| ||
УДК 551.35:551.794(268.52) *
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия **
LSCE
CNRS-CEA,
Жиф-сюр-Иветт, Франция
|
Исследована колонка донных
осадков длиной около
Позднечетвертичная история Карского моря продолжает оставаться предметом острой дискуссии. С одной стороны, М.Г. Гроссвальд по-прежнему отстаивает идею о существовании в валдайское время гигантского ледникового купола с центром в Карском море [Grosswald, 1998]. С другой стороны, А.А. Величко [Velichko et al., 1997] и Ю.А. Павлидис [Павлидис и др., 1998] предполагают, что подавляющая часть площади этого бассейна вообще не испытывала оледенения в валдае. Морская голоценовая история также вызывает много вопросов, например, о причинах диахронности климатического оптимума на суше и на море [Полякова, 1997], об эволюции поставки осадочного материала крупнейшими реками Сибири Обью и Енисеем, и т.д.
Существенно терригенный характер рассеянного органического вещества
донных осадков [Романкевич
и др., 1982] затрудняет применение
радиоуглеродного анализа в соответствующей модификации для датирования,
а биогенного СаСО3 в морских осадках, как правило, слишком
мало для традиционных методов радиоуглеродного датирования, применяемых
в России. В большинстве случаев создание надежной возрастной модели для
конца плейстоцена-голоцена возможно только на основе результатов
радиоуглеродного анализа методом ускорительной масс-спектроскопии, что
для Карского моря, в частности, было продемонстрировано для района
желоба Святой Анны [Hald et al., 1999; Polyak et al., 1997].
Пока таких данных очень мало, поэтому материалы, полученные при
современном комплексном исследовании даже одной колонки, представляют
несомненный интерес. ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ходе арктической экспедиции немецкого исследовательского судна «Поларштерн»
в
Литологическое описание осадочного разреза было выполнено в рейсе Р.
Штайном, а данные по физическим свойствами получены там же Ф. Ниссеном [Rachor,
1997]. Гранулометрический анализ по
методике Петелина [1967]
был осуществлен в Аналитической лаборатории ИО РАН под руководством В.П.
Казаковой, выделение фракции более УСЛОВИЯ СОВРЕМЕННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Рассматриваемая колонка донных осадков расположена в шельфовой впадине, чей генезис связан с выражением в рельефе западного окончания разлома Вилькицкого [Тектоническая…, 1998]. Непосредственно к северо-востоку от этой впадины находится остров Большевик, входящий в архипелаг островов Северной Земли. Остров сложен толщей протерозойских черных сланцев, прорванной небольшим интрузивным телом палеозойских гранитоидов [Геология…, 1970]. Коренные породы перекрыты прерывистым покровом четвертичных отложений различного генезиса, причем наиболее древние из них начали формироваться около 500 тыс. лет назад [Большиянов и Макеев, 1995]. В центральной части острова расположен ледник Ленинградский. Представляется, что о. Большевик является одним из источников осадочного материала для рассматриваемого района. Кроме того, отмеченный ранее в литературе [Марецкий, 1985] генеральный северо-восточный перенос осадочного вещества в восточной половине Карского моря способствует поставке в исследуемый бассейн твердого стока р. Енисея. Наконец, следует упомянуть и о возможной роли Таймыра как поставщика осадочного материала. Вероятно, другие источники осадочного вещества играют второстепенную роль.
С литологической точки зрения вскрытый разрез представляет собой
однородную толщу темно-серых и черных терригенных пелитовых илов с
рассеянными по колонке диагенетическими скоплениями гидротроилита и
единичными раковинами двустворчатых моллюсков размером 3-
Гранулометрический состав исследованных отложений (по результатам
анализа 39 образцов) весьма однороден. Содержание гравийной фракции, как
правило, не превышает 0.1% (максимум отмечен в гор.
