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:     | 1 || 3 | 4 |

Четвертичная биостратиграфия и палеоокеанология охотского моря и других субарктических районов

-- [ Страница 2 ] --

Я приношу особую благодарность профессору М.С. Барашу, к микропалеонтологической школе которого я принадлежу. Моя работа находила понимание и одобрение академика А.П. Лисицына, профессора Л.И. Лобковского и других ведущих ученых ИОРАН. С.Б. Кругликова научила меня осознать сложность и преодолимость проблем анализа радиолярий. Лаборатория палеоэкологии и биостратиграфии ИОРАН дала мне добросердечную помощь и профессиональную поддержку. Мне очень помогло дружеское внимание со стороны многих сотрудников ИОРАН. Я с большим удовольствием благодарю всех моих коллег из других научных организаций, с которыми общался, обсуждал свою работу и сотрудничал: М.С. Афанасьеву, В.С. Вишневскую, С.А. Горбаренко, Ю.А. Лаврушина, М.А. Левитана, А. Абельман, Д. Нюрнберга и многих-многих других, чьи имена я хорошо помню. С самыми светлыми чувствами я вспоминаю своего первого научного учителя Зою Владимировну Алешинскую. Сотрудники Лаборатории новейших отложений и палеогеографии плейстоцена Географического ф-та МГУ вели меня по пути моего образования и приобщения к научным исследованиям.

Содержание вводных глав диссертации.

Глава 1 описывает особенности современной гидрологии Охотского моря (Морошкин, 1966; и др.), поскольку основные положения диссертации касаются проблем стратиграфии и палеоокеанологии данного бассейна. Океанография других субарктических районов, которые обсуждаются в диссертации, описана в соответствующих главах. Указывается, что сложное взаимодействие водных масс различного происхождения, динамичный сезонный лед, а также большое количество биогенных элементов, поступающих из соседней Пацифики, с шельфа и с речным стоком, являются хорошими предпосылками высокой продуктивности микропланктона в Охотском море. Охотское море обладает своеобразной вертикальной структурой с резко выраженным подповерхностным минимумом температуры. В Охотском море происходит глубокая трансформация тихоокеанской воды (охлаждение, распреснение и вентиляция) и активное формирование охотоморской промежуточной воды. Экспорт промежуточной воды влияет на свойства промежуточной водной массы на всей Северной Пацифике. Водная структура Охотского моря находится под воздействием различных внешних факторов, изменяющих пресный баланс и температуру (атмосферные осадки/испарение, речной сток, течение Соя, тихоокеанская вода, барические системы в атмосфере).

Глава 2 обобщает новейшие данные по глобальным четвертичным архивам стратиграфии и климата, описывает место четвертичной системы в Международной шкале геологического времени, основные четвертичные подразделения в стратиграфических схемах России и Западной Европы. Даны сведения по астрономическим факторам ледниковых циклов плейстоцена, по стандартным изотопно-кислородным и изотопно-углеродным профилям океанских осадков как индикаторам изменений материковых льдов и термогалинной циркуляции, по изотопным и геохимическим записям ледовых кернов и спелеотем как показателям глобального палеоклимата, по лессово-почвенным формациям Китая как индикаторам ледниковых циклов. Показано, что современные данные по четвертичной истории позволяют существенно детализировать стратиграфические построения плейстоцена, приводя к корреляции базовых стратиграфических единиц с основными ледниково-межледниковыми событиями (Стратиграфический кодекс России, 2006).

