geomorfГеоморфология и палеогеографияGeomorfologiya i Paleogeografiya2949-17892949-179710.31857/S0435428120040112geomorf-1507Research ArticleНаучные сообщенияShort communicationsПалеосейсмогенные тектонические рвы – уникальные архивы истории Белого моря в голоценеPalaeoseismic fault trenches as unique archives of the White Sea Holocene historyЗарецкаяН. Е.ZaretskayaN. E.

Москва

Moscow

n_zaretskaya@inbox.ruЛудиковаА. В.LudikovaA. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ШваревС. В.ShvarevS. V.

Москва

Moscow

КузнецовД. Д.KuznetsovD. D.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

КутенковС. А.KutenkovS. A.

Петрозаводск

Petrozavodsk

Институт географии РАН; Геологический институт РАН; Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАНРоссияInstitute of Geography RAS; Geological Institute of RAS; Schmidt Institute of Physics of the Earth RASRussian FederationИнститут озероведения РАНРоссияInstitute of Limnology RASRussian FederationИнститут географии РАН; Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАНРоссияInstitute of Geography RAS; Schmidt Institute of Physics of the Earth RASRussian FederationИнститут биологии Карельского Научного Центра РАНРоссияInstitute of Biology, Karelian Research Center, RASRussian Federation20201801202104Геоморфология4557Copyright © Зарецкая Н.Е., Лудикова А.В., Шварев С.В., Кузнецов Д.Д., Кутенков С.А., 20212021Зарецкая Н.Е., Лудикова А.В., Шварев С.В., Кузнецов Д.Д., Кутенков С.А.Zaretskaya N.E., Ludikova A.V., Shvarev S.V., Kuznetsov D.D., Kutenkov S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://geomorphology.igras.ru/jour/article/view/1507

На основе изучения различных седиментационных палеоархивов – осадков, заполняющих палеосейсмогенный тектонический ров, разрезов морских террас и литоральных ракушечных линз – получены новые данные об особенностях перемещения береговой линии Белого моря в голоцене в районах с блоковыми движениями земной коры (полуостров Киндо, полигон ББС МГУ, карельский берег Белого моря). Применение палеосейсмологического подхода во время детальных полевых исследований с выявлением характерных морфологических, структурных и динамических признаков древних землетрясений позволило установить сейсмогенное происхождение системы изученных рвов, заполненных голоценовыми осадками. Землетрясение, их породившее, произошло в позднеледниковье или раннем голоцене с образованием сейсморазрыва под водой. Впоследствии ров “раскрылся” в результате размыва и выноса тектонически раздробленных пород при гляциоизостатическом поднятии дна незадолго до заполнения его голоценовыми осадками. Литостратиграфическое изучение рыхлых отложений верифицировалось данными радиоуглеродного, диатомового анализов и изучения ботанического состава торфа, а также потерь при прокаливании. Осадки, заполнившие сейсморвы, накапливались в течение голоцена с перерывом на время перехода через береговую зону и демонстрируют последовательную смену морских обстановок осадконакопления (серый суглинок с раковинами Hiatellа arctica, возрастом 9 тыс. кал. лет назад) прибрежно-морскими (песок с обломками разной окатанности), затем изолирующегося, постепенно опресняющегося морского залива лагунного типа (слюдистый ил, возраст 3 тыс. кал. лет назад) и в конечном итоге – болота, заросшего еловым лесом (древесный торф, возраст 2 тыс. кал. лет назад). Строение верхней части разреза могло быть обусловлено: а) слабым поднятием уровня моря в позднем голоцене или б) слабым опусканием блока земной коры с расположенным на нем сейсморвом.

Также выявлены особенности формирования субфоссильных тафоценозов малакофауны в Кандалакшском заливе Белого моря, смены седиментационных обстановок в условиях поднимающегося берега и следы сильной сейсмичности в поздне- и постгляциальный период. Проведенное исследование показывает, что при изучении сейсмогенных форм весьма продуктивен комплексный подход, при котором выявляется полный спектр возрастных маркеров различных палеогеографических событий.

Various sedimentary archives at the Karelian coast of the White Sea (Kindo Peninsula, White Sea Biological Station area) as the paleoseismic fault trenches filling, marine terraces sections and buried shell lenses have been studied. The results were obtained by applying the paleoseismological approach in course of detailed field studies with the identification of characteristic morphological, structural and dynamic features of ancient earthquakes. The lithostratigraphic study of depositional sequence was verified by radiocarbon, diatom, plant macrofossil analysis of peat and the degree of its decomposition and loss-of-ignition analyzes. It was established that the earthquake that generated the seismic fault trench system occurred in the Late Glacial or Early Holocene with the formation of a seismic underwater fracture, and the trench “opened” because of the subsequent lifting of the bottom, erosion and removal of fragmented rocks in the wave-breaking zone shortly before filling it with Holocene sediments. Sediments that filled the paleoseismic trench accumulated over the period from 9 ka BP to the present, with a break for passage through the coastal zone. They demonstrate a successive change from marine sedimentary environment (gray silt with Hiatella arctica shells, dated back to 9 ka BP) to coastal-marine (sand with clasts), then again to an isolated, gradually desalinated lagoon-type sea gulf (mica silt dated back to 3 ka BP), and ultimately – swamp overgrown with spruce forest (woody peat dated back to 2 ka BP). The structure of the upper part of the section could be caused by a) a weak rise in sea level in the Late Holocene, or b) a weak lowering of the block of the earth’s crust with a seismic trench located on it.

