Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

В холодные эпохи, соответствующие нечетным ЛХСГ ломоносовской толщи, наряду с перечисленными агентами транспортировки заметно возрастала роль айсбергов, поскольку указанные различия в химическом составе четных и нечетных ЛХСГ, как представляется, обусловлены изменениями в агентах транспортировки осадочного материала, а не сменой питающей провинции. На большое значение айсбергов в поставке осадочного вещества в район хребта Ломоносова уже указывалось ранее, например, в (Spielhagen et al., 2004; O’Regan et al., 2008; Талденкова и др., 2009). Однако во всех этих работах речь шла о ведущей роли в образовании айсбергов Баренцево-Карского ледового щита. Наши геохимические данные опровергают это предположение. Поэтому в качестве источника айсбергов следует рассмотреть три варианта в применении к рассматриваемому региону: 1) шельфово-континентальный ледовый щит в районе моря Лаптевых и прилегающей суши; 2) относительно небольшие по площади ледовые купола в том же районе; 3) выводные ледники Верхоянских гор. Первый вариант уже опровергнут в ходе работ по международному проекту QUEEN (Svendsen et al., 2004). Второй вариант представляется возможным, за исключением сплошного купола на Новосибирских островах, т. к. на Большом Ляховском острове, например, за последние 200 тыс. лет его не было (Andreev et al., 2004, 2008). Эфемерные ледниковые купола могли существовать во время оледенений на осушенном шельфе моря Лаптевых, на поверхности едомы. История их развития должна быть тесно связанной, в частности, с историей атмосферной циркуляции, вариациями температуры и влажности воздуха, колебаниями уровня моря. Третий вариант нуждается в дополнительных исследованиях, т. к. стратиграфия плейстоценовых горных морен Верхоянских гор сейчас пересматривается в сторону удревнения горизонтов ледниковых отложений и окончательная шкала еще не выработана (Popp et al., 2007). Тем не менее, существование здесь выводных ледников в некоторые эпохи предполагается рядом исследователей.

В целом Баренцево-Карский ледовый щит если и играл какую-то роль, то явно подчиненную по сравнению с более восточными районами. Однако для лаптевоморского окончания хребта именно этот щит, возможно, имел наиболее важное значение в качестве источника айсбергового материала (Талденкова и др., 2009), хотя думается, что этот вывод нуждается в существенно более надежном обосновании.

Сравнение отношения Si/Al для трех исследованных колонок (см. рис. 6) показало, что состав айсбергового материала в одни и те же периоды времени отличался для приполярного района и района расположения кол. PS70/358. Наряду с большей мощностью синхронных горизонтов на лаптевоморском окончании хребта это обстоятельство свидетельствует о существовании субпараллельных поверхностных течений, переносящих осадочный материал из различных питающих провинций в различных средах (морской воде, морском льду, айсбергах). При этом более близкие к материку течения, естественно, сильнее нагружены осадочным веществом, отражая циркумконтинентальную зональность осадконакопления в Северном Ледовитом океане. В близко расположенной к Гренландии колонке GreenICE core 11, напротив, обнаружены минимальные мощности и скорости седиментации, что объясняется осадконакоплением в специфических подледных условиях и дефицитом сноса терригенного материала с суши, закрытой в позднем плейстоцене почти неподвижным ледовым щитом (Левитан и др., 20071).

Таким образом, в течение четвертичного времени вдоль подводного хребта Ломоносова происходили закономерные фациальные изменения, обусловленные сочетанием таких факторов, как близость к источнику сноса и петрофонд питающих провинций, эволюция климата, изменения в термохалинной циркуляции и ледовом режиме, гидродинамический режим придонного слоя океана и проч.

Для дальнейшего изучения проблемы, вынесенной в заголовок статьи, прежде всего, необходимо на основе изотопно-кислородной стратиграфии по фораминиферам и магнитостратиграфии изучить хронологию и стратиграфию полярной толщи.

4. Выводы

1. Предложены региональные лито-хемостратиграфические схемы расчленения колонок PS70/319 и PS70/358, поднятых, соответственно, со склона и с гребневой части приполярного сегмента хребта Ломоносова в ходе рейса ARK XXII/2 НИС «Поларштерн» (Германия) в 2007 г.

2. Показано, что на гранулометрический состав осадков обеих колонок серьезное влияние, особенно на склоне хребта, оказала гидродинамика придонного слоя.

3. В отличие от существующих в литературе взглядов доказано, что химический состав донных осадков, как обогащенных, так и не обогащенных материалом ледового разноса, обусловлен осадочным материалом Верхоянско-Колымского складчатого пояса. Это вывод относится к отложениям предположительно последних 670 тыс. лет или даже древнее (в рамках четвертичного периода).

Литература

1. Белов Н.А., Лапина Н.Н. Донные осадки Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1961, 214 с.

2. Левитан М.А., Васнер М., Нюрнберг Д., Шелехова Е.С. Средний состав ассоциаций глинистых минералов в поверхностном слое донных осадков Северного Ледовитого океана // Докл. РАН. 19951. Т. 344. № 3. С. 364–366.

3. Левитан М.А., Нюрнберг Д., Штайн Р. и др. О роли криозолей в накоплении современных осадков Северного Ледовитого океана // Докл. РАН. 19952. Т. 344. № 4. С. 506–509.

