Проблема оценки состояния природной среды Арктического шельфа и прогноза ее развития в условиях меняющегося климата и усиления антропогенного воздействия является крайне актуальной. Современные донные осадки, их динамика и уровень загрязнения рассматриваются как значимые индикаторы состояния природной среды. Особый интерес вызывает возможность образования на шельфе устойчивых скоплений загрязняющих веществ, ассоциирующих с донными осадками.

С позиций представлений об Арктической геодепрессии [Геологическое строение…, 1984; Геология…, 2004], шельф является внутренней, примыкающей к океаническому ядру частью материковой центриклинали. В сквозном седиментационном континууме геодепрессии, направленном от ее пограничного орогенного пояса к океаническому ядру, шельф представляет собой сложно построенную зону транзита и аккумуляции современных осадков.

По доминирующему литодинамическому процессу на Арктическом шельфе выделяют три вида областей: а) устойчивой аккумуляции, б) неустойчивой аккумуляции и в) перемыва (или размыва) [Геологическое строение…, 1984; Геология…, 2004]. В значительной степени современная литодинамика контролируется морфологией подстилающей поверхности, т.е. рельефом дна, который в сочетании с гидродинамическими характеристиками определяет возможность развития тех или иных процессов.

Геоморфологическое картографирование арктического шельфа Евразии с использованием приемов системно-морфологического подхода [Ласточкин, 2002; Зинченко и Ласточкин, 2001] показало, что в пределах рассматриваемого шельфа присутствуют все виды элементарных поверхностей вертикального ряда, предусмотренного систематикой площадных элементов земной поверхности. При этом преимущественным распространением среди верхних и нижних (по относительному батиметрическому положению) поверхностей пользуются плоские субгоризонтальные. Верхние при этом отвечают плато и плосковершинным возвышенностям, а нижние - днищам желобов и впадин. Что касается поверхностей склонового ряда, то среди них преобладают такие морфологические типы, как уступы, площадки и подножия. При этом типичный набор элементарных поверхностей и их особенности в западной и восточной частях шельфа Евразии заметно различаются.

Системно-морфологический подход позволяет определить роль каждой элементарной поверхности по отношению к нисходящим и циркуляционным потокам осадочного вещества. На Арктическом шельфе оно в значительной степени представлено нефелоидами - тонкодисперсными терригенными осадками, переносимыми во взвеси. Именно эти осадки отличаются повышенной сорбционной емкостью [Геология…, 2004; Андреева и др., 1999], поэтому на участках их устойчивого депонирования вероятно образование скоплений загрязняющих веществ. Доказано явление «стекания» нефелоидного слоя по понижениям рельефа [Мурдмаа и Иванова, 1999 и др.]. Наиболее вероятными ловушками нефелоидных осадков являются участки дна, откуда невозможно дальнейшее развитие нисходящих потоков. К ним, в первую очередь, относятся нижние замкнутые элементарные поверхности, ограниченные по всему контуру линией вогнутого перегиба профиля дна. Примером их могут служить днища замкнутых желобов и впадин, а также и замкнутые нижние осложняющие элементы меньшего размера.

Поверхности склонового ряда контролируют перемещение нисходящих потоков в направлении понижений. При этом нисходящий поток ускоряется на фасах и уступах, но замедляется на подножиях. Вогнутые в плане поверхности концентрируют нисходящий поток, выпуклые - рассеивают его. Подводные долины и ложбины способствуют узко локализованному дальнему переносу концентрированных потоков. Переуглубления дна в их пределах являются вероятными промежуточными ловушками осадков и загрязняющих веществ. Широкие площадки и очень пологие подножия способны играть роль промежуточных депоцентров. Наименее вероятна, в общем случае, аккумуляция загрязняющих веществ на верхних и привершинных элементарных поверхностях, которые обычно являются зонами размыва и перемыва осадков. Исключение могут составлять только участки развития высокосорбирующих грунтов, содержащих карбонаты, кремнезем или повышенные концентрации органического вещества [Геология…, 2004]. Схема прогноза литодинамических обстановок, вытекающая из геоморфологического анализа, была заверена в целом ряде пунктов данными литологических и геохимических исследований. Кроме того, наличие геоморфологической основы позволило сделать более корректной интерполяцию и экстраполяцию исходных литолого-геохимических данных.

