ПАЛИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЮЙСАЛИНСКОГО ГОЛОЦЕНОВОГО ПОЛИГОНАЛЬНО-ЖИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, СЕВЕР ГЫДАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Палинологическая характеристика Матюйсалинского голоценового полигонально-жильного комплекса, север Гыданского полуострова

Васильчук Алла Константиновна

доктор географических наук

ведущий научный сотрудник, Московский государственный университет им. МВ. Ломоносова (МГУ)

Севера

И alla-vasilch@yandex.ru

Васильчук Юрий Кириллович

доктор геолого-минералогических наук

профессор, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв, Московский государственный университет

имени МВ.Ломоносова

Статья из рубрики "Многолетнемерзлые породы и подземные льды Арктики"

Аннотация.

Предметом исследования являются два разреза с сингенетическими повторно-жильными льдами близ факт. Матюйсале в устье р. Салемлекабтамбда, на полуострове Мамонта: голоценовый торфяник в обнажении 12-15-метровой морской террасы и голоценовый торфяник, вложенный в толщу лайды Карского моря. Общая видимая высота обнажения высокой террасы 6 м. Здесь сверху вскрыта супесь, которая на глубине 0,3 м подстилается слоистой торфяной толщей с супесью, мощностью около 5 м. Толща вмещает ледяные жилы, высотой более 4,5 м. Торфяник на лайде перекрыт слоем песка, толщиной 1 м. Мощность жил в разрезе лайды более 1,5 м. Основным методом исследования является палинологический анализ, выполненный параллельно в ледяных жилах и во вмещающем их торфе. Применены детальное радиоуглеродное датирование торфа и изотопно-кислородный анализ льда голоценовых жил. Обобщение палинологических и изотопных данных позволило реконструировать ландшафтно-климатическую обстановку в этом регионе. Установлено три этапа развития растительности и климата: относительно теплый и влажный этап с современной тундровой растительностью, этап холодного и сухого климата, характеризуемый усилением роли ксерофильной растительности, наиболее теплый этап, относящийся к началу предбореального периода голоцена, когда кустарники продвинулись максимально на север до 74° с.ш.

Дата направления в редакцию:

Дата рецензирования:

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты №17-05-00794 и №18-0560272 Арктика) и бюджетного финансирования Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

ВВЕДЕНИЕ

Фактория Матюйсале, расположенная в северной части полуострова Мамонта, является самым северным населенным пунктом Тазовского района, Ямало-Ненецкого автономного округа (рис. 1). Полуостров назван в 1922 году экспедицией на шхуне «Агнесса» по найденной здесь в 1866 году туше мамонта

Рис. 1. Фактория Матюй Сале (красный квадрат) в устье р. Салемлекабтамбда (72°0&5&& с.ш., 76°23&30&& в.д.), на севере Гыданского полуострова

Рис. 2. Устье и пойма р. Салемлекабтамбда (76°22& в.д.), лайда Карского моря (вдоль берега от 76°22& в.д. до 76°32& в.д) и вторая терраса с мощным торфяником (вдоль берега восточнее 76°32& в.д)

В геоморфологическом отношении на изученной территории выделяется несколько уровней (рис. 2). Это вторая терраса, высотой 12-15 м, первая терраса высотой 6-8 м и лайда. Полигональный рельеф отмечается на всех геоморфологических уровнях.

Территория характеризуется арктическим климатом. Средняя температура января составляет минус 26-30°С, а июля - плюс 4-8°С. В среднем количество осадков в год

достигает 300 мм. Растительность относится к северной полосе арктических тундр ^^ Растительность на изученной территории на дренированных участках представлена в основном растительными сообществами зеленомошно-дриадовых тундр (рис. 3, а, в). Зимой эти местообитания сильно промерзают из-за малого количества снега. Летом они хотя и прогреваются, но подвержены воздействию сильных ветров. Почвы представлены криогенно-глеевыми оторфованными подбурами. На плоских и слабо выпуклых участках с ухудшенным дренажем развиты осоково-гилокомиевые тундры. Почвы тундровые криогенно-глеевые торфяные.

Основная цель исследования - реконструкция условий формирования отложений и повторно-жильных льдов на побережье полуострова Мамонта и оценка степени надежности проведенного радиоуглеродного датирования с использованием палинологических данных. Основные методы исследования разрезов палинологический, радиоуглеродный и изотопный. Всего по изученным разрезам получено 18 радиоуглеродных датировок, по разрезу 15-метровой террасы 12 дат, а по разрезу лайды 6 датировок (табл. 1)

Рис. 3. Характер растительности (а и в) в окрестностях фактории Матюй Сале и песчаный берег Карского моря (с полосой переотложенной органики - б) вдоль которого авторами были отобраны образцы для анализа субфоссильных спектров отложений пляжа. Фото И.А. Петлина

В обнажении 12-15-метровой морской террасы близ факта. Матюйсале в устье р. Салемлекабтамбда в верхней части разреза авторами описана озерно-болотная вкладка

с мощными ледяными жилами [3, 4]. Общая видимая высота обнажения 6 м. Сверху-вниз вскрываются: супесь, мощностью 0,3 м; горизонтальное переслаивание торфа и супеси, мощность около 5 м: на 1 м разреза приходится около 20-25 прослоев торфа, мощность прослоев варьирует от 10-12 см до 0.5-1 см. Торф сравнительно слаборазложившийся с остатками мхов, трав и кустарничков. Толща вмещает ледяные жилы, высотой более 4,5 м и шириной вверху до 3,5 м (рис. 4).

