Введение 2
ГЛАВА 1. Четвертичные отложения на территории Русской равнины 4
1.1. Общая характеристика и районирование четвертичных отложений центральной части Русской равнины 4
1.2. Ледниковая область 7
1.3. Современные представления о микулинском межледниковье 11
ГЛАВА 2. Методы датирования континентальных четвертичных отложений 16
2.1. Уран-ториевый (230Th/U) метод датирования 16
2.2. Спорово-пыльцевой анализ 19
ГЛАВА 3. Описание разреза Верхние Немыкари (Смоленская обл., центральная часть Русской равнины) 21
ГЛАВА 4. Методика проведения анализа погребенных отложений торфа из разреза Верхние Немыкари 26
4.1. Аналитическая методика выделения изотопов урана и тория из образцов торфа 26
4.2. Описание методики проведения спорово-пыльцевого анализа отложений разреза Верхние Немыкари 29
ГЛАВА 5. Возраст микулинских отложений по результатам 230Th/U метода датирования и палинологического изучения органогенных отложений из разреза Верхние Немыкари (центральная часть Русской равнины) 31
5.1. Результаты спорово-пыльцевого анализа отложений из разреза Верхние Немыкари 31
5.2. 230Тh/U-датирование нижнего слоя торфа 33
Заключение 37
Литература 39
Последнее межледниковье, известное в Восточной Европе как микулинское, вызывает особый интерес для изучения. Он связан с тем, что характеристики климата могут быть использованы как палеоаналоги современного межледникового периода. То есть, на основе климатических данных микулинского межледниковья можно оценить возможные изменения климатических условий в ближайшем будущем.
Хроностратиграфическое разделение позднего неоплейстоцена основано на датировании органических отложений методами14С и 230Th/U, песков и суглинков термолюминесцентным и оптико-люминесцентным методами, раковин моллюсков из морских отложений методом электронного парамагнитного резонанса. Несмотря на это, хронологические границы микулинского межледниковья на территории Русской равнины однозначно не установлены.
Международной стратиграфической комиссией принят интервал времени примерно 128-115 тыс. лет назад, охватывающий подстадию МИС 5е (Litt T., Gibbard P., 2008), основываясь на данных изотопно-кислородного анализа глубоководных океанических колонок и ледовых кернов (Kukla et al., 2002). Согласно данным других ученых, микулинское межледниковье длилось значительно дольше и охватывало всю МИС 5 и завершающую фазу стадии МИС 6 от ~145–140 до ~70 т.л. назад (Kukla et al., 2002; Молодьков, Болиховская, 2011).
Идентификация отложений микулинского межледниковья на Русской равнине осуществляется с использованием различных методов анализа, включая палинологический и палеокарпологический. Наиболее ценные источники палеоботанической информации представлены погребенными континентальными органогенными отложениями, которые также могут быть датированы методом 230Th/U. Для определения хронологических границ и продолжительности микулинского межледниковья требуются комплексные исследования органогенных отложений, включающие совместное палеоботаническое изучение и 230Th/U датирование.
Актуальность работы объясняется необходимостью наращивания геохронологических данных для решения дискуссионного вопроса о протяженности и временных границах микулинского межледниковья на территории Русской равнины
Объект настоящего исследования - нижний слой торфа из разреза Верхние Немыкари в Смоленской области (центральная часть Русской равнины).
Предмет исследования – геохронология микулинского межледниковья (на примере изучения разреза Верхние Немыкари).
Целью данной работы является определение хроностратиграфической позиции микулинских отложений из разреза Верхние Немыкари (Смоленская обл., Русская равнина) по данным изохронного уран-ториевого (230Th/U) метода датирования и спорово-пыльцевого анализа.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнение следующих задач:
● Изучить теоретические и практические аспекты изохронного уран-ториевого (230Th/U) метода датирования
● Собрать и обобщить результаты хроно- и биостратиграфических исследований погребенных органогенных отложений микулинского межледниковья на территории Русской равнины.
● Освоить аналитическую методику выделения микроколичеств изотопов U и Th из образцов органогенных отложений, выполнить анализ погребенного торфа из разреза Верхние Немыкари и рассчитать его изохронный 230Th/U возраст.
