ИСТИНА

Реконструкция динамики уровня Балтийского моря в российских сегментах (Ленинградская и Калининградская области) в позднем неоплейстоцене и голоцене и выявление роли природных катастрофических явлений (резкой трансформации гидрографической сети, импактов, землетрясений, цунами).

In the reporting period, field research was continued, and the processing and analysis of previously obtained field data began. Research was carried out in several main directions on the territory of the Kaliningrad and Leningrad regions. For the Baltic Sea, an interpretation and generalization of part of the geoacoustic expeditional data was performed. Five areas with relict bottom topography and sediments were identified, which indicate sharp changes in the hydrological regime of the sea at different stages of its development. On the coastal territories of the Baltic Sea (Curonian Spit), in order to identify possible traces of catastrophic events related to changes in the Baltic Sea level and to further reconstruct the climatic conditions of the past, the material of Lake Chaika obtained previously was processed. The results show that in some parts of the coast, the effect of transgression phenomena was probably manifested during the Littorina stage of the Baltic sea development. For the first time in the South-eastern Baltic, paleotemperature reconstructions were carried out, based on a previous study of the Lake Kamyshovoe bottom sediments. One of the main tasks of this study was to clarify the nature of climatic changes (“catastrophic” - “gradual”) during the transitional Pleistocene - Holocene period. A lithostratigraphic study of 3 sections of coastal outcrops on the Sambian Peninsula was carried out as well. As a result, at least two sharp transgressive-regressive Late Glacial – Holocene stages in the history of the Baltic Sea are recorded. For the first time, Baltic Ice Lake sediments were recorded on the northern shore of the Kaliningrad Peninsula. The study of the coastal outcrops was supplemented by an identification of deformational textures in sediments, their parameterizations, as well as revealing links with the tectonic structure. One more direction of research during the reporting period was the evolution of the lake sedimentation as a reflection of the transgressive-regressive stages of the Baltic-Ladoga palaeobasins. The study of the bottom sediments of Lake Lavijärvi allowed to describe the main stages of its development. On the Karelian Isthmus, the effects of differentiated tectonic movements and strong seismicity on deformations of the relief and loose sediments in interaction with changes in the hydrographic network and fluctuations in the level of the Baltic Sea and adjacent basins were studied. The influence of tectonic displacements and strong seismicity on the formation of the terraces during the late Pleistocene and Holocene was detected. During the reporting period, the results were published in 2 monographs and 13 articles, including 4 articles cited in WoS and Scopus, and 2 articles in RSCI. The more 6 articles are prepared for submission. The project results were presented at the international and Russian conferences, including: INQUA Working Group "From Weichselian Ice-Sheet Dynamics to Holocene Land Use Development in Western Pomerania and Mecklenburg", 7-13 September 2019; V All-Russian Scientific Conference «DINAMIC OF ECOSYSTEM DURING THE HOLOCENE » (100-years anniversary of L.Dinesman), Moscow, 11–15 November 2019, XXIII International conference (School) on Marine Geology (18-22 November 2019), Moscow, and others.