Таблица 1. 14С датировки в голоценовых отложениях, содержащих повторно-жильные льды в устье р. Салемлекабтамбда и на о. Свердрупа

Номер образца Лабораторный номер 14С датировка Калиброванный возраст, лет назад И с то ч ник

Торфяник на лайде, п-ов Мамонта

Торфяник на 15-метповой теппаге п-ов Мамонта

Торфяник, о. Свердрупа

- ГИН 7627 9770 ± 280 10278-8354 [81

ГИН 7626 10490 ± 380 11143-9273 [81

- ГИН-7625 11640 ± 40 11622-11447 [81

Палиноспектры датированных по радиоуглероду образцов (табл. 1) дают представление о характере растительного покрова и, косвенно, об условиях осадконакопления и степени надежности датировки. Степень надежности датировки оценивалась по содержанию переотложенных палиноморф, и степени сочетания экологически совместимых компонентов палиноспектров (рис. 5, а). палиноспектры повторно-жильных льдов дают представление о пыльце, представляющей региональный сигнал (рис. 5, б).

В самом верхнем образце 306-YuV/20 (глубина отбора 0,05 м), датированном 490 ± 100 лет (ГИН-3582), переотложенных доплейстоценовых форм не обнаружено (табл. 2). О прибрежно-морском генезисе, свидетельствует изобилие спикул губок. Здесь выделены типичные палиноспектры арктических тундр с низким содержанием пыльцы древесных (4%), преобладанием пыльцы карликовой березки (15%) в группе кустарников (16%) доминированием пыльцы трав (45%), отсутствием пыльцы верескоцветных. Среди спор (34%) основную роль играют споры зеленых мхов (16%). Датировка образца валидна, индикатором служит отсутствие переотложенных палиноморф и отсутствие экологически несовместимых компонентов в палиноспектре.

На глубине 0,4 м залегает черный торф с большой примесью супеси (образец 306-YuV/23), он датирован 3230 ± 60 лет (ГИН-3620). Здесь отмечены диатомовые водоросли, относящиеся к родам Navícula, Cymbella, Pinnularia и др. Переотложенные формы (5%) представлены исключительно меловыми палиноморфами. Спорово-пыльцевые спектры из черного торфа интерпретируются как палиноспектры северной полосы гипоарктических мохово-лишайниковых тундр. Содержание пыльцы древесных не превышает 9%, кустарников, до 18%, трав и кустарничков около 52%, спор в среднем 20%.

Рис. 4. Криогенное строение, радиоуглеродные датировки и схема опробования торфяника в верхней части разреза 12-15-метровой террасы близ факт. Матюйсале в

устье р. Салемлекабтамбда, север полуострова Мамонта (по Vasil&chuk, Vasil&chuk 1^), расположенного в верхней части толщи второй морской террасы: 1 - песок; 2 - супесь; 3 - торф; 4 - вертикально-полосчатый лед сингенетических повторно-жильных льдов; 5 - лед пещерный в верхней части ледяных жил; 6 - точки отбора образцов из повторно-жильных льдов на палинологический и изотопный анализы; 7 - точки отбора образцов органики на радиоуглеродный анализ

Среди пыльцы трав и кустарничков преобладает пыльца Cyperaceae с участием пыльцы Ericales (3%) и Artemisia sp. (3%). Среди пыльцы разнотравья особенно выделим присутствие пыльцы Polygonaceae, Caryophyllaceae. Представители этих семейств часто доминируют в пределах полигональных ландшафтов. Датировка этого образца близка к истинной, хотя, в силу наличия в большом количестве частиц угля размерности пыльцы и спор (в диапазоне 5-40 мкм), а также присутствия переотложенных форм, возможно, несколько удревнена. Споры представлены зелеными мхами, что подтверждается также составом торфа, состоящего в основном из остатков зеленых мхов.

Образец 306-YuV/33 с глубины 0,5 м датирован 11070 ± 150 лет (ГИН-3581). Содержание переотложенных палиноморф здесь составило 16%. В основном это плохо сохранившаяся пыльца хвойных, с участием пыльцевых зерен Alnus, Ulmus, Picea, Quercus, Podocarpus, Tsuga, а также Anacolosidites, Gleichenidites. По составу переотложенных палиноморф этот образец близок к образцу из Гыдинского разреза -303-YuV /46, который датирован 14400 ± 160 лет. Условно синхронная осадку часть спектра представлена довольно разнообразным составом пыльцы древесных пород (9%), встречена пыльца Pinus sylvestris (2%), P. sibirica (1%), Picea sect. Eupicea (2%), Betula sect. Albae (4%). Среди пыльцы кустарников (24%) высоко содержание пыльцы Alnaster sp. (13%) и Betula sect. Nanae (10%). Пыльца трав и кустарничков (28%) представлена, в основном, пыльцой Cyperaceae и Eriophorum (18%), Poaceae (3%), встречена пыльца Ericaceae, Artemisia, Chenopodiaceae, Thalictrum sp., т.е. растения, относящиеся к тундровому биому. Хотя среди спор (39%) доминируют споры Bryales (21,5%), состав этой части спектра очень разнообразен. Сохранившийся периспорий у спор Polypodiaceae (5%) позволил сделать несколько видовых определений. Отмечено несколько разновидностей спор Sphagnum (8%) и споры Equisetum sp. (15%).

