Опыт применения метода датирования по космогенному 10Be для оценки возраста и масштабов плейстоценового оледенения северо-восточной Сибири (на примере ледниковых комплексов хр. Черского)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

История изучения ледниковых комплексов Северо-Восточной Сибири насчитывает более 150 лет. За этот период получен обширный геологический и геоморфологический материал, давший возможность определить этапы, характер и размеры оледенений. В то же время дефицит прямых датировок ледникового рельефа, полученных геохронологическими методами, не позволяет проводить полноценные палеогеографические реконструкции. Это приводит к дискуссиям как в российской, так и в англоязычной литературе о возможности существования покровного оледенения в горах Северо-Восточной Сибири. В связи с этим для определения размеров и времени оледенения южной части хр. Черского нами был проведен комплекс геоморфологических и геохронологических исследований, в результате которых в долине р. Малык-Сиен (хр. Охандя) определен возраст трех конечно-моренных гряд, соответсвующих различным этапам оледенения. На основе датирования экспонированных валунов в пределах конечно-моренных комплексов получены 22 даты по космогенному 10Be. Средний экспонированный возраст для внешней морены составляет 120.8±13.7 тыс. л., для средней – 37.7±4.9 тыс. л. и для внутренней морены – 13.8±2.2 тыс. л. Строение морен и возраст отложений свидетельствуют о горно-долинном характере оледенения хр. Черского в среднем и позднем плейстоцене. Последовательное уменьшение размера ледника в долине р. Малык-Сиен начиная с МИС 6 к МИС 2 указывает на увеличение дефицита атмосферных осадков и значительную криоаридизацию на юго-востоке хр. Черского. Эта тенденция контрастирует с большей частью районов, затронутых оледенением в Северном полушарии, где максимальная площадь ледников позднего плейстоцена реконструируется для времени последнего ледникового максимума (LGM, МИС 2).

Об авторах

С. Г. Аржанников

Институт земной коры СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sarzhan@crust.irk.ru
Россия, Иркутск

А. В. Аржанникова

Институт земной коры СО РАН

Email: sarzhan@crust.irk.ru
Россия, Иркутск

А. А. Чеботарев

Институт земной коры СО РАН

Email: sarzhan@crust.irk.ru
Россия, Иркутск

Н. В. Торговкин

Институт мерзлотоведения СО РАН

Email: sarzhan@crust.irk.ru
Россия, Якутск

Д. В. Семиколенных

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: sarzhan@crust.irk.ru
Россия, Москва

М. С. Лукьянычева

Институт географии РАН

Email: sarzhan@crust.irk.ru
Россия, Москва

Р. Н. Курбанов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт географии РАН