А. Будет выполнен анализ всех палеогеографических и геологических данных с построением карто-схем пространственно-временных катастрофических природных событий в районе Финского залива и юго-восточной части Балтийского моря на период дегляциации территорий и в послеледниковое время с привязкой к происходившим перестройкам гидрографической сети и уровня Балтики и крупных пресноводных бассейнов. Планируется завершить создание базы катастрофических событий для восточного фланга Балтийского моря и оформить в виде базы данных (авторские права). Планируется подготовить обобщающую статью об особенностях перестройки природно-климатических обстановок в районе Калининградской области и Карельского перешейка (сравнительный анализ). Планируется завершить все аналитические работы и подготовить к изданию серию работ по теме исследования. Результаты будут представлены на значимых российских и международных конференциях. Б. Планируется проведение полевых исследований осенью 2020/зимой 2021 года на Виштынецкой возвышенности (Калининградская область) (рис. 1). Цель полевых работ: провести дополнительное исследование позднеледниковой – раннеголоценовой части разреза оз. Камышовое для определения степени выраженности реакции растительных сообществ на главные и второстепенные климатические колебания, а также выявления роли космогенных факторов в климатической динамике изучаемого региона. В ходе запланированной экспедиции планируется провести бурение и осуществить отбор кернов донных отложений с последующим их анализом петромагнитным, микрозондовым и фитолитным методами, включая дополнительное AMS и тефрохронологическое датирование. Для выявления возможных следов катастрофических событий связанных с изменениями уровня Балтийского моря и дальнейшей реконструкции природно-климатических условий прошлого планируется проведение экспедиционных работ на заболачивающемся озере Подлесном в лесном массиве Буковая роща, расположенном вблизи побережья Вислинского залива (рис. 2). В рамках полевых исследований будет проведён отбор и первичное литологическое описание колонки озёрных отложений. Для отобранных образцов донных отложений будут выполнены лабораторные исследования, включающие палинологический анализ и радиоуглеродное датирование. Полевые в прибрежной зоне Балтийского моря (Калининградский сектор) работы предполагается выполнить с 15 по 31 августа. На третий год реализации проекта планируется обработка данных и анализ образцов, полученных и отобранных во время работ на северном побережье Калининградского (Самбийского) полуострова, и публикация этих материалов. Также планируется проведение полевых исследований в районе дельты р. Неман, для определения её реакции на быстрые колебания уровня Балтийского моря в позднеледниковье и голоцене. Новые данные, которые мы сможем получить по истории южной части дельты р. Неман, позволят дополнить реконструкцию катастрофических и динамических изменений уровня Балтики, полученную для Калининградского полуострова. Также возможен добор полевых материалов по северному и восточному берегам Калининградского полуострова, если в этом возникнет необходимость. В. Экспедиционные морские работы будут осуществляться в территориальных водах и исключительной экономической зоне РФ юго-восточной части Балтийского моря в 2019-2020 гг. Целью экспедиционных исследований является реконструкция уровня юго-восточной части Балтийского моря в позднем плейстоцене и голоцене по результатам геолого-геоакустических работ. Основные задачи экспедиционных исследований: геоакустическое обследование дна в целях выявления и уточнения положения, затопленных древних береговых уступов; отбор колонок песков для определения возраста отложений.В ходе геоакустических работ планируется использование маломерного судна Тунобот «Норд3». Вибрационный отбор проб будет осуществляться с борта одного из судов ИО РАН: НИС «Академик Николай Страхов», НИС «Академик Сергей Вавилов», НИС «Академик Иоффе» или НИС «Академик Борис Петров». В соответствии с п.2.4 Приказа Минобрнауки России от 28.05.2020 г. № 696 и п. 3 приказа ИО РАН от 29.05.2020 г. № 38 о проведении морских и иных экспедиций, которые должны были осуществляться по утвержденным планам и программам, 24 июня 2020 г. запланировано проведение 47 рейса НИС «Академик Николай Страхов». В экспедиции в рамках проекта будут продолжены геоакустические исследования реликтовых отложений на плато Рыбачий. Вибрационное бурение реликтовых песков планируется выполнить в 56 рейсе НИС «Академик Иоффе», который состоится в августе-сентябре 2020 г. при условии открытия границы с Литвой и обеспечения работ Клайпедским университетом согласно достигнутым ранее договоренностям. Акустические работы. Работы будут выполняться на запланированном полигоне по сетке галсов с использованием портативного оборудования. Гидролокация бокового обзора (ГЛБО) будет выполняться с помощью буксируемого комплекса Teledyne Benthos C3D (принадлежность ИО РАН). При выполнении площадной съемки межгалсовое расстояние будет определено в зависимости от глубины района исследования таким образом, чтобы обеспечить стопроцентное покрытие поверхности дна сонарными данными. Однолучевой эхолотный промер морского дна и геоакустическое профилирование осадков будет выполняться с использованием двухчастотного эхолота Simrad EA400SP (принадлежность ИО РАН). Рабочие частоты 38 и 200 кГц. Излучаемая мощность (регулируемая): 100Вт – 1кВт. На частоте 38 кГц эхолот будет использоваться как акустический профилограф донных отложений, а на частоте 200 кГц – для получения точных батиметрических данных. Точность измерения глубины на данной частоте – 1 см, а на 38 кГц – 5 cм. Геодезическая привязка съемки будет производиться с использованием GPS Trimble SPS461 (принадлежность ИО РАН) в системе координат WGS-84. Регистрация и обработка данных будет осуществляться гидрографическим ПО Hypack.