Рис. 5. Спорово-пыльцевая диаграмма и 14С датировки аллохтонного торфяника (а) и повторно-жильных льдов (б) у факт. Матюйсале, в устье р. Салемлекабтамбда, север полуострова Мамонта, расположенного в верхней части разреза 12-15-метровой террасы: 1 - точки отбора проб на радиоуглеродный анализ, 2 - торф с супесью; 3 -песок; 4 - вертикально-полосчатый лед сингенетических повторно-жильных льдов; 5 -точки отбора образцов из ледяных жил; 6 - пыльца деревьев, 7 - пыльца кустарников; 8 - пыльца трав и кустарничков; 9 - споры; 10 - содержание менее 1 %; 11 - единичное пыльцевое зерно; 12 - 14С датировки

Таблица 2. Содержание пыльцы и спор в датированных по 14С образцах голоценового полигонального торфянике с мощными повторно-жильными льдами на второй морской террасе в устье р. Салемлекабтамбда

номер образца 306- YuV/20 (I) 306- YuV/23 (II) 306- YuV/33 (III) 306-YuV/44 (IV) 306- YuV/51(V)

Датировка 490 ± 100 3230 ± 60 11070 ± 150 9570 ± 50 10230 ± 70

Глубина, м 0.05 0.4 0.5 1.6 3.3

Пыльца деревьев 4 10 9 4 4

Пыльца кустарников 17 18 24 24 26

Пыльца трав и кустарничков 45 52 28 42 52

Споры 34 20 39 30 18

Pinn С С \\/1\\/£> С f-ri С 1 1 2

/ / / 1 V W JLI и -*- -*Pinus sibirica 1 - 1 1 1

Picea 1 - 2 - Betula 1 9 4 3 3

Betula sect. Nanae 15 11 10 12 11

Alnaster 1 3 13 12 14

Salix 1 4 1 - 1

Poaceae 1 2 17 4 2

Cyperaceae 11 26 18 30 32

Ericaceae 3 1 3 8

Artemisia 1 2 2 1 5

Varia 15 4 4 4 5

Bryales 16 10 22 8 5

Sphagnum sp. 1 8 8 18 3

Polypodiaceae 1 2 1 5

Lycopodium sp. 1 - 6 1 3

Equisetum sp. 7 1 1 2 2

Экз ./г 154 272 403 212 434

Переотложенные - 5 16 3 11

Степень достоверности датировки Достоверна Удревнена Удревнена Условно достоверна Условно достоверна

Продолжение таблицы 2.26

номер образца 306- YuV/52 306-YuV/29 306-YuV/54

(VI) (VII) (VIII)

Датировка 8630 ± 60 9940 ± 70 31800 ± 700

Глубина, м 3.5 4.1 4.5

Пыльца деревьев 1 3 2

Пыльца кустарников 38 13 17

Пыльца трав и 21 60 33

кустарничков

Споры 40 24 48

Pinus sylvestris 1 - 1

Pinus sibirica - 1 Picea - - Betula - 2 1

Betula sect. Nanae 30 7 12

Alnaster 8 5 1

Salix - 1 4

Poaceae 9 7 9

Cyperaceae 2 45 10

Ericaceae - 1 3

Artemisia 8 6 8

Varia 2 1 3

Bryales 14 3 20

Sphagnum sp. 23 13 7

Polypodiaceae 1 6 8

Lycopodium sp. 1 - Equisetum sp. 1 2 13

Экз/г 250 468 404

Переотложенные 10 8 8

Степень Условно Условно Удревнена ?

достоверности достоверна достоверна

датировки

Этот торф, согласно палинологическому сигналу, содержит переотложенную органику и полученная датировка заметно древнее истинной. Наличие спор хвощей и пыльцы василистника свидетельствует в условиях открытого водоема периодически заливаемой поймы.

Образец 306-YuV/44 (торф коричневый), с глубины 1,6 м датирован 9570 ± 50 лет (ГИН-3580). Он содержит незначительное количество переотложенных (3%), состав, которых, тем не менее, разнороден. Встречены палеозойские и палеогеновые пыльца и споры. Среди пыльцы деревьев (4%) встречена пыльца Pinus sibirica (1%) и Betula sect. Albae (3%). Пыльца кустарников в равной пропорции представлена пыльцой Betula sect. Nanae (12%) и Alnaster (12%). Среди пыльцы трав и кустарничков (30%) доминирует Cyperaceae + Eriophorum sp. (30%), Poaceae (14%), отмечена пыльца Ericales (3%), Artemisia (1%), пыльца разнотравья составила 4%) Среди спор (24%) преобладают споры Sphagnum (13%), и Polypodiaceae (5%), встречены споры Huperzia selago . Этот слой торфа, вероятно, содержит переотложенную органику другой размерности, хотя содержание переотложенных пыльцы и спор невелико.

