авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Четвертичная биостратиграфия и палеоокеанология охотского моря и других субарктических районов

-- [ Страница 1 ] --

Российская академия наук

Институт океанологии им. П.П. Ширшова

На правах рукописи

Матуль Александр Геннадьевич

Четвертичная биостратиграфия и палеоокеанология Охотского моря и других субарктических районов

25.00.28 Океанология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора геолого-минералогических наук

Москва 2007

Работа выполнена в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Официальные оппоненты:

Вишневская Валентина Сергеевна, доктор геолого-минералогических наук (Геологический институт РАН, г. Москва)

Мурдмаа Ивар Оскарович, доктор геолого-минералогических наук (Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, г. Москва)

Николаев Сергей Дмитриевич, доктор географических наук (Географический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, г. Москва)

Ведущая организация:

Палеонтологический институт РАН, г. Москва

Защита состоится 9 октября 2007 г. в 14.00 на заседании Диссертационного совета Д 002.239.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН по адресу 117997, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 36

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим отправлять по адресу 117997, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 36, Институт океанологии, Ученому секретарю диссертационного совета Т.А. Хусид. Факс: (495) 124 59 83. E_mail: tkhusid@mail.ru

Автореферат разослан _________________ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук

Т.А. Хусид

Введение.

Актуальность.

Работа затрагивает фундаментальную проблему глобальных природ­ных изменений. Исследование направлено на развитие представлений о крупных колебаниях палеоклимата и па­леоокеанологии на шкале четвертичной ледниково-межледниковой цикличности.

Субарктиче­ские районы – полигон изучения палеоклимата плейстоцена, т.к. здесь про­исходили самые заметные события: рост и исчезновение гигантских матери­ковых ледников, масштабное широтное смещение природных зон и океани­ческих фронтов, трансформация термогалинного конвейера.

Охотское море, на примере изучения которого построены основные выводы работы, в плейстоцене испытало сильное влияние со стороны кли­мата соседней Северо-Восточной Азии и океанологических условий в Севе­ро-Западной Пацифике, в частности, в зоне "пограничных" субарктических течений. В свою очередь, само море было местом охлаждения, опреснения и вентиляции воды для всей субарктической Пацифики. Как показывает опыт седиментологии и микропалеонтологии, состав четвертичных отложений Охотского моря хорошо отразил региональные и глобальные изменения, ос­ложненные местной обстановкой. Поэтому становится возможным получить высокоразрешающие записи палеоокеанологии и биостратиграфии. Детали­зация биостратиграфии на примере Охотского моря соответствует современ­ной тенденции разработки инфразональной стратиграфии ("микро-" или "на­ностратиграфии") (Гладенков Ю.Б., 2007). Реконструкция палеоокеанологии Охотского моря как окраинного бассейна позволяет усовершенствовать зна­ния о четвертичных природных изменениях на границе суша/океан, в частности, за последний миллион лет, когда четко оформились амплитудные ледниковые циклы.

Работа продолжает классические отечественные исследования осадко­накопления, микропалеонтологии и развития природной обстановки в даль­невосточных морях и соседних субарктических районах, начатые Безруко­вым (1955), Безруковым и Романкевичем (1960), Жузе (1962), Кругликовой (1969), Кореневой (1957), Лисицыным (1966), Романкевичем и др. (1966), Саидовой (1959), и др. В последние 20 лет применение новых технологий глубоководного бурения, отбора грунтовых трубок и лабораторной обработ­ки осадков привело к началу этапа детализации и комплексного анализа оса­дочной летописи. Активные исследования высокоразрешающей позднечет­вертичной палеоокеанологии проводились под руководством Горбаренко (2004). Работы Бараша и др. (2001, 2006), Матуля и Абельман (2001), Матуля и др. (2003; Matul et al., 2002) позволили распространить детальную страти­графию и палеоокеанологию Охотского моря на несколько последних ледни­ковых циклов.

Следует отметить, что основополагающие схемы по кайнозойской био­стратиграфии и палеоокеанологии Северной Пацифики и Северо-Восточной Евразии по микрофоссилиям создали и обобщили Точилина (1985), Левыки­на (1986), Гладенков Ю.Б. (1988), Бараш и др. (1989), Витухин (1993), Полякова (1997), Пуш­карь и Черепанова (2001), Гладенков А.Ю. (2003), Цой и Шастина (2005), и др.