При более подробном рассмотрении распределения суммарных содержаний
песчаных и алевритовых фракций по разрезу (рис. 1) можно выделить
несколько горизонтов. Так, по распределению песчаных частиц намечаются
следующие горизонты (сверху вниз): 0-
Возникает закономерный вопрос: в какой степени описанные особенности
изменения гранулометрического состава донных осадков обусловлены
присутствием биогенных компонентов? Изучение мазков показало, что
влияние диатомовых водорослей пренебрежимо мало. Биогенный карбонат
кальция представлен редкими раковинами бентосных фораминифер и
раковинами двустворчатых моллюсков (целыми и детритом). В обоих случаях
форменные остатки имеют размеры, превышающие верхний предел пелитовых
фракций. Однако чрезвычайно низкая карбонатность и отмеченное выше
распределение раковин моллюсков свидетельствует о том, что в целом
значение биогенного СаСО3 в образовании песчано-алевритовых
фракций весьма невелико. Оно повышается лишь для горизонта от забоя до
примерно
На рис. 1 показано распределение СаСО3
и Сорг во фракции менее
Среди тяжелых минералов в колонке доминирует комплекс эпидот - черные
рудные - клинопироксены (рис. 2). В горизонтах 140-200 и 680-
Как известно, данные по магнитной восприимчивости несут информацию о
содержании ферромагнитных минералов в донных осадках. В исследованной
колонке наблюдается довольно плавное возрастание величины магнитной
восприимчивости от 50 х 10-5 ед. СИ на
По результатам фораминиферового анализа колонку удалось расчленить на
следующие горизонты (сверху вниз): 0-400, 400-740 и 740- С. reniforme, I. norcrossi и В. frigida известны как типичные низкоарктические, относительно мелководные виды, обитающие на дне сезонно покрытых льдами арктических акваторий, а Е. clavatum выдерживает и стрессовые условия, в частности, в районах выхода к морю ледников [Корсун и др., 1994; Polyak & Solheim, 1994]. Н. orbiculare и Е. barttletti указывают на пониженную соленость придонных вод.
Нам удалось датировать четыре образца раковин двустворчатых моллюсков,
расположенных в исследованной колонке на глубинах 120, 250, 400 и
Анализ таблицы приводит к следующим выводам: нижняя часть колонки (от
забоя до ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Представляется целесообразной интерпретация полученных данных совместно
с результатами эволюции природной среды о. Большевик [Большиянов и Макеев, 1995].
Здесь зафиксировано локальное разрастание ледников, которое началось
18-19 т. л.н. Его максимум пришелся на 13-15 т. л.н. Судя по находкам
торфов и остатков мамонтов возрастом 11.5 т. л. н. около края
современного ледника, в это время разрастание ледника прекратилось.
Однако подъем уровня моря с минимальных отметок -100-
Вероятно, при этом уровень моря был заметно ниже, глубина не превышала
20- В начале голоцена (10.0-8.8 т. л.н.) на о. Большевик зафиксирован климатический оптимум: существовала кустарниковая тундра, средняя летняя температура была выше современной на 4-6°С, активно формировались озера и болота в связи с деградацией ледника и развитием термокарста. Происходило быстрое повышение уровня моря и, в связи с этим, замедление скорости седиментации. На шельфе в это время существовали несколько менее суровые условия обитания бентосных фораминифер, чья фауна была довольно обильной и отражала присутствие сезонного ледового покрова. Важно отметить, что именно с окончанием климатического оптимума на суше связано ощутимое уменьшение привноса осадочного материала сибирскими реками, если судить по комплексам тяжелых минералов. К этому же рубежу также стабилизируется поступление в осадки алеврита. Следует указать, что усилившаяся поставка осадочного материала в долины о. Большевик, обусловленная таянием ледников, и зафиксированная также в осадках увеличением концентрации роговой обманки, не смогла увеличить скорость шельфовой седиментации. Причиной этого явления, на наш взгляд, является более важная роль подъема базиса эрозии, способствовавшего итоговому уменьшению интенсивности морского осадконакопления. Последовавший затем на острове эпизод похолодания и разрастания оледенения (8.8-около 4 т. л.н.) во время пессимума совпал с заметным уменьшением скоростей седиментации (5.25 тыс. лет назад) и почти тотальным растворением секреционных бентосных фораминифер (6.9 т. л. н.) в шельфовых осадках. Причиной последнего, вероятно, являются изменения в карбонатной системе морской воды, в частности, изменения величины рН и содержания бикарбонат-иона в придонной воде. Есть основания считать, что одновременно несколько возросла соленость придонного слоя. Несмотря на последовавшие слабые флуктуации климата на острове, гидрохимическая структура морской воды принципиально уже не менялась. Сопоставление результатов фораминиферового анализа и распределения органического углерода по колонке убедительно свидетельствует, что в данном случае минерализация органического вещества в диагенезе не является основным фактором, ответственным за растворение биогенного СаСО3.
