РЕКОНСТРУКЦИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В РАЙОНЕ ПОСЕЛКА БАРЕНЦБУРГ (О. ЗАПАДНЫЙ ШПИЦБЕРГЕН) ПО ДАННЫМ СПОРОВО-ПЫЛЬЦЕВОГО АНАЛИЗА ГОЛОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
|
Введение 4
Глава 1. Физико-географические особенности района исследования 7
1.1. Географическое положение 7
1.2. Геологическое строение 8
1.3. Рельеф 10
1.4. Современное оледенение 15
1.5. Климат 15
1.6. Гидрография 16
1.7. Растительность 16
Глава 2. История палеогеографической изученности: обзор литературных данных 18
2.1 Палеогеографические изыскания 18
2.2 Палеоботанические исследования 26
2.3 Послеледниковые изменения природной среды в районе поселка
Баренцбург 28
Глава 3 Материалы и методы 32
3.1 Литостратиграфическое описание разреза Грендален «GD-1» 33
3.2 Спорово-пыльцевой анализ четвертичных образований 36
3.3 Дополнительные аналитические исследования: радиоуглеродное
датирование; диатомовый анализ и анализ содержания непыльцевых палиноморф 39
Глава 4 Результаты лабораторных исследований 42
4.1 Результаты палинологического анализа 42
4.2 Результаты дополнительных аналитических изысканий 45
4.2.1 Анализ непыльцевых водных палиноморф: 45
4.2.2 Радиоуглеродное датирование 45
4.2.3 Диатомовый анализ 46
Глава 5. Реконструкция развития природной среды в районе поселка Баренцбург 48
5.1 Реконструкция растительности 48
5.2 Реконструкция развития ландшафта по результатам изучения
четвертичных отложений разреза Грендален (GD-1) 49
5.3 Общая схема эволюции природной среды 53
Заключение 56
Список использованной литературы 58
Глава 1. Физико-географические особенности района исследования 7
1.1. Географическое положение 7
1.2. Геологическое строение 8
1.3. Рельеф 10
1.4. Современное оледенение 15
1.5. Климат 15
1.6. Гидрография 16
1.7. Растительность 16
Глава 2. История палеогеографической изученности: обзор литературных данных 18
2.1 Палеогеографические изыскания 18
2.2 Палеоботанические исследования 26
2.3 Послеледниковые изменения природной среды в районе поселка
Баренцбург 28
Глава 3 Материалы и методы 32
3.1 Литостратиграфическое описание разреза Грендален «GD-1» 33
3.2 Спорово-пыльцевой анализ четвертичных образований 36
3.3 Дополнительные аналитические исследования: радиоуглеродное
датирование; диатомовый анализ и анализ содержания непыльцевых палиноморф 39
Глава 4 Результаты лабораторных исследований 42
4.1 Результаты палинологического анализа 42
4.2 Результаты дополнительных аналитических изысканий 45
4.2.1 Анализ непыльцевых водных палиноморф: 45
4.2.2 Радиоуглеродное датирование 45
4.2.3 Диатомовый анализ 46
Глава 5. Реконструкция развития природной среды в районе поселка Баренцбург 48
5.1 Реконструкция растительности 48
5.2 Реконструкция развития ландшафта по результатам изучения
четвертичных отложений разреза Грендален (GD-1) 49
5.3 Общая схема эволюции природной среды 53
Заключение 56
Список использованной литературы 58
Изменение климата на нашей планете является одним из самых дискуссионных вопросов в сфере современных наук о Земле. Прямые инструментальные измерения климатических параметров охватывают промежуток времени, недостаточный для составления прогнозов грядущих изменений природной среды и выявления роли антропогенного воздействия в общей системе климатических колебаний. По этой причине палеогеографические исследования, в особенности, касающиеся четвертичного периода (последние ~ 2,5 млн. лет), играют ведущую роль в общей сумме научных изысканий, посвященных этой теме.
Научно обосновано, что приполярные широты наиболее чувствительны к общим колебаниям климата на планете. Данные экологические системы остро реагируют на изменение внешних факторов и вмешательство человека. Поэтому изучению настоящего и прошлого этих регионов уделяется особое внимание. Именно палеогеографической реконструкции природных изменений на территории арктического архипелага Шпицберген в послеледниковье посвящена данная работа.