Настоящая работа представляет детальную стратиграфию и палео­океанологию Охотского моря для интервала последних 1.1 млн. лет, которому были присущи четко выраженные ледниковые циклы. Приведены сведе­ния о крупных региональных и глобальных природных изменениях в ходе Среднеплейстоценовой климатической революции, когда произошло усиление материковых оледенений. Обсуждены вопросы палеоокеанологии и взаимосвязей различных субарктических районов.

Цель и основные задачи работы.

Цель работы – исследование детальной биостратиграфии четвертичных отложений и региональной палеоокеанологии субарктических районов в кон­тексте глобальных природных изменений.

Основные задачи работы:

  1. Изучить распределение радиолярий как осадкообразующих микрофосси­лий в четвертичных отложениях Охотского моря и субарк­тической Атлантики. Привлечь аналогичные сведения из публикаций и компьютерных баз данных. Провести анализ современного распространения видов, найденных при изучении проб древних осадков.
  2. Выявить датировочные уровни по радиоляриям и последовательность ледниковых и межледниковых комплексов радиолярий для разработки биостратиграфии.
  3. Сделать реконструкции четвертичной палеоокеанологии субарктиче­ских районов по распределению групп видов и отдельных характерных видов радиолярий. Для региональных и глобальных сопоставлений привлечь палеоклиматические сведения из публикаций и компьютер­ных баз данных.

Научная новизна.

В работе сделано новое обобщение современных сведений о глобаль­ных архивах и крупных необратимых изменениях четвертичного палеокли­мата.

Настоящая работа является первым детальным исследованием микро­палеонтологии Охотского моря в интервале от конца раннего плейстоцена до голоцена с временным разрешением до первых сотен лет.

Впервые выявлена последовательность многих датировочных уровней по радиоляриям в четвертичных осадках Охотского моря, существенно до­полнившая региональную биостратиграфию. Из 17 датировочных уровней вновь установлено 11 уровней. Сделано предположение, что датировочные уровни свя­заны с ледниково-межледниковыми событиями плейстоцена.

Впервые по микрофоссилиям удалось достоверно связать крупные из­менения палеоокеанологии Охотского моря с основными глобальными эта­пами Среднеплейстоценовой климатической революции.

Впервые обобщены и по-новому использованы для обсуждения усло­вий палеосреды сведения по характерным массовым видам радиолярий в четвертичной летописи Охотского моря и других субарктических районов.

Применение результатов и практическая значимость.

Результаты работы по детальной четвертичной биостратиграфии Охот­ского моря могут использоваться для уточнения и дополнения региональных стратиграфических схем, применяемых при поисках полезных ископаемых (углеводородное сырье) в окраинных дальневосточных морях.

Выводы по палеоокеанологии Охотского моря и других субарктиче­ских районов помогут прояснить региональные процессы как циклических (ледниково-межледниковых) изменений, так и крупных необратимых клима­тических переходов.

Биостратиграфические и палеоокеанологические сведения найдут при­менение в новых исследованиях природной среды северо-западной части Тихого океана, которые сейчас развертываются в рамках международных проектов по глубоководному бурению IODP и российско-германскому сотрудничеству кальмар.

Данные микропалеонтологического анализа (электронные файлы, гра­фики и карты распределения микрофоссилий) могут быть использованы для математико-статистической обработки в рамках палеоокеанологических и палеоклиматических моделей, как это делается в мировой практике, напри­мер, для реконструкции палеотемпературы и других свойств водных масс.

Защищаемые положения.

  1. Стратиграфическая летопись донных осадков Охотского моря за послед­ний миллион лет содержит детальную последовательность из 17 дати­ровочных уровней по радиоляриям; 11 уровней установлено впервые для региона. Множественность уровней исчез­новения и появления видов радиолярий является вероятным отражени­ем резких ледниково-межледниковых изменений в плейстоцене.
  2. Распределение Cycladophora davisiana является признаком форми­рования холодных вентилированных промежуточных и глубинных водных масс в краевых субарктических районах океана, где содержится большое коли­чество взвешенного органического вещества. Четверичные вариации содержания Cycladophora davisiana показывают, что долговременные изменения в образовании охотоморской промежуточной водной массы за последний миллион лет не имели устойчивой зависимости от циклических ледниково-межледниковых колебаний. Записи концентрации Cycladophora davisiana не могут использоваться в качестве универсального инструмента глобальной океанской стратиграфии; они имеют ограниченное региональное применение.
  3. Максимальные относительные концентрации вида радиолярий Amphimelissa setosa маркируют средне- и позднеплейстоценовые межледниковые интервалы в Охотском море. Во время межледниковых оптимумов улучшение перемешивания и ослабление стратификации в верхней части водного столба Охотского моря нашло отражение в массовой аккумуляции Amphimelissa setosa на фоне общей повышенной продуктивности радиолярий. Исчезновение вида из Северной Пацифики на переходе к последнему оледенению было вероятным результатом усиления гидрологических градиентов в приповерхностном слое воды.
  4. В четвертичной фауне радиолярий Охотского моря выделяются группы видов, которые (а) обеспечивали циклическое воспроизводство бога­тых межледниковых комплексов и (б) поддерживали существование слабопродуктивных ледниковых ассоциаций.
  5. Природные условия Охотского моря за последний миллион лет отразили три крупных этапа глобальных и региональных природных изменений в ходе Среднеплейстоценовой климатической революции. В открытой части субарктической Пацифики эти изменения отчетливо проявились только в приповерхност­ном слое, а в Охотском море они происходили и в глубинных горизонтах.