New data were obtained on specific features of subfossil malacofauna taphocoenosis formation in the Kandalaksha Bay of the White Sea and on the changes of sedimentation environment under the conditions of rising coast. The traces of strong seismicity in the Late Galcial epoch and postglacial time were discovered. Therefore, a comprehensive approach to the study of seismogenic forms combined with a full range of age-related markers of various paleogeographic events proved to be very productive.

Кандалакшский заливпалеосейсмичностьдифференцированные движениявозрастдвустворчатые моллюскидиатомовый анализгляциоизостатическое поднятиеKandalaksha Baypaleoseismologydifferentiated movementsagebivalve molluscsdiatom analysisglacioisostatic upliftИсследования проводились при финансовой поддержке гранта РФФИ № 19-05-00966, а также в рамках ГЗ ИГ РАН № 0127-2019-0008 (исследования седиментационных архивов), ГИН РАН, ИНОЗ РАН - СПб ФИЦ РАН (палеолимнологические исследования) и ИФЗ РАН (радиоуглеродные и палеосейсмологические исследования).This research became possible due to financial support of the RFBR grant № 19-05-00966, following the plan of the State Task of the Institute of Geography, RAS [0127-2019-0008], GIN RAS and IPE RAS.ReferencesКошечкин Б.И. Голоценовая тектоника восточной части Балтийского щита. Л.: Наука, 1979. 157 с.Koshechkin B.I. Golocenovaya tektonika vostochnoi chasti Baltiiskogo shchita (Holocene Tectonics of the Eastern Part of the Baltic Shield). L.: Nauka (Publ), 1979. 157 s. (in Russ.)Балуев А.С., Журавлев В.А., Терехов Е.Н., Пржиялговский Е.С. Тектоника Белого моря и прилегающих территорий // Труды Геологического института. Вып. 597. 2012. 104 с.Baluev A.S., Zhuravlev V.A., Terekhov E.N., and Przhiyalgovskii E.S. Tektonika Belogo morya i prilegayushchikh territorii (Tectonics of the White Sea and Adjacent Areas). Trudy Geologicheskogo instituta. Vyp. 597. M.: GEOS (Publ), 2012. 104 s.Солоненко В.П. Землетрясения и рельеф // Геоморфология. 1973. № 4. С. 3–12.Solonenko V.P. Zemletryaseniya i rel’ef (Earthquakes and Landforms). Geomorfologiya (Geomorphology RAS). 1973. No. 4. S. 3–12 (in Russ.)Никонов А.А. Терминология и классификация сейсмогенных нарушений рельефа // Геоморфология. 1995. № 1. С. 3–9.Nikonov A.A. Terminologiya i klassifikatsiya seismogennykh narushenii rel’efa (Terminology and Classification of Seismic Relief Disturbances). Geomorfologiya (Geomorphology RAS). 1995. No. 1. S. 3–9 (in Russ.)Мараханов А.В., Романенко Ф.А. Новые данные о послеледниковых сейсмодислокациях Северной Карелии (Карельский берег Белого моря) // Юдахинские чтения. Геодинамика и экология Баренц-региона в XXI в. / Мат-лы докл. Всерос. конф. с междунар. участием. Архангельск. 2014. С. 137–140.Marakhanov A.V. and Romanenko F.A. Novye dannye o poslelednikovykh seismodislokatsiyakh Severnoi Karelii (Karel’skii bereg Belogo morya) (New Data on Postglacial Seismic Dislocation in the Northern Karelia). Yudakhinskie chteniya. Geodinamika i ekologiya Barents-regiona v XXI v.: Materialy dokl. Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem. Arhangel’sk. 2014. S. 137–140.Флоренсов Н.А. О неотектонике и сейсмичности Монголо-Байкальской горной области // Геология и геофизика. 1960. № 1. С. 74–90.Florensov N.A. O neotektonike i seismichnosti Mongolo-Baikal’skoi gornoi oblasti (On Neotectonics of the Mongol-Baikal Mountain Area). Geologiya i geofizika (Russian Geology and Geophysics). 1960. No. 1. S. 74–90. (in Russ.)Солоненко В.П. Палеосейсмогеология // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1973. № 9. С. 3–16.Solonenko V.P. Paleoseismogeologiya (Palaeoseismology). Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli (Izvestiya of the Academy of Sciences of the USSR. Physics of the Solid Earth). 