Введение. Криолитозона шельфа и континентального обрамления морей Российской Арктики, включая Карское море, изучена недостаточно, что требует проведения новых геолого-геофизических исследований. Именно здесь, по данным различных геоморфологических, сейсмоакустических и палеогеографических моделей, могла проходить восточная граница максимального распространения ледникового покрова в период последнего ледникового максимума (Last Glacial Maximum – LGM) (рис. 1) [Svendsen et al., 2004]. Однако существующие оценки существенно различаются: одни реконструкции предполагают продвижение ледника далеко к востоку, покрывая значительную часть Карского шельфа, тогда как другие ограничивают ледовый покров лишь западными районами моря. Эти расхождения приводят к неопределённости в понимании масштаба позднеплейстоценовых оледенений, характера дегляциации и условий формирования осадочного чехла в регионе.

Особая значимость исследования определяется тем, что донные отложения северо-восточной части Карского моря представляют собой природный архив, фиксирующий процессы оледенения, последующего таяния и морского трансгрессивного развития.

В отличие от геоморфологических форм рельефа, которые часто подвергались эрозии, донные осадки сохраняют последовательную запись изменений, происходивших на шельфе в течение последних десятков тысяч лет. Анализ текстурно-структурных характеристик, количества и типа органического вещества, минерального состава, микропалеонтологических остатков и геохимических маркеров позволяет выделять ледниковые, ледниково-морские и морские фации, прослеживать источники осадочного материала и оценивать изменения условий осадконакопления.

Работы Клауса Диттмарса и соавторов [Dittmers et al., 2008] показали, что распределение осадков и строение толщи четвертичных осадков в Карском море отражают сложную комбинацию ледниковых и послеледниковых процессов, включая вынос материала подледниковыми потоками и последующее переотложение в морском бассейне. Исследования Bettina Boucsein [Bouscein et al., 2002] и Ruediger Stein [Stein et al., 2001] продемонстрировали, что органическое вещество и терригенные компоненты донных отложений фиксируют изменения речного стока, продуктивности моря и притока талых ледниковых вод после LGM. Более поздние данные, включая работы Е.И. Поляковой [Polyakova, Stein, 2017; Полякова и др., 2023], подтверждают, что микропалеонтологические и органо-геохимические показатели позволяют уверенно разделять голоценовые и неоплейстоценовые горизонты, что критически важно для определения времени освобождения шельфа ото льда. Моделирование мерзлотных условий на шельфе [Gavrilov et al., 2020] также подчёркивает значимость стратиграфии донных осадков, поскольку возраст и характер осадков напрямую влияют на оценку истории затопления и термального состояния шельфа.

Таким образом, уточнение границ максимального распространения последнего оледенения невозможно без комплексного изучения донных осадков, которые обеспечивают наиболее непрерывную и надёжную запись поздненеоплейстоценовой и голоценовой истории региона. Это исследование имеет как фундаментальное, так и прикладное значение: результаты позволяют улучшить модели эволюции ледников Баренцево–Карского сектора, уточнить темпы и механизмы дегляциации, оценить динамику изменения уровня моря и пресноводного стока, а также повысить точность прогнозов геологических условий в районах перспективного освоения Арктики. Учитывая растущий интерес к инженерным, навигационным и экологическим проектам в арктической зоне, корректное понимание строения осадочного чехла, его генезиса и степени постледниковой переработки становится важным фактором устойчивого использования ресурсов региона.

Методы и фактический материал. Программа TTR-24 проходила на научно-исследовательском судне «Академик Борис Петров» в августе-сентябре 2025г. В ходе экспедиции был выполнен комплекс геофизических, гидроакустических, геологических и геохимических работ, направленных на изучение строения четвертичных отложений и выявление особенностей геологического разреза северных акваторий. Геофизические исследования включали сейсморазведку сверхвысокого разрешения (ССВР МОВ ОГТ), позволившую получить изображение разреза на всю мощность четвертичного чехла, а также магнитометрическую съёмку. Гидроакустический комплекс НИС «Академик Борис Петров» обеспечил проведение акустического профилирования в широком частотном диапазоне (0,5–50 кГц), многолучевого эхолотирования и измерений скорости звука в воде. Эти методы использовались для детального картирования поверхности дна, выявления акустических характеристик приповерхностных осадков и предварительной сейсмостратификации разреза.

