Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

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.

В бореале (8,2 тыс. календ. л.н.) произошло так называемое «событие 8.2». Отличительной особенностью данного события явилось резкое очень быстрое в течение 9 лет снижение SST с 9,8 до 7,8 °C. Скорость понижения температуры достигала 0,22 °C/год. Одновременно в составе планктонных фораминифер за чрезвычайно короткий интервал времени субполярная микробиота сменилась полярной (Ebbsen et al., 2007).

В более позднее время голоцена в Западной Арктике выявляется общая направленность природной обстановки к похолоданию, на фоне которой фиксируется нестабильность гидрологической обстановки. Это выражается в виде увеличения или уменьшения покрова морского льда, изменения солености водной толщи, количественных различиях в потоке IRD. Наиболее резкие температурные сдвиги в среднем и позднем голоцене имели место 6000–5000, 4200–3800, 3500–2500, 1200–1000 и 600–150 календарных л.н. (Mayewski et al., 2004).

Выше было обращено внимание на наиболее принципиальные, с нашей точки зрения, результаты исследований по климато-палеоокеанологическим и седиментационным событиям Гренландско-Шпицбергенской высокоширотной Атлантики, непосредственно примыкающей к Северному Ледовитому океану. Анализ этих материалов позволяет очень кратко обсудить некоторые важные вопросы. Прежде всего, речь идет о гидрологических особенностях и геологической истории Западно-Шпицбергенской ветви Гольфстрима, которая обеспечивает проникновение в Арктический океан атлантических вод. В этой связи уместно отметить, что «следы» адвекции этих вод в Арктику зафиксированы, например, в восточных районах в отложениях пребореала моря Лаптевых, где обнаружены северо-атлантические виды диноцист. В этом же районе по анализу динофлагеллат отмечено, что в отложениях климатического оптимума голоцена (атлантическое время) существенно сокращался покров морского льда. В рассмотренный интервал времени адвекции атлантических вод имели различную длительность и неодинаковые среднегодовые потоки тепла, приносимые ими в высокоширотную Арктику. В целом, тип этих адвекций можно охарактеризовать как импульсный, и есть основание полагать, что неоднократно Западно-Шпицбергенская ветвь Гольфстрима не только значительно ослабевала, но и могла временно прекращать свое существование. Поэтому можно полагать, что Западно-Шпицбергенская ветвь Гольфстрима, благодаря своим гидрологическим особенностям, имела сложную геологическую историю. Важно отметить, что с моментами ослабления или прекращения поверхностных адвекций атлантических вод связано большее распространение к югу полярных вод. Подобное динамическое взаимодействие атлантических и полярных вод обуславливало возникновение разнопорядковых природных ситуаций с достаточно хорошо выраженными меняющимися во времени различной длительности трендами различной длительности потепления или похолодания климата не только в Арктическом океане, но и в пределах внетропической области прилежащей суши. Одновременно с этими же климато-гидрологическими процессами оказывается связана нестабильность океанской термохалинной палеоциркуляции: с адвекциями атлантических вод связана ее активизация в Норвежско-Гренландском бассейне, а с проникновениями полярных вод в южном направлении ее ослабление (Иванова, 2006; Slubowska-Woldengen et al., 2007).

С проникновением атлантических вод в Норвежско-Гренландский бассейн и в Арктический океан происходила редукция покрова морского льда. Подобная направленность неустойчивости покрова морского льда (по анализу динофлагеллат), как отмечено выше, установлена также в отложениях климатического оптимума голоцена моря Лаптевых. В Норвежско-Гренландском бассейне по ассоциациям фораминифер намечается периодическое исчезновение или появление покрова морского льда, что связано с соответствующими, меняющимися во времени, адвекциями различного типа поверхностных водных толщ.

Анализ литературы позволяет сделать вывод о значительных изменениях покрова морского льда в Северном Ледовитом океане, что также подтверждается данными космической съемки последних лет. Последние дают основание думать о высокой динамичности покрова морского льда, который может менять площадь своего распространения в чрезвычайно короткое время (рис. 9).

Рис. 9. Пример катастрофического уменьшения площади покрова морского льда за два года с 2005 по 2007 год. Покров льда уменьшился на 1 млн 300 тыс км2. Космические снимки NASA.

Изложенные выше материалы показывают, что в Западной Арктике в позднеледниковье была достаточно нестабильная природная обстановка, которая была связана с меняющимся типом поверхностных водных толщ, осложнялась мигрирующими атмосферными фронтами, изменяющейся ледовитостью, соленостью, температурным режимом воды и воздуха, иногда сопровождающейся интенсивным айсбергообразованием и соответственно развитием процессов ледниково– и ледово-морского осадконакопления. При этом последнее, как отмечалось выше, происходило в начальный этап позднеледниковой трансгрессии и в пребореальный период голоцена.