Основным объектом изучения являются четвертичные отложения долины Грендален (район поселка Баренцбург, о. Западный Шпицберген), в качестве предмета изучения выступает реконструкция изменения растительности и климата в позднем неоплейстоцене - голоцене. Полевые работы, послужившие основой настоящего исследования и определившие границы изучаемого района, осуществлялись на базе Российского научного центра Арктического и Антарктического научно-исследовательского института в поселке Баренцбург. Несмотря на то, что палеогеографические изыскания здесь ведутся еще с начала прошлого столетия, существует ряд нерешенных вопросов, связанных с послеледниковыми изменениями природной среды на архипелаге. Таким образом, актуальность данной работы обуславливается необходимостью получения дополнительной палеогеографической информации о развитии ландшафтов архипелага Шпицберген в позднем неоплейстоцене - голоцене.
Для изучения изменений природной среды в четвертичном периоде применяется широкий спектр методов, в том числе и комплекс палеоботанических, из которых наиболее универсальным и часто используемым на практике является спорово-пыльцевой анализ. Именно поэтому он выбран в качестве основного в исследовании.
Основная цель - детализация имеющихся палеореконструкций развития природной среды в изучаемом районе на основе данных спорово¬пыльцевого анализа;
Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:
• освоение методики проведения спорово-пыльцевого анализа четвертичных образований, включающего в себя предварительную химическую подготовку проб, подсчет четвертичных микрофоссилий и составление диаграммы;
• интерпретация результатов спорово-пыльцевого анализа;
• сопоставление полученных данных с результатами радиоуглеродного датирования и диатомового анализа по изученному разрезу;
• сбор и анализ фондовой и опубликованной литературы по палеогеографии земли Норденшельда, в окрестностях поселка Баренцбург, включая палинологические исследования на архипелаге Шпицберген;
• сопряженный анализ всех полученных данных и их сопоставление с реконструкциями, полученными в ходе предшествующих исследований;
• составление схемы развития природной среды в районе поселка Баренцбург на основе обобщенных данных;
В данной работе используются материалы, полученные в ходе полевых работ палеогеографической партии российской арктической экспедиции на архипелаге Шпицберген в 2015 и 2017 годах и предоставленные Отделом полярных стран ААНИИ для исследования. Автор настоящей работы принимал участие в полевых работах в 2017 году.
Дипломная работа, изложенная на 65 страницах, состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, содержит 22 рисунка и 1 таблицу. Список литературы включает 66 наименований, в том числе 32 на иностранном языке.
Автор выражает признательность научному руководителю Л.А. Савельевой за обучение методике спорово-пыльцевого анализа, научные консультации и поддержку на протяжении всех этапов исследования. Автор благодарен д.г.н. С.Р. Веркуличу за предоставленные полевые материалы, а также за обсуждение полученных результатов; к.г.н. З.В. Путиной, предоставившей результаты диатомового анализа и сотрудникам Лаборатории радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии ИГРАН за результаты радиоуглеродного датирования. Автор выражает искреннюю признательность за теплую атмосферу и поддержку во время полевых работ сотрудникам Российской Арктической Экспедиции на архипелаге Шпицберген ААНИИ и Шпицбергенской партии ПМГРЭ - 2017, а также отдельно В.В. Шарину за научные консультации в ходе исследования.
Научно обосновано, что приполярные широты наиболее чувствительны к общим колебаниям климата на планете. Данные экологические системы остро реагируют на изменение внешних факторов и вмешательство человека. Поэтому изучению настоящего и прошлого этих регионов уделяется особое внимание. Именно палеогеографической реконструкции природных изменений на территории арктического архипелага Шпицберген в послеледниковье посвящена данная работа.
Основным объектом изучения являются четвертичные отложения долины Грендален (район поселка Баренцбург, о. Западный Шпицберген), в качестве предмета изучения выступает реконструкция изменения растительности и климата в позднем неоплейстоцене - голоцене. Полевые работы, послужившие основой настоящего исследования и определившие границы изучаемого района, осуществлялись на базе Российского научного центра Арктического и Антарктического научно-исследовательского института в поселке Баренцбург. Несмотря на то, что палеогеографические изыскания здесь ведутся еще с начала прошлого столетия, существует ряд нерешенных вопросов, связанных с послеледниковыми изменениями природной среды на архипелаге. Таким образом, актуальность данной работы обуславливается необходимостью получения дополнительной палеогеографической информации о развитии ландшафтов архипелага Шпицберген в позднем неоплейстоцене - голоцене.