● Сопоставить полученное значение возраста погребенного торфа с имеющимися возрастными параметрами, полученными ранее для Русской равнины, и с изотопно-кислородной шкалой океанических осадков.
По результатам работы можно сделать следующие выводы.
● Изучены теоретические и практические аспекты изохронного уран-ториевого (230Th/U) метода датирования.
● Выполнен радиохимический анализ образцов нижнего слоя торфа из разреза Верхние Немыкарии рассчитан его изохронный 230Th/U возраст,
● Данные спорово-пыльцевого анализа позволяют подтвердить принадлежность изученных отложений к микулинскому межледниковью.
● Изохронный 230Th/U-возраст 114-97 т.л. нижнего слоя торфа соответствует пыльцевым зонам от конца М4 до середины М6, отражающими климатический оптимум микулинского межледниковья, и коррелирует с морскими изотопными стадиями МИС 5e, 5d и 5с.
● Геохронометрические данные и результаты спорово-пыльцевого анализа нижнего слоя торфа разреза Верхние Немыкари согласуются с ранее полученными 230Th/U датировками в пределах 130-97 тыс. лет и палеоботаническими характеристиками микулинских отложений центральной части Русской равнины.
● Для решения дискуссионного вопроса о хронологическом объеме последнего межледниковья на территории Русской равнины необходимо наращивание статистических данных с применением комплекса методов датирования и палеонтологии, как непосредственно самих погребенных торфяников, так и вмещающих их отложений.
Результаты данной работы частично использованы в публикации:
Королева Т.А., Максимов Ф.Е., Кузнецов В.Ю., Баранов Д.В., Петров А.Ю., Григорьев В.А. ГЕОХРОНОЛОГИЯ МИКУЛИНСКОГО МЕЖЛЕДНИКОВЬЯ НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕНИЯ РЯДА РАЗРЕЗОВ РУССКОЙ РАВНИНЫ // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. Материалы ежегодной конференции по результатам экспедиционных исследований. Выпуск 9. - СПб: Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга, 2022. - С. 339-343.
1. Ананова Е.Н., Заррина Е.П., Казарцева Т.И., Краснов И.И. Новые данные по стратиграфии межледниковых отложений на реках Малая Коша и Большая Дубёнка (верховья Волги) // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 1973. № 40. С. 22-34.
2. Вагнер Г.А. Научные методы датирования в геологии, археологии и истории. М.: Техносфера, 2006. 576 с.
3. Величко А. А., Писарева В. В., Фаустова М. А. Оледенения и межледниковья Восточно-Европейской равнины в раннем и среднем плейстоцене // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2005. Т. 13, № 2. С. 84–102
4. Геология и полезные ископаемые России: в 6 т. Т. 1-3. СПб., 2000-2011.
5. Гричук В.П. Ископаемые флоры как палеонтологическая основа стратиграфии четвертичных отложений // Рельеф и стратиграфия четвертичных отложений Северо-Запада Русской равнины / отв. ред. К.К. Марков. М.: Изд. АН СССР, 1961. С. 25–71.
6. Гричук В.П. История флоры и растительности Русской равнины в плейстоцене. Подред. Е.Д. Заклинской, М.: Наука, 1989. С. 136-147.
7. Гричук В.П., Заклинская Е.Д. Анализ ископаемых пыльцы и спор и его применение в палеогеографии. ОГИЗ, Москва, 1948 г., 223 стр.
8. История плейстоценовых озер Восточно-Европейской равнины. СПб.: Наука, 1998. 406 с.
9. Кизевальтер Д.С., Рыжова А.А. Основы четвертичной геологии: Учеб. пособие для вузов // М.: Недра, 1985, 174 с.
10. Кузнецов В.Ю. Радиохронология четвертичных отложений // СПб.: КОМИЛЬФО, 2008, 312 с.
11. Кузнецов В.Ю., Максимов Ф.Е. Методы четвертичной геохронометрии в палеогеографии и морской геологии. СПб.: Наука, 2012. 191 с.
