Палеоботанические исследования голоценовых отложений Шпицбергена, в частности торфяников, предоставляют важную информацию об изменении палеогеографических условий и позволяют сделать некоторые выводы о развитии оледенения архипелага в разные периоды голоцена. Таких исследований проведено пока немного. Первые находки торфяников на Шпицбергене мощностью до 2 м были сделаны Г.Андерссоном в начале века [Andersson, 1910] . В последние два десятилетия спорово-пыльцевые анализы торфяников с определением их абсолютного возраста выполнены А.Шродонем [Srodon, 1960] для района Хорнсунна и Э.М.Зеликсон [1971] для района Семмельдален на Земле Норденшельда. Оба этих торфяника имеют позднеголоценовый возраст. Датированный спорово-пыльцевой профиль для всего голоцена впервые получен X. Хювариненом [Hyvärinen, 1970] по результатам палинологических исследований донных отложений озер на севере о. Западный Шпицберген и Северо-Восточной Земли (рис. 1). Торфяники средне- и раннеголоценового возраста на Шпицбергене до сих пор не были отмечены.

В 1976 г. Л.С. Троицкий обнаружил реликтовый торфяник толщиной до 1,8 м в средней части Рейндален, вблизи устья Гангдален на высоте примерно 25 м над ур. моря. Перекрытый сверху слоем суглинка 25-30 см, торфяник расположен в верхней части пятиметрового обрыва террасовидной поверхности, подмываемой ручьем. Выходы торфа, прослеживаемые в обрыве на расстоянии около 100 м, подмываются ручьем, и блоки торфа сползают к основанию обрыва. В 1978 г. Л.С. Троицким был найден другой торфяник на левом берегу Адвентдален, выше устья Болтердален на высоте около 30 м над уровнем моря. Торфяник толщиной 1,9 м сверху перекрыт делювиальным суглинком мощностью до 1 м и интенсивно подмывается р. Адвентэльва.

Из обоих торфяников были взяты полные монолиты торфа и более 60 образцов детально исследованы Т.Г.Суровой на спорово-пыльцевой анализ. Проанализированы также 16 поверхностных проб из различных районов Шпицбергена. Ботанический анализ торфа выполнен в лаборатории Михневской тематической партии Е.И.Скобеевой и О.Н.Успенской. По С¹⁴ определен абсолютный возраст 7 образцов торфа в лаборатории изотопной геологии Института геологии АН ЭССР.

Ниже приводятся ранее опубликованные абсолютные датировки торфяников из Хорнсунна [Blake et al., 1963], Семмельдален [Зеликсон, 1971], а также новые датировки торфяников из Адвентдален и Рейндален. В сантиметрах указана глубина залегания датированных образцов от поверхности торфяника.

Нижние пробы всех торфяников являются их базальными горизонтами. Как видим, торфяники имеют разный возраст: в Хорнсунне и Семмельдален они образовались в позднем голоцене, в Адвентдален - в основном в среднем голоцене, в Рейндален - в раннем голоцене. Отсюда следует, что условия для накопления торфа на Шпицбергене существовали на протяжении всего голоцена. По возрасту указанные четыре торфяника охватывают большую часть голоцена. Не охарактеризованным пока остается начало позднего голоцена между 4700 и 2700 лет назад. Торфяники из Рейндален и Адвентдален в возрастном отношении значительно перекрывают друг друга. На основании этих датировок впервые построена достаточно полная палеогеографическая схема голоцена Шпицбергена.

Торфяник из Рейндален сложен в основном гипновым низинным типом торфа, самые верхние его слои представлены осоковым и осоково-гипновым низинным торфом. По-видимому, накопление торфа начиналось в мелководных озерах, постепенно превратившихся в болото. Существенно разная скорость торфонакопления в разные отрезки голоцена обусловлена изменением климатических условий. Так, в Рейндален во вторую половину раннего голоцена накопление торфа происходило значительно быстрее, чем в первую половину. Исключительно высокой была скорость прироста торфа в среднем голоцене - а к концу она сократилась до 9 см за 100 лет.