Образец 306 - YuV/51 с глубины 3,3 м, датирован 10230 ± 70 лет (ГИН-3590). Переотложенные палиноморфы содержатся в количестве 10%. Они представлены спорами Azolla, Stenozonotriletes, Lygodium и пыльцой Taxodiaceae, Carya, Quercus. Среди пыльцы деревьев (4%), отмечена пыльца Pinus sibirica (1%) и Betula sect. Albae (3%). Среди пыльцы кустарников преобладает пыльца Alnaster sp. (14%) и Betula sect. Nanae (11%). Среди пыльцы трав преобладает Cyperaceae (32%), роль пыльцы Poaceae снижена (2%), зато довольно высоко процентное содержание пыльцы Artemisia (5%), Ericales (8%), Varia (5%). Датировка этого образца, скорее всего, удревнена.

Образец 306 - YuV/52 с глубины 3,5 м датирован 8630 ± 60 лет (ГИН -3626). Этот образец интересен тем, что отобран из норки грызуна, заполненной веточками, по которым и получена датировка. Здесь содержание переотложенных форм составило 10%. Большая часть - это плохо сохранившаяся пыльца хвойных, с участием палиноморф относящихся исключительно к позднемеловым и палеоценовым формам. Очевидно, наличие переотложенных палиноморф связано с поступлением материала со стенок норки. В части спектра, отнесенной к синхронной собственно норке, пыльца деревьев единична (Pinus sylvestris - 1%), пыльца кустарников составляет 38% , это пыльца Betula sect. Nanae (30%) и Alnaster sp. (7%), пыльца трав и кустарничков представлена в основном пыльцой Poaceae (9%), Artemisia (8%), Poaceae (2%), Rubus chamaemorus (1%), Ranunculaceae (1%). Среди спор преобладают споры Sphagnum sp. (23%) и Bryales (14%), единичны споры Equisetum и Polypodiaceae, а также споры Lycopodiella innundata . В естественных условиях ликоподиелла заливаемая встречается на песчаных отмелях

озер, а также по дну хасыреев на незадернованных и незаторфованных участках i51, что позволяет предположить, что грызун вырыл норку на незадернованном берегу озера.

Образец 306 - YuV/29 с глубины 4,1 м датирован 9940 ± 70 лет (ГИН-3583). Содержание

переотложенных палиноморф 7%, они представлены мезозойскими формами, большая часть из которых совпадает с палиноморфами, определенными в образце 306 - YuV/52. Структура палиноспектра в общих чертах сходна с палиноспектром, определенным в образце 306 - YuV/52. Пыльца деревьев (3%) представлена единичными пыльцевыми зернами Pinus sibirica (1%) и Betula sect. Albae (2%). Пыльца кустарников составляет 16% (Betula sect. Nanae 7%, Alnaster sp. 5%). Среди пыльцы трав и кустарничков (60%) преобладает пыльца Cyperaceae (44%), Poaceae (7%), единична пыльца Apiaceae, Ericaceae и Caryophyllaceae. Споры (24%) представлены в основном Sphagnum (13%), Bryales (3%), Polypodiaceae (5%), единично встречены споры Huperzia selago и Selaginella sibirica . Датировка этого образца условно достоверна, но наш взгляд некоторое удревнение, весьма вероятно.

Образец 306 - YuV/54 из самого основания торфяника, с глубины 4,5 м, датирован 31800 ± 700 лет (ГИН-3579). Его палинологическая характеристика представляет особый интерес из-за значительно более древней датировки, свидетельствующей о том, что это сохранившийся при размыве фрагмент древнего торфяника, впоследствии перекрытый голоценовым торфом. Содержание переотложенных палиноморф 16%. Очень важно, что их состав не отличается от двух вышележащих образцов. Здесь много остатков диатомовых водорослей рода Pinnularia и Eunotia . Пыльца деревьев составила 2%. Это пыльца Pinus sibirica и Betula sect. Albae , среди пыльцы кустарников главную роль играет пыльца Betula sect. Nanae (12%) и Salix (4%), пыльца Alnaster sp. единична. Среди пыльцы трав Poaceae (9%) и Сyperaceae (10%) участвуют в примерно в равных количествах, встречена пыльца Ericaceae (2%), Artemisia (8%), а также Chenopodiaceae, Papaveraceae, Polygonaceae, Rosaceae. Споры (49%) представлены Bryales (20%), Equisetum sp. (13%), Sphagnum sp. (7%), Polypodiaceae (8%). Палиноспектры из этого образца характеризуются высокой концентрацией, хорошей сохранностью пыльцы и спор и разнообразным составом. Очевидно, основание торфяника сложено органическим материалом размытого позднеплейстоценового торфяника. Это подтверждается палинологической характеристикой датированных образцов.

Палиноспектры повторно-жильных льдов по составу близки к палиноспектрам из вмещающих отложений. Пыльца и споры во льду имеют хорошую сохранность, переотложенные асинхронные палиноморфы отсутствуют. Это позволяет предположить, что палиноспектры вмещающих отложений отвечают составу локальной и региональной растительности.

Результаты изотопно-кислородного анализа льда самой крупной жилы позволили

реконструировать колебания средних температур зимы в пределах 3-4°С ^^ Сочетание в одной и той же ледяной жиле изотопически более тяжелого и более легкого льда по сравнению с современным указывает не только на более мягкие зимние условия в оптимум голоцена (средние температуры зимы на 1-2°С выше современных), но и более суровые зимы (на 2-3°С ниже современных). И палинологические и изотопные данные указывают на климатические циклы длительностью около 1,5 -2 тыс. лет в течение всего периода формирования ледяных жил. Основное накопление торфяника и одновременное формирование жил происходило, по-видимому, 7-6 тыс. лет назад, т.е. в голоценовый

оптимум одновременно с жилами на р. Щучьей в условиях быстрого накопления торфа с аллохтонной составляющей. Условно выделенные стадии зарастания торфяника, возможно, соответствуют периодам накопления автохтонных палиноспектров.