Глава 3 описывает позднекайнозойское похолодание как предвестник четвертичных оледенений и Среднеплейстоценовой климатической революции (Zachos et al., 2001). В конце плиоцена на фоне долговременного снижения содержания атмосферного СО2 окончательно утвердилась тенденция "ледникового" состояния Земли. В этом состоянии климат уязвим к воздействию целого ряда факторов (Монин, 1977), каждый из которых может стать "спусковым крючком" сильных глобальных изменений: масштабные региональные тектонические движения, эксплозивный вулканизм, перераспределение атмосферной и океанской циркуляции, астрономически обусловленные ритмы инсоляции. Среднеплейстоценовая климатическая революция (СПР) в интервале от 1.3 млн. лет назад до 400 тыс. лет назад выразилась в переходе к большему распространению материковых оледенений, к более четкой ледниковой (= природной) цикличности, к смене природного ритма от 41 к 100 тыс. лет (Shackleton and Opdyke, 1976; Ruddiman et al., 1986; и др.). Наиболее обоснованное доказательство этапного хода СПР – математико-статистический анализ глобальных изотопно-кислородных кривых, отражающих объем материковых льдов (Maasch, 1988; Mudelsee and Schulz, 1997; Mudelsee and Statteger, 1997). В записях микрофоссилий СПР проявляется по нескольким направлениям: уровни последнего и первого нахождения видов, вариации комплексов видов, вариации содержания специфических видов, палеотемпературные колебания, реконструированные по микропалеонтологическим данным (Пушкарь и Черепанова, 2001; Koizumi, 1985; Morley and Dworetzky, 1991; Sancetta and Silvestri, 1986; и др.).

Глава 4. Биостратиграфия отложений Северной Пацифики и Охотского моря по радиоляриям в интервале последнего миллиона лет.

В Главе 4 рассматривается Защищаемое положение 1 (см. Введение).

Новые колонки донных осадков Охотского моря, полученные по международным проектам KOMEX и IMAGES и изученные автором, дают информацию по интервалу последних 1.1 млн. лет. Стратиграфия четвертичных отложений северной части Тихого океана, накопившихся в течение последнего миллиона лет, описывается Зонами радиолярий BOTRYOSTROBUS AQUILONARIS и STYLATRACTUS UNIVERSUS (Nigrini and Sanfilippo, 2001).

Первая детальная информация по плейстоценовой биостратиграфии четвертичных осадков Охотского моря по радиоляриям получена при изучении колонки КОМЕХ LV28-42-4 из центральной части моря (Matul et al., 2002). Возрастная привязка датировочных уровней радиолярий за последние 350 тыс. лет сделана по изотопно-кислородному профилю, вариации которого хорошо совпадали с колебаниями общей аккумуляции радиолярий и содержания отдельных характерных видов. Сопоставление датировочных уровней в Охотском море и Северной Пацифике позволило подтвердить синхронность уровней исчезновения Stylacontarium acquilonium, Spongodiscus sp. и Amphimelissa setosa и укрепить мнение о диахронности исчезновения Lychnocanoma nipponica sakaii в позднем плейстоцене, вероятно, отразившей особенности природных условий окраинных морей.

На основе хроностратиграфии колонок КОМЕХ LV28-42-4 и IMAGES MD01-2415 в Охотском море установлено 17 датировочных уровней по радиоляриям за последние 1.1 млн. лет: 11 новых и 6 ранее отмеченных для Северной Пацифики и Охотского моря (Рис. 1). Для ранее установленных уровней подтверждена региональная синхронность.

Число вновь установленных уровней значительно превышает количество ранее известных уровней по различным группам микрофоссилий в Северной Пацифике. В тексте главы и на рисунках даны сведения по особенностям относительной концентрации видов с датировочными уровнями в пределах интервалов встречаемости.

Рис. 1. Датировочные уровни по радиоляриям и другим микрофоссилиям в Охотском море и Северной Пацифике (Пушкарь и Черепанова, 2001; Koizumi, 1986; Koizumi and Tanimura, 1985; Li, 2003; Matul et al., 2002; Morley, 1985; Morley and Nigrini, 1995; Winter et al., 2005; Su et al., 2004).