Защищаемое положение 1 отражает проблему биостратиграфии, защищаемые положения 2-4 – проблемы биостратиграфии и палеоокеанологии, защищаемое положение 5 – проблему палеоокеанологии.

Фактический материал и личный вклад автора.

Для изучения четвертичной биостратиграфии и палеоокеанологии, а также распределения характерных видов радиолярий привлечены сведения по 24 колонкам осадков и 2 скважинам глубоководного бурения. Автор лично сделал анализ радиолярий в 1341 пробе осадков из 16 колонок (12 ко­лонок из Охотского моря и 4 колонки из Северной Атлантики). По 8 колон­кам (Охотское и Берингово моря, СЗ Пацифика, СВ и ЮВ Атлантика, Субантарк­тика) и 2 скважинам бурения (СЗ Пацифика и СВ Атлантика) мик­ропалео­н­­тологическая информация взята из публикаций, на которые име­ются ссылки в тексте диссертации. Автор участвовал и отбирал пробы осадков в российско-германской экспедиции в Охотское море, 27-й рейс НИС "Академик М.А. Лаврентьев", в рамках международ­ного проекта КОМЕХ. Разные колонки из Охотского моря, изученные автором, охватывают разные временные интервалы: наименьший интервал – последние 10-20 тыс. лет, наибольший – последние 1.1 млн. лет.

Для изучения особенностей современного распределения характерного охотоморского вида радиолярий Cycladophora davisiana привлечены сведения по 331 пробе поверхностного слоя морских осадков северного полушария. Из этого числа автор лично сделал анализ радиолярий в 63 пробах (52 пробы из Северной Атлантики и 11 проб из Охотского моря). Информация по остальным пробам взята из публикаций и компьютерных баз данных, на которые имеются ссылки в тексте диссертации.

Все основные идеи, приведшие к формулировке защищаемых положений, разработаны автором диссертации. В подавляющем большинстве публикаций по теме диссертации автор был первым в списке соавторов.

Научные результаты автора как соисполнителя вошли в отчеты по научно-тематическим планам работы ИОРАН, по нескольким грантам РФФИ, по Программе Президиума РАН "Фундаментальные проблемы океанологии: физика, геология, биология, экология", по международному проекту КОМЕХ, а также как руководителя темы – по ФЦП "Мировой океан".

Методы исследования.

Основной рабочий метод исследования в настоящей работе – микропа­леонтология донных морских осадков по данным радиолярий. В последние годы происходит качественный скачок в систематике радиолярий, в обобще­нии огромных массивов таксономической и экологической информации по радиоляриям, в разработке основ новой классификации и определении этапов эволюции радиолярий (Вишневская, 2005; Афанасьева и Амон, 2006). Успеш­ное применение радиоляриевого анализа в изучении современных и четвертичных осадков Северной Пацифики продемонстрировали, прежде всего, работы Кругликовой (1969, и др.).

Автор в своей работе использовал обнаружение датировочных уровней как важнейших биостратиграфических маркеров, анализировал распределение отдельных характерных видов и групп видов для интерпретации комплексов радиолярий как показателей палеосреды.

Первичная стратиграфия и корреляция колонок осадков из Охотского моря, изученных автором, основана на ряде признаков: литология, записи магнитной восприимчивости, обнаружение датированных прослоев вулканического пепла, обнаружение датировочных уровней по радиоляриям, записи характеристик отраженного света (Nrnberg et al., 1997; Biebow and Htten, 1999).