Сниженный фрагмент данной террасы был изучен по результатам бурения Н. Демидовым и А.Баранской с соавторами J9!. Высота террасы и глубина скважины 5 м. До глубины 3,3

м отложения террасы представлены переслаивающимися мелкими желтоватыми песками с массивной криотекстурой и пылеватыми оторфованными суглинками с сетчатой криотекстурой. В интервале 3,3-5 м залегают желтовато-коричневые пески оторфованные пески с субвертикальной неоднородностью, криотекстура массивная. Льдистость отложений 20-40 %. По результатам химического анализа отложений величина сухого остатка не превышает 0,03-0,12 % отложения незасоленные или слабозасоленные, отмечается увеличение концентрации солей с глубиной, тип засоления хлоридный. Отложения содержат до 0,5 % Сорг. На глубине 4,0 м

растительные остатки датированы по 14С 34300 лет. На глубине 4-4,5 м выделены единичные пресноводные диатомеи, встречающиеся как в пресноводных водоемах, так и на поверхности моховой подушки и во влажной почве: Еипо^1а рraerupta , Hantzschia amphioxys . По всему разрезу скважины отмечаются обломки панцирей морских

палеогеновых диатомей класса Сеп^сае Очевидно, что водоем, в котором накопились отложения был пресноводным. Органика в основании разреза очевидно накопилась в результате размыва более древних отложений.

В другом разрезе близ фактории Матюйсале, в устье р. Салемлекабтамбда, исследован голоценовый полигональный торфяник с ледяными жилами, вложенный в толщу лайды Карского моря (рис. 6). Ширина жил в верхней части достигает 1 м, мощность более 1,5 м. Торфяник на лайде перекрыт слоем песка, толщиной 1 м.

Глубина, м Криолитологическая характеристика и 14 С-даты 6180 в повторно-жильных льдах, /00 -21 -20 -19 < 1 <

■ ■ в *

Рис. 6. Криогенное строение, радиоуглеродные датировки и схема опробования торфяника у факт. Матюйсале, в устье р. Салемлекабтамбда, север полуострова

Мамонта, расположенного на лайде Карского моря (по Yu.Vasil&chuk, A.Vasil&chuk 1^): 1 -песок; 2 - торф; 3 - вертикально-полосчатый лед сингенетических повторно-жильных льдов; 4 - лед каймы; 5 - точки отбора образцов из повторно-жильных льдов на палинологический и изотопный анализы; 6 - точки отбора образцов на радиоуглеродный анализ из вмещающих отложений

Данные радиоуглеродного датирования можно оценить на основании палинологической характеристики датированных образцов (табл. 3, рис. 7).

Образец 306-YuV/62 представлен черным торфом, отобранным на глубине 1,66 м, датирован 6210 ± 90 лет (ГИН-3628). Он характеризуется довольно высоким содержанием переотложенных заведомо доплейстоценовых форм (15%). Они

представлены разнообразными палиноморфами в основном палеогенового возраста, с участием позднемеловых. Количественно преобладает неопределимая пыльца хвойных и пыльца палеогеновых видов Quercus . Содержание пыльцы древесных составляет 6%. Она представлена пыльцой Pinus sibirica (1%) и P. sylvestris (3%), Betula sect. Albae (3%). Пыльца кустарников составила 10%, при этом довольно высоко содержание пыльцы полярных видов ив (5%), пыльца Betula sect Nanae составила 4%, Alnaster sp. 1%.

Среди пыльцы трав и кустарничков (54%) доминирует пыльца Cyperaceae (22%) и Poaceae (12%), очень разнообразен состав пыльцы Varia (16%), встречена пыльца Myosotis и, Draba sp., Saxyfragaceae, Polygonaceae, Ranunculaceae, единично встречена пыльца Artemisia . Среди спор (30%) отмечается преобладание спор Bryales (17%), споры Sphagnum составляют 4%, Equisetum sp. 7%, совсем немного спор Polypodiaceae (2%). Датировка этого образца, вероятно, несколько удревнена, на это указывает палинологический сигнал высокое содержание переотложенных палиноморф.

Образец 306-YuV/63, отобранный с глубины 2,07 м, датирован 11880 ± 130 лет (ГИН-3629). Он представлен сильно опесчаненным торфом. В этом образце концентрация пыльцы и спор очень низка, что обусловило незначительное разнообразие выделенных в палиноспектре форм. Переотложение составило 2%, это палеогеновые пыльца и споры. Пыльца деревьев единична, это Pinus sibirica (1%). Пыльца кустарников отсутствует полностью. Пыльца трав и кустарничков представлена в основном доминантами: Cyperaceae (30%), Poaceae (12%), Ericales (2%), Artemisia sp. (1%). Наиболее разнообразен состав спор (54%), споры Bryales составили 25%, Sphagnum sp. 4%, Equisetum 10%, Polypodiaceae 15%. Низкая концентрация пыльцы и спор даже при незначительном участии переотложенных палиноморф не позволяет адекватно оценить достоверность датировки.