Образцы торфа для спорово-пыльцевого анализа обработаны сепарационным методом и ацетолизированы. Содержание пыльцевых зерен и спор на одном стекле составило от 100 до 400. Как видно на спорово-пыльцевых диаграммах (рис. 2) основную массу составляет пыльца и споры местной флоры. Содержание дальнезаносной пыльцы колеблется от 3 до 204: из древесных это пыльца сосны и ольхи, из разнотравья - пыльца полыни, маревых, и споры плаунов. Количество дальнезаносной пыльцы по разрезам торфяников из Рейндален и Адвентдален существенно не менялось на протяжении голоцена и мало отличается от содержания ее в современных поверхностных пробах, что свидетельствует о сравнительном постоянстве условий ее транспортировки. В то же время соотношения местной и дальнезаносной пыльцы в разных районах архипелага сильно меняется. Так, на севере о.Зап.Шпицберген и на Северо-Восточной Земле из-за слабого развития растительности и продуцирования относительно малого количества местной пыльцы содержание дальнезаносной пыльцы на протяжении голоцена изменилось в пределах 30-80% [Hyvärinen, 1970].

Существенные колебания содержания пыльцы ивы полярной и карликовой березки в спорово-пыльцевых спектрах изученных торфяников от 5-7 до 35-40% могут служить одним из важных показателей изменения температурного режима и влажности климата на протяжении голоцена. Это обстоятельство было положено в основу при выделении фаз развития растительности. При этом учитывались также локальные различия в распространении современной растительности на архипелаге. Известно, что карликовая березка произрастает в настоящее время в основном в Адвентдален и Колесдален в наиболее теплой центральной части острова, что, вероятно, имело место и раньше и обусловило относительно большее ее содержание в спорово-пыльцевых спектрах этого района в голоцене. Развитие полярной ивы часто связывают с повышением снежности [Зеликсон, 1971]. В результате выполненных датировок мы предварительно расчленили в табл. 1 голоцен Шпицбергена на периоды, которые могут быть сопоставлены со схемой Блитта-Сернандера.

Пребореальный период - время начала накопления торфа в Рейндален, где базальный слой торфяника датирован 10360±260, и резкого преобладания осоково-злаковых: ассоциаций, фаза 1. В небольшом количестве в растительном покрове присутствует полярная ива и карликовая березка, торфонакопление замедлено: до 4 см за 100 лет. Климат был суровее и засушливее по сравнению с современным. Нижняя граница этого периода совпадает с концом позднего дриаса в Европе. Верхняя граница пребореала по нашим данным не выделяется; на диаграмме торфяника из Адвентдален она трудно определима, но четкий тренд этого рубежа прослеживается на спорово-пыльцевых диаграммах озерных отложений Северо-Восточной Земли [Hyvärinen, 1970].

Бореальный период характеризуется также безраздельным господством осоковой растительности с отдельными вспышками развития злаков на общем фоне гипновых мхов (см. рис. 1 и 2А, фаза II). По-прежнему в составе растительного покрова из кустарниковых встречаются только ива и карликовая березка, которые несколько больше распространены в Адвентдален, где началось отложение торфа - базальный слой торфяника имеет возраст 8670±60. К концу периода скорость накопления торфа в Рейндален увеличивается, что свидетельствует о некотором потеплении. Возрастная граница бореального и атлантического периодов установлена весьма четко по спорово-пыльцевой диаграмме из Рейндален, где около 8000 лет назад отмечается увеличение содержания пыльцы ивы. Это хорошо согласуется с определением возраста этого района в Европе и на Русской равнине.

Атлантический период выделяется резким увеличением в составе растительности кустарничковых. Содержание пыльцы карликовой березы в фазе III достигает 30%, а полярной ивы 20%, что в несколько раз превышает количество этой пыльцы в современном спектре, а также в другие периоды голоцена. Участие злаковых возрастает до 45%, а присутствие пыльцы осоковых вдвое сокращается. Это свидетельствует о значительном потеплении климата и, возможно, об увеличении влажности. Судя по спорово-пыльцевой диаграмме торфяника из Адвентдален, наибольшее потепление было 5600-5000 лет назад, что соответствует климатическому оптимуму голоцена. В это время происходит особенно интенсивное нарастание торфа; ледники сильно отступили и были меньше, чем в современную эпоху. Близкий возраст климатического оптимума 5000 лет установлен Х.Хювариненом [Hyvärinen, 1970] по результатам палинологических и геохронологических исследований озерных отложений на Северо-Восточной Земле. Возраст границы атлантического и суббореального периодов может быть приблизительно оценен в 5000 лет, что в общем соответствует европейским разрезам, где эта граница датируется в 4500 лет.

