Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

3. Обсуждение результатов

На наш взгляд, наибольший интерес представляют четыре проблемы: 1) механизмы седиментации; 2) положение возрастной границы между контрастным и менее контрастным климатом; 3) периоды усиления айсберговой активности и адвекции атлантических вод; 4) пространственно-временные особенности изменения питающих провинций, механизмов транспортировки и фациальная зональность четвертичной седиментации вдоль подводного хребта Ломоносова.

3.1. Механизмы седиментации

Традиционно для подводных хребтов рассматриваемой зоны Северного Ледовитого океана указывается на существование двух главных механизмов седиментации: из айсбергов и из морского льда. На основе сравнительного анализа комплексов глинистых минералов из фракции менее 2 мкм в криозолях и поверхностном слое донных осадков под местами взятия проб криозолей (Левитан и др., 19951), а также данных по средним концентрациям криозолей и морских взвесей в Северном Ледовитом океане (Левитан и др., 19952), нам удалось показать, что роль морских течений и привносимой ими взвеси в седиментации пелагиали этого океана существенно выше роли криозолей. В дополнение к приведенным косвенным доказательствам большей роли морских течений, чем морского льда, в современной поставке осадочного материала в центральную часть Северного Ледовитого океана, недавно появились прямые свидетельства справедливости этой точки зрения. Так, над западным склоном хребта Ломоносова в его южной части, круглогодично покрытой паковым льдом, была поставлена на один год седиментационная ловушка с приемниками осадочного материала на глубинах 150 и 1500 м [Fahl, Nöthig, 2007]. Глубина воды составляла 1712 м. Исследование полученных данных показало, что на глубине 1500 м 64 % литогенного материала поставлено за счет латерального привноса из моря Лаптевых. Для поверхностных осадков, находящихся под ловушкой, расчеты абсолютных масс дали еще более высокие значения потоков терригенного вещества, чем в нижнем горизонте ловушки.

Поэтому опубликованные (Levitan, Lavrushin, 2009) закономерности эволюции скоростей седиментации в течение ИКС 1 – ИКС 5 в глубоководных районах Арктики объясняются не только изменчивостью скорости таяния морского льда и айсбергов в это время, но и изменениями в твердом стоке рек и абразии берегов между холодными и теплыми эпохами. Важно отметить, что судя по данным о глинистых минералах, в пелагиали происходит смешение пелитового материала, поступившего из различных источников (Левитан и др., 19951).

Проведенное исследование доказало, что на формирование гранулометрического состава донных осадков, особенно на склоне хребта, заметно влияют придонные течения, которые вымывают часть пелитового материала.

Вероятно, можно согласиться с традиционной точкой зрения, что для подводных хребтов пелагиали Северного Ледовитого океана основным механизмом поставки терригенных песчаных фракций является таяние айсбергов. Отметим только, что в Охотском море, где в четвертичных осадках также присутствует песчаный и даже галечный материал ледового разноса, основным механизмом поставки его в осадки является таяние морского льда, т. к. айсберги и в настоящее время, и на протяжении большей части четвертичной истории здесь просто не существовали (Левитан и др., 20072). Мы не можем также полностью исключить присутствие алевритового материала в айсбергах, хотя, по-видимому, роль песчаного вещества в айсбергах была выше, чем алевритового.

Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (начало)

Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)

Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)

Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)

Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)

Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)

Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (окончание)

3.2. Положение возрастной границы между контрастным ледниково-межледниковым и менее контрастным климатами

Как уже отмечалось в литературе (O’Regan et al., 2008), граница между контрастными ледниково-межледниковыми отложениями, обусловленными климатическими изменениями, и более однородной толщей марино-гляциальных осадков в приполярном регионе проходит в основании ИКС 6, т. е. примерно на уровне 190 тыс. лет по шкале (Martinson et al., 1987). Для этой нижележащей толщи предполагается подледная седиментация без участия айсбергов, связанных с обширными континентально-шельфовыми ледовыми щитами (Spielhagen et al., 2004; O’Regan et al., 2008). От себя добавим, что наши литологические и геохимические данные о распределении биогенных карбонатов по колонкам свидетельствуют о существовании многочисленных разводий (пространств морской воды, не покрытой льдом) во время накопления полярной толщи. При аккумуляции ломоносовской толщи чередовались условия усиленной поставки айсбергового материала и условия его ослабленного поступления.

