Геоморфология и палеогеография

В статье представлено обобщение результатов экспедиционных и аналитических исследований криогенных явлений в Нижнем Поволжье. Детально описаны разные виды псевдоморфоз и криотурбации, обоснован их криогенный генезис, выделены различные криогенные структуры в лёссово-почвенных сериях, аллювиальных и лиманно-морских отложениях. Морфология структур указывает на то, что развитие криогенеза в схожих условиях природной среды, но в разных генетических типах отложений приводит к формированию структур разного облика, напрямую зависящего от влажности грунтов и их механического состава. Решающее значение для формирования конечного облика грунтовых структур имеют процессы деградации льда и сопутствующие изменения их морфологии. Абсолютное датирование отложений, вмещающих криогенные структуры, позволило выделить временные интервалы их формирования. На основе учета особенностей строения и формирования криогенных структур, их стратиграфического положения, результатов лабораторных анализов в позднем плейстоцене выделено шесть этапов криогенеза. Этап I характеризовался распространением в регионе глубокого сезонного промерзания, зафиксированного в прибрежно-морских осадках МИС 5d. Для этапов II-III (МИС 5b, МИС 4, соответственно) существование криогенных форм зафиксировано в различных генетических типах осадков. Этап IV (МИС 3с – МИС 3b) отвечает существованию криолитозоны только для северной части района (разрезы Средняя Ахтуба, Райгород) и маломощной островной криолитозоны либо глубокого сезонного промерзания – для южной части долины реки Волги. Этапы V (МИС 3а) и VI (МИС 2) характеризуются распространением маломощной островной мерзлоты либо глубокого сезонного промерзания. Выделенные крупные этапы развития многолетнемерзлых пород в Прикаспийской низменности существенно уточняют имеющиеся данные о криогенных горизонтах Восточно-Европейской равнины. Новые свидетельства существования криогенеза позволяют сдвинуть южнее принятую границу максимального распространения многолетнемерзлых пород в холодные этапы позднего плейстоцена на юге Русской равнины.

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).

Строение долины реки Лены отражает важнейшие события четвертичной истории Северо-Восточной Сибири, однако проблемы генезиса и возраста ключевых элементов ее долины остаются нерешенными до настоящего времени. В статье приведены результаты литолого-фациальных исследований и абсолютного датирования обнажения Усть-Буотама, вскрывающего строение четвертой (бестяхской) надпойменной аккумулятивной террасы в среднем течении р. Лены. В строении обнажения выделены 3 разновозрастные пачки: в интервале глубин 120–85 м от поверхности – озерные и аллювиальные отложения, соотносимые со среднеплейстоценовой мавринской свитой Центральной Якутии; 85–23м – эоловые отложения дъолкуминской свиты позднеплейстоценового возраста; 23–0 м – эоловые отложения позднеголоценовой дюны. Для разреза впервые выполнено люминесцентное датирование и получены даты по кварцу и калиевым полевым шпатам. Возрастные соотношения и стандартные тесты показали надежность полученной хронологии. Отложения мавринской свиты формировались не позднее 300 тыс. л. н., при этом стратиграфическое положение свиты позволяет предварительно коррелировать этап ее формирования с тобольским временем среднего плейстоцена (МИС 11-9). Осадки дъолкуминской свиты формировались с конца МИС 3 (29—30 тыс. л. н.) до конца МИС 2 (14.7 тыс. л. н.), отражая этап широкого развития эоловых процессов в Центральной Якутии. В это время произошло максимальное распространение песчаных дюнных массивов и покровов. Кратковременные периоды стабилизации эолового рельефа выражены в разрезе в виде слаборазвитых палеопочв. Позднеголоценовая дюна, представляющая верхнюю часть разреза, формировалась в последние ~400 лет. Новые данные также указывают на то, что бестяхская терраса является не речной террасой в классической понимании, а сохранившейся частью сложной дефляционно-аккумулятивной равнины. Основная часть толщи отложений, образующей террасу, формировалась в субаэральных условиях, в холодных и сухих обстановках финального плейстоцена.

Изучены морфология, строение и вещественный состав отложений низких террасовых уровней в долине р. Гейзерной, которые встречаются в виде небольших фрагментов. В разрезах доминирует грубый, плохо сортированный и слабо окатанный селевый материал разных возрастных генераций. На отдельных участках вскрыты слоистые песчано-гравийные отложения, накапливавшиеся в условиях подпрудных водоемов. Аллювиальные отложения представлены незначительными по мощности прослоями галечников с валунами лучшей окатанности и сортировки с песчано-гравийным заполнителем, подстилающими и/или перекрывающими селевые отложения. Для некоторых фрагментов террасовидных поверхностей характерен меньший уклон по сравнению с продольным профилем реки: по-видимому, они являются остатками бывших селево-оползневых плотин. Осадки современных селей прослеживаются на отметках от 0 до +50 м над урезом реки, отложения древних селей сохранились в высотном интервале от 0.5 до 12 м. Это свидетельствует об отсутствии прямой зависимости возраста отложений от уровня их залегания. Выветрелость и измененность рыхлого материала обусловлена близостью и активностью термопроявлений Гейзерного термального поля. Газогидротермальные процессы приводят к значительной трансформации состава и свойств анализируемых отложений – преимущественно к их цементации. Строение изученных разрезов свидетельствует о неоднократности схода селей по долине и о периодическом возникновении там временных подпрудных водоемов в результате формирования обвально-оползневых и селевых плотин. Активное поступление материала со склонов и его переотложение селями обусловили плохую окатанность обломков и сортировку осадка, слабую дезинтеграцию материала. Среди породообразующих минералов мелкопесчаной фракции доминируют магнетит и пироксены при участии ильменита, легкая фракция представлена преимущественно опал-смектит-цеолитовыми агрегатами, в меньшей степени – гейзеритом. В минералогических спектрах отложений, накапливавшихся в условиях подпрудных озер, расширяется набор вторичных минералов и агрегатов. В подстилающих селевый материал горизонтах аллювия имеются признаки переотложения древних осадков с хорошо окатанными обломками пород и зернами минералов.

Статья посвящена палеоклиматической реконструкции изменений окружающей среды в голоцене. Для решения этой проблемы было проведено исследование донных отложений озера Географов, расположенного на полуострове Файлдс, остров Кинг Джордж, Западная Антарктика. Озеро расположено выше максимального уровня морской трансгрессии голоцена, поэтому донные отложения озера представляют собой непрерывный природный архив последних 8500 кал. л. н. Представлены результаты литологического, геохимического, диатомового, гранулометрического анализов, потерь при прокаливании, а также статистической обработки данных и радиоуглеродной хронологии донных отложений. Выявлены существенные и незначительные этапы изменения климата. Значительное потепление произошло около 4800–3400 кал. л. н., незначительные интервалы потепления установлены ~8500–8000, ~5600–5300, ~5130–4800, ~3400–240, ~1200–800 кал. л. н. Этап существенного похолодания произошел ~7500–5600 кал. л. н., с пиком холодного периода около 7300–7000 кал. л. н. и, возможно, ~1800–1200 кал. л. н. Незначительные этапы относительного похолодания происходили в следующие периоды: ~8000–7500, ~5300–5130, ~2400–1800 кал. л. н. Краткосрочные этапы относительных похолоданий и потеплений имели место в период около 800–600 кал. л. н. Принимая во внимание отсутствие в рассматриваемом регионе ледников, подходящих для получения палеоклиматических данных, выполненные палеолимнологические исследования обеспечивает основу для более широкого понимания изменения климата в голоцене в Западной Антарктике.