Образец 306 - YuV/65 с глубины 3,0 м, датированный 11670 ± 150 лет (ГИН- 3630) представлен черным торфом. Содержание переотложенных палиноморф составило 9%. Среди них встречены формы палеозойского, мезозойского и кайнозойского возраста. Пыльца древесных пород (7%) представлена в основном пыльцой Pinus sibirica (6%) и P. sylvestris (1%). Пыльца кустарников (12%) представлена Alnaster (2%) и Betula sect. Nanae (10%). Состав пыльцы трав и кустарничков (33%) разнообразен, содержание пыльцы Cyperaceae составило 3%, Poaceae 14%, Varia 4%, Ericales 2%, Artemisia sp. 10%.

Глубина, м Строение разреза и схема отбора образцов I Палинозоны Общий состав, % Пыльца, % Споры, %

Вмещающие отложения 20 40 60 р 1 F sis с « е 20 40 1 1 * £ £ 10 1 ti eq 3 101020 III | 1010 l i % 1 20 40 10 20 1 i It BryuJes 10203010 1 l в i

л/ \\ ш ÍJ т о (у | \\ &¡ё

□ 6 o 7 O 8 Д 9 10 IIB 11 с |

Рис. 7. Спорово-пыльцевая диаграмма торфяника у факт. Матюйсале, в устье р. Салемлекабтамбда, север полуострова Мамонта, расположенного на лайде Карского моря: 1 - песок; 2 - торф; 3 - супесь: 4 - вертикально-полосчатый лед сингенетических повторно-жильных льдов; 5 - лед сегрегационный; 6 - пыльца деревьев; 7- пыльца трав и кустарничков 8 - пыльца кустарников; 9 - споры; 10 - отдельные компоненты спектра: а - из вмещающих отложений, б - из повторно-жильных льдов; 11 - точки отбора образцов на радиоуглеродный анализ; 12 - отбор образцов на палинологический анализ: а - из вмещающих отложений, б - из повторно-жильных льдов

Споры составили 48%, из них большая часть — это споры Bryales (40%), Sphagnum sp. (3%), Polypodiaceae 3%. Датировка вероятно также получена по переотложенному материалу, палинологический сигнал дает основание предполагать, что часть плейстоценовых пыльцы и спор может быть переотложена.

Отметим, что палиноспектры изо льда лучше всего соответствуют палиноспектрам из прослоя торфа и подстилающей супеси в интервале 1-2 м. В палиноспектрах повторно-жильных льдов лучше представлена пыльца кустарников, что свидетельствует составе регионального весеннего пыльцевого дождя. Локальные компоненты во льду жил практически отсутствуют.

Строение лайды несколько восточнее от изученного разреза прослежено в скважине

глубиной 8 м До глубины 2.1 м залегают серые супеси с прослоями торфа, мощность прослоев торфа достигает 0.1 м., криотекстура слоистая. В интервале 2.1-5.7 м прослои истончаются криотекстура массивная, отмечена горизонтальная слоистость, выраженная оттенками серого. В интервале 5.7-8.0 м суглинок серый криотекстура сетчатая. Авторы отмечают сильный запах органики и соленый вкус отложений, температура в забое составила -7°С. На глубине 0,7 м обнаружен богатый комплекс пресноводных бентосных диатомей, состоящий из родов Navícula (10 видов, в их числе N. ignota ), Nitzschia (6 видов, в их числе N. frustulum ), Staurosira (6 видов, в их числе S. venter), Pinnularia (5 видов, в их числе P. microstauron ), Aulacoseira (3 вида), Caloneis (2 вида), Cymbella (2 вида), Eunotia (2 вида: E. аrcus и E. рraerupta ), Luticula (2 вида), Stauroneis (2 вида: S. аnceps и S. рhoenicenteron ), Denticula (1 вид), Epithemia (1 вид - E. turgida ), Hantzschia (1 вид - H. amphioxys ), Diploneis (1 вид), Neidium (1 вид), Amphora (1 вид А. inariensis ), Chamaepinnularia (1 вид — С. ignobilis ), отмечены также многочисленные

цисты золотистых пресноводных водорослей [9]. Это свидетельство существования в

недавнем прошлом мелководного водоема. По этой скважине получены две 14С датировки: на глубине 6 м 17400 лет и на глубине 7,5 м 11800 лет. Результаты радиоуглеродного датирования соответствуют процессу накопления отложений в прибрежной зоне в непосредственной близости от размываемых более древних

отложений таким образом, полученная инверсия и удревненные датировки - это вполне закономерный результат. В скважине, пробуренной в тыловом шве лайды обнаружен криопэг на глубине 3,0 м. Размер линзы криопэга 25 х 50 м [9].