Суббореальный период охарактеризован спорово-пыльцевыми спектрами лишь частично. Торфяники с возрастом 4700-2700 лет на Шпицбергене пока не обнаружены, хотя есть основания предполагать, что торфонакопление в это время продолжалось. Начало периода 5000-4700 лет назад характеризуется резкой деградацией кустарничковой растительности, что хорошо видно на спорово-пыльцевых диаграммах торфяника из Адвентдален (фаза IV на рис. 2Б). Содержание пыльцы полярной ивы и карликовой березки меньше, чем в современных пробах. Можно думать, что в этот отрезок суббореала климат был несколько более прохладным и засушливым, чем современный. По данным спорово-пыльцевого анализа торфяника из Семмельдален [Зеликсон, 1971] можно заключить, что климат в конце суббореала 2700-2500 лет назад был относительно прохладным, как и в его начале. Возрастной рубеж суббореального и субатлантического периодов по пыльцевой диаграмме и радиоуглеродным датировкам торфяника из Семмельдален установлен достаточно хорошо в 2500 лет назад [Зеликсон, 1971], что соответствует европейской шкале голоцена.

Субатлантический период достаточно полно характеризуется данными спорово-пыльцевого анализа торфяников из Семмельдален и Хорнсунна [Srodon, 1960]. В растительном покрове участие полярной ивы увеличивается до 15-25%, а в отдельных образцах до 50%, что говорит о некотором потеплении и увлажнении климата по сравнению с суббореалом. Большую роль в составе растительности играют злаки - от 20 до 70%. Скорость торфонакопления равномерная, около 14 см за 100 лет [Зеликсон, 1971].

Таким образом, развитие растительности и палеоклиматических условий в голоцене на Шпицбергене происходило по близкой для Севера Европы и Русской равнины, схеме. Отличие состояло лишь в том, что бореальный и суббореальный периоды на архипелаге были несколько прохладнее, чем современный. Исключительное совпадение хронологических рубежей и общность в развитии растительности в голоцене отмечены на Шпицбергене и в Восточной Гренландии [Funder, 1976] , где в атлантический период также широкое распространение получила карликовая березка, а в субатлантическое время - полярная ива.

Палеогеографическая схема голоцена центральной части о.Зап.Шпицберген Р.Фейлинг-Ханссена [Feyling-Hanssen, 1965] составлена на основе изучения видового состава раковин морских моллюсков из морских террас. Она характеризует аллерёд и поздний дриас как холодный период - террасы Муа и Saxicava высотой 90-60 м, пребореал как период с умеренным климатом - террасы Муа высотой 60-40 м; бореал, атлантическое время и суббореал вместе взятые как относительно теплый период с богатой фауной - террасы Astarte высотой 40-3 м, и, наконец, субрецентный период как прохладный, соответствующий субатлантическому времени. Наша схема голоцена Шпицбергена в основных чертах согласуется этой схемой, но атлантическое время, по нашим данным, оказывается более теплым, чем бореальное и суббореальное.

Составленная нами палеогеографическая схема голоцена Шпицбергена имеет важное значение для выяснения этапов развития оледенения архипелага и более точной хронологической привязки голоценовых ледниковых стадий. Этому в значительной мере способствуют выполненные в последние годы радиоуглеродные датировки стадиальных морен, хотя еще не все ледниковые стадии непосредственно датированы. Поэтому возникает необходимость их косвенной привязки к различным отрезкам голоцена на основе анализа палеогеографических условий и местоположения морен по отношению к современным ледникам, чему способствуют датировки торфяников. Как показано выше, возраст базального горизонта торфяника из Рейндален составляет 10360±260 лет. Следовательно, крупная стадиальная морена в низовьях долины в 12 км от торфяника древнее: предположительно ее формирование мы относим к позднеледниковью.

Достаточно хорошо согласуется с палеогеографической обстановкой выделенные ранее и датированные по С¹⁴ стадии трескелен, грён-фьорд и дамес-морены [Пуннинг и Троицкий, 1977; Троицкий, 1975]. В теплое атлантическое время ледники архипелага сильно сокращались, что подтверждается, в частности, тем, что современные ледники перекрывают среднеголоценовые морские террасы. Отступание ледников в период 750-1550 лет назад четко фиксируется серией радиоуглеродных датировок растительных остатков, вытаявших из-под ледника Вереншельда [Baranowski, 1977].

