Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

В обсуждаемом временном интервале выделяется следующая последовательность смены природных обстановок.

I – максимум последнего оледенения; II – этап дегляциации, в котором выделяются несколько подэтапов: II1 – начальный подэтап, II2 – подэтап интенсивного айсбергообразования; II3 – подэтап межстадиального потепления (беллинг – аллерод), II4 – подэтап похолодания позднего дриаса и второй подэтап интенсивного айсбергообразования; III – современное межледниковье – голоцен, в котором рассматриваются резко выраженные разнопорядковые события. Среди последних обращается внимание на ранний пребореал и на последующие события: климатический оптимум бореала, «событие 8.2 тыс. лет» и значительные температурные изменения среднего и позднего голоцена. Даже предварительно изложенное позволяет рассматривать изменения природной среды в избранном временном интервале как одну из вероятных моделей изменения природной среды в высокоарктических районах на переходе от оледенения к межледниковью, а также в пределах последнего (рис. 8).

Рис. 8. Последовательность важнейших природных событий арктических районов Атлантики в последние 20 т.л.

I. Максимум последнего оледенения – C14 возраст от 20 до 15,5 тыс. лет.

В осадках этого времени на шельфе и континентальном склоне между о. Зап. Шпицберген и о. Медвежий содержание N. pachyderma (S.) составляет более 90 % от всех планктонных специй. В данном районе доминировали арктические и полярные поверхностные воды, а на поверхности океана, скорее всего, существовал постоянный покров морского льда. Среди осадков имеются гляциотурбидиты (Ebbesen et al., 2007; Slubowska-Woldengen et al., 2007).

II. Этап дегляциации или позднеледниковья подразделяется на несколько подэтапов.

1. Начальный подэтап дегляциации (15,5–15 тыс. л.н.).

В осадках, датируемых 15 250 л.н., появляется IRD. Пониженное содержание O18 в раковинах планктонных фораминифер может быть связано с появлением талых вод. По бентосу также отмечается понижение солености водной толщи. Тем не менее данный временной интервал отличался холодной полярной кондицией.

2. Подэтап интенсивного айсбергообразования – событие Хейнриха H-1 (15–13 тыс. лет).

Отличительной особенностью настоящего подэтапа является появление в донных осадках значительного количества IRD. Согласно геохронологическим исследованиям, значительное айсберговое осадконакопление можно связать с начальным этапом позднеледниковой трансгрессии, что способствовало интенсивному разрушению фронтальных частей ледников, выдвинувшихся в акваторию, и соответственно оживлению процесса айсбергообразования. По результатам изотопных исследований, соленость водной толщи была пониженной за счет притока талых ледниковых вод.

Среди бентосных фораминифер доминируют Elphidium excavatum и Cassidulina reniforme – типичные специи, являющиеся индикатором ледниково-морской седиментации. Не исключено, что в это время существовал покров морского льда. В конце рассматриваемого подэтапа происходят изменения в составе микрофауны. Количество указанных специй заметно уменьшается, и вместо них увеличивается Cibicides lobatus – индикатор режима активного течения и I. noncrossi/helenae – показатель стабильности солености и индикатор высокого содержания органики. Все это свидетельствует об исчезновении постоянного покрова морского льда или близкого расположения его края и отступании ледникового фронта.

3. Подэтап межстадиального потепления беллинг – аллерод (C14 возраст 13–11 тыс. л.н., включая ранний и средний дриас).

Данное событие характеризуется глобальным потеплением, в том числе и в Арктике, тем не менее климатическая обстановка не отличалась стабильностью. Вблизи Шпицбергена и севернее, по данным изучения фораминифер, существенно увеличивается влияние адвекции атлантических вод, хотя тренд этого влияния не был однонаправленным. По данным изотопно-кислородных исследований SST не была постоянной, что отмечается для временного интервала 14–13,5 тыс. лет (древний дриас). В этом интервале SST по крайней мере 4 раза была не выше 1°С. С этими похолоданиями коррелируется содержание в донных осадках N. pachyderma (S.), достигающее 100 %. Это позволяет говорить о кратковременном прекращении или чрезвычайной ослабленности адвекции атлантических вод, по крайней мере, связанной с Западно-Шпицбергенской ветвью Гольфстрима, и соответственно адвекциями к югу полярных вод. В более поздней части беллинга и аллероде природная обстановка становится более стабильной с температурой около 3 °C.

По данным изучения содержания в осадках IRD фиксируется два небольших пика, видимо, соответствующих древнему и среднему дриасам, но в целом количество IRD существенно уменьшилось.