На аккумулятивных участках побережий, удалённых от абрадируемых берегов, доля переотложенного материала также может быть очень велика. Это подтвердили наши полевые исследования на пляже Карского моря в устье р. Салемлекабтамбда на п-ове Мамонта. В пределах 300 м были отобраны 5 образцов донного материала из приливно-отливной зоны. Часть образцов представляла собой мелкий и тонкий песок, а часть была представлена крупным песком. Анализ пыльцы и спор в этих образцах

продемонстрировал принципиальное различие палиноспектров Содержание пыльцы древесных пород в образцах крупных песков было заметно выше, чем в мелких, и даже превышало половину всего содержания пыльцы и спор в образце (рис. 8). Между тем район исследований располагается в зоне арктической тундры и до ближайшего дерева более 600 км. Очевидно, что существенная часть пыльцы деревьев вымыта из более древних отложений в результате термоабразии и является аллохтонной и естественно более древней, чем осадок. Сам факт обнаружения в современных и четвертичных отложениях мезозойской и палеозойской пыльцы, отмечавшейся всеми без исключения палинологами, изучавшими северный плейстоцен, также однозначно указывает на большую роль процесса переотложения органики в процессе синкриолитогенеза.

Рис. 8. Вариация пыльцы древесных (в % к общему составу спектра в песках вдоль пляжа Карского моря на расстоянии 300 м: 1 -песок мелкий; 2 - песок крупный (по

Vasil&chuk, Vasil&chuk ^

Толща черного торфа с веточками датируется от 11 до 12 тыс. лет, а возраст вышележащих осадков моложе 6 тыс. лет. Следовательно, ледяные жилы сформировались 11-6 тыс. лет назад.

Полученные изотопные и палинологические данные демонстрируют, что на севере п-ова Мамонта первая половина голоцена была временем повышенной континентальности климата: лето в среднем на 1-3°С теплее современного, а зима - на 2-3°С холоднее На наш взгляд повторно-жильные льды сформировались здесь относительно быстро 1,5-2 тыс. лет - на спорово-пыльцевой и изотопной диаграммах отразился один цикл

изменения как летних, так и зимних условий.

Таблица 3. Содержание пыльцы и спор (%) в голоценовых отложениях лайды, содержащих повторно-жильные льды в устье р. Салемлекабтамбда

Номер образца 306- 306- 306- 306YUV/62 YUV/63 YuV/64 YuV/65

Датировка б210 ± 90 11880 ± 130 11400 ± 200 11670 ± 150

Глубина, м. 1,бб 2,07 2,61 3,0

Пыльца деревьев б 1 7 7

Пыльца кустарников 10 - 20 12

Пыльца трав и кустарничков 54 45 34 33

Споры 30 54 39 48

Pinus sylvestris 1 - - 1

Pinus sibirica 3 1 3 6

Picea - - - Betula 2 - 4 Betula sect. Nanae 4 - 18 10

Alnaster 1 - 1 2

Salix 5 - 1 Poaceae 12 12 6 14

Cyperaceae 22 30 17 3

Ericaceae 2 2 - 2

Artemisia 1 1 - Varia 1б - 7 4

Bryales 17 25 32 40

Sphagnum sp. 4 4 1 3

Polypodiaceae 2 15 - 3

Lycopodium sp. - - 5 Equisetum sp. 7 10 1 5

Экз ./г 233 139 224 320

Переотложенные 15 2 9 9

Степень достоверности датировки Условно достоверна Условно достоверна Недостоверна Недостоверна

Палинологическая характеристика этого торфяника имеет заметное сходство с торфяником, описанным на о. Свердруп ^ Сходны изменения региональных и дальнезаносных компонентов палиноспектров.(рис. 9).

Горизонт погребенного торфа с остатками карликовой березки залегает в интервале 0.3 - 0.9 м, его основание на глубине 0,8-0,9 м, датировано 11640 ± 40 лет назад (ГИН-7625). Основание торфяника, накопление которого на о. Свердруп, вероятно, можно отнести к периоду 9500-12000 лет назад, также характеризуется развитием разнотравно-злаковых группировок, но с характерной для позднего неоплейстоцена мозаичностью растительного покрова, об этом говорит разнообразный состав пыльцы трав Ranunculaceae, Rosaceae, Polygonum, Caryophyllaceae, Valeriana, Lycopodium alpinum, Huperzia selago, Bryales. К местным компонентам, относится пыльца Salix. Региональный пыльцевой дождь представлен Poaceae, Cyperaceae, Artemisia, Asteraceae, Betulasect.

Nanae, Alnaster. К дальнезаносной относится пыльца Pinus sylvestris, P.sibirica, Picea obovata, Betula sect. Albae.

Рис. 9. Спорово-пыльцевая диаграмма погребенного торфяника на о. Свердруп (по

П.Е.Тарасову и др. 1^). Доля таксонов с малым процентным содержанием дополнительно показана линиями с увеличением масштаба в 5 раз. Радиоуглеродные датировки: 1 9770 ± 280, 2 - 10490 ± 380, 11640 ± 40 лет. Остальные усл. обозн. см.

Содержание пыльцы этих древесных пород в несколько раз меньше, чем в субфоссильных палиноспектрах арктических тундр. Смена локальных палиноспектров также предполагает смену фитоценозов тундровых лугов южной полосы арктических тундр на фитоценозы северной полосы гипоарктических тундр, которая сопровождалась интенсивным формированием повторно-жильного льда. Ледяная жила, вскрывающаяся в супесях непосредственно ниже торфяника на о. Свердруп, имеет

поздненеоплейстоценовый возраст, что подтверждает и "легкий" (б18О = -24,9%о; б2Н = -188,8%о) изотопный состав льда и радиоуглеродная датировка над повторно-жильным льдом.

