Палеоклиматы и эволюция природной среды (ГЗ)НИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
4 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. 1.7. Палеоклиматы и эволюция природной среды
Результаты этапа: Для целей реконструкции палеоклиматов и эволюции природной среды в плейстоцене и голоцене выполнены исследования в трех крупных регионах: (I) в континентальной части Европы, (II) в Арктике, (III) в Понто-Каспийском регионе. I. Палеогеографические реконструкции природной среды в континентальной части Европы выполнены комплексом литолого-минералогических, геохимических, палеомагнитных, палеопедологических, палинологических и фаунистических методов. (1). Проведена ревизия надежности стратиграфических построений на основе детальных исследований опорных разрезов Восточно-Европейской равнины. Показана самостоятельность двух среднеплейстоценовых оледенений и корреляция днепровского (печорского) и московского (вычегорского) горизонтов в пределах территории от Верхней Волги и Оки до Большеземельской тундры. Составлены карты-схемы и модель, демонстрирующие пространственные и эволюционные тренды изменчивости вещественного состава морен, необходимые для диагностики и межрегиональной корреляции маркирующих горизонтов. Воссоздана радиально-маргинальная структура краевых зон разновозрастных оледенений Ярославского Поволжья. С помощью цифровых моделей рельефа уточнена конфигурация конечных гряд и элементов инфраструктуры. Подтверждена стадийность московского и калининского оледенений. (2). Дальнейшее развитие получило палеогеографическое направление в геоэкологии, основывающееся на литолого-геоморфологическом анализе и комплексном палеогеографическом районировании территории с учетом унаследованных признаков с адресной порайонной оценкой устойчивости геосистем. (3). Проведено расчленение лёссово-почвенной формации, выявлены особенности ее формирования и распространения в Верхнем и Среднем Поволжье. Реконструированы семнадцать палеогеографических этапов в развитии природной среды и не менее девяти существенных перестроек почвенного покрова на протяжении последних 0,8 млн. лет; определен генезис палеопочв и выполнено их сопоставление с возможными современными аналогами. (4). Новые палинологические записи, полученные для глубоководных фаций лагунно-озерных отложений опорного разреза Вока (юго-восточное побережье Финского залива), накапливавшихся, согласно ИК-ОСЛ датированию, в интервале от ~94 до 70 тысяч лет, подтвердили межледниковый ранг палеоклиматических событий, коррелируемых с морскими изотопными подстадиями МИС 5b - 5а, что свидетельствует о большей продолжительности микулинского (эемского) межледниковья. II. Реконструкции развития природной среды арктических морей Евразии и Северного Ледовитого океана в плейстоцене и голоцене выполнены комплексом литологических, микропалеонтологических, геохимических, геохронологического и изотопных методов. (1). На основе детального комплексного изучения AMS14C-датированных морских осадков внешнего шельфа и континентального склона моря Лаптевых реконструирована послеледниковая история региона. Показано, что событие опреснения начала позднего дриаса являлось результатом сброса талых ледниковых вод в Арктический бассейн. Наиболее теплые поверхностные воды и сокращение ледового покрова наблюдалось в раннем голоцене 9-11.5 кал.т.л., что соответствует максимуму инсоляции северного полушария. (2). Стратиграфически расчленены плейстоценовые осадки подводного хребта Менделеева; выявлены различные этапы в палеогеографическом развитии района, обусловленные климатическими изменениями, ростом и таянием континентальных ледовых покровов, изменением размеров морского ледового покрова, влиянием водных масс Тихого и Атлантического океана. (3). Обобщены и сведены в единую базу данные по содержанию водных палиноморф в поверхностных осадках восточно-арктических морей. Установлена корреляционная зависимость состава ассоциаций и значений основных критериев (CD и AH) с гидрологическими параметрами поверхностных вод. Показано, что концентрации диноцист и пресноводных водорослей в поверхностном слое осадков отражают современную гидрологическую ситуацию в восточной Арктике, а определение ареалов распространения в поверхностных осадках морей Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское видов-индикаторов североатлантических и беринговоморских позволяет определить адвекцию этих вод на арктическом шельфе. Данные по восточному сектору Арктики получены впервые и станут методической основой для палеоокеанологических исследований в высоких широтах. (4). Обобщены результаты детальных комплексных исследований колонок донных осадков из Двинского и Онежского заливов Белого моря, а также центральной части Бассейна. Полученные впервые радиоуглеродные