1973. No. 9. S. 3–16. (in Russ.)Paleoseismology. McCalpin J.P. (Ed.). San-Diego: Acad. Press. 1996. 585 p.Paleoseismology. McCalpin, J.P.(Ed.). San-Diego: Acad. Press. (Publ), 1996. 585 s.Зарецкая Н.Е., Шевченко Н.В., Басилян А.Э., Покровский Б.Г., Максимов Ф.Е., Кузнецов В.Ю. Голоценовая малакофауна полуострова Киндо (Кандалакшский залив Белого моря): геолого-геохронологические исследования // Мат-лы XIX междунар. науч. конф. (школы) по морской геологии. М.: ГЕОС, 2011. Т. 3. С. 154–159.Zaretskaya N.E., Shevchenko N.V., Basilyan A.E., Pokrovskiy B.G., Maksimov F.E., and Kuznetsov V.Yu. Golotsenovaya malakofauna poluostrova Kindo (Kandalakshskii zaliv Belogo morya): geologo-geokhronologicheskie issledovaniya (The Holocene Mollusc Fauna of the Kindo Peninsula). Materialy XIX mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii (shkoly) po morskoi geologii. M.: GEOS (Publ), T. 3. 2011. S. 154–159.Зарецкая Н.Е., Шевченко Н.В., Хайтов В.М. Голоценовые тафоценозы малакофауны Белого моря: особенности формирования и радиоуглеродная хронология // Мат-лы третьей Всерос. науч. конф. с междунар. участием “Динамика современных экосистем в голоцене”. Казань. 2013. С. 160–164.Zaretskaya N.E., Shevchenko N.V., and Hajtov V.M. Golotsenovye tafotsenozy malakofauny Belogo morya: osobennosti formirovaniya i radiouglerodnaya khronologiya (Holocene Taphocoenosis of the White Sea Mollusc Fauna: Formation and Radiocarbon Chronology). Materialy tret’ei Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii (s mezhdunarodnym uchastiem) “Dinamika sovremennykh ekosistem v golotsene”. Kazan’. 2013. S. 160–164.Zaretskaya N.E., Hartz Sönke, Terberger Thomas, Savchenko S.N., and Zhilin M.G. Radiocarbon Chronology of the Shigir and Gorbunovo Archaeological Bog Sites, Middle Urals, Russia // Radiocarbon. 2012. Vol. 54 (3). P. 783–794.Zaretskaya N.E., Hartz Sönke, Terberger Thomas, Savchenko, S.N., and Zhilin M.G. Radiocarbon Chronology of the Shigir and Gorbunovo Archaeological Bog Sites, Middle Urals, Russia. Radiocarbon. 2012. Vol. 54 (3). S. 783–794.Reimer P.J., Bard E., Bayliss A., Beck J.W., Blackwell P.G., Ramsey C.B., Buck C.E., Cheng H., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T.P., Haflidason H., Hajdas I., Hatte C., Heaton T.J., Hoffmann D.L., Hogg A.G., Hughen K.A., Kaiser K.F., Kromer B., Manning S.W., Niu M., Reimer R.W., Richards D.A., Scott E.M., Southon J.R., Staff R.A., Turney C.S.M., and Plicht J. IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves 0-50.000 years cal. BP // Radiocarbon. 2013. Vol. 55 (4). P. 1869–1887.Reimer P.J., Bard E., Bayliss A., Beck J.W., Blackwell P.G., Ramsey C.B., Buck C.E., Cheng H., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T.P., Haflidason H., Hajdas I., Hatte C., Heaton T.J., Hoffmann D.L., Hogg A.G., Hughen K.A., Kaiser K.F., Kromer B., Manning S.W., Niu M., Reimer R.W., Richards D.A., Scott E.M., Southon J.R., Staff R.A., Turney C.S.M., and Plicht J. IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves 0-50.000 years cal. BP. Radiocarbon. 2013. Vol. 55 (4). S. 1869–1887.Давыдова Н.Н. Диатомовые водоросли – индикаторы природных условий водоемов в голоцене. Л.: Наука, 1985. 244 с.Davydova N.N. Diatomovye vodorosli – indikatory prirodnykh uslovii vodoemov v golotsene. (The Diatom Algae – the Indicators of the Holocene Palaeoenvironment in the Water Basins). L.: Nauka (Publ), 1985. 244 s.Кузнецов Д.