Для изучения изменений природной среды в четвертичном периоде применяется широкий спектр методов, в том числе и комплекс палеоботанических, из которых наиболее универсальным и часто используемым на практике является спорово-пыльцевой анализ. Именно поэтому он выбран в качестве основного в исследовании.
Основная цель - детализация имеющихся палеореконструкций развития природной среды в изучаемом районе на основе данных спорово¬пыльцевого анализа;
Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:
• освоение методики проведения спорово-пыльцевого анализа четвертичных образований, включающего в себя предварительную химическую подготовку проб, подсчет четвертичных микрофоссилий и составление диаграммы;
• интерпретация результатов спорово-пыльцевого анализа;
• сопоставление полученных данных с результатами радиоуглеродного датирования и диатомового анализа по изученному разрезу;
• сбор и анализ фондовой и опубликованной литературы по палеогеографии земли Норденшельда, в окрестностях поселка Баренцбург, включая палинологические исследования на архипелаге Шпицберген;
• сопряженный анализ всех полученных данных и их сопоставление с реконструкциями, полученными в ходе предшествующих исследований;
• составление схемы развития природной среды в районе поселка Баренцбург на основе обобщенных данных;
В данной работе используются материалы, полученные в ходе полевых работ палеогеографической партии российской арктической экспедиции на архипелаге Шпицберген в 2015 и 2017 годах и предоставленные Отделом полярных стран ААНИИ для исследования. Автор настоящей работы принимал участие в полевых работах в 2017 году.
Дипломная работа, изложенная на 65 страницах, состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, содержит 22 рисунка и 1 таблицу. Список литературы включает 66 наименований, в том числе 32 на иностранном языке.
Автор выражает признательность научному руководителю Л.А. Савельевой за обучение методике спорово-пыльцевого анализа, научные консультации и поддержку на протяжении всех этапов исследования. Автор благодарен д.г.н. С.Р. Веркуличу за предоставленные полевые материалы, а также за обсуждение полученных результатов; к.г.н. З.В. Путиной, предоставившей результаты диатомового анализа и сотрудникам Лаборатории радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии ИГРАН за результаты радиоуглеродного датирования. Автор выражает искреннюю признательность за теплую атмосферу и поддержку во время полевых работ сотрудникам Российской Арктической Экспедиции на архипелаге Шпицберген ААНИИ и Шпицбергенской партии ПМГРЭ - 2017, а также отдельно В.В. Шарину за научные консультации в ходе исследования.
Колебания климата на планете влекут за собой необратимые изменения ландшафтов приполярных регионов. Для наиболее полного понимания причинно-следственных связей этих изменений необходимо иметь четкие представления об эволюции природной среды в прошлом. В настоящей работе рассмотрены опубликованные палеореконструкции изменения природной среды в районе поселка Баренцбург (о. Западный Шпицберген) в позднем неоплейстоцене - голоцене, которые дополнены результатами собственных исследований.
Для достижения основной цели исследования был изучен разрез четвертичных образований в приустьевой части долины Грендален. В ходе работы автором была освоена методика извлечения пыльцы и спор из разных типов отложений, получены навыки определения микрофоссилий под микроскопом и статистической обработки микропалеонтологических данных. Интерпретация полученных результатов спорово-пыльцевого анализа позволила выделить 4 этапа развития растительности и выявить некоторые особенности осадконакопления в изучаемом районе. Сопоставление палинологических данных с результатами изучения литологии, диатомового и радиоуглеродного анализов четвертичных отложений, вскрытых в разрезе, позволило выявить специфику развития территории в позднем неоплейстоцене - голоцене.
По данным, полученным в ходе изучения разреза Грендален (GD - 1) были сделаны следующие выводы:
• дегляциация приустьевой части долины Грендален завершилась ранее 17.5 тыс. кал. л.н.;
• уровень моря ниже 14.5 м н.у.м. установился около 6.5 тыс. кал. л.н.;
• климатические условия раннего - среднего голоцена были значительно благоприятнее современных;
• относимое к Малому ледниковому периоду подтверждается микропалеонтологическими данными.