12. Маккавеев А. Н., Петрушина М. Н. ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ РАВНИНА // Большая российская энциклопедия. Электроннаяверсия (2017);
13. Максимов Ф.Е., Кузнецов В.Ю. Новая версия 230Th/U датирования верхне- и средненеоплейстоценовых отложений // Вестник СПБГУ. Сер.7. 2010. Вып. 4. С. 94-107.
14. Максимов Ф.Е., Певзнер М.М., Петров А.Ю., Левченко С.Б., Григорьев В.А., Баранова Н.Г., Кузнецов В.Ю. Возраст толщи “косослоистых песков” опорного разреза Яр Средний (Центральная Камчатка) по данным комплексного 230Th/238U- и 14С датирования торфа // Докл. АН. 2019. Т. 488. № 3. С. 288–293
15. Максимов Ф.Е., Савельева Л.А., Попова С.С., Зюганова И.С., Григорьев В.А., Левченко С.Б., Петров А.Ю., Фоменко А.П., Панкратова Л.А., Кузнецов В.Ю. Хроностратиграфическое положение микулинских отложений (на примере опорного разреза у д. Нижняя Боярщина, Смоленская область). ИзвестияРоссийскойакадемиинаук. Серия географическая. 2022;(3):447-469.
16. Молодьков А.Н., Болиховская Н.С. Климато-хроностратиграфическая схема неоплейстоцена Северной Евразии // Материалы Всерос. науч. конф. “Марковские чтения 2010 года”. М.: Географ. Фак-т МГУ, 2011. В. 3. C. 44–76.
17. Палеоклиматы и палеоландшафты внетропического пространства Северного полушария. Поздний плейстоцен – голоцен: Атлас-монография / Отв. ред. А.А. Величко. М.: ГЕОС, 2009. 120 с.
18. Пыльцевой анализ / Под общ. ред. А.Н. Криштофовича. Всесоюз. науч.-исслед. геол. ин-т М-ва геологии. М.: Гос. изд-во геол. лит-ры, 1950. 571 с.
19. Санько А.Ф. Неоплейстоцен северо-восточной Белоруссии и смежных районов РСФСР. Минск, 1987. 177 с.
20. Титаева Н.А. Ядерная геохимия. М.: МГУ, 1992. 272с.
21. Чеботарева Н.С. Новый разрез с днепровско-валдайскими межледниковыми отложениями на р. Каспля у с. Верхняя Боярщина // Материалы по палеогеографии. М.: Изд-во МГУ, 1954. Вып. 1. С. 69-81.
22. Чеботарева Н.С., Недошивина М.А., Столярова Т.И. Московско-валдайские (микулинские) межледниковые отложения в бассейне Верхней Волги и их значение для палеогеографии // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. 1961. № 26. С. 35-49.
23. Четвертичная геология и палеогеография России. М.: ГЕОС, 1997.210 с.
24. Шик С. М. Современные представления о стратиграфии четвертичных отложений центра Восточно-Европейской платформы // Бюл. МОИП, отд. геол. 2004. Т. 79, вып. 5. С. 82–92.
25. Bassinot F.C., Labeyrie L.D., Vincent E. et al. The astronomical theory of climate and the age of the Brunhes-Matuyama magnetic reversal // Earth and Planet. Sci. Lett. 1994. Vol. 126.
26. Böerner A., Hrynowiecka A., Kuznetsov V., Stachowicz-Rybka R., Maksimov F., GrigorievV., Niska M., Moskal-del Hoyo M. Palaeoecological investigations and 230Th/U dating of Eemianinterglacial peat sequence of Banzin (Mecklenburg-Western Pomerania, NE-Germany) //Quaternary International. 2015. V. 386. P. 122-136.
27. Börner A., Hrynowiecka A., Kuznetsov V., Stachowicz-Rybka R., Maksimov F., Grigoriev V., Niska M., Moskal-del Hoyo M. Palaeoecological investigations and 230Th/U dating of Eemian interglacial peat sequence of Banzin (Mecklenburg-Western Pomerania, NE-Germany) // Quaternary International. 2015. V. 386. P. 122-136
28. Geyh M.A. Selection of suitable data sets improves 230Th/U dates of dirty material // Geochronometria. 2008. V. 30. P. 69–77.
