Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

Valdes P.J., Spicer R.A., Sellwood B.W., Palmer D.C. Understanding Past Climates: Modelling Ancient Weather. Reading: Gordon and Breach Publishers, 1999 (CD ROM).

Wolfe J.A. Temperature parameters of humid to mesic forests of Eastern Asia and relation to forests of other regions of the Northern Hemisphere and Australia // U.S. Geol. Surv. Prof. Paper 1106. 1979. P. 1–37.

A.B.Herman[177], G.N. Aleksandrova[178], A.B. Kuzmichev[179]. Phitostratigraphical and paleoclimatological studies of onshore cretaceous deposits at Novosibirsk Islands (Kotel’nyi Island and Novaya Sibir’)

Abstract

Two mid-Cretaceous floras collected in the terrigenous and volcaniclastic deposits of the Novosibirsk Islands in the Russian high Arctic were studied. An Albian flora from the Balyktakh Formation of the Kotel’nyi Island comprises 40 species of ferns, bennetites, cycadophytes, ginkgoaleans, czekanowskialeans, conifers and gymnosperms insertae sedis. This flora is most similar to the Albian Buor-kemuss Flora widespread in the Arctic Siberia and Alaska and, to a lesser extent, to the Aptian Silyap Flora of Siberia. K/Ar study of four samples of ignimbrites from the Upper Balyktakh Subformation and overlying Tuguttakh Member gave results of 110–107 (± 2.5) Ma (early-middle Albian). However, palynological data from the Lower Balyktakh Subformation and Tuguttakh Member indicate that the flora could be as old as late Neocomian. A Turonian flora from the Derevyannye Gory Formation in the Novaya Sibir’ Island includes approximately 50 taxa of ferns, ginkgoaleans, conifers and angiosperms. This flora exhibits plants common for the early Cretaceous as well as taxa typical for Cenomanian – Senonian, which implies that the age of the plant-bearing deposits is likely to be Turonian. Our estimates using CLAMP techniques for the Novaya Sibir’ Flora demonstrate that plant physiognomy reflects a humid climate with warm summers and mild frost-free winters: the mean annual temperature is estimated to have been +8.8 °C, the warm month mean temperature +16.6 °C, the cold month mean temperature +1.8 °C and the mean growing season precipitation 636 mm. These palaeoclimate parametres could be explained by a suggestion that Northern high latitude climate was strongly influenced by a warm Arctic Ocean. The anomalously warm Arctic Ocean could have been produced by marine poleward heat transport in the form of a warm current going from lower latitudes to the Arctic Ocean via the Western Interior Seaway in the North America.

Ю.А. Лаврушин[180]

Динамика позднечетвертичных океанских событий Западной Арктики и их отражение в природной среде Европейской России

Аннотация

Разработана классификация океанических событий высокоширотной Арктики. Значительное внимание уделено экстремальным природным событиям, их последовательности и причинам возникновения. Создана модель стратиграфии различного типа природных событий арктических районов Атлантики на этапе от оледенения к межледниковью на примере последних 20 тыс. лет. Изложена корреляция арктическо-атлантических событий с ландшафтно-климатическими изменениями на Русской равнине.

Введение

В последние десятилетия широкое использование кислородно-изотопных в совокупности с палеонтологическими исследованиями и геохронологическими данными позволило дать представление о многих особенностях климатической обстановки части временных интервалов голоцена и позднего плейстоцена. Вместе с тем, как это может показаться странным, собственно палеоокеанологические события освещались лишь попутно и в меньшей степени. Одной из задач, которая была поставлена перед автором настоящего очерка, в какой-то степени восполнить этот пробел. Конечно, речь идет лишь о последних 130 тыс. лет, т. е. о позднем плейстоцене и голоцене. Основной материал, который использовался автором, включает в себя анализ многочисленных публикаций как зарубежных, так и отечественных исследователей, включая материалы автора данного раздела, относящиеся к Баренцеву морю, Шпицбергену и, частично, Гренландии. Естественно, природные события Западной Арктики взаимосвязаны как с общеклиматическими изменениями, так и с происходившими океанскими событиями, которые оказываются тесно связанными друг с другом.

Из общеклиматических изменений избранного интервала квартера для наших целей следует отметить несколько моментов – это неоднократные оледенения, с которыми связаны меняющиеся во времени природные обстановки не только на суше, но и в океанах. В этом отношении особенно необходимо обратить внимание на позднеледниковья, во время которых в океан сбрасывалось огромное количество талой воды. Это способствовало существенному изменению структуры не только состава воды, но и морских течений, а также частично глобальной термохалинной циркуляции. С оледенениями и позднеледниковьями связаны также гляциоэвстатические регрессивно-трансгрессивные циклы. Для позднего квартера были свойственны два межледниковья – эемское и современное (незавершенное голоценовое). Кроме того, в позднем плейстоцене в неледниковые этапы, например, в среднем валдае, возникали достаточно холодные обстановки, с неустойчивыми климатическими обстановками. Все это играло определенную роль в возникновении разнопорядковых изменений природной обстановки.