На основе собственных результатов и опубликованных данных была составлена схема эволюции ландшафта долины Грендален (район поселка Баренцбург) в послеледниковье.
Таким образом, основная цель, поставленная в ходе исследования, была достигнута. Полученные данные позволили детализировать и уточнить имеющуюся информацию о палеогеографии о.Западный Шпицберген в позднем неоплейстоцене - голоцене и могут быть использованы при палеогеографических реконструкциях.
Результаты данного исследования были представлены на следующих конференциях:
1. Первая научно-практическая и образовательная арктическая конференция на борту ледокола «Красин» (Санкт-Петербург, январь 2018);
2. EGU-2018 European Geosciences Union General Assembly 2018 (Вена, апрель 2018)
3. XIV Большой географический фестиваль - 2018 (Санкт-Петербург,
апрель 2018);
4. Ежегодная международная научно-практическая конференция LXXI Герценовские чтения «География: развитие науки и образования» (Санкт- Петербург, апрель 2018);
5. VI-я международная конференция молодых ученых и специалистов
«Новое в геологии и геофизике Арктики, Антарктики и Мирового Океана», посвященная 70-летию основания НИИГА-ВНИИОКЕАНГЕОЛОГИЯ (Санкт-Петербург, апрель 2018);
6. International Youth Scientific Conference on the Polar Geodesy, Glaciology, Hydrology and Geophysics - YouSC (Санкт-Петербург, май 2018);
Для достижения основной цели исследования был изучен разрез четвертичных образований в приустьевой части долины Грендален. В ходе работы автором была освоена методика извлечения пыльцы и спор из разных типов отложений, получены навыки определения микрофоссилий под микроскопом и статистической обработки микропалеонтологических данных. Интерпретация полученных результатов спорово-пыльцевого анализа позволила выделить 4 этапа развития растительности и выявить некоторые особенности осадконакопления в изучаемом районе. Сопоставление палинологических данных с результатами изучения литологии, диатомового и радиоуглеродного анализов четвертичных отложений, вскрытых в разрезе, позволило выявить специфику развития территории в позднем неоплейстоцене - голоцене.
По данным, полученным в ходе изучения разреза Грендален (GD - 1) были сделаны следующие выводы:
• дегляциация приустьевой части долины Грендален завершилась ранее 17.5 тыс. кал. л.н.;
• уровень моря ниже 14.5 м н.у.м. установился около 6.5 тыс. кал. л.н.;
• климатические условия раннего - среднего голоцена были значительно благоприятнее современных;
• относимое к Малому ледниковому периоду подтверждается микропалеонтологическими данными.
На основе собственных результатов и опубликованных данных была составлена схема эволюции ландшафта долины Грендален (район поселка Баренцбург) в послеледниковье.
Таким образом, основная цель, поставленная в ходе исследования, была достигнута. Полученные данные позволили детализировать и уточнить имеющуюся информацию о палеогеографии о.Западный Шпицберген в позднем неоплейстоцене - голоцене и могут быть использованы при палеогеографических реконструкциях.
Результаты данного исследования были представлены на следующих конференциях:
1. Первая научно-практическая и образовательная арктическая конференция на борту ледокола «Красин» (Санкт-Петербург, январь 2018);
2. EGU-2018 European Geosciences Union General Assembly 2018 (Вена, апрель 2018)
3. XIV Большой географический фестиваль - 2018 (Санкт-Петербург,
апрель 2018);
4. Ежегодная международная научно-практическая конференция LXXI Герценовские чтения «География: развитие науки и образования» (Санкт- Петербург, апрель 2018);
5. VI-я международная конференция молодых ученых и специалистов
«Новое в геологии и геофизике Арктики, Антарктики и Мирового Океана», посвященная 70-летию основания НИИГА-ВНИИОКЕАНГЕОЛОГИЯ (Санкт-Петербург, апрель 2018);
6. International Youth Scientific Conference on the Polar Geodesy, Glaciology, Hydrology and Geophysics - YouSC (Санкт-Петербург, май 2018);