Email: sarzhan@crust.irk.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Ананьев Г.С., Ананьева Э.Г., Пахомов А.Ю. (1984). Четвертичные оледенения северо-западного Приохотья. В сб.: Плейстоценовые оледенения Востока Азии. Магадан. С. 43–56.
  2. Ананьев Г.С., Смирнова Т.И., Ананьева Э.Г. и др. (1982). Генезис и возраст четвертичных отложений Северо-западного Приохотья. В сб.: Четвертичные отложения востока СССР. Препринт. Магадан. С. 7–10.
  3. Архипов С.А. (1983). Корреляция четвертичных оледенений Сибири и Северо-Востока. В сб.: Оледенения и палеоклиматы Сибири в плейстоцене. Новосибирск. С. 4–18.
  4. Величко А.А. (1991). Корреляция событий позднего плейстоцена в ледниковых областях северного полушария. Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. № 60. С. 14–28.
  5. Верховская Н.Б. (1986). Плейстоцен Чукотки. Палиностратиграфия и основные палеогеографические события. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 116 с.
  6. Воскресенский С.С., Чанышева М.Н., Воскресенский И.С. и др. (1984). Плейстоценовые оледенения бассейна Колымы. В сб.: Плейстоценовые оледенения Востока Азии. Магадан. С. 57–65.
  7. Галанин А.А. (2012). Возраст последнего ледникового максимума на северо-востоке Азии. Криосфера Земли. Т. 16. № 3. С. 39–52.
  8. Галанин А.А., Глушкова О.Ю. (2006). Оледенения, климат и растительность района Тауйской губы (Северное Приохотье) в позднечетвертичное время. Геоморфология. № 2. С. 50–61.
  9. Глушкова О.Ю. (1984). Морфология и палеогеография позднеплейстоценовых оледенений северо-востока СССР. В сб.: Плейстоценовые оледенения Востока Азии. Магадан. С. 28–42.
  10. Глушкова О.Ю., Гуалтиери Л. (1998). Особенности позднечетвертичного оледенения северной части Корякского нагорья. В сб.: Изменение природной среды Берингии в четвертичный период. Магадан: СВНЦ ДВО РАН. С. 112–132.
  11. Гольдфарб Ю.И. (1972). В бассейне р. Берелёх пять плейстоценовых оледенений. В сб.: Материалы по геологии и полезным ископаемым северо-востока СССР. Магаданское книжное издательство. С. 225–242.
  12. Дегтяренко Ю.П. (1984). Масштабы современного и четвертичных оледенений Корякского нагорья и Восточной Чукотки. В сб.: Плейстоценовые оледенения Востока Азии. Магадан. С. 66–76.
  13. Заморуев В.В. (1976). “Главный климатический рубеж плейстоцена” и горное оледенение Восточной Сибири и Северо-Востока СССР. Известия РГО. Т. 108. Вып. 1. С. 16–21.
  14. Заморуев В.В. (1978). Четвертичное оледенение Аллах-Юньского района (Южное Верхоянье). Известия РГО. Т. 110. Вып. 2. С. 135–142.
  15. Иванов В.Ф. (1984). Четвертичные оледенения Восточной Чукотки. В сб.: Плейстоценовые оледенения Востока Азии. Магадан. С. 77–89.
  16. Карта четвертичных образований масштаба 1 : 200 000 (P-55-IV). (2020). Под ред. Ш.Г. Грищенко, Н.П. Павлова. Л.: ВСЕГЕИ. 1 л.
  17. Кинд Н.В. (1975). Оледенения Верхоянских гор и положение их в абсолютной геохронологической шкале верхнего антропогена Сибири. В сб.: Палеогеография и перигляциальные явления плейстоцена. М.: Наука. С. 124–132.
  18. Колпаков В.В. (1979). Ледниковый и перигляциальный рельеф Верхоянской ледниковой области и новые радиоуглеродные данные. В сб.: Региональная геоморфология районов нового освоения. М.: МФГО СССР. С. 83–98.
  19. Кропоткин П.А. (1873). Отчет об Олекминско-Витимской экспедиции для отыскания скотопрогонного пути из Нерчинского округа в Олекминский, снаряженной в 1866 г. Записки Русского географического общества по общей географии. Т. 3. 681 с.
  20. Онищенко Б.А. (1965). Новые данные к проблеме четвертичного оледенения северо-востока СССР (на примере горной системы Черского). В сб.: Основные проблемы изучения четвертичного периода. М.: Наука. С. 123–128.
  21. Хворостова З.М. (1965). Четвертичное оледенение горной части бассейнов рек Индигирки и Колымы. В сб.: Основные проблемы изучения четвертичного периода. М.: Наука. С. 272–276.
  22. Чанышева М., Бредихин А.В. (1981). О границе плейстоценовых оледенений в бассейне верхнего и среднего течения р. Колымы. Геоморфология. № 3. С. 97–103.
  23. Шейнкман В.С. (2008). Четвертичное оледенение в горах Сибири как результат взаимодействия гляциальных и мерзлотных процессов. Материалы гляциологических исследований. Т. 105. С. 51–74.