На основе оперативной интерпретации геофизических профилей выбирались точки для геологического пробоотбора. Отбор осуществлялся с помощью ударной гравитационной трубки длиной 3 м с пластиковым вкладышем. После подъёма керна на борт вкладыш разрезался на секции, вскрывался продольно, и одна половина керна использовалась для литологического описания, фотографирования и отбора образцов, а вторая — для комплексных геохимических и инженерных исследований. На нескольких опорных станциях были отобраны повторные, ненарушенные керны, впоследствии направленные в лаборатории для рентгеновской томографии и дополнительных анализов.

Литологические исследования включали макроскопическое описание разреза, определение физических свойств осадков (магнитная восприимчивость, скорость прохождения звука, плотность, увлажнённость, сопротивление сдвигу), а также отбор образцов для проведения гранулометрических, минералогических и палеонтологических анализов.

В рамках геохимического блока проводились измерения Eh и pH по разрезу, отбор проб для анализа газовой фазы, люминесцентно-битуминологических исследований, а также изучение состава поровых вод.

В данной работе рассмотрены результаты, полученные в ходе исследования северной части Карского моря, в котором было два основных блока работ: 1) район вблизи о. Самойловича и 2) участок «KasaLima» в районе Северо-Карского желоба (рис. 2). Всего было отобрано 13 станций донного пробоотбора.

Результаты. В районе о. Самойловича было 6 станций донного пробоотбора: TTR24-AR-567G, TTR24-AR-569G, TTR24-AR-570G, TTR24-AR-571G, TTR24-AR-572G, TTR24-AR-573G. Трубки вскрыли преимущественно морские нефелоидные осадки голоценового возраста. Исключением являются станции TTR24-AR-572G и TTR24-AR-569G, в которых предположительно вскрыты более древние отложения – верхненеоплейстоценовые-голоценовые.

Станция TTR24-AR-569G, глубина отбора 136 м. Верхний 1 см керна – бурый жидкий песчано-глинистый наилок с четким неровным нижним контактом. Остальная, нижняя, часть трубки сложена пелитовыми алевритами в разной степени песчанистыми. Консистенция текуче-пластичная, постепенно сменяющаяся мягкопластичной к забойной части станции. Отдельные слои выделяются по появлению/исчезновению примазок гидротроилита, границы слоёв постепенные. Также отмечается плавная смена цвета осадка – от зеленовато-серого до коричневатых оттенков с глубины 2,06 м от кровли керна. Нижний метр станции также отличается наличием редкого неравномерно распределённого тонкого раковинного детрита. Морские нефелоидные осадки голоцена (mnH), однако нижний метр керна, может быть, и более древними образованиями – морские нефелоиды верхнего неоплейстоцена-голоцена (mnIII-H).

Станция TTR24-AR-572G, глубина отбора 138 м. Верхний 1 см осадка представлен бурым жидким глинисто-песчаным алевритом. Контакт с нижележащими отложениями резкий, эрозионный, со следами размыва. Далее, 0,01-0,22 м, идут алевриты песчанистые однородные с наложенной зоной окисления в верхней части и прослоем тонкозернистого песка с растительным в подошве интервала. Ниже, до глубины 1,56 м от кровли керна осадки сменяются на алевропелиты темно-зеленовато-серые и темно-коричневые (в нижней части). Окраска неоднородная, обусловленная чередующимися интервалами с примазками гидротроилита. Прослеживается чёткая неровная граница с нижележащим слоем (рис.). Интервал 1,65-1,87 м сложен мягкопластичными алевроглинами оливковыми с неясной пологоволнистой текстурой, подчеркнутой темными нитевидными слойками. Разрез в интервале 0,01-1,65 м представлен морскими нефелоидами голоцена (mnH), ниже, возможно, подстилаются ледниково-морскими осадками верхнего неоплейстоцена (gmIII).