Западный и восточный секторы Арктического шельфа принципиально различаются по геоморфологическим условиям современного осадконакопления [Геология…, 2004]. Сложно построенный, переуглубленный и расчлененный Баренцево-Карский шельф имеет ячеистое строение. Он характеризуется широким развитием областей размыва и неустойчивой аккумуляции. Одновременно с этим он изобилует и замкнутыми геоморфологическими ловушками, где имеет место устойчивая аккумуляция. При этом в Баренцевом море и в западной части Карского, которые характеризуются малой площадью водосбора, существенно возрастает роль местных источников осадков и загрязнений. Восточную половину Карского моря отличает несколько иное строение дна и значительный объем твердого стока. Обращает на себя внимание развитая по периферии Баренцево-Карского шельфа система открытых в сторону океана окраинно-шельфовых желобов. Через них осуществляется не только поступление осадков и возможных загрязнений с шельфа на континентальный склон, но и проникновение их на шельф с водами, циркулирующими вдоль континентального склона.

Мелководный шельф морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского устроен существенно проще. Крупной региональной ловушкой здесь является только Южно-Чукотская впадина, которая к тому же не является полностью замкнутой, имея сообщение с внешним шельфом через желоб Геральда. На Восточно-Арктическом шельфе возрастает транспортирующая и улавливающая (по отношению к циркуляционным потокам) роль подводных долин, которые здесь имеют значительную протяженность.

Возможности переноса в придонном слое шельфового материала в пределы поднятий дна глубоководного бассейна (хребет Ломоносова, поднятие Менделеева) ограничены. Основная часть поступающих с шельфа осадков перехватывается площадками террас и седловин, развитых в зонах сочленения поднятий с шельфом. Кроме того, на пути нисходящих потоков имеются геоморфологические барьеры и в пределах самих поднятий. Таким образом, геоморфологические данные свидетельствуют в пользу того, что современный осадочный материал на поверхности указанных положительных морфоструктур является преимущественно автохтонным.

На основе проведенного анализа осуществлено районирование Арктического шельфа Евразии по геоморфологическим условиям аккумуляции современных донных осадков и загрязняющих веществ [Геология…, 2004]. Выделены приматериковая, внутришельфовая и окраинно-шельфовая провинции, различающиеся по источникам поступления, возможностям транзита и аккумуляции осадочного вещества. Вышеуказанные особенности рельефа, контролирующие осадконакопление и геоэкологические характеристики, определяются спецификой неоструктуры западной и восточной частей шельфа, а также седиментационных бассейнов отдельных морей.

Литература

1. Геологическое строение и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 9: Моря Советской Арктики / Ред. И.С. Грамберг, Ю.Е. Погребицкий Л.: Недра, 1984. 280 с.

2. Геология и полезные ископаемые России. СПб.: ВСЕГЕИ, 2004. Т. 5. Кн. 1. 470 с.

3. Ласточкин А.Н. Системно-морфологическое основание наук о Земле (геотопология, структурная география и общая теория геосистем). СПб.: НИИХИ, 2002. 762 с.

4. Зинченко А.Г., Ласточкин А.Н. Методика геоморфологического картографирования шельфа и континентального склона Российской Федерации. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2001. 38 с.

5. Андреева И.А., Гринберг Г.П., Кабаньков В.Я. Сорбционные свойства современных донных осадков Баренцева моря и их значимость для оценки геоэкологической обстановки в регионе // Материалы II Международного совещания «Геохимия биосферы». Новороссийск, 1999. С. 16-17.

6. Мурдмаа И.О., Иванова Е.В. Послеледниковая история осадконакопления в шельфовых впадинах Баренцева моря // Литология и полезные ископаемые. 1999. № 6. С. 576-595.

Ссылка на статью:

Зинченко А.Г. Геоморфологические условия депонирования загрязняющих веществ на Арктическом шельфе Евразии. Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонического совещания. Том 1, 2009, с. 212-215.