Введение
1 Чулымо - Енисейская котловина в системе Минусинских котловин
1.1 История изучения Минусинских котловин
1.2 Геолого-геоморфологическое строение котловины
1.3 Четвертичные отложения Чулымо-Енисейской котловины
2 Традиционные и современные методы изучения реконструкций природной
среды позднего плейстоцена
2.1 Полевые исследования разрезов на террасах р. Енисей
2.2 Фитолитный анализ
2.3 Молекулярное радиоуглеродное датирование
2.4 Анализ биомаркеров (липиды, GDGT, жирные кислоты)
Заключение
Список использованных источников
Актуальность исследования: Оценка изменения природной среды в прошлые геологические эпохи является частью глобальной задачи изучения, как климатической системы, так и общих экологических условий Земли. Помимо сугубо научного интереса к этой проблеме, существуют и вполне прагматические причины. Мировая экономика не становится со временем менее уязвимой перед экстремальными проявлениями климата. Скорее наоборот. По мере усложнения инфраструктуры современного общества растут издержки, связанные с преодолением последствий стихийных бедствий. Количество человеческих жертв также увеличивается с ростом плотности населения Земли. Наконец, растет число так называемых многоступенчатых стихийных бедствий,
вызывающих техногенные катастрофы.
В последнее десятилетие повышенный интерес к палеоэкологическим условиям Земли стимулируется и реальной угрозой глобального потепления. Начавшееся во второй половине XX века, оно, как предполагают некоторые исследователи, с возрастающими темпами продолжится в XXI веке. Оценка соотношения естественных и антропогенных факторов в наблюдаемом потеплении - одна из наиболее важных научных задач. От ее решения напрямую зависят перспективы развития мировой энергетики. Если будет убедительно доказано, что увеличение концентрации двуокиси углерода в атмосфере, связанное с сжиганием углеводородного топлива, вызывает парниковый эффект и уже сейчас ощутимое потепление, отношение к экологической безопасности традиционных способов получения электроэнергии будет пересмотрено. Единственной реальной альтернативой тепловой энергетике является атомная, и ее роль, несомненно, возрастет.
В связи с появлением теорий о катастрофических изменениях климата и колоссальной антропогенной нагрузкой на все геосистемы, актуальным является изучении эволюции и закономерностей формирования геосистем. Выдвижение теорий изменения климата и ландшафтов без знания факторов формирования их в прошлом невозможно. Информацию о природных условиях прошлого несут палеоклиматические летописи, или так называемые косвенные (proxy) свидетельства. Палеэкологические условия записаны в них изменениями состава вещества, формирование которого происходило в различных условиях, например: лессово-почвенные формации - более подробно возможности косвенных свидетельств изменения природной среды рассмотрены во второй главе магистерской диссертации. Данные полученные в при написании магистерской работы дополнят представление о природных условиях позднего неоплейстоцена на территории Чулымо-Енисейской котловины.
Объект исследования: Природные условия позднего плейстоцена на территории Чулымо-Енисейской котловины.
Предмет: Лессов-почвенные серии позднего неоплейстоцена распространённые на территории Чулымо-Енисейской котловины.
Цель: Реконструкция палеогеографических условий позднего неоплейстоцена на территории Чулымо-Енисейской котловины.
Задачи:
1. Изучить историю исследования Минусинских котловин
2. Составить геолого-геоморфологическое характеристику района
исследования
3. Описать новые методы исследования лессов-почвенных серий позднего
неоплейстоцена
4. Охарактеризовать палеоэкологические условия позднего неоплейстоцена
на территории Чулымо - Енисейской котловины
Методы: литературный, географический, метод биомаркеров, метод фитолитов, радиоуглеродный анализ.
По теме исследования опубликованы 4 работы в журналах входящих в перечень РИНЦ и 1 входящая в Scopus.
В ходе нашего исследования были изучены уникальные архивы палеогеографической информации - лессово-почвенные серии. Данные горные породы распространены повсеместно на всем земном шаре, не исключением является и Чулымо-Енисейская котловина. Эта область является перегляциальной зоной позднего неоплейстоцена, где происходило осадконакопление лессов и палеопочв. Реконструкция природных условий на данной территории в позднем плейстоцене позволяет понять механизмы изменения климата в прошлом для всего юга Средней Сибири.
В результате лабораторных исследований разреза R.K. 1 в районе высокой террасы на абразионном уступе р. Енисей было выявлено, что в период позднего неоплейстоцена на территории котловины происходила циклическая смена климата и растительности, которая включала в себя период потепления (Каргинское межледниковье) и период похолодания (Сартанское оледенение).
Данные полученные в ходе исследования хорошо коррелируются с международной геохронологической шкалой.
Результаты полученные в ходе анализа биомаркеров и фитолитов позволяют судить о том, что в позднем неоплейстоцене происходила смена степных фитоценозов и уникальных ландшафтов - перегляциальные степи (период оледенений) на лесостепные и лесные ландшафты в период межледниковья.