датировки (AMS 14C) позволили уточнить возраст выделяемых стратиграфических горизонтов, осуществить корреляцию основных этапов послеледникового развития в пределах акватории моря. III. Реконструкции эволюции природной среды Понто-Каспийского региона выполнены в результате сопряженного анализа (геоморфологический, фациально-литологический, макро- и микрофаунистический, палеомагнитны, геохронологический, палеоботанический, геоархеологический методы) нового фактологического материала. (1). На основе детализации и корреляции результатов изучения отложений опорного разреза Отказное скорректировано их климатостратиграфическое расчленение и реконструированы природные обстановки межледниковых и холодных этапов последних 900 тыс. лет на территории Терско-Кумской низменности. (2). Новые данные по стратиграфии и палеогеографии Каспия получены на основе комплексного анализа керна пяти скважин из Северного Каспия. Материалы бурения свидетельствуют о существовании в неоплейстоценовой истории Каспия гирканского трансгрессивного бассейна во второй половине микулинской межледниковой эпохи - в переходный этап к валдайской ледниковой эпохе; датирование образцов показало его возраст >55 тыс. лет. Впервые выявлен и охарактеризован на акватории Каспийского моря в разрезах четвертичных осадков ательский горизонт. По результатам радиоуглеродного анализа гуминовых кислот, выделенных из торфоподобных образований в кровле горизонта, получен калиброванный возраст ательских отложений в интервале от 41 до 45 тыс. лет назад. (3). В результате изучения ряда разрезов плейстоцена в Калмыкии получен новый материал по хвалынским шоколадным глинам. (4). Реконструированы изменения ландшафтно-климатических и седиментационных обстановок в дельте Волги на протяжении голоцена, выполнена корреляция палеоклиматических событий районов Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги с колебаниями уровня Каспийского моря. (5). Реконструирована эволюция природной среды северо-восточного побережья Черного моря в голоцене; выявлена ее корреляция с региональными и глобальными климатическими изменениями в масштабе тысячелетий. (6). Результаты многолетних исследований по стратиграфии и палеогеографии Большого Каспия (последние 3,5 млн. лет) обобщены и систематизированы в виде монографии «Большой Каспий: строение и история развития» (автор - Свиточ А.А.). Результаты исследований опубликованы в персональной монографии, 62 статьях (5 в зарубежных журналах, из которых 1 статья в списке ТОР-25, 19 в российских журналах, 38 в российских и иностранных сборниках), 13 тезисах докладов. Сделано 22 доклада на конференциях, из них 8 за рубежом.
5 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. 1.7. Палеоклиматы и эволюция природной среды
Результаты этапа: Для целей реконструкции палеоклиматов и эволюции природной среды в плейстоцене и голоцене проведены как (I) теоретические исследования, так и масштабные региональные исследования в (II) континентальной части Евразии, (III) Арктике и (IV) Понто-Каспийском регионе. I. Теоретические разработки касались (1) выработки обоснованных и объективных представлений о причинах различий количества ледниковых циклов хрона Брюнес, выделяемых в глубоководных и континентальных разрезах. Предположено, что наиболее вероятными причинами несовпадений количества циклов межледниковье-оледенение хрона Брюнес могут быть неполнота геологической летописи, неточное определение положения палеомагнитной инверсии Матуяма-Брюнес в разрезе и некорректное определение климатического ранга соответствующих похолоданий-потеплений. (2) Осуществлено значительное продвижение в исследовании основных характеристик и понимании механизма среднеплейстоценового перехода, что способствует более глубокому пониманию глобальных процессов эволюции и динамики ледниковых циклов плейстоцена. II. Палеогеографические реконструкции природной среды в континентальной части Евразии выполнены комплексом литолого-минералогических, геохимических, палеомагнитных, палеопедологических, палинологических и фаунистических методов. (1). Проведенная ревизия ключевых опорных разрезов Сатинского учебно-научного полигона и Московского региона подтвердила самостоятельность днепровского и московского среднеплейстоценовых оледенений и масштабность калининского позднеплейстоценового. (2). Установлены пространственно-временные закономерности формирования состава терригенных и глинистых минералов в моренах; особенности распространения, строения и состава отложений перигляциально-лессовой формации отражены на составленной карте Средневолжского бассейна с выделением лессовых провинций. (3). По разработанной авторской методике комплексного эколого-палеогеографического районирования территории Русской равнины построена карта древнеледниковой