Березка карликовая (Betula sect. Nanae) , хотя и росла на поверхности торфяника (это подтверждается и находками макроостатков), но возможно совсем не производила пыльцы. Для горизонта торфа с глубины 0,55-0,66 м получена радиоуглеродная дата 10490 ± 380 лет (ГИН-7626). Усиление роли полынных и маревых группировок в растительности этого времени свидетельствует о существенном иссушении климата летнего сезона. Увеличение содержания пыльцы ив и берез sect. Nanae, находки их макроостатков в торфе позволяют говорить об усилении роли кустарниковых ценозов на поверхности торфяника, что также является свидетельством менее влажных условий по сравнению с аллередом.

Радиоуглеродная датировка слоя торфа на глубине 0,35-0,45 м - 9770 ± 280 лет (ГИН-7627) и дата - 10490 ± 380 лет, получена для вышележащих слоев. На о. Свердруп в это время существовала растительность, характерная для современных южных гипоарктических тундр. В составе фитоценозов принимали участие карликовая березка, верескоцветные, а, возможно, и ольховник, отсутствующие в современной флоре острова. Высокое содержание пыльцы древовидных берез в спектрах (в несколько раз большее, чем в поверхностном образце), свидетельствует о том, что отдельные островки березовых лесов встречались гораздо севернее современной зоны лесотундры в начале предбореального периода.

Образцы с глубины 10 см и с поверхности содержат пыльцу и споры, принадлежащие в

основном дальнезаносным таксонам (Pinus, Picea, Abies, Betula, Alnus ), а также региональным и локальным (Poaceae, Rosaceae, Cyperaceae, Ranunculaceae, Salix, Bryales, Sphagnum ). Состав пыльцевых спектров и соотношение пыльцы дальнезаносных

и локальных видов является обычным для высокоширотной Арктики [10-13] и в достаточной мере отражает скудную растительность арктической пустыни.

Накопление торфа, начавшееся около 12 тыс. лет назад, в условиях глобального потепления климата, прекращается около 9,5 тыс. лет назад. Причиной этого, возможно, явилось некоторое повышение уровня моря, вызвавшее смену континентального климата морским и как следствие этого - сокращение вегетационного периода и значительное снижение летних температур, что отрицательно сказалось на составе флоры о. Свердруп, произошло исчезновение берез sect. Nanae , представителей Ericales, Alnus fruticosa . Растительный покров острова приобретает облик, характерный для современных арктических пустынь.

Обобщение палинологических и изотопных данных позволило реконструировать ландшафтно-климатическую обстановку в этом регионе. Установлено три этапа развития растительности и климата: относительно теплый и влажный этап с современной тундровой растительностью, этап холодного и сухого климата, характеризуемый усилением роли ксерофильной растительности, наиболее теплый этап, относящийся к началу предбореального периода голоцена, когда кустарники продвинулись максимально на север до 74° с.ш. По результатам анализа радиоуглеродных датировок отметим, что осадконакопление в районе современного побережья полуострова Мамонта происходило примерно по одному сценарию. В основании лежит торфяник, накопившийся на лайде 11-12 тыс. лет назад, и на террасе 32-35 тыс. лет назад. При этом на лайде торфяник был погребен осадками мелководного пресноводного водоема, о чем свидетельствуют находки пресноводных диатомей в верхней части разреза.

Таким образом, раннепредбореальное потепление проявилось на арктическом побережье как термический оптимум в условиях еще континентального климата, хотя и значительно менее сурового, чем в позднеледниковое время. Все последующие голоценовые потепления происходили уже в условиях морского типа климата, благодаря сглаживающему влиянию холодных вод Северного Ледовитого океана. Даже максимальное потепление 4,5-6 тыс. лет назад, проявившееся как климатический

оптимум во многих регионах Северного полушария оказало меньшее воздействие на природу Арктики.

Раннеголоценовый климатический оптимум в высоких широтах Арктики отмечают многие

исследователи [13-18]. Главной причиной того, что это потепление оказалось максимальным для современных приморских и островных районов Арктики, возможно является быстрое повышение уровня Мирового океана к началу бореального периода и, как следствие, превращение районов с резко континентальным климатом в островные и приморские территории с соответствующими климатическими условиями.

Значения б18О в жильных льдах в толще лайды, сформировавшихся 11-6 тыс. лет назад варьируют от -19,1 до -19,9%о (см. рис. 4), более тяжелый изотопный состав отмечен у льда сегрегационных шлиров, отходящих "веером" от жил в толщу торфа. В ледяной "кайме", в сложении которой участвует, по-видимому, и сегрегационный и повторножильный лед, значение б18О = -18,8 %.

Результаты изотопно-кислородного анализа льда самой крупной жилы из торфяника на

второй террасе указывают на заметные колебания значений б18О во льду от -20,1 до -1б,2%о (см. рис. 6), т.е. диапазон составил около 3-4%о, что соответствует изменениям средних температур зимы на 3-4°С. Сочетание в одной и той же ледяной жиле изотопически более тяжелого и более легкого льда по сравнению с современным указывает не только на более мягкие зимние условия в оптимум голоцена (средние температуры зимы на 1-2°С выше современных), но и более суровые зимы (на 2-3°С ниже современных).

Выводы

Библиография

Kytalyk (NE Siberia), with some remarks on Arctic pollen morphology // Polar Biology. 2014. Vol. 37. Iss. 10. P. 1393-1412