  24. Шило Н.А., Ложкин А.В., Андерсон П.М. и др. (2005). Новые радиоуглеродные и палеоботанические данные о развитии ледниковых озер Чукотки. ДАН. Т. 404. № 5. С. 687–689.
  25. Applegate P. J., Urban N. M., Laabs B. J. et al. (2010). Modeling the statistical distributions of comsogenic exposure dates from moraines. Geoscientific Model Development. V. 3. P. 293–307.
  26. https://doi.org/10.5194/gmd-3-293-2010
  27. АrcticDEM – Polar Geospatial Center [Электронный ресурс]. URL: https://www.pgc.umn.edu/data/arcticdem/ (дата обращения: 07.04.2023).
  28. Astakhov V., Shkatova V., Zastrozhnov A. et al. (2016). Glaciomorphological Map of the Russian Federation. Quat. Int. V. 420. P. 4–14. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2015.09.024
  29. Balco G., Stone J.O., Lifton N. A. et al. (2008). A complete and easily accessible means of calculating surface exposure ages or erosion rates from 10Be and 26Al measurements. Quat. Geochronology. V. 3. № 3. P. 174–195. https://doi.org/10.1016/j.quageo.2007.12.001
  30. Barr I.D., Clark C.D. (2012). Late Quaternary glaciations in Far NE Russia; combining moraines, topography and chronology to assess regional and global glaciation synchrony. Quat. Sci. Rev. V. 53. P. 72–87. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2012.08.004
  31. Batbaatar J., Gillespie A.R., Fink D. et al. (2018). Asynchronous glaciations in arid continental climate. Quat. Sci. Rev. V. 182. P. 1–19. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2017.12.001
  32. Bennett M.R. (2001). The morphology, structural evolution and significance of push moraines. Earth-Science Rev. V. 53. 197e236. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(00)00039-8
  33. Blomdin R., Heyman J., Stroeven A. P. et al. (2016). Glacial geomorphology of the Altai and Western Sayan Mountains, Central Asia. J. of Maps. V. 12. № 1. P. 123–136. https://doi.org/10.1080/17445647.2014.992177
  34. Blomdin R., Stroeven A., Harbor J. et al. (2018). Timing and dynamics of glaciation in the Ikh Turgen Mountains, Altai region, High Asia. Quat. Geochronology. V. 47. P. 54–71. https://doi.org/10.1016/j.quageo.2018.05.008
  35. Brigham-Grette J., Gualtieri L. M., Glushkova O. Y. et al. (2003). Chlorine-36 and C-14 chronology support a limited last glacial maximum across central Chukotka, northeastern Siberia, and no Beringian ice sheet. Quat. Res. V. 59. № 3. P. 386–398. https://doi.org/10.1016/s0033-5894(03)00058-9
  36. Briner J.P., Kaufman D.S. (2008). Late Pleistocene Mountain glaciation in Alaska: key chronologies. J. of Quat. Sci. V. 23. № 6–7. P. 659–670. https://doi.org/10.1002/jqs.1196
  37. Fabel D., Harbor J. (1999). The use of in-situ produced cosmogenic radionuclides in glaciology and glacial geomorphology. Annals of Glaciology. V. 28. P. 103–110. https://doi.org/10.3189/172756499781821968
  38. Gillespie A.R., Burke R.M., Komatsu G. et al. (2008). Late Pleistocene glaciers in Darhad Basin, northern Mongolia. Quat. Res. V. 69. P. 169–187. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2008.01.001
  39. Glushkova O.Y. (2011). Late Pleistocene glaciations in north-east Asia. Developments in Quat. Sci. V. 15. P. 865–875. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-53447-7.00063-5
  40. Google Earth PRO [Electronic data]. URL: https://www.google.com/intl/ru_ALL/earth/versions (дата обращения: 07.04.2023).
  41. Gosse J. C., Phillips F. M. (2001). Terrestrial in situ cosmogenic nuclides: theory and application. Quat. Sci. Rev. V. 20. P. 1475–1560. https://doi.org/10.1016/S0277-3791(00)00171-2
  42. Grosswald M.G., Hughes T.J. (2002). The Russian component of an Arctic ice sheet during the Last Glacial Maximum. Quat. Sci. Rev. V. 21. №. 1–3. P. 121–146. https://doi.org/10.1016/S0277-3791(01)00078-6
  43. Gualtieri L., Glushkova O.Y., Brigham-Grette J. (2000). Evidence for restricted ice extent during the last glacial maximum in the Koryak Mountains of Chukotka, far eastern Russia. GSA Bulletin. V. 112 P. 1106–1118. https://doi.org/10.1130/0016-7606(2000)112<1106:EFRIED>2.0.CO;2