За последние 1.1 млн. лет в Охотском море исчезли 12 видов радиолярий и появились 5 видов, которые затем более или менее стабильно встречались в комплексах. Исчезнувшие радиолярии: Eucyrtidium matuyamai, Rhizoplegma sp., Antarctissa (?) sp. 3, Phormostichoartus pitomorphus, Litheliidae spp., Perichlamidium sp., Tholospira sp. 2, Stylacontarium acquilonium, Spongodiscus sp., Sphaeropyle langii, Amphimelissa setosa, Lychnocanoma nipponica sakaii. Появившиеся радиолярии: Dumetum rectum, Tholospira sp. 2 (впоследствии исчезнувший), Lychnocanoma nipponica sakaii (впоследствии исчезнувший), Stylochlamydium venustum, Artobotrys borealis. По тем радиоляриям, которые ранее не описывались в литературе (подчеркнуты в двух предыдущих предложениях), в Главе 4 приведены таксономические заметки.

Датировочные уровни по радиоляриям Охотского моря согласуются с палеоклиматическими событиями плейстоцена. Уровни последнего нахождения радиолярий в нашем материале приурочены к переходам от оледенения к межледниковью и обратно, к межледниковым оптимумам, к коротким выразительным потеплениям или ледниковым событиям. Палеоклиматическая приуроченность исчезновений соответствует особенностям плейстоценового распределения видов: радиолярии, исчезнувшие на переходах к теплым фазам или во время теплых фаз, образовывали максимумы относительной концентрации в пределах ледниковых интервалов или вне оптимальных частей межледниковий. Наоборот, радиолярии, исчезнувшие на переходах к оледенению или в ледниковых интервалах, были типичны для межледниковий.

Большая часть уровней появления видов отмечена в моменты потеплений. Хотя виды появляются в Охотском море во время более или менее выраженных потеплений, их концентрация не всегда отчетливо отражает ледниково-межледниковые изменения. В распределении вновь появившихся видов, исключая кратковременно существовавший в Охотском море вид Tholospira sp. 2, есть характерная черта: после их появления проходит некоторое время спорадической или стабильно низкой встречаемости на протяжении от 60 до 230 тыс. лет, пока не начнут обнаруживаться статистически значимые (>1-2%) концентрации данных радиолярий. Возможно, этим видам потребовалось так называемое "экологическое время" на расселение и внедрение в местную экосистему (Лопатин, 1997).

Полученные автором данные о множестве четвертичных уровней исчезновения и появления видов радиолярий подтвердили предположение о том, что пульсации "потепление-похолодание" являются той основной движущей силой, которая вынуждает экосистемы, характеризуемые той или иной фауной, постоянно приспосабливаться к изменяющейся природной обстановке (Добрецов, 2003; Афанасьева и Амон, 2006). В нашем случае речь идет о согласованности датировочных уровней по радиоляриям и ледниково-межледниковых климатических колебаний на шкале первых сотен и десятков тысяч лет.

Сопоставление датировочных уровней по разным группам микрофоссилий (радиолярий, диатомей и наннопланктона) показывает их совпадение в пределах ряда палеоклиматических интервалов или событий. Такие совпадения представляются логичными, поскольку они маркируют моменты серьезных палеоокеанологических изменений на фоне ледниковых циклов и в ходе Среднеплейстоценовой революции палеоклимата.

Глава 5. Вид радиолярий Cycladophora davisiana как индикатор охотоморской промежуточной водной массы. Распределение в современном и четвертичном океане.

В Главе 5 рассматривается Защищаемое положение 2 (см. Введение).

В разрезах четвертичных осадков Охотского моря обнаруживаются вы­разительные вариации относительного содержания C. davisiana, видимо, от­разившие изменения в формировании и в параметрах промежуточной водной массы. Четвертичные изменения охотоморской промежуточной водной массы (ОПВМ), подобно современным, должны были влиять на свойства промежуточных вод всей Северной Пацифики, приводя к вариациям солено­сти, насыщенности кислородом и питательными веществами в открытых об­ластях прилегающего океана.

Вид C. davisiana в современном океане обитает преимущественно на глубинах более 500 м. Единственная зона устойчивой и массовой популяции вида на небольших глубинах – верхняя часть промежуточной водной массы Охотского моря в горизонте 200-500 м. Вода на глубинах основного обита­ния C. davisiana хорошо перемешана, вентилирована и относительно гомо­генна. Ее осредненные гидрологические параметры: температура от 0.8 до 2°С, соленость от 33.4 до 34.9‰, содержание растворенного кислорода 5 мл/л.