29. Geyh, M.A., Müller, H., 2005. Numerical230Th/U dating and apalynological review of the Holsteinian/Hoxnian Interglacial. Qua-ternary Science Reviews 24, 1861–1872.
30. Helmens KF. 2014. The Last Interglacial–Glacial cycle (MIS 5–2) re-examined based on long proxy records from central and northern Europe. Quaternary Science Reviews 86, 115-143.
31. Imbrie J., Hays J. D., Martinson D. G., McIntyre А., Mix A. C., Morley J. J., Pisias N. G., Prell W. L., Shackleton N. J. The orbital theory of Pleistocene climate: support from a revised chronology of the marine δ18O record // Milankovitch and Climate. Рart 1. Dordrecht: Plenum Reidel, 1984. Р. 269–305.
32. Kaufman A., Broecker W.S. Comparison of 230Th and 14C ages for carbonate materials from Lakes Lahontan and Bonneville. J. Geophys. Res., 1965, vol. 70, no. 16, pp. 4039–4054.
33. Kukla G.J., Bond G., Broecker W.S., Gavin J.E., Bender M.L., de Beaulieu J.-L., Cleveringa P., Herbert T.D., Imbrie J., Jouzel J., Keigwin L.D., Mc-Manus J.F., Knudsen K.-L., Merkt J., Muhs D.R., Muller H., Poore R.Z., Winograd I.J., Porter S.C., Seret G. Last Interglacial Climates // Quat. Res. 2002. V. 58. № 1. P. 2–13.
34. Litt T., Gibbard P. Definition of a Global Stratotype Section and Point (GSSR) for the base of the Upper (Late) Pleistocene Subseries (Quaternary System/Period) // Episodes. 2008. V. 31. № 2. P. 260–263.
35. LÜTHGENS, CHRISTOPHER &Böse, Margot &Preusser, Frank. (2011). Age of the Pomeranian ice‐marginal position in northeastern Germany determined by Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating of glaciofluvial sediments. Boreas. 40. 598 - 615.
36. Molodkov A., Bolikhovskaya N. Climate change dynamics in Northern Eurasia over the last 200 ka: Evidence from mollusc-based ESR-chronostratigraphy and vegetation successions of the loess–palaeosol records // Quaternary International. 2009. V. 201, P. 67–76.
37. Rother H., Lorenz S., Börner A., Kenzler M., Siermann N., Fülling A., Hrynowiecka A.,Forler D., Kuznetsov V., Maksimov F., Starikova A. The terrestrial Eemian to late Weichseliansediment record at Beckentin (NE-Germany): First results from lithostratigraphic, palynological andgeochronological analyses // Quaternary International. 2019. Vol. 501. Part. A. P. 90-108
38. Rusakov A., Nikonov A., Savelieva L., Simakova A., Sedov S., Maksimov F., Kuznetsov V., Savenko V., Starikova A., Korkka M., Titova D. Landscape evolution in the periglacial zone of Eastern Europe since MIS5: Proxies from paleosols and sediments of the Cheremoshnik key site (Upper Volga, Russia) // Quaternary International. 2015. Vol. 365. P. 26–41.
39. Rusakov A., Sedov S., Sheinkman V., Dobrynin D., Zinovyev E., Trofimova S., Maksimov F., Kuznetsov V., Korkka M., Levchenko S. Late Pleistocene paleosols in the extra-glacial regions of Northwestern Eurasia: Pedogenesis, post-pedogenic transformation, paleoenvironmental inferences // Quaternary International, 2019. Vol. 501. P. 174-192.
40. Shackleton N.J. The last interglacial in the marine and terrestrial records // Proceedings of the Royal Society. London, 1969. Series B. Vol. 174. P. 135–154.
41. Sycheva S., Frechen M., Terhorst B., Sedov S., KhokhlovaO..Pedostratigraphy and chronology of the Late Pleistocene for the extra glacial area in the Central Russian Upland (reference section Aleksandrov quarry) // Catena, 194 (2020).