложений этой террасы, который начался 9 500-9 000 лет назад. Датировки по суммарным образцам (в англоязычной литературе применяется термин bulk samples) оказались гораздо старше. Так, образец торфа из этого же слоя с листьями Populus был датирован 13 730 ± 110 лет (USGS-883). Несогласие между датировками по торфу и отдельным макроостаткам свидетельствует о наличии аллохтонных примесей в торфяных прослоях.

Палинологический анализ показал, что в линзах торфа содержание переотложенной пыльцы и спор старше мелового возраста составляет 50% [Nelson et al., 1988]. Таким образом, и из этих данных очевидно, что содержание доплейстоценовых пыльцы и спор обычно может служить прекрасным индикатором удревненных радиоуглеродных датировок. Для определения источников загрязнения древним органическим материалом были датированы разные фракции образца торфа из линзы торфяника рядом с корнями пня Salix. Был получен следующий ряд: фракция торфа >2 мм датирована 13 250 ± 100 лет (USGS-2046A), фракция 1-2 мм 17 730 ± 110 лет (USGS-2046B), фракция 0,5-1,0 мм 24 740 ± 320 лет (USGS-2046C), фракция 0,25-0,5 мм 30 260 ± 530 лет (USGS-2046D), фракция <0,25 мм 20 360 ± 190 лет (USGS-2046E). Как мы видим, чем меньше размеры органических остатков, тем старше полученная датировка (правда в этом случае эта закономерность выполняется только до размерности 0,25 мм, более мелкая фракция уже дала менее древнюю дату, вероятно, дальнейшее деление этой фракции могло бы прояснить полученное отклонение). При таком разбросе датировок наиболее надежными представляются именно наиболее молодые даты.

Можно привести очень интересные результаты по датированию пыльцы и спор, которые были получены в лессовых толщах Китая в разрезе Янгтаомао [Zhou et al., 1997]. Серия из шести AMS радиоуглеродных датировок пыльцевого концентрата, верхний (на глубине 0,11 м) из которых датирован 6 950 ± 60 лет назад (АА-12317), а самый нижний (3,25 м) - 11 250 ± 80 лет назад (АА-12316), показала инверсионное распределение датировок. Образец на глубине 1,58 м выпал из ряда, его датировка древнее - 13 260 ± 90 лет назад (АА-12315), но именно в нем отмечено наличие переотложенной древней пыльцы.

Идентификация заметного количества мезозойских и даже палеозойских форм в палиноспектре лает определенные основания считать, что в суммарном образце может содержаться значительное количество «мертвого» углерода. Очень важно, что предварительный палинологический экспресс-анализ можно использовать для того, чтобы оценить валидность радиоуглеродных датировок не только после выполнения радиоуглеродного анализа, но также и до его проведения. В тех случаях, когда в образце обнаруживается большое количество древних палиноморф, следует опасаться, что в целом органика в заметной степени переотложена и, следовательно, датировка образца будет фиктивно более древней. Таким образом, можно использовать палинологические особенности для оценки достоверности радиоуглеродных датировок - на первом этапе ¹⁴С-датирования или даже на предварительной стадии необходимо выполнение анализа пыльцы и спор с особым акцентом на выделение переотложенных пыльцы и спор из более древних отложений.

Расхождения в датировках могут быть обусловлены своеобразным резервуарным эффектом, когда растения используют выделяющийся из многолетнемерзлых пород древний углекислый газ. В торфяниках наблюдается повторное использование микроорганизмами выделяющегося метана, это является причиной так называемого резервуарного эффекта радиоуглеродного датирования. По расчетам Р. Панкоста с соавторами этот эффект вне области многолетнемерзлых пород составляет около двухсот ¹⁴С лет [Pancost et al., 2000]. Особенно активно используют метан, выделяющийся при болотообразовательном процессе, некоторые виды грибов, обитающие на корневой системе верескоцветных растений (семейство Ericaceae). Если Ericaceae встречается среди растительных остатков в торфянике, то возможно небольшое удревнение даты, зависящее от возраста выделяющегося метана. Возраст углекислого газа и метана был определен в озерах Приколымского района Северной Якутии [Zimov et al., 1997]. Эти измерения показали, что возрастная стратификация метана сохраняется даже в озерных илах - снизу вверх получен безинверсионный ряд дат: 38, 27, 15, 11 и 8 тыс. лет. Следовательно, выделение древнего метана может оказать воздействие на радиоуглеродный возраст вышележащих озерных и болотных синкриогенных толщ.