Палеоботанические исследования торфяников Шпицбергена позволили существенно уточнить этапы развития растительности и палеогеографических условий на архипелаге. Эти исследования необходимо продолжить с целью разработки более полной хроностратиграфической шкалы голоцена Шпицбергена.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зеликсон Э.М. Палинологическое исследование голоценового торфяника на Шпицбергене. - В сб.: Палинология голоцена, М., 1971, стр.199-212.

2. Пуннинг Я.-М.К., Троицкий Л.С. О наступаниях ледников на Шпицбергене в голоцене. - В сб.: Материалы гляциол. исслед. Хроника, обсуждения, вып. 29. М., 1977, с.211-216.

3. Троицкий Л.С. История оледенения архипелага. - В кн.: Оледенение Шпицбергена (Свальбарда). М., «Наука», 1975, с. 226-241.

4. Andersson G. Die jetzige und fossile Quarterflora Spitzbergen als Zeugnis von Klimaanderungen. - In.: Die Veranderungen des letzten Eiszeit. 11 Internationale geologenkongresse. Stockholm, 1910, P. 409-417.

5. Blake W., Olsson Ir., I.U. and Srodon A. A radiocarbon dated peat deposit near Hornsund, Vestspitsbergen and its bearing on the problem of land uplift. Norsk Polarinstitut Arbok, 1963. Oslo, 1965, p.179-180.

6. Baranowski S. Subpolarne lodowce Spitsbergen na the klimatu tego regionn. Wroclaw, Wydamnictwa uniwersytetu Wroclawskiego, 1977, 157 p.

7. Feyling-Hanssen R.W. Shoreline displacement in Central Spitsbergen. Medd.Norsk Polarinstutut 1965, № 93, p.1-6.

8. Funder S. Holocene stratigraphy and vegetation history in the Scoresby Sund area, East Greenland. Grønlands geologiske undersøgelse, Bulletin № 129. Ktfbenhavn, 1976, 66 p.

9. Hyvärinen H. Flandrian pollen diagrams from Svalbard. Geografiska Annaler, 52-A, IP 3-4, 1970, p. 213-222.

10. Srodon A. Pollen spectra from Spitsbergen. Folia Quaternaria, № 3, 1960, 17 p.

SUMMARY

Results of spore-pollen, paleobotanic and radio-carbon analyses of Spitsbergen relict peat bogs from Reindalen and Adventdalen valleys are shown. The data of peat bogs' studies in Hornsund [Srodon, 1960], Semmeldalen [Zelikson, 1971] and .lacustrine deposits in the north of Swalbard (West Spitsbergen) and North-Eastern Land [Hyvärinen, 1970] are also presented. Nearly complete picture of the changes of climate and Holocene vegetation of Spitsbergen has been obtained. The section of Holocene within the interval of 4700 and 2700 years B.P. makes the only exception. The paleogeographical diagram of the Holocene in Spitsbergen has been plotted; comparison with Greenland [Funder, 1976] and the stratigraphic diagram of the Holocene in the central part of Spitsbergen has been undertaken.

The paleogeographic diagram of the Holocene of Spitsbergen is of great significance for the clarification of glaciation stades of the archipelago. The age of the basal horizon of Reindalen peat bog makes up 10360±260 years. Consequently, the large stadial moraine in the lower reaches of Reindalen Valley, situated 12 km away from the peat bog is older. The formation of this stadial moraine can be dated to the La-teglacial Time. The Treskelen, Gren-fjord and Dames-Moraine stades 2, 3, distinguished earlier and dated back by C¹⁴ well agree with the paleogeographic situation. The glaciers of archipelago shrinked greatly in the warm Atlantic Time. This is confirmed by the fact that present-day glaciers cover the Mid-Holocene sea terraces. The retreat of glaciers 750-1550 years B.P. is well pronounced.

Ссылка на статью:

Сурова Т.Г., Троицкий Л.С., Пуннинг Я.-М.К. Об истории оледенения Шпицбергена в голоцене по данным палеоботанических исследований // Материалы гляциологических исследований. 1982. № 42. С. 100-106.