Реконструкция природных условий дает возможность проследить и понять механизмы изменения климата происходивших на территории Чулымо- Енисейская котловины в последние эпохи похолодания и потепления, а также позволят проецировать эти данные на другие территории со схожими физикогеографическими условиями.
1. Алтае-Саянская горная область: научный сборник / под ред. С.А.
Стрелков, В.В. Вдовин. - Москва: Наука, 1969. - 210 с.
2. Архипов, С.А. Геологическое строение и общая стратиграфия
хроностратинрафического изучения Крутакского археологического района / С.А. Архипов, З.Н. Гнубиденко, В.С. Зыкина // Палеоэкология и расселение древнего человека в Северной Азии и Америке. - Красноярск, 1992. - С. 10 - 14.
3. Волков, И.А. Стратиграфия четвертичной лессовой толщи Новосибирского Приобъя / И.А. Волков, В.С. Зыкина // Проблемы стратиграфии
и палеогеографии плейстоцена Сибири. - Новосибирск: Наука, 1982.- С. 17-27.
4. Воскресенский, С.С. Геоморфология Сибири: монография / С.С.Воскресенский. - Москва: МГУ, 1962. - 347 с.
5. Воронков, М.Г. Удивительный элемент жизни: монография / М.Г. Воронков, И.Г. Кузнецов. - Иркутск,1983. - 107 с.
6. Гавлина, Г.Б. Климат Хакасии / Природные условия и сельское
хозяйство Хакасской автономной области. Труды Южно-Енисейской комплексной экспедиции. - М.: АН СССР, 1954а. - Вып. 2. - 250 с.
7. Гольева, А.А. Фитолиты и их информационная роль в изучении природных и археологических объектов / А.А. Гольева. - М.-Сыктывкар- Элиста, 2001. - 140 с.
8. Гольева, А.А. Микробиоморфные исследования культурных слоев древних поселений Центральной России / А.А. Гольева // Археология Подмосковья: Материалы научного семинара. - М.: Ин-т археологии РАН, 2009. - Вып. 5. - С. 55-72.
9. Дергачева, М.И. Реконструкция условий обитания человека по признакам педогенеза в отложениях археологического памятника «Санаторный» (Западная Сибирь) / М.И. Дергачева, А.А. Подгорная, С.Г. Росликов // Материалы V съезда Всерос. общества почвоведов им. В.В. Докучаева. -
Ростов-на-Дону: ЗАО «Росиздат», 2008. - 324 с.
10. Дроздов, Н.И. Поздний плейстоцен Куртакского Геоархеологического района (хроно-стратиграфия района) / Н.И. Дроздов [и др.] // Евразия в Кайнозое. Стратиграфия, Палеоэкология, Культуры. - 2015. - № 4. - С. 115.
11. Дроздов, Н.И. Геоморфология и четвертичные отложения Куртакского геоархеологического района (Северо-Минусинская впадина) / Н.И. Дроздов, В.П. Чеха, П. Хазартс. - Красноярск: РИО КГПУ им. В.П. Астафьева, 2005. - 112 с.
12. Зажигин, В.С. Грызуны позднего плейстоцена и антропогена юга Западной Сибири. - М. Наука, 1980. - 156 с.
13. Лучицкий, И.В. Вулканизм и тектоника девонских впадин Минусинского межгорного прогиба: монография / И.В. Лучицкий. - Москва: Наука, 1960. - 275 с.
14. Локтев, С.М. Высшие жирые кислоты / С.М. Локтев. - М.: Наука, 1964. - 328 с.
15. Каманина, И.З. Кремнеземистые фитолиты в почвах некоторых природных зон: автореф. дис. канд. биол. наук: 03.00.27/ Каманина Инна Здиславовна. - М.: МГУ, 1992. - 17 с.
16. Климова, Н.В. Реконструкция растительности и условий почвообразования по свойствам почв и данным микробиоморфного анализа / Н.В. Климова, А.Г. Дюкарев, Н.Н. Пологова // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. - 2016. - № 1. - С. 76-84.
17. Кригер, Н.И. Лесс, его свойства и связь с географической средой /
Н.И. Кригер. - М.: Наука, 1965. - 296 с.
18. Мистрюков, А.А. Геоморфологическое районирование Назаровско-
Минусинской межгорной впадины / А.А. Мистрюков // Объеденный институт геологии, геофизики и минерологи. - СО АН СССР, 1991. - 164 с.
19. Морозова, Т.Д. Исследования гумуса ископаемых почв и их значение для палеогеографии / Т.Д. Морозова, О.А. Чичагова // Почвоведение. - 1968. - № 6. - С. 34-44.
20. Молостовский, Э.А. Стратиграфические аспекты палеомагнетизма / Э.А. Молостовский // Бюл. Моск. Общества испытателей природы. Отд. геол. - 1985. - Т. 60. - Вып. 5. - С. 118-131.
21. Нейланд, О.Я. Органическая химия: учебник для хим. спец. вузов /О.Я. Нейланд. - М.: Высшая школа, 1990. - 350 с.
22. Палеопочвы, природная среда и методы их диагностики /отв. ред.