области нового поколения с усовершенствованной легендой для адресной и достоверной оценки геоэкологической устойчивости и прогноза развития морфолитосистем, прогнозирования зоны вероятного геоэкологического риска при неблагоприятных природных и техногенных ситуациях. (4). Разработаны и внедрены инновационные предложения по использованию космической информации в целях детальных палеогеографических реконструкций краевых образований разновозрастных оледенений. (5). С целью определения и уточнения пространственно-временных закономерностей развития климата и растительности Северной Евразии в плейстоцене продолжена работа по обоснованию палинологических критериев детальной климатостратиграфии и определения возраста плейстоценовых отложений на базе материалов, полученных ранее и в 2015 году для опорных разрезов Восточно-Европейской равнины, Средней Азии, севера Западной Сибири, Приморья, Сахалина; дан подробный анализ палеогеографических особенностей стадий межледниковых климатических ритмов. (6). На основании палинологических данных выполнено климатостратиграфическое расчленение толщи отложений пещеры Трлица на северо-западе Черногории и впервые для региона охарактеризованы ландшафтно-климатические условия трех холодных и трех теплых эпох интервала от ~1.8–1.4 млн. до 600 тыс. лет назад. (7). В результате междисциплинарных исследований, проведенных в бассейне Нижней Камы, впервые получена детальная литолого-геохимическая, палеопедологическая и палеонтологическая характеристика новейших отложений опорных разрезов Раздольный и Рыбная Слобода, что позволило выполнить палеогеографические реконструкции развития природной среды на протяжении от среднего неоплейстоцена до голоцена включительно. (8) Обобщение материалов палеопедологического анализа и результатов междисциплинарного палеогеографического исследования опорных разрезов неоплейстоцена на территории бассейнов Днепра, Дона, Волги, Камы позволили провести стратиграфическое расчленение и корреляцию основных горизонтов лёссово-почвенной формации; выявить динамику природных изменений, обусловленную сменами 17 палеогеографических этапов за последний миллион лет - 9 тёплых и относительно тёплых эпох и 8 холодных эпох (ледниковых или приравненных к ним) (9). В итоге комплексного изучения лёссово-почвенной формации позднего плейстоцена в серии опорных разрезов выявлены особенности генезиса почв в почвенных покровах микулинского межледниковья, ранне- и средневалдайского интерстадиалов и позднеледниковья-голоцена на территории бассейнов Днепра, Дона, Оки, Средней Волги, Нижней Камы. III. Реконструкции развития природной среды арктических морей Евразии и Северного Ледовитого океана в плейстоцене и голоцене выполнены комплексом литологических, микропалеонтологических, геохимических, геохронологического и изотопных методов. (1). Литологические, палеофаунистические данные и непрерывные кривые изменения изотопного состава кислорода и углерода карбоната планктонных фораминифер стали основой стратиграфического подразделения осадков восточной части хребта Менделеева и реконструкции характеристик палеобассейнов в течение последних 850 тыс. лет (МИС 1 - МИС 21). Выявлены теплые периоды (МИС 12 - МИС 21, МИС 11), характеризовавшиеся сокращенным ледовым покровом, высокой биопродуктивностью и значительным влиянием тихоокеанских вод. После МИС 11 направленное похолодание привело к развитию многолетнего ледового покрова, прогрессирующему росту влияния айсбергового материала Лаврентийского ледникового щита, усилению контрастности климатических колебаний и характеристик водных масс, выраженных в изотопной летописи, сокращению связи с Тихим и усилению связи с Атлантическим океаном. (2) На основе детального комплексного изучения AMS14C-датированных осадков колонки с восточного континентального склона пролива Фрама исследованы различные аспекты изменения природной среды региона за последние 18.5 кал. тыс. лет – характер и масштаб притока атлантических вод, разрушение континентальных ледников и приток талых вод, вариации размеров ледового покрова. (3). Изучены диатомовые водоросли в поверхностных донных осадках заливов Белого моря в зонах маргинальных фильтров рек Северная Двина, Онега и Кемь. Выделены три фазы формирования ассоциаций микроводорослей по мере удаления от устьев, характеризующиеся последовательным сокращением доли пресноводных видов и резкими изменениями концентраций морских диатомей, что определяется изменениями солености вод, гранулометрического состава осадков, количественным распределением взвеси и продуктивностью вод на различных ступенях маргинальных фильтров. (4) Выполнен анализ микроводорослей в сетных ловах фитопланктона моря Лаптевых, полученных в ходе совместной российско-немецкой экспедиции TRANSDRIFT-XXII в