Отметим, что в Охотском море нами выявлена сходная картина изменения контрастности климатического режима, однако граница двух выделенных режимов, аналогичных региону хребта Ломоносова, проходит на уровне 415 тыс. лет, в основании отложений ИКС 11 (Левитан и др., 20072). Возможно, свою роль здесь могли сыграть регионально-геологические причины (Левитан и др., 20072). Более вероятным, однако, представляется диахронное развитие климатических изменений, с логичным омоложением событий в занятой обширной акваторией зоне вокруг северного полюса Земли (Van Vliet-Lanoё et al., 2007). Скорее всего, эта проблема нуждается в дальнейшем обсуждении.

3.3. Периоды усиления айсберговой активности, речного стока и адвекции атлантических вод

Эта проблема уже отражена в статье Р. Шпильхагена с соавторами (Spielhagen et al., 2004). Тем не менее, в контексте проблематики настоящей работы имеет смысл кратко перечислить основные результаты вышеупомянутой статьи. Основные периоды формирования айсбергов в бассейне Северного Ледовитого океана авторы связывают с образованием и историей развития Баренцево-Карского ледового щита, охватывавшего как шельфы, так и прилегающие части Евразии. Они относятся к ИКС 6 (от 190 до 130 тыс. лет), подстадии ИКС 5b (примерно с 90 до 80 тыс. лет), границе между ИКС 5 и ИКС 4 (около 75 тыс. лет), переходу от ИКС 4 к ИКС 3 (65–50 тыс. лет). В то же время, как нам представляется, следует иметь в виду возможные поступления айсбергов в Центральную Арктику за счет других источников: Лаврентийского и Иннуитского ледовых щитов, а также возможных небольших ледовых куполов в районе моря Лаптевых.

Периоды усиления притока пресных вод (за счет речного стока, таяния ледовых щитов и прорыва подпрудных ледниковых озер) приходятся на 130, 80–75 и 52 тыс. лет. Адвекция атлантических вод была наиболее активной во время межледниковий (ИКС 5e, ИКС 1), некоторых интерстадиалов (ИКС 3, ИКС 5a и ИКС 5с), и (в меньшей степени) во время некоторых стадиалов и оледенений (ИКС 6, 4, 2) (Spielhagen et al., 2004).

3.4. Пространственно-временные особенности изменения питающих провинций, механизмов транспортировки и фациальная зональность четвертичной седиментации вдоль подводного хребта Ломоносова

Полученные геохимические данные однозначно указывают на мезозойские складчатые пояса как главный источник осадочного материала для изученного региона хребта Ломоносова. В Северной Евразии, прилегающей к Северному Ледовитому океану, такого рода структуры развиты только на северо-востоке: это Верхояно-Колымская покровно-складчатая система и структуры Чукотки (Хаин, 2001). Приведенные нами материалы по тяжелым минералам хребта Ломоносова после сравнения с аналогичными данными по поверхностным осадкам моря Лаптевых (Behrends, 1999; Behrends et al., 1999), современным донным осадкам Лены, плейстоценовым моренам Верхоянских гор и четвертичным лессам из этого же района (Popp et al., 2007) позволили однозначно считать именно Верхояно-Колымскую систему (с небольшим дополнением плато Путоран, дренируемым р. Хатангой, впадающей в море Лаптевых) главной питающей провинцией для осадков хребта Ломоносова. В теплые эпохи, соответствующие нечетным ЛХСГ ломоносовской толщи и полярной толще, основными агентами транспортировки осадочного материала служили реки (прежде всего, Лена и ее притоки), а также морские течения в различных горизонтах водной толщи и (в минимальной степени) морской лед, переносимый Полярной ветвью Трансполярного дрейфа.