Событие беллинг – аллерод, установленное в донных осадках коррелируется с гренландским интерстадиалом I, для которого выделяются три фазы (в календарном летоисчислении): Gi-1e (14,7–14,05 тыс. лет), Gi-1c (13,9–13,15 тыс. лет), Gi-1-1a (12,9–12,65 тыс. лет). Для этих фаз в акватории, прилежащей к Гренландии, установлено высокое биоразнообразие морской микробиоты (Wollenburg et al., 2007).

4. Подэтап похолодания позднего дриаса (C14 возраст 10–11 тыс. лет; календарный 12,6–11,5 тыс. л.н.).

В донных осадках позднего дриаса установлено увеличение содержания IRD. Вероятно, это было связано с выдвижением в шпицбергенских фиордах в акваторию фронтальных частей выводных ледников и продолжающейся позднеледниковой трансгрессией, усиливающей процесс айсбергообразования. Севернее на плато Ермак также обнаружено в донных осадках IRD (Birgel, Hass, 2004).

По данным изотопных исследований фиксируется понижение солености водной массы. Уменьшение количества в осадках M. barleanum, C. lobatus, C. neoteretis дает основание говорить о редуцированном влиянии атлантических вод в пределах шельфа. В пределах континентального склона вблизи Шпицбергена, в связи с высоким содержанием N. pachyderma (S.) в осадках, доминировали полярные поверхностные воды. Одновременно значительное количество C. neoteretis дало основание полагать, что в этом районе под полярными водами, вероятно, существовал поток атлантических вод (Rasmussen et al., 2007). Вместе с тем, относительно высокое содержание в осадках позднего дриаса N. labradorica позволило высказать мнение о том, что вблизи Шпицбергена располагались океанографические фронтальные зоны: полярный фронт и арктический прибрежный фронт.

III. Современное межледниковье – голоцен (C14 возраст 10 тыс. лет – ныне; календарный возраст – 11,5 тыс. лет – ныне)

В начале голоцена в высокоширотной Атлантике произошло очень значительное палеоокеанологическое событие – климатический оптимум, по времени совпавший с обширным проникновением атлантических вод, что отразилось в повышении SST, смене полярной фораминиферовой биоты на субполярную, изменении ледовой обстановки (Ebbesen et al., 2007; Hald et al., 2007; Mayewski et al., 2007). Тем не менее, для самого начала голоцена установлен эпизод нестабильной обстановки – происходила неоднократная смена кратковременных смен потеплений и похолоданий. Эти климатические осцилляции имели продолжительность около 100 лет. Важное климатическое событие, представляющее собой климатический оптимум, фиксируется в интервале 10,8–9,0 тыс. календ. лет (пребореал – бореал). В этом событии две части: ранняя (10,8–9,7 тыс. календ. лет) и поздняя (9,7–9,0 тыс. календ. лет).

Для ранней части оптимума установлен тренд SST от 4 до 9 °C, а в поздней – SST достигала 10 °C выше современной (учитывая, что современная поверхностная летняя температура воды достигает 3 °C, температура могла достигать 13 °C). Подобный резкий температурный сдвиг произошел меньше чем за 100 лет и отражал сезонное потепление около 0,1 °C в год.

Во время данного климатического оптимума фиксируется резкое изменение в составе планктонных фораминифер. Содержание N. pachyderma (S.) снижается до 10 %. Доминирует субполярная специя (T. quinqueloba); около 9 тыс. календ. л.н. содержание этой специи достигает 77 %.

В пребореальных отложениях моря Лаптевых в пределах внешнего шельфа установлено существенное увеличение североатлантических видов диноцист. По анализу состава динофлагеллат высказано предположение, что в это время сокращался морской ледовый покров. Позднее, около 7,4 календарных л.н. в данной акватории природные условия установились близкие к современным (Клювиткина, 2007; Клювиткина, Баух, 2006).

Климатический оптимум в раннем голоцене фиксируется также по результатам изучения диатомей и радиолярий.

В озерных отложениях на о. Зап. Шпицберген по данным палинологического анализа данный оптимум установлен в озерных осадках. При этом было высказано мнение, что температура в летнее время была выше современной на 2 °C (Birks, 1991).

Севернее, в районе плато Воринг по данным диатомового анализа летние температуры поверхностной водной толщи были на 4 °C, а по фораминиферам – на 4–5 °C выше современной. В связи со всем изложенным, по крайней мере в западной части арктического бассейна отсутствовал покров морского льда.