сентябре 2014 г. в центральной части шельфа к северу от дельты р. Лены и в северо-западной части моря, который показал доминирование диатомовых водорослей и динофлагеллят в составе фитопланктона моря Лаптевых. (5) Проведено сравнение особенностей распределения динофлагеллят в толще воды и их покоящихся стадий (цист) в осадках шельфа моря Лаптевых, которое позволит значительно повысить точность палеогеографических реконструкций в регионе благодаря более полному пониманию процессов аккумуляции и захоронения цист. Установлено, что распределение основных экологических групп динофлагеллят и их цист в целом близки, однако планктонные виды, цисты которых были наиболее распространены в поверхностных осадках, не доминировали в сообществах водорослей в периоды наблюдений. IV. Реконструкции эволюции природной среды Понто-Каспийского региона выполнены на основе сопряженного анализа (геоморфологический, фациально-литологический, макро- и микрофаунистический, палеомагнитный, геохронологический, палеоботанический, геоархеологический методы) нового фактического материала. (1). В результате изучения материалов полевых исследований в Нижневолжском регионе и анализа керна каспийских скважин получены результаты, дополняющие научные представления о развитии Каспия в плейстоцене: доказано существование гирканской трансгрессии в позднем плейстоцене, определен возраст гирканских трансгрессивных, ательских регрессивных осадков и начальной стадии развития хвалынской трансгрессии; уточнена корреляционная схема палеогеографических событий Каспия и Понта; получены новые данные о влиянии глобальных изменений климата на эволюцию природной среды Каспия. Особое внимание в исследованиях уделено уникальной фации раннехвалынской трансгрессии – шоколадным глинам: особенностям их распространения, строения, состава с целью установления их генезиса. По этой проблеме подготовлена коллективная монография. (2) Выполнен анализ влияния антропогенного фактора на биоразнообразие Каспийского моря, дана оценка антропогенной трансформации его малакофауны. (3) Выполнены палеогеографические реконструкции плейстоцена Терско-Кумской низменности: комплексно рассмотрены результаты детального палинологического, палеомагнитного и микротериологического изучения разреза Отказное, охарактеризованы ландшафтно-климатические изменения и смены растительных формаций на территории Терско-Кумской низменности в течение всех межледниковых и ледниковых эпох среднего и позднего плейстоцена. Выполнена корреляция реконструированных палеоклиматических событий последних примерно 800 тыс. лет с изотопно-кислородными стадиями глубоководных океанических осадков. Выполнен сравнительный анализ особенностей развития природной среды и климата регионов Нижней Волги и дельты Кубани в голоцене. (4) По материалам работ на Азово-Черноморском побережье были обобщены результаты археолого-палеоботанических и литолого-геоморфологических исследований, позволившие установить следы антропогенного воздействия на ландшафты Прикубанья с конца эпохи энеолита. Это существенно расширяет представления о поселенческой ситуации на Таманском полуострове, которые по археологическим материалам ограничивались до настоящего времени ранним бронзовым веком (32-23 вв. до н.э.). Установлено влияние как региональных (изменения уровня моря и климата), так и локальных (геолого-геоморфологическое строение побережья и устьевых областей, неотектоника. крупность водотоков и др.) на эволюцию побережий за последние 5 тыс. лет. (5) Анализ ранее полученных данных по изотопии раковин Чёрного и Азовского морей позволил составить математическую модель изменения изотопного баланса в голоцене с учётом поступления средиземноморских вод через Босфор, начиная с периода 8-9 тыс. лет назад. С её помощью можно с достаточной уверенностью предположить, что причиной изменения изотопии воды в голоценовой истории развития бассейнов являлось изменение пресноводной составляющей баланса, т.е. изменение увлажненности климата, а не масштабы поступления морских вод через Босфор. Помимо основной темы выполнялись исследования по 4 инициативным проектам РФФИ, проекту РФФИ на подготовку и проведение конференции, проекту ЮНЕСКО по Программе международной геологической корреляции (IGCP), трем грантам Ученого совета и одному хоздоговору. Результаты исследований сотрудников опубликованы в коллективной монографии, 95 статьях (14 в иностранных журналах, из которых 2 статьи в журналах из списка ТОР-25; 18 в российских журналах, из них 14 статей в журналах из списка ВАК; 63 в российских и иностранных сборниках), 8 тезисах докладов, 2 научно-популярных работах. Сделано 85 докладов на конференциях - 57 на всероссийских и 28 на международных (из них 11 за рубежом).

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".