Карты, составленные по данным автора и из публикаций (Bjrklund et al., 1998; Nimmergut and Abelmann, 2002; Pisias et al., 1997; и др.), показывают, что наибольшие относительные концентрации вида C. davisiana в поверх­ностном слое донных осадков северного полушария приурочены к глубоковод­ным участкам дна по океанским окраинам. С геоморфологической точки зрения, эти участки дна, как правило, примыкают к подножию континентального склона. С точки зрения циркуляции, над этими участками дна проходят пограничные, в широком смысле, и контактируют глубинные массы из открытых частей бассейнов и более плотные, охлажденные и вентилированные шельфовые массы. Шельфовые массы приносят взвешенное и растворенное органическое вещество в зоны над континентальным склоном и вблизи склона.

Вертикальная структура воды в разных районах высоких концентраций C. davisiana различна. В Охотском море четко выражен подповерхностный дихотермальный слой с сильными градиентами температуры и плотности; здесь C. davisiana обитает в слабо градиентной промежуточной воде, примыкающей снизу к дихотермальному слою. В других районах, например, в Гренландском и Японском морях сильная конвекция с поверхности образует сглаженные вертикальные гидрологические профили; стратификация, за исключением тонкого приповерхностного слоя, отсутствует. Таким образом, и сильно стратифицированное по вертикали Охотское море, и однородное по профилю соседнее Японское море предоставляют условия для образования высоких относительных концентраций C. davisiana в различных по видовому составу комплексах радиолярий.

Накопление C. davisiana в осадках Охотского моря происходит во время продуктивного летнего периода и может продолжаться зимой в отсутствие развития фитопланктона. Оно имеет высокую прямую корреляцию с концентрацией взвешенного органического углерода (Okazaki et al., 2003). В Охотском море органическая взвесь в течение всего года поступает в промежуточные слои воды с шельфа. Взвесь подвергается бактериальному разложению, а бактерии служат пищей для C. davisiana.

На данный момент имеется чуть более десятка колонок плейстоценовых осадков Мирового океана, по которым опубликованы как изотопно-кислородные кривые, так и записи C. davisiana, охватывающие, как минимум, последний ледниковый цикл. Хорошо выраженные вариации C. davisiana обнаруживаются в высокоширотных районах океана, где продуктивность и аккумуляция биогенного карбоната кальция невелики и есть трудности с получением изотопно-кислородных данных, поэтому возникает потребность в использовании других, помимо карбонатных, микроорганизмов как стратиграфических и палеоокеанологических индикаторов. Морли и Хейс (Morley and Hays, 1979) предложили считать вариации относительной численности вида инструментом позднеплейстоценовой стратиграфической корреляции в высокоширотных районах Южного океана и Северной Атлантики, т.к. в некоторых колонках обнаружено визуальное совпадение экстремумов содержания C. davisiana и изотопно-кислородных событий в течение последнего ледникового цикла (колонка RC11-120 из субантарктической части Индийского океана и колонка V29-179 из СВ Атлантики).

Морли и др. (Morley et al., 1982) посчитали возможным распространить это мнение и на стратиграфию Северной Пацифики, но только применительно к основным, без деталей, экстремальным уровням C. davisiana; при этом изотопно-кислородные данные не обсуждались ввиду их отсутствия. По еще одному предположению Морли и др. (Morley et al., 1982), основные колебания содержания вида в плейстоцене могли быть синхронны во всей субарктической Пацифике.