Д. Динамика содержания органического вещества в колонках озерных отложений Европейской России и реконструкция голоценовых климатических изменений // Paleolimnology of Northern Eurasia. Experience, Methodology, Current Status: Proceedings of the International Conference. Yakutsk, 22–27 August, 2016 / Eds. S. Levina, R. Gorodnichev, I. Yadrikhinski, P. Davydova. Yakutsk: North-Eastern Federal University, 2016. P. 146–149.Kuznetsov D.D. Dinamika soderzhaniya organicheskogo veshchestva v kolonkakh ozernykh otlozhenii Evropeiskoi Rossii i rekonstruktsiya golotsenovyh klimaticheskikh izmenenii (Organic Matter Dynamics in the Sediments of Lakes of European Russia). Paleolimnology of Northern Eurasia. Experience, Methodology, Current Status: Proceedings of the International Conference. Yakutsk, 2227 August, 2016. S. Levina, R. Gorodnichev, I. Yadrikhinski, P. Davydova Eds. Yakutsk: North-Eastern Federal University (Publ), 2016. S. 146–149. (in Russ.)Наумов А.Д. Двустворчатые моллюски Белого моря: опыт эколого-фаунистического анализа. СПб.: Зоологический институт РАН, 2006. 351 с.Naumov A.D. Dvustvorchatye mollyuski Belogo morya; opyt ekologo-faunisticheskogo analiza (The Bivalve Mollusks of the White Sea; an Eco-faunistic Analysis). SPb. 2006. 351 s.Stabell B. The development and succession of taxa within the diatom genus Fragilaria Lyngbye as a response to basin isolation from the sea // Boreas. 1985. Vol. 14. P. 273–286.Stabell B. The development and succession of taxa within the diatom genus Fragilaria Lyngbye as a response to basin isolation from the sea. Boreas. Vol. 14. 1985. S. 273–286.Лудикова А.В. От моря к озеру: биоиндикационные признаки изоляционных процессов // Мат-лы Всерос. научной конф. “Поздне- и постгляциальная история Белого моря: геология, тектоника, седиментационные обстановки, хронология”: Сборник статей. М.: “КДУ”, Университетская книга, 2018. С. 104–108.Ludikova A.V. Ot morya k ozeru: bioindikatsionnye priznaki izolyatsionnykh processov. (From Sea to Lake:theBioindication of the Isolation Processes). Materialy Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii “Pozdne- i postglyatsial’naya istoriya Belogo morya: geologiya, tektonika, sedimentatsionnye obstanovki, khronologiya”: sbornik statei. M.: KDU, Universitetskaya kniga (Publ), 2018. S. 104–108. (in Russ.)Зюганова И.С. Палинологическое исследование линзы голоценовых отложений в районе Беломорской станции МГУ // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1999. № 3. С. 47–49.Zyuganova I.S. Palinologicheskoe issledovanie linzy golotsenovykh otlozhenii v raione Belomorskoi stantsii MGU (The Palynological Research of the Holocene Sediments Near the MSU White Sea Biological Station). Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 4. Geologiya. 1999. No. 3. S. 47–49. (in Russ.)Колька В.В., Евзеров В.Я., Мёллер Я.Й., Корнер Г.Д. Перемещение уровня моря в позднем плейстоцене–голоцене и стратиграфия донных осадков изолированных озер на южном берегу Кольского полуострова, в районе поселка Умба // Изв. РАН. Сер. геогр. 2013. № 1. С. 73–88.Kol’ka V.V., Evzerov V.YA., Myöller YA.J., and Korner G.D. Peremeshchenie urovnya morya v pozdnem pleistotsene – golotsene i stratigrafiya donnykh osadkov izolirovannykh ozer na yuzhnom beregu Kol’skogo poluostrova, v raione poselka Umba (Sea Level Changes in the Late Pleistocene – Holocene and the Stratigraphy of the Lake Sediments at the South Coast of the Kola Peninsula, Umba). Izv. RAN.Ser. geogr. 2013. No. 1. S. 73–88. (in Russ.)Зарецкая Н.Е. Голоценовая история дельты р. Северной Двины // Геоморфология. 2018. № 1. С. 3–17.Zaretskaya N.E. Golotsenovaya istoriya del’ty r. Severnoi Dviny. (The Holocene history of the Severnaya Dvina River Delta). Geomorfologiya (Geomorphology RAS). 2018. No. 1. S. 3–17. (in Russ.)Мычко Э.В. Комплексное изучение фауны и условия формирования линзы глин в районе ББС. Курсовая работа кафедры палеонтологии Геологического факультета МГУ. 2006. 48 с.Mychko E.V. Kompleksnoe izuchenie fauny i usloviya formirovaniya linzy glin v raione BBS (The Multi-proxy Studies of theFauna and Clay LensesFormation near WSBS). Kursovaya rabota kafedry paleontologii Geologicheskogo fakul’teta MGU. 2006. 48 s.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.