Для двух опорных колонок из Охотского моря – LV28-42-4 и MD01-2415 – разработана хроностратиграфия на основе изотопно-кислородных данных по бентосным фораминиферам (Nrnberg and Tiedemann, 2004). Эти колонки охватывают последние 350 тыс. лет и 1.1 млн. лет, соответственно, и позволяют описать от трех до четырнадцати ледниковых циклов.

Обоснованность и достоверность результатов.

Пробы четвертичных осадков анализировались с детальностью, принятой в международной практике микропалеонтологии – в среднем, через каждые 10 см разреза колонок, в ряде интервалов через каждые 5 см. Обеспечено временне разрешение палеоклиматических данных от нескольких сотен лет до первых тысяч лет, что полностью соответствует современным требованиям в данной области знаний.

Обработка проб для приготовления препаратов радиолярий сделана по современной методике (Abelmann et al.,1999); использована фракция осадка >40 мкм, которая позволяет надежно учесть содержание и соотношение основных видов радиолярий. Количественные (процентные) подсчеты сделаны минимум по 300-350 экземплярам радиолярий; это число экземпляров принято достаточным для обоснованной статистической обработки первичных микропалеонтологических данных.

Результаты и выводы работы не имеют принципиальных противоречий с данными из других аналогичных исследований и публикаций. Публикации и доклады автора по теме диссертации прошли научное рецензирование и обсуждение со стороны коллег – специалистов в данной области знаний.

Дискуссионный характер некоторых положений диссертации.

Главное внимание работы сосредоточено на Охотском море. Оно является, с одной стороны, типичным субарктическим бассейном, но, с другой стороны, обладает природным своеобразием ввиду значительного летнего поверхностного прогрева и сильного зимнего выхолаживания, что реализуется в образовании резкой водной стратификации. Поэтому есть ограничения в автоматическом использовании знаний о четвертичных изменениях Охотского моря как примера для других субарктических бассейнов.

Своеобразие Охотского моря сказывается на составе современных комплексов радиолярий и должно было проявиться в четвертичных комплексах микрофоссилий. Есть ряд таксономических проблем с некоторыми характерными видами радиолярий Охотского моря. Тем не менее, работа показывает, например, синхронность тех датировочных уровней по радиоляриям, которые ранее найдены в Северной Пацифике и теперь обнаружены автором в Охотском море. Кроме того, долговременные изменения палеоокеанологии бассейна, выявленные по радиоляриям, согласуются с известными представлениями о четвертичном палеоклимате. Проблема сопоставления результатов автора по Охотскому морю и имеющейся информации по Северной Пацифике состоит, помимо специфики самого моря, и в отсутствии столь же высокоразрешающих исследований долговременного распределения радиолярий в открытых субарктических районах Тихого океана. Представленная диссертация содержит выводы, основанные на текущем состоянии четвертичных исследований в регионе, и не закрывает перспективы для дальнейших работ.

Апробация работы и публикации.

За последние пять лет автор сделал устные доклады по теме диссертации на следующих международных и российских научных совещаниях: "Climate Drivers of the North" (Kiel, Germany, May 2002), Fifth Workshop on Russian-German Cooperation in the Sea of Okhotsk-Kurile Island Arc System KOMEX (Vladivostok, May 2004), IV Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода "КВАРТЕР-2005" (Сыктывкар, август 2005), Всероссийское научное совещание "Геологические события неогена и квартера России: современное состояние стратиграфических схем и палеогеографические реконструкции" (Москва, март 2007), LIII сессия Палеонтологического общества РАН "Палеонтология, палеобиогеография и палеоэкология" (Санкт-Петербург, апрель 2007). Стендовые доклады представлены на многих международных и российских совещаниях. Был сделан доклад на заседании Ученого совета ИОРАН в феврале 2006 г.

По теме диссертации автор опубликовал 57 работ, из них – 20 статей в российских и зарубежных журналах и сборниках (17 статей – как первый соавтор), в том числе, 9 статей – в рецензируемых журналах из списка ВАК, рекомендованных для докторских диссертаций.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, приложения и списка литературы. Объем работы – 317 страниц, включая 49 рисунков и 6 таблиц. Список литературы содержит 421 наименование, из них 79 наименований из отечественных изданий и 342 – из зарубежных изданий. В приложениях содержится список и фотографии основных четвертичных радиолярий Охотского моря, найденных автором в изученных колонках.

Благодарности.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.