  44. Heyman J., Applegate P. J., Blomdin R. et al. (2016). Boulder height – exposure age relationships from a global glacial 10Be compilation. Quat. Geochronology. V. 34. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.quageo.2016.03.002
  45. Heyman J., Stroeven A. P., Harbor J. M. et al. (2011). Too young or too old: Evaluating cosmogenic exposure dating based on analysis of compiled boulder exposure ages. Earth and Planetary Sci. Letters. V. 302. P. 71–80. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.11.040
  46. Hidy A.J., Gosse J.C., Froese D.G. et al. (2013). A latest Pliocene age for the earliest and most extensive Cordilleran Ice Sheet in northwestern Canada. Quat. Sci. Rev. V. 61. P. 77–84. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2012.11.009
  47. Jansen J.D., Knudsen M.F., Andersen J.L. et al. (2019). Erosion rates in Fennoscandia during the past million years. Quat. Sci. Rev. V. 207. P. 37–48. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2019.01.010
  48. Kaufman D.S., Manley W.F. (2004). Pleistocene Maximum and Late Wisconsinan glacier extents across Alaska, U.S.A. Developments in Quat. Sci. V. 2. P. 9–27.
  49. Krinner G., Diekmann B., Colleoni F. et al. (2011). Global, regional and local scale factors determining glaciation extent in Eastern Siberia over the last 140,000 years. Quat. Sci. Rev. V. 30. № 7–8. P. 821–831. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2011.01.001
  50. Lisiecki L.E., Raymo M.E. (2005). A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records. Paleoceanography. V. 20. Iss. 1. PA1003. https://doi.org/10.1029/2004pa001071
  51. Löfverström M., Caballero R., Nilsson J. et al. (2014). Evolution of the large-scale atmospheric circulation in response to changing ice sheets over the last glacial cycle. Climate of the Past. V. 10. № 4. P. 1453–1471. https://doi.org/10.5194/cp-10-1453-2014
  52. Margold M., Jansen J.D., Gurinov A.L. et al. (2016). Extensive glaciation in Transbaikalia, Siberia, at the Last Glacial Maximum. Quat. Sci. Rev. V. 132. P. 161–174. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2015.11.018
  53. Morin P., Porter C., Cloutier M. et al. (2016). ArcticDEM; a publically available, high resolution elevation model of the Arctic. EGU General Assembly, held 17–22 April, in Vienna Austria, id. EPSC2016-8396.
  54. Putkonen J., O’Neal M. (2006). Degradation of unconsolidated quaternary landforms in the western North America. Geomorphology. V. 75. P. 408–419. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2005.07.024
  55. Putkonen J., Swanson T. (2003). Accuracy of cosmogenic ages for moraines. Quat. Res. V. 59. № 2. P. 255–261. https://doi.org/10.1016/s0033-5894(03)00006-1
  56. Simms A.R., Lisiecki L., Gebbie G. et al. (2019). Balancing the last glacial maximum (LGM) sea-level budget. Quat. Sci. Rev. V. 205. P. 143–153. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.12.018
  57. Stauch G., Gualtieri L. (2008). Late Quaternary glaciations in northeastern Russia. J. of Quat. Sci. Published for the Quat. Res. Association. V. 23. № 6–7. P. 545–558. https://doi.org/10.1002/jqs.1211
  58. Stauch G., Lehmkuhl F. (2010). Quaternary glaciations in the Verkhoyansk Mountains, Northeast Siberia. Quat. Res. V. 74. № 1. P. 145–155. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2010.04.003
  59. Stauch G., Lehmkuhl F., Frechen M. (2007). Luminescence chronology from the Verkhoyansk Mountains (North-Eastern Siberia). Quat. Geochronology. V. 2. № 1–4. P. 255–259. https://doi.org/10.1016/j.quageo.2006.05.013
  60. Svendsen J.I., Alexanderson H., Astakhov V.I. et al. (2004). Late Quaternary ice sheet history of northern Eurasia. Quat. Sci. Rev. V. 23. № 11–13. P. 1229–1271. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2003.12.008
  61. Wagner G. (1988). Age Determination of Young Rocks and Artifacts. Springer. 466 p.
  62. Ward B.C., Bond J.D., Gosse J.C. (2017). Evidence for a 55–50 ka (early Wisconsin) glaciation of the Cordilleran ice sheet, Yukon Territory, Canada. Quat. Res. V. 68. № 1. P. 141–150. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2007.04.002