Как и в предыдущем эпизоде, новое обогащение осадков роговой обманкой
(4.9-3.4 т. л. н.) опять совпало с относительным потеплением и усилением
эрозии на о. Большевик. Уменьшение суммарных концентраций и алевритовых,
и песчаных фракций, происшедшее около 1.5 т. л.н. и продолжающееся
вплоть до настоящего времени, достаточно четко может быть связано с
подъемом уровня моря на
Представляется, что совокупность имеющихся данных по тяжелым минералам,
магнитной восприимчивости и Сорг позволяет (с некоторыми
оговорками) предположить, что для исследованного района именно материал
речных выносов Енисея играл главную роль в морской седиментации самого
конца плейстоцена-голоцена, причем их относительное значение было
гораздо выше в позднем дриасе-раннем голоцене. Еще предстоит определить,
что было важнее для четко зафиксированного уменьшения скорости
седиментации в голоцене: изменения природной среды на водосборе Енисея
или глобальный подъем уровня моря [Fairbanks, 1989]?
Мы склоняемся ко второй версии, т.к. идентичная эволюция скоростей
седиментации была, например, зафиксирована на северо-западе Карского
моря [Hald
et
al.,
1999], на шельфе Берингова моря [Марина
и др., 1985], на плато Ермак [Levitan
et
al.,
1998], на шельфе Канадской Арктики
[Aitken
&
Bell, 1998]
и в других регионах. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, в истории голоценового осадконакопления в исследованном районе Карского моря мы наблюдаем сочетание двух основных тенденций: глобальной и региональной. Глобальная тенденция представлена, главным образом, трендом неравномерного повышения уровня моря в послеледниковое время. О нем мы судим, в основном, по убыванию скоростей седиментации, абсолютных масс осадочного материала и поведению суммы алевритовых фракций в донных осадках голоцена. Региональная тенденция представлена, прежде всего, особенностями изменения вещественного состава морских осадков, отразившими вариации относительного значения различных источников осадочного материала и, в частности, убывание относительного вклада речных выносов Енисея в течение голоцена. При этом даже в современную эпоху для изученного района характерно преобладание материала речных выносов в составе донных осадков.