Подводя краткие итоги данного раздела, необходимо еще раз обратить внимание на рис. 9, на котором суммированы важнейшие изменения природной среды. Речь идет о таких событиях как нестабильность покрова морского льда, гляциоэвстатических изменениях уровня бассейна, особенно заметных в его краевых частях, палеотемпературах и морской биоте. Кроме того, в тексте отмечалось, что с кардинальными изменениями структуры водной массы коррелируются также кратковременные эпизоды повышенной нестабильности атмосферно-гидрологических ситуаций, которые обуславливали динамику полярного фронта и эпизоды усиленного проявления штормов. Эпизоды последних проявлялись в начале беллинга, в молодом дриасе, в начале голоцена и в бореале (событие 8.2). Особенно важно отметить наличие моментов катастрофически-быстрых изменений палеотемператур не только в направлении их повышения, но и понижения (рис. 8).

Таким образом, имеющиеся материалы дают основание думать, что Атлантико-Арктическая атмосферная климатическая машина определяла основные тренды развития природной обстановки не только в Арктике, но и в бореальном (умеренном) поясе прилежащей суши в недавнем геологическом прошлом (Лаврушин, 2007).

Важнейшим процессом, оказывавшим влияние на направленность преобразований природной обстановки, являлись Адвекции Атлантических Вод (ААВ) в Арктический океан и Адвекции Полярных Вод (АПВ) в Атлантику. В Арктическом океане с проникновением атлантических вод коррелируется нарушение сплошности покрова морского льда, изменения морской биоты, а на суше – потепления климата. Наоборот, адвекции полярных вод в Атлантику, проникновение которых, как отмечалось, фиксируется до 50 с.ш., а некоторыми исследователями даже до 43°с.ш., геохронологически достаточно уверенно коррелируются с соответствующими похолоданиями. Таким образом, геохронологически устанавливается достаточно четкая корреляционная связь между разными типами адвекций, их продолжительностью и различной длительностью и типами ландшафтно-климатических событий на Русской равнине.

3. Корреляция океанских событий высокоширотной Арктики с ландшафтно-климатическими событиями на Русской равнине

Естественно, что корреляцию океанских событий высокоширотной Арктики с ландшафтно-климатическими событиями на Русской равнине возможно осуществить лишь на существующей в настоящее время геохронологической основе. При этом, среди ландшафтно-климатических событий Русской равнины имеются в виду те из них, которые происходили в последние 50 тыс. лет, поскольку лишь для этого временного интервала имеются их геохронологические датировки. В этом отношении очень кратко рассмотрим термохронные и криохронные события среднего валдая (MIS-3), стадиальные и интерстадиальные события времени последнего оледенения (MIS-2) и некоторые эпизоды природной обстановки на суше и их связи с океанскими событиями в голоцене (межледниковье – MIS-1). В числе важнейших океанских событий в настоящей работе обращается внимание главным образом на разнонаправленные адвекции ААВ и АПВ, а также на последствия изменений общей структуры морских течений. Адвекции атлантических вод Хенрих (Heinrich, 1998) подразделил на три типа: максимальную – тип характерный для межледниковий, умеренную, свойственную интерстадиалам и минимальную – для времени оледенений. Таким образом, по мнению данного исследователя, ААВ происходили непрерывно и различия между ними были лишь в их интенсивности. Как известно, одним из важнейших критериев распознавания данного типа адвекций является наличие в донных осадках атлантических планктонных специй. Как ясно из опубликованных работ, иногда в осадках присутствуют лишь полярные микроорганизмы, содержание которых может достигать 100 %. Поэтому в данной работе был сделан вывод по крайней мере о частичном локальном прекращении адвекции атлантических вод, что существенно усложняет историю данного типа океанского течения и его влияния на природную обстановку на прилежащей суше. В качестве иллюстрации данного положения обратимся к Западно-Шпицбергенской и Нордкапской ветвям Гольфстрима (Лаврушин, 2009). Как было показано ранее, высокие температуры поверхностных вод были свойственны в пребореале – частично бореале первой из указанных ветвей. Это нашло свое отражение на Свальбарде, где годовая температура оказалась на 2 °C выше современной. Подобное потепление отмечено в указанное время в качестве климатического оптимума в Азиатской части Евразии. На территории Европейской части России в бореальной зоне были неоднократные относительные незначительные потепления и похолодания, но ландшафтов времени климатического оптимума не существовало.