Геологические исследования. Отбор кернов песков затопленных древних дюн будет производиться вибротрубкой VKG-3/6 (Клайпедский университет). Трубка способна отбирать керн длиной до 6 м, что позволит получить полный временной разрез до подстилающей морены. Датировка отобранных песков на различных горизонтах будет выполняться методом оптически стимулированной люминесценции (ОСЛ) во ВСЕГЕИ. При наличии раковин молюсков будет выполнена AMS датировка. Районы проведения исследований и содержание работ. Схема работ представлена на Рисунке 3, координаты полигонов работ – в Таблице 1. Геоакустические работы будут выполняться на полигоне №1, который является продолжением полигона сонарной съемки, выполненной ранее в рамках данного гранта. Галсы будут выполняться в сторону увеличения глубины, поскольку согласно (Uscinowicz, 2003) относительный уровень БЛО и Иольдиевого моря в юго-восточной части мог достигать отметки 52 м. Новая информация о глубине залегания уступов позволит уточнить имеющуюся кривую относительного уровня моря в юго-восточной Балтике (Uscinowicz, 2003) для российского сектора. На полигоне №2 будет выполняться вибрационный отбор 4-х кернов песков затопленных древних дюн. Точное положение крупных форм, сложенных мелкозернистыми песками, было определено ранее в ходе сонарного профилирования и многолучевой эхолотной съемки (Дорохов и др., 2017). Точное расположение точек бурения будет определено в ходе дополнительных геоакустических исследований отдельных дюн с целью определения их мощности. Станции отбора проб будут определяться таким образом, чтобы высота песчаных образований не превышала 6 м, что позволит получить керн с наиболее древними песками, лежащими на поверхности морены в основании дюн. Информация о возрасте низлежащих песков позволит выявить время начала формирования дюн, когда данный участок являлся сушей. Возраст песков верхней части керна позволит определить примерное время затопления дюн. На Карельском перешейке планируется проведение геологических и палеолимнологических работ. Целью полевых работ является получение новых данных по возрасту, генезису, составу поверхностных рыхлых отложений для реконструкции развития рельефа Карельского перешейка в позднем плейстоцене и голоцене и поиска следов катастрофических событий, влиявших на развитие природной среды. Задачи полевых работ: (1) Поиск, расчистка и документация разрезов рыхлых отложений в естественных обнажениях в долине р. Вуокса (на участках между гг. Лесогорск и Каменногорск и в устье р. Бурная) и в карьерах в районах пос.Боровинка и Барышево; (2)Поиск деформаций в рыхлых отложениях и скальном субстрате, установление их пространственно-временных параметров; (3) Корреляция террасовых уровней, выяснение взаимоотношений террас и скального ложа; (4)Бурение с отбором органического материала для восстановления хронологии развития uидрографической сети в голоцене. Методы полевых работ и используемое оборудование: (1) Маршрутные исследования планируются пешие, автомобильные и водные с использованием резиновой лодки и автомобиля повышенной проходимости (УАЗ-2206); (2)Расчистка и шурфовка с использованием стандартной методики документации геологических разрезов; (3) Бурение ручным буром Eijkelkamp на глубину до 7 м с отбором образцов; (4) Геодезическая привязка разрезов и корреляция террасовых и характерных маркирующих уровней с использование DGPS. Планируется выполнить отбор колонок по трассе древнего Гейниокского пролива (рис. 4). для детализации пространственно-временных рамок среднеголоценовой Ладожской трансгрессии и реконструкции палеостока и его динамики в голоцене. Планируется аналитическая обработка полученного материала (диатомовый анализ, споров-пыльцевой, геохимический, потери при прокаливании, радиоуглеродное датирование).

К настоящему времени построена непротиворечивая кривая изменения уровня Балтийского моря в районе Финского залива. Выполнена хронологическая привязка всех этапов развития Балтики от пресноводной стадии Балтийского ледникового озера, через слабосолёную стадию Иольдиевого моря, снова пресноводную стадию Анцилового озера, солёную стадию Литоринового моря и до современной слабосоленой стадии Балтийского моря. Накопленный, к настоящему времени, массив палеогеографических, геологических, геоморфологических, биостратиграфических и хронологических данных вовлечен в оборот региональной Балтийской базы данных, что позволит выполнить на более высоком научно-методическом уровне палеогеографические реконструкции развития Балтики в поздне- и послеледниковое время.