М.В. Буртман искренне признательна руководству Института полярных и
морских исследований им. Альфреда Вегенера (Бремерхафен, Германия) за
приглашение участвовать в упомянутом рейсе НИС «Поларштерн». Помощь
немецких коллег во главе с А. Рахором и Р. Штайном при сборе материала
была весьма полезной. Мы благодарны также Ж.-К. Дюплесси за содействие в
проведении радиоуглеродных анализов. Статья выполнена при финансовой
поддержке РФФИ-НЦНИ (проект № 98-05-22029). СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Болъшиянов Д.Ю., Макеев В.А. Северная Земля. История природной среды и оледенения. С-Пб.: Гидрометеоиздат, 1995. 240 с. 2. Геология СССР. Т. 26. Острова Советской Арктики. М.: Недра, 1970. 547 с. 3. Дунаев Н.Н., Левитан М.А., Купцов В.М. Физические свойства донных осадков Карского моря // Океанология. 1995. Т. 35. № 6. С. 916-923. 4. Корсун С.Ф., Погодина И.А., Тарасов Г.А., Матишов Г.Г. Фораминиферы Баренцева моря. Апатиты: изд. КНЦ РАН, 1994. 136 с. 5. Левитан М.А., Хусид Т.А., Купцов В.М. и др. Типы разрезов верхнечетвертичных отложений Карского моря // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С. 776-788. 6. Марина М.М., Левитан М.А., Люцарев С.В. История накопления органического углерода в голоценовых отложениях северо-западного шельфа Берингова моря // Океанология. 1985. Т. 25. № 4. С. 602-609. 7. Морецкий В.Н. Распространение и динамика распресненных вод в Карском море // Тр. ААНИИ. 1985. Вып. 389. С. 33-39. 8. Павлидис Ю.А., Ионин А.С., Щербаков Ф.А. и др. Арктический шельф. Позднечетвертичная история как основа прогноза развития. М.: ГЕОС, 1998.187 с. 9. Петелин В.П. Гранулометрический анализ морских донных осадков. М.: Наука, 1967. 128 с. 10. Полякова Е.И. Арктические моря Евразии в позднем кайнозое. М.: Научный мир, 1997. 146 с. 11. Романкевич Е.А., Данюшевская А.И., Беляева А.Н. Биогеохимия органического вещества арктических морей. М.: Наука, 1982. 240 с. 12. Тектоническая карта морей Карского и Лаптевых и севера Сибири / Ред. Богданов Н.А., Хаин В.Е. М.: Картография, 1998. 13. Aitken A.E., 14. Behrends M., Peregovich В.,
Stein R.
Terrigenous sediment supply into the Arctic Ocean: heavy-mineral
distribution in the 15. 16. Grosswald M.G.
Late-Weichselian ice sheets in 17. Hald M., Steinsund P.I. Benthic foraminifera and carbonate
dissolution in surface sediments of the Barents and 18. Hald M., Kolstad V., Polyak L. et al.
Late-glacial and Holocene paleoceanography and sedimentary environments
in the St. Anna Trough, Eurasian Arctic margin // Palaeogeogr.,
Palaeoclimatol., Palaeoecol. 1999. V. 146. P. 229-249. 19. Levitan M.A., Dekov V.M., Gorbunova Z.N. et al. The 20. Levitan M.A., Mityaev M.M., Stein R., Nissen F. Holocene
sedimentation rates of the Yermak Plateau // 6th Zonenshain
Conf. Plate Tectonics. Progr. & Abstr. M.: IO RAS, 1998. P. 72.
21.
Nissen F., Weiel D. Distribution of magnetic susceptibility on the
Eurasian shelf and continental slope - implications for source area of
magnetic minerals // Ber. Polarforsch.
1996.
№ 212. P. 81-88. 22. Polyak L., Solheim A.
Late- and postglacial environments in the northern Barents Sea west of 23. Polyak L., Forman S.L., Herlihy F.A. et al.
Late Weichselian deglacial history of the Svyataya (Saint) Anna Trough,
northern 24. Rachor E. (Ed.) Scientific cruise report of the Arctic
expedition ARK-XI/1 of RV "Polarstern" in 1995 // Ber. Polarforsch.
1997. № 226. 157 p. 25. Velichko A.A., Kononov Yu.M., Faustova M.A.
The last glaciation of Earth: size and volume of ice-sheets //
Quatern. Intern. 1997. V. 41/42. № 43-51.
On Holocene Sedimentation History in the Eastern
M.A. Levitan, M. Arnold, M.V. Bourtman, E.V. Ivanova, M.M. Marina
A sedimentation core with a length of
|
Ссылка на статью:
Левитан
М.А., Арнольд М., Буртман М.В., Иванова Е.В., Марина М.М. К истории голоценовой седиментации в восточной
части Карского моря
//
Океанология, 2000, том 40, № 4, с. 614-620.
|