В целом, отложения характеризуются схожим гранулометрическим составом – преимущественно алевропелиты слабопесчанистые пятнисто-полосчатые за счет неравномерно развитых стяжений и примазок гидротроилита. По разрезу отмечаются редкие битые раковины двустворчатых моллюсков, а также единичные литокласты. Схожесть вещественного состава, последовательность изменения текстурных признаков позволяет уверенно коррелировать литостратиграфически горизонты в колонках. (рис. 4).

На участке «KasaLima» было 7 станций донного пробоотбора: TTR24-AR-575G, TTR24-AR-577G, TTR24-AR-578G, TTR24-AR-579G, TTR24-AR-581G, TTR24-AR-582G, TTR24-AR-583G.

Станции TTR24-AR-575G и TTR24-AR-577G всего 12 и 13 см, соответственно, и представлены песчаными миктитами. Текстура осадка линзоватослоистая за счет неравномерного распределения песчаного материала. Отмечаются темные примазки гидротроилита, а также многочисленные ходы полихет. Для данных станций характерны резкие, неровные контакты между слойками.

Верхние 6 см станции TTR24-AR-578G сложены текучими песками, подстилающиеся глинистыми алевритами текучепластичными. Стяжения гидротроилита формируют нечеткие пятна, за счет чего образуется пятнисто-полосчатая текстура (рис. 5). Прослеживается редкий раковинный детрит.

Песчаная часть разреза соответствует перлювиальным и течениевым отложениям (mpfIII-H), алевриты – типичным морским нефелоидам голоцена.

В осадках отмечается различное содержание примеси песчаных и пелитовых частиц: для верхней части разреза характерна бо́льшая песчанистость. Окраска отложений неоднородная, полосчатая, местами пятнистая, обусловленная неравномерным распределением стяжений и примазок гидротроилита, а также тонкодисперсного ОВ. По консистенции текуче-пластичные, отмечается уплотнение осадков к нижней части разреза. Нижний контакт между прослоями постепенный, условный по появлению/исчезновению гидротроилита.

Во всех станциях участка «KasaLima» прослеживается верхняя окисленная часть - железоглинистая корка рыжевато-буроватая, плотная, мощностью 4-5 см (рис. 6). Отмечаются редкие литокласты. Нижняя граница резкая, со следами размыва. Подобное строение осадков свидетельствует, что данная область – зона подводной абразии, а также о наличии большого количества кислорода, что подтверждается положительными значениями Eh.

Верхняя, окисленная, часть разреза соответствует области интенсивного диагенетического преобразования осадков, ниже – морским нефелоидам нижнего-среднего голоцена.

Отложения схожи по своему строению – преимущественно алевриты с различным содержанием песчаной примеси по разрезу. Неоднородный окраска обусловлена раннедиагенетическими изменениями – появлением стяжений и примазок гидротроилита. Разрез представлен морскими нефелоидами голоцена (рис.).

Морские перлювиально-флювиальные образования верхнего неоплейстоцена-голоцена представлены миктитами песчаными с темными примазками гидротроилита и многочисленными ходами полихет.

Выводы. Проведенные в 2025 году работы на Северо-Карском полигоне и, в первую очередь, на участке «Самойлович», который располагается в непосредственной близости от Архипелага Северная Земля, косвенно подтверждает наличие здесь ледниковых отложений, но не дают однозначного ответа с какого направления двигался ледник. Остается актуальным и вопрос с генезисом дренажной сети из паледолин, развитых в северной части Карского моря.

Для проведения палеогеографических реконструкций отобранные образцы будут комплексно изучены литологическими, геохимическими и микропалеонтологическими методами. Минералого-геохимические методы включали определение содержания органического углерода, элементов-индикаторов (Ti, K, Fe, Ca, Sr и др.) с использованием рентгенофлуоресцентного анализа, а также анализ изотопного состава органического вещества (δ¹³C, δ¹⁵N). Эти параметры позволяют проследить источники терригенного материала, вклад талых ледниковых вод и морской продуктивности, что помогает выделять ледниковые горизонты и послеледниковые трансгрессивные комплексы.

Микропалеонтологический анализ будет проведён для установления условий среды и выявления границы перехода от ледниковой или опреснённой обстановки к нормальной морской. В сочетании с палинологическим анализом это обеспечивает идентификацию голоценовых и неоплейстоценовых горизонтов даже в условиях слабовыраженной стратификации. Также планируется определение возраста осадков по данным радиоуглеродного датирования (¹⁴C) раковин фораминифер.