Г.В. Добровольский, М.И. Дергачева. - Институт почвоведения и агрохимии СО РАН; Институт водных и экологических проблем СО РАН; Томский
государственный университет. - Новосибирск: ОФСЕТ, 2012. - 264 с.
23. Память почв: Почва как память биосферно-геосферно-
антропосферных взаимодействий / отв. ред. В.О. Таргульян, С.В. Горячкин.- Москва: ЛКИ, 2008. - 692 с.
24. Парфенова, Е.И. Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении / Е.И. Парфенова, Е.А. Ярилова. - М.: Наука, 1977. - 198 с.
25. Парфенова, Е.И. Схематическая группировка частей микростроения почв: учебное пособие / Е.И. Парфенова, Е.А. Ярилова. - М.: Моск. университет, 1972. - 50 с.
26. Петров, А.А. Углеводороды нефти / А.А. Петров. - М. :Наука, 1984,263 с.
27. Титова, З.А. Динамика экзогенных процессов в минусинской котловине / З.А. Титова, Е.М. Любцева // География и природные ресурсы, 1982. - №2. - С. 52.
28. Чендев, Ю.Г. Природная среда, почвы и архитектурные особенности городища Коробовы Хутора в Харьковской области (проблемы комплексного изучения) / Ю.Г. Чендев, В.В. Колода // Российская археология, 2012. - № 1. - С. 112.
29. Чеха, В.П. Размещение и геолого-геоморфологическое строение позднепалеолитических памятников Минусинских межгорных впадин / В.П. Чеха // Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и
Сопредельных территорий, 2006. - № 1. - С. 230-233.
30. Эдельштейн, Я.С. Геоморфологический очерк Минусинского края //
Труды Института физической географии АН. СССР. - М., 1936. - Вып. 22. - № 3. -120 с.
31. Arkhipov, S. Stratigraphy and paleogeography of the Sartan glaciation in
west Siberia. Quaternarylnternational, 1998. - V. 45. - Р. 29-42.
32. Frechen, M. The loess record from the section at Kurtak in Middle
Siberia / M. Frechen, A. Zander, V. Zykina, W. Boenigk. - Palaeogeography,
Palaeoclimatology, Palaeoecology. - 2005. - V. 228(3). - Р. 228-44.
33. Hodson, M.J. Silicon deposition in the roots, culm and leaf of
Phalariscanariensis L. / M.J. Hodson // Ann. Bot. - 1986. - V. 58. - № 2. - P. 167177.
34. Matsumoto, K Radiocarbon content and stable carbon isotopic ratios of individual fatty acids in subsurface soil: implication for selective microbial degradation and modification of soil organic matter / K. Matsumoto, K. Kawamura,
M. Uchida, Y. Shibata. - Geochemical Journal, 2007. V. 41(6). - P. 483-92.
35. Mischa, Haas Radiocarbon dating of leaf waxes in the loess-paleosol
sequence Kurtak, Central Siberia / Mischa Haas, Marcel Bliedtner, Igor Borodynkin, Gary Salaza, SonkeSzidat, Timothy Ian Eglinton, Roland Zech // Radiocarbon, 2017.- P.1-12.
36. Salazar, G. Development of a method for fast and automatic radiocarbon measurement of aerosol samples by online coupling of an elemental analyzer with a MICADAS AMS / G. Salazar, Y. Zhang, K. Agrios, S. Szidat // Nuclear Instruments
and Methods in Physics Research. - 2015. - B 361. - P. 163-7.
37. Wilding, L.P. Biogenic opal in Chio Soils / L.P. Wilding, L.R. Dress //
Soil Soc.Am. Proc. - 1971. - V. 35.- № 6. - P. 1004.
38. Wilding, L.P. Contributions of forest opal and associated crustalline
phases to fine silt and clay fractions of soils / L.P. Wilding, L.R. Dress // Clay and
clay minerals. - 1974. - V. 22. - № 3. - P. 295-306.
39. Zander, A. Luminescence chronology of the Upper Pleistocene loess
record at Kurtak in Middle Siberia / A. Zander, M. Frechen, V. Zykina, W. Boenigk //
Quaternary Science Reviews, 2003.-V. 22(10). - P. 999-1010 .
40. Zech, M. Novel methodological approaches in loess research -
interrogating biomarkers and compound-specific stable isotopes / M. Zech, R. Zech, B. Buggle, L. Zoller // Eiszeitalter & Gegenwart - Quaternary Science Journal, 2011.- V. 60. - P. 170-187.
41. Zech, R. High carbon sequestration in Siberian permafrost loesspaleosols during glacial / R. Zech, Y. Huang, M. Zech, R. Tarozo, W. Zech // Climate of the Past 7, 2011. - P. 501-509.
42. Zech, R. Branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers in Pleistocene loess paleosol sequences: Three case studies / R. Zech, L. Gao, R. Tarozo, Y.
Huang // Organic Geochemistry, 2012. - V. 53, P. 38-44.
43. Статья о кремнии [Электронный ресурс]: Многоязычный проект по
созданию полноценной и точной энциклопедии со свободно распространяемым содержимым/ - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org