1. Важнейшие палеоокеанские события Западной Арктики

Среди палеоокеанских событий нами выделяется 4 группы: гидрологические, седиментологические, состояния покрова морского льда и палеоатмосферные (рис. 1). Все эти группы событий в причинно-следственном плане тесно взаимосвязаны и даже нередко взаимообусловлены. Понимая это, мы все же сочли при изложении материала целесообразным рассмотреть их раздельно, не забывая при этом каждый раз обращать внимание на их взаимосвязи.

Рис. 1. Классификация океанских событий высокоширотной Арктики

Среди гидрологических выделяются следующие события: адвекционные, изменения глобальной термохалинной циркуляции, гляциоэвстатические трансгрессивно-регрессивные циклы, а также резкие изменения уровня бассейна, вызванные гравитационными цунами. Как ясно из перечисленного, все события этой группы, хотя и разнородны, но сказываются на структуре океанской водной толщи.

Среди адвекционных событий выделяются два типа: это адвекция атлантических вод (ААВ) в Арктический океан и соответственно полярных вод (АПВ) в Атлантику. ААВ в высокоширотную Арктику способствовали термодинамической неустойчивости морского ледового покрова; с ними в Арктику приносился поток тепла, который оказывал также влияние на природную обстановку прилежащей суши. С ААВ связано проникновение в Арктику планктонной микрофауны, элементы которой обнаружены далеко на востоке в голоценовых отложениях моря Лаптевых. Необходимо отметить, что ААВ в Арктический океан происходит и в настоящее время (рис. 2).

Рис. 2. Адвекция современных атлантических вод.

Что касается адвекций полярных вод в Атлантический океан, то их проявления фиксируются также неоднократно по морской биоте в осадках, а также по повышенному содержанию в них материала ледового разноса. При этом распространение АПВ в Атлантике оказалось достаточно значительным, поскольку наличие IRD в океанских осадках обнаружено до широты 43.

Важно подчеркнуть, что в позднем плейстоцене и голоцене оба типа адвекций происходили неоднократно, сменяя друг друга.

Обобщая имеющиеся материалы, необходимо подчеркнуть важнейшие особенности рассматриваемого типа океанских гидрологических событий. К ним относятся прерывисто-нестабильный, даже импульсивный тип проявления, пространственная изменчивость. Неодинаковая длительность, максимальная из которых может достигать 5 тыс. лет, а минимальная – нескольких сотен лет. С разными типами адвекций связана своя микробиота. Для поверхностных вод ААВ были свойственны неодинаковые SST, что нашло свое отражение в образовании различных природных ландшафтов в бореальной области. Важно отметить, что по геохронологическим данным проявления ААВ достаточно уверенно могут коррелироваться с термохронными, криохронными, интерстадиальными, стадиальными и межледниковыми событиями бореальной области Европейской части России. Установленные различия в палеоландшафтах, различная длительность ААВ и, как будет показано ниже, различные поверхностные температуры водного потока, естественно, свидетельствуют о неодинаковой мощности теплового потока, приносимого в Арктический океан. Все это позволяет говорить о различных таксономических рангах рассматриваемого типа адвекций. Более того, имеющиеся данные по проявлениям ААВ показывают, что время от времени данная океанская тепловая машина прекращала свою деятельность (или ее влияние оказывалось незначительным), если поток атлантических вод уходил под поверхностные полярные воды. В любом варианте в этом случае одной из важных особенностей ААВ являлась достаточно значительная динамичность и даже не исключается прерывистость проявления.

Что касается событий АПВ, то в климатическом плане они соответствуют похолоданиям – криохронным, ледниковым и стадиальным климатохронологическим событиям, что особенно проявлялось в северной половине Атлантики.

В целом, сложные процессы изменения структуры океанских течений оказывали существенное влияние на глобальную океанскую термохалинную циркуляцию и соответственно на формирование климата. Существующая в Мировом океане схема термохалинной циркуляции отражает современную модель данного водного конвейера, отвечающую в лучшем случае межледниковью. Однако можно полагать, что отмеченная выше динамика разного типа адвекционных событий, происходивших в северном секторе Атлантики, осложненная притоком значительной массы позднеледниковых талых ледниковых вод разных оледенений, могла вносить существенные изменения в рассматриваемый глобальный конвейер и соответственно в климатическую зональность интересующей нас северной половины Атлантического океана. На рис. 3 и 4 показана климатическая зональность Атлантики для времени максимума последнего оледенения и части среднего валдая. Последняя реконструкция сделана для временного среза 40 тыс.л.н. В основу этих реконструкций положены многочисленные результаты изучения микрофауны из отложений Северной Атлантики. Как ясно из сравнения реконструированной климатической зональности для отдельных этапов позднего плейстоцена – между ними много различий. Это позволяет сделать вывод о том, что океанская термохалинная циркуляция, игравшая значительную роль в образовании рассматриваемой зональности, была также подвержена значительным изменениям, что сказывалось на циркуляции воздушных масс и соответственно климата на прилежащей, по крайней мере, внетропической части суши. В этой связи следует полагать, что структура глобальной термохалинной циркуляции в квартере была очень динамична и неоднократно подвергалась существенным преобразованиям.