Новые колонки осадков из Берингова и Охотского морей и Северо-Западной Пацифики, в которых определены записи C. davisiana, имеют изотопно-кислородную хроностратиграфию для последнего ледникового цикла (Матуль и Абельман, 2001; Okazaki et al., 2003; Okazaki et al., 2005; Tanaka and Takahashi, 2005). Эти колонки не подтверждают долговременную корреляцию или антикорреляцию колебаний изотопно-кислородного состава и C. davisiana за последние 120 тыс. лет. Более того, записи C. davisiana заметно различны в открытой субарктической Пацифике и окраинных морях. По мнению Танака и Такахаши (Tanaka and Takahashi, 2005), различие позднеплейстоценовых записей C. davisiana в разных северо-западных районах Пацифики может объясняться смещением и/или сокращением/расширением зоны формирования водных масс – местообитаний вида. Данные автора настоящей работы по распределению C. davisiana (Матуль и Абельман, 2001), находящие подтверждение в сведениях Оказаки и др. (Okazaki et al., 2003; Okazaki et al., 2005), говорят о том, что Охотское море в позднем плейстоцене без больших перерывов поставляло в Северную Пацифику хорошо вентилированную, холодную промежуточную воду в не меньших, а то и в больших, чем сейчас, объемах.

Изучение колонки IMAGES MD01-2415 дало возможность впервые сделать детальное прямое сравнение распределения C. davisiana и изотопно-кислородного профиля в одном и том же разрезе осадков, который вышел бы за пределы последних 780 тыс. лет (Рис. 2).

Представленные длинные записи C. davisiana за последние 1.1 млн. лет

не показывают долговременной приуроченности изменений относительного содержания вида к ледниково-межледниковым флуктуациям. Постулат Морли и Дворецки (Morley and Dworetzky, 1991) о совпадении для Северной Пацифики высоких концентраций вида с ледниковыми событиями не подтверждается. Кроме того, нельзя говорить о схожести четвертичных изменений относительного содержания вида в разных океанских районах, по крайней мере, для северного полушария. Идея Морли и Хейса (Morley and Hays, 1979) о стратиграфической универсальности C. davisiana не подтверждается.

Рис. 2. Распределение C. davisiana в четвертичных осадках из интервала последних 1.1 млн. лет.

Минимальные четвертичные концентрации C. davisiana (от 0.2 до 6%) в Охотском море встречены в большей части межледниковых ИКС или межледниковых оптимумов на протяжении последних 1.1 млн. лет (см. Рис. 5). В десяти из шестнадцати межледниковых ИКС есть глубокие минимумы C. davisiana. Наоборот, очень выразительные в глобальном и регионально масштабе оптимумы ИКС 27, 21 и 1 отмечены большими максимумами вида (до 50-70%). Можно заметить, что совпадение минимумов содержания вида и межледниковых условий началось в заключительный момент Среднеплейстоценовой климатической революции в интервале 800-700 тыс. лет назад, приведшей к установлению "пилообразных" ледниковых циклов 100 тыс.л. – короткий оптимум и постепенное наступление ледникового максимума (Tziperman and Gildor, 2003). Судя по данным C. davisiana, при наибольших потеплениях во время межледниковых (оптимальных) эпох формирование воды с характеристиками современной ОПВМ сильно сокращалось или даже прекращалось. Высокие четвертичные концентрации C. davisiana (более 20%) в Охотском море, говорящие о нормальном уровне формирования воды с параметрами ОПВМ, встречены почти во всех ледниковых ИКС, хотя интервалы максимумов вида не всегда полностью соответствуют интервалам оледенений или не всегда выпадают на моменты ледниковых максимумов.

Глава 6. Вид радиолярий Amphimelissa setosa как индикатор межледниковых условий в Охотском море. Распределение в современном и четвертичном океане.

В Главе 6 рассматривается Защищаемое положение 3 (см. Введение).

Самые ранние находки A. setosa в плейстоценовых осадках сделаны при анализе колонки MD01-2415 из Охотского моря. Вид обнаруживается, по крайне мере, с уровня 1.092 млн. лет назад. В интервале от 710 до 90 тыс. лет назад он был одним из доминирующих в Охотском море. Межледниковые пики концентрации A. setosa сопровождают уровни значительного увеличения общего накопления радиолярий в осадках и роста процентного содержания биогенного опала. Исчезновение A. setosa из комплексов происходит внутри ИКС 4 во всех тех колонках Охотского моря, которые достигли границы ИКС 5/4 (Рис. 3).



Pages:     | 1 || 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.