Величина резервуарного эффекта меняется от озера к озеру. Надо иметь в виду, что активность современного радиоактивного углерода за последние 150 лет существенно снизилась из-за сжигания ископаемого топлива (так называемый эффект Зюсса, по имени исследователя, который впервые зафиксировал это явление), и резко повысилась из-за испытаний ядерного оружия. Разница между искусственным ¹⁴С, поступлением стабильных изотопов углерода в результате сжигания ископаемого топлива и природным уровнем в Швеции достигает 200%, однако в некоторых видах осадков, в частности в осадках небольших озер неподалеку от Упсалы, достигает только 20-30% [Olsson, 1991]. Вероятно, это результат резервуарного эффекта в озерах. Возраст озерных отложений может зависеть от растворенных в воде древних карбонатов и примеси древней органики из размываемых берегов озера. Было также обнаружено, что плавающие растения или растения, корни которых расположены под водой, демонстрируют гораздо более низкий уровень активности ¹⁴С по сравнению с атмосферой. Значения этой разницы для водного растения рдеста (Potamogeton) из шведского оз. Саяналампи 15,9±1,3%. Уровень активности радиоуглерода по одному и тому же виду урути (Myriophyllum) в двух связанных между собой проливом озерах оказался различным для разных озер, при этом разница изменялась год от года. Хотя растения чаще всего отражают уровень активности радиоуглерода в воде озера, тем не менее они также могут использовать содержащие радиоуглерод углекислый газ грунта, растворенный в воде углекислый газ и ион HCO₃^-. По мнению И. Олссон, мхи, использующие грунтовое питание, всегда будут подвержены резервуарному эффекту [Olsson, 1991]. Из этого следует, что при AMS-датировании отложений предпочтительнее использовать остатки растений, произрастающих на суше. Более древние карбонаты могут быть легко переотложены вместе с другими минеральными частицами. Многие датировки по озерам Финляндии в связи с этим были пересмотрены Й. Доннером и X. Юнгнером. Иногда встречаются ситуации, когда различия в датировках не связаны с переотложением, а вызваны особенностями питания растений - например, различиями в источниках воды, содержащей воднорастворимые углеродсодержащие соединения разного возраста. Сопоставление датировок по суммарным образцам с датами по отдельным компонентам из одних и тех же образцов в кернах отложений оз. Финглас Ривер на северо-востоке Ирландии (табл. 6), которые были изучены палинологически, дало очень ценную информацию. Палинологическая характеристика отложений свидетельствует о развитии тундровых фитоценозов [Turney et al, 2000], а значит, и о существовании многолетнемерзлых пород во время формирования озерных осадков. Наряду с суммарными образцами органики, были датированы встреченные в отложениях листья ивы Salix herbacea и орешки осок. Надо отметить, что палинологическая характеристика демонстрирует довольно однородные тундровые палиноспектры и практически полное отсутствие переотложенных пыльцы и спор. Как правило, датировки по листьям ивы в одних случаях практически полностью совпадают с датировками по органическому детриту, а в других - в верхней части керна моложе, при этом разница достигает 1 100 лет. Датировки по листьям ивы с глубины 0,02 и 0,35 м близки и они имеют одинаковые значения δ¹³С. Распределение датировок по листьям ивы, на наш взгляд, соответствует известному плато радиоуглеродных датировок между 10 400 и 10 100 лет назад. Датировки по орешкам осок практически совпадают с датировками по детриту - и те, и другие, вероятно, аллохтонные, они древнее и привнесены в озеро. Распределение датировок по листьям ивы, на наш взгляд, наиболее точно отражает процесс накопления данных озерных отложений. Датировки по растительному детриту и семенам осок, скорее всего, отражают процесс последовательного размыва несколько ранее накопившихся отложений с высоким содержанием органики, при этом более древние слои были эродированы позднее более молодых. Систематическая разница в датировках между листьями ивы и семенами осок обусловлена их разновременной фоссилизацией, и, возможно, разными источниками воды.

Для морских отложений возраст резервуара оценивается И. Олссон в среднем в 330 ± 20 лет. Возраст морского резервуара увеличивается с широтой, так для восточного побережья Гренландии он составляет 515 ± 25 лет [Olsson, 1991].

 

ВЫВОДЫ

1. Высокая степень сохранности пыльцы и спор, связанная с низкими температурами их консервации, и многократное переотложение палиноморф в результате высокой степени сохранности пыльцы и спор, а также низкая пыльцевая продуктивности растений в условиях Арктики ведут к преобладанию аллохтонной составляющей в палиноспектрах из отложений криолитозоны.

2. Палиноспектры тундровых регионов характеризуются принципиальным отличием, заключающимся в преобладании дальнезаносного компонента в группе пыльцы деревьев. Это, с одной стороны, затрудняет ландшафтную интерпретацию, а с другой стороны, заставляет искать новые подходы к палеоинтерпретации. В связи с этим палеопалинореконструкции тундровых регионов требуют специального методического формата реконструкций, предусматривающего исключение переотложенной пыльцы из более древних отложений и принесенной с юга пыльцы древесных растений.

3. Палиноспектры синкриогенных многолетнемерзлых отложений и подземных льдов, особенно анализ содержания переотложенных палиноморф, могут быть использованы на ранней стадии аналитических исследований до выполнения радиоуглеродного датирования органического материала для определения степени достоверности датирования. При содержании переотложенных древних палиноморф свыше 10% радиоуглеродная дата с большой долей вероятности может быть более древней.

4. Радиоуглеродное датирование палиноспектров синкриогенных многолетнемерзлых отложений и подземных льдов может быть осуществлено с высокой степенью точности непосредственным AMS-радиоуглеродным датированием пыльцы и спор при использовании для их экстракции специально разработанной методики предварительной обработки образцов.

Автор глубоко признательна профессору Ю.К. Васильчуку и д.г.н. Н.С. Болиховской за дискуссию по рассматриваемым в статье вопросам, профессору Йонгу Чан Киму, директору межуниверситетского Центра ускорительной масс-спектрометрии Сеульского государственного университета за всемерную поддержку идеи датирования пыльцы и осуществление радиоуглеродных измерений, сотрудникам этого центра - Цинь Канг и Хану Парку за помощь в тщательной предварительной лабораторной подготовке датируемого материала, а также благодарна Йоханнесу ван дер Плихту, Хегне Юнгнеру и Л.Д. Сулержицкому за радиоуглеродное датирование образцов, в которых был выполнен анализ пыльцы и спор.

Работа частично финансировалась Российским фондом фундаментальных исследований (гранты 02-05-64177, 00-05-64736 и 01-05-02004БНТС_а).

ЛИТЕРАТУРА