Благодарность. Авторы благодарны команде НИС «Академик Борис Петров», за слаженную и продуктивную работу, и отмечают слаженную работу коллектива студентов и аспирантов, проходящих стажировку в рамках программы «Плавучего университета», что позволило получить новые и интересные научные результаты по фациальной зональности четвертичных отложений вокруг архипелага «Северная Земля»

Финансирование. Экспедиционные работы выполнены в рамках Всероссийской научно-образовательной программы «Плавучий университет» (соглашение № 075-03-2025-662/8). Исследование поддержано государственным заданием Федерального агентства по недропользованию от 25.12.2024 № 049-00004-25-00, в рамках объекта работ Института Карпинского «Мониторинг государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 территории Российской Федерации и ее континентального шельфа в 2023-2025 годах» и .тематикой работ Учебно-научного Центра ЮНЕСКО-МГУ по морской геологии и геофизике при геологическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова.

 

ЛИТЕРАТУРА

Полякова Е.И., Клювиткина Т.С., Новичкова Е.А., Агафонова Е.А. Микропалеонтологические индикаторы обстановок осадконакопления в арктических морях России // Микропалеонтология: фундаментальные проблемы и вклад в региональное геологическое изучение недр. Труды XVIII Всероссийского микропалеонтологического совещания (Санкт-Петербург, 2023 г.). Издательство ВСЕГЕИ Санкт-Петербург: 2023. С. 72–76.

Рыбалко А.Е., Полудеткина Е.Н., Потемка А.К., Рябчук Д.В., Токарев М.Ю., Ольнева Т.В., Аксенов А.О., Коточкова Ю.А., Румянцева А.К., Симонова А.К. Плавучий университет МГУ-Юнеско - результаты изучения четвертичных отложений в рейсе TTR-24 в 2025 году // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2025. Выпуск 12. C. 177-189. doi: 10.24412/2687-1092-2025-12-177-189

Boucsein B., Knies J., Stein R. Organic matter deposition along the Kara and Laptev Seas continental margin (eastern Arctic Ocean) during the last deglaciation and Holocene: evidence from organic-geochemical and petrographical data // Marine Geology. 2022. Vol. 183. Is. 1-4. P. 67-87. doi:10.1016/S0025-3227(01)00249-3

Dittmers K., Niessen F., Stein R. Acoustic facies on the inner Kara Sea Shelf: Implications for Late Weichselian to Holocene sediment dynamics // Marine Geology. 2008. Vol. 254. Is. 3–4. P. 197–215. doi: 10.1016/j.margeo.2008.06.004

Gavrilov A., Pavlov V., Fridenberg A., Boldyrev M., Khilimonyuk V., Pizhankova E., Buldovich S., Kosevich N., Alyautdinov A., Ogienko M., Roslyakov A., Cherbunina M., Ospennikov E. The current state and 125 kyr history of permafrost on the Kara Sea shelf: modeling constraints // The Cryosphere. 2020. Vol. 14. Is. 6. P. 1857–1873. doi:10.5194/tc-14-1857-2020

Stein R., Boucsein B., Fahl, K., Garcia de Oteyza T., Knies J., Niessen F. Accumulation of particulate organic carbon at the Eurasian continental margin during late Quaternary times: Controlling mechanisms and paleoenvironmental significance // Global and Planetary Change. 2001. Vol. 31. P. 87-104. doi:10.1016/S0921-8181(01)00114-X

Svendsen J.I., Alexanderson H., Astakhov V.I., Demidov I., Dowdeswell J.A., et al. Late Quaternary ice sheet history of northern Eurasia // Quaternary Science Reviews. 2004. Vol. 23. Is. 11-13. P. 1229-1271. doi: 10.1016/j.quascirev.2003.12.008

Polyakova Y., Stein R. Holocene paleoenvironmental implications of diatom and organic carbon records from the southeastern Kara Sea (Siberian Margin) // Quaternary Research. 2004. Vol. 62. Is. 3. P. 256–266. doi:10.1016/j.yqres.2004.08.002