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. (а) – Местоположение района исследований на обзорной карте (выделено красным квадратом) и (б) – долина р. Малык-Сиен и хр. Охандя

Скачать (225KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Характер и площадь распространения ледниковых отложений (Гольдфарб, 1972) в районе исследования и на прилегающих территориях. Оранжевым цветом показаны ледниковые отложения. Красной пунктирной линией отмечена осевая часть конечных морен в долине р. Малык-Сиен

Скачать (309KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Выборка сравнительно высоко выступающих валунов и их опробование для датирования времени экспозиции (табл. 1). Валуны, расположенные на моренах: (а), (б), (в) – на внешней, (г) – на средней, (д), (е) – на внутренней

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Фрагмент долины р. Малык-Сиен с конечными моренами и места отбора проб (красные точки). Прямоугольники показывают возраст экспонирования моренных валунов. В нижней части рисунка представлен продольный топографический профиль с конечно-моренными валами, на которых показаны высоты мест отбора проб. Красная стрелка на внешней морене указывает на ключевые образцы MS-M15B-1, MS-M15B-2 и MS-M15B-3, положение которых в постседиментационный период было более стабильным

Скачать (693KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение плотности (probability density plot, PDP – по вертикальной оси) космогенных дат для внешней, средней и внутренней морен. Прямоугольники, окрашенные в цвета, соответствующие цвету морен на рис. 4, отражают диапазон дат, принятых как наиболее достоверные. На фотографии показан западный берег озера Малык. Черные стрелки указывают на уровень краевых морен, сформировавшихся в разные периоды среднего и позднего плейстоцена. Белой стрелкой отмечены моренные отложения сартанского времени

Скачать (217KB)
Метаданные
7. Рис. 6. На схеме прямоугольниками различных цветов показан экспонированный возраст валунов с учетом ошибки 1–σ для внешней (зеленый), средней (оранжевый) и внутренней (коричневый) морен. Тон соответствует наиболее вероятному возрасту морены (зеленый – внешняя морена, оранжевый – средняя, темно-фиолетовый – внутренняя). На морской изотопной шкале (Lisiecki, Raymo, 2005) голубым и синим цветами обозначены стадии оледенения (цифры в скобках отражают границы морских изотопных стадий). Самая нижняя панель представляет собой визуализацию предполагаемых стадий (МИС 6 – МИС 2) максимального выдвижения ледников в долине р. Малык-Сиен

Скачать (185KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024