4. Левитан М.А., Буртман М.В., Горбунова З.Н., Гурвич Е.Г. Кварц и полевые шпаты в поверхностном слое донных осадков Карского моря // Литол. и полезн. ископ. 1998. № 2. С. 115–125.

5. Левитан М.А., Мусатов Е.Е., Буртман М.В. История осадконакопления на плато Ермак в течение последних 190 тыс. лет. Сообщение 1. Литология и минералогия среднеплейстоцен-голоценовых отложений // Литол. и полезн. ископ. 2002. № 6. С. 563–576.

6. Левитан М.А., Лаврушин Ю.А., Штайн Р. Очерки истории седиментации в Северном Ледовитом океане и морях Субарктики в течение последних 130 тыс. лет. М.: ГЕОС, 20071. 404 с.

7. Левитан М.А., Лукша В.Л., Толмачева А.В. История седиментации в северной части Охотского моря в течение последних 1.1 млн. лет // Литол. и полезн. ископ. 20072. № 3. С. 227–246.

8. Левитан М.А., Рощина И.А., Толмачева А.В. Геохимические особенности отложений континентального склона моря Уэдделла и их палеоокеанологическая интерпретация // Литол. и полезн. ископ. 2008. № 2. С. 128–142.

9. Леонов Г.П. Основы стратиграфии. Т. 1. М.: изд-во МГУ, 1973. 530 с.

10. Ронов А.Б., Ярошевский А.А., Мигдисов А.А. Химическое строение земной коры и геохимический баланс главных элементов. М.: Наука, 1990. 182 с.

11. Талденкова Е.Е., Николаев С.Д., Рекант П.В. и др. Некоторые черты палеогеографии хребта Ломоносова (Северный Ледовитый океан) в плейстоцене: литология осадков и микрофауна // Вестн. МГУ, сер. геогр. 2009 (в печати).

12. Фролов В.Т. Литология. Книга 3. М.: изд-во МГУ, 1995. 352 с.

13. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). М.: Научный мир, 2001. 606 с.

14. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Химическая классификация осадочных горных пород. Сыктывкар: Коми фил. АН СССР, 1986. 34 с.

15. Aagard, K., Carmack, E.C. The role of sea ice and other fresh water in the Arctic circulation // J. Geophys. Res. 1989. Vol. 94 (C 10). P. 14485-14498.

16. Andreev, A., Grosse, G., Schirrmeister, L. et al. Late Saalian and Eemian palaeoenvironmental history of the Bol’shoy Lyakhovsky Island (Laptev Sea region, Arctic Siberia) // Boreas. 2004. Vol. 33. No. 4. P. 319–348.

17. Andreev, A., Grosse, G., Schirrmeister, L. et al. Weichselian and Holocene palaeoenvironmental history of the Bol’shoy Lyakhovsky Island, New Siberian Archipelago, Arctic Siberia // Boreas. 2008. Vol. 38. No. 1. P. 72–110.

18. Behrends, M. Rekonstruktion von Meereisdrift und terrigenem Sedimenteintrag im Spätquartär: Schwermineralassoziationen in Sedimenten des Laptev-See-Kontinentalrandes und des zentralen Arktischen Ozeans // Ber. Polarforsch. 1999. No. 310. 167 s.

19. Behrends, M., Hoops, E., Peregovich, B. Distribution patterns of heavy minerals in Siberian rivers, the Laptev Sea and the eastern Arctic Ocean: An approach to identify sources, transport and pathways of terrigenous matter // In: Kassens, H., Bauch, H., Dmitrenko, I., Eicken, H., Hubberten, H.W., Melles, M., Thiede, J., Timokhov, L. (Eds.). Land-Ocean systems in the Siberian Arctic: Dynamics and history. Berlin: Springer, 1999. P. 265–286.

20. Fahl, K., Nöthig, E.-M. Lithogenic and biogenic particle fluxes on the Lomonosov Ridge (central Arctic Ocean) and their relevance for sediment accumulation: Vertical vs. lateral transport // Deep-Sea Res. Part I. 2007. Vol. 54. P. 1256–1272.

21. Jakobsson, M., Løvlie, R., Al-Hanbali, H. et al. Manganese and color cycles in Arctic sediments constrain Pleistocene chronology // Geology. 2000. Vol. 28. N 1. P. 23–26.

22. Jakobsson, M., Løvlie, R., Arnold, E. et al. Pleistocene stratigraphy and paleoenvironmental variation from Lomonosov Ridge sediments, central Arctic Ocean // Global Planet. Change. 2001. Vol. 31. P. 1–22.

23. Jakobsson, M., Backman, J., Murray, A., Løvlie, R. Optically simulated luminescence dating supports central Arctic Ocean cm-scale sedimentation rates // Geochem. Geophys. Geosyst. 2003. Vol. 4 (2). 1016, doi:10.1029/2002 GC000423.

24. Levitan, M.A., Lavrushin, Yu.A. Sedimentation history in the Arctic Ocean and Subarctic Seas for the last 130 kyr. Berlin: Springer, 2009. 387 p.

25. Löwemark, L., Jakobsson, M., Mörth, M., Backman, J. Arctic Ocean manganese contents and sediment colour cycles// Polar Res. 2008. Vol. 27. P. 105–113.

26. Martinson, D.G., Pisias, N.G., Hays, J.D. et al. Age dating and orbital theory of ice ages: Development of a high-resolution 0 to 300 000 years chronostratigraphy // Quatern. Res. 1987. Vol. 27. P. 1–29.