Реконструкция особенностей формирования стока наносов на водосборе оз. Хорлакель (северный Кавказ) за последние 8 тыс. лет (по геоморфологическим и лито-стратиграфическим данным)

Изменение стока наносов – важный показатель динамики развития природной среды, зависящий от комбинации ландшафтных, сейсмотектонических и гидролого-климатических условий. Для оценки стока наносов часто используют результаты изучения донных отложений горных озер со сравнительно компактными водосборами. Однако для корректных реконструкций, помимо анали за озерных осадков, необходимо изучение причин и механизмов формирования стока наносов на их водосборах, выявления путей доставки наносов в водоем и их возможных изменений за различные интервалы времени. Бессточное оз. Хорлакель, расположенное на высоте 2045 м над у. м. на северном макросклоне Большого Кавказа недалеко от Эльбруса, является удачным полигоном для комплексных исследований: с одной стороны, реликтовый водоем является идеальной седиментационной ловушкой, а с другой, он расположен в районе с интенсивными экзогенными процессами и тектонической активностью. В 2017 г. в наиболее глубокой (≈8 м) части озера было пробурено 2 скважины и из кернов отобрано 17 образцов на радиоуглеродное датирование, позволившие построить возрастную модель для интервала от 8000 до 500 л. н. Для интерпретации полученных данных в 2021 г. проведены комплексные геолого-геоморфологические исследования и установлено, что осадконакопление в озере связано с формированием стока воды и наносов на водосборе руч. Эльбаши. На протяжении ≈8 тыс. л. на водосборе ручья прослеживается ряд эпизодов пролювиальной активизации с формированием конуса выноса, сменявшихся озерной аккумуляцией. В итоге в последние ≈1 тыс. л. н. из-за перестройки русловой сети связь между водосбором ручья и оз. Хорлакель была потеряна. Выделяется 2 этапа осадконакопления в озере с рубежом ≈3 тыс. л. н. и 10 эпизодов с различной долей минеральной и органической составляющих в донных осадках. Часть литостратиграфических рубежей коррелирует с сильными землетрясениями, происходившими в районе Эльбруса, а часть – с климатическими событиями.

1. База данных активных разломов Евразии. Масштаб: 1:1000000. (2018) [Электронный ресурс]. URL: http://neotec.ginras.ru/database.html (дата обращения: 19.01.2022). Source: Database of Active Faults of Eurasia and adjacent Aquatories (AFEAD)

2. Бачманов Д.М., Кожурин А.И., Трифонов В.Г. (2017). База данных активных разломов Евразии // Геодинамика и тектонофизика. Т. 8. № 4. С. 711–736. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0314

3. Богатиков О.А., Мелекесцев И.В., Гурбанов А.Г. и др. (2001). Катастрофическая плейстоценовая и голоценовая активность вулканического центра Эльбрус (Северный Кавказ, Россия): события и хронология по данным 14С, ЭПР и К-Ar датирования // Вулканология и сейсмология. № 2. С. 3–17.

4. Грачев А.М., Голосов В.Н. (2020). Оценка палеоденудации в горах: основные подходы и результаты // Изв. РАН. Серия географическая. Т. 84. № 5. С. 704–714. https://doi.org/10.31857/s2587556620050076

5. Гурбанов А.Г., Газеев В.М., Гурбанова О.А. (2012). Возможности применения радиоуглеродного (14С) метода датирования геологических событий в пределах Эльбрусского вулканического центра // Вестник Владикавказского научного центра. Т. 21. № 2. С. 60–68. https://doi.org/10.46698/z3820-6136-6739-i

6. Князев А.В., Савинецкий А.Б., Гей Н.А. (1992). История растительного покрова Северной Осетии в голоцене // Историческая экология диких и домашних копытных. История пастбищных экосистем. М.: Наука. С. 84–108.

7. Мазнева Е.А., Константинов Е.А., Пономарева В.В. и др. (2021). Криптотефра в озерно-болотных осадках Большого Кавказа // Пути эволюционной географии. Выпуск 2: М-лы II Всеросс. науч. конф., посвященной памяти проф. А.А. Величко (Москва, 22–25 ноября 2021 г.). М.: ИГ РАН. С. 808–812.

8. Милановский Е.Е. (1968). Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра. 483 с.

9. Несмеянов С.А. (2004). Инженерная геотектоника. М.: Наука. 780 с.

10. Онищенко В.В., Дега Н.С., Бостанова Ф.Х. (2019). Современное состояние горного климата КарачаевоЧеркесской республики // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. Т. 1. № 1. С. 29–35. https://doi.org/10.24411/2500-1000-2018-10414

11. Письменный А.Н., Пичужков А.Н., Зарубина М.А. и др. (2004). Объяснительная записка к Государственной геологической карте Российской Федерации масштаба 1:200000, издание второе, серия Кавказская, листы K-38-I, VII (Кисловодск). СПб: ВСЕГЕИ. 364 с.

12. Расцветаев Л.М. (1987). Тектонические условия формирования альпийской структуры Большого Кавказа // Геология и полезные ископаемые Большого Кавказа. М.: Наука. С. 69–96.

13. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Лутиков А.И. и др. (2014). Эндогенные опасности Большого Кавказа. М.: ИФЗ РАН. 256 с.

14. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Мараханов А.В. (2008). Дислокации сильнейших древних землетрясений Приэльбрусья // ДАН. Т. 422. № 1. С. 98–101.

15. Серебряный Л.Р., Голодковская Н.А., Орлов А.В. и др. (1984). Колебания ледников и процессы моренонакопления на Центральном Кавказе. М.: Наука. 216 с.

16. Соломина О.Н., Калугин И.А., Александрин М.Ю. и др. (2013). Бурение осадков оз. Каракель (долина р. Теберда) и перспективы реконструкции истории оледенения и климата голоцена на Кавказе // Лед и Снег. № 2. С. 102–111. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-2-102-111

17. Aalto R., Dunne T., Guyot J. (2006). Geomorphic Controls on Andean Denudation Rates // The Journal of Geology. Vol. 114. P. 85–99. https://doi.org/10.1086/498101

18. Blaauw M., Christen J.A. (2011). Flexible paleoclimate agedepth models using an autoregressive gamma process // Bayesian analysis. Vol. 6. № 3. P. 457–474. https://doi.org/10.1214/ba/1339616472

19. Breuer S., Kilian R., Baeza O. et al. (2013). Holocene denudation rates from the superhumid southernmost Chilean Patagonian Andes (53о S) deduced from lake sediment budgets // Geomorphology. No. 187. P. 135–152. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2013.01.009

20. Einsele G., Hinderer M. (1998). Quantifying denudation and sediment-accumulation systems, (open and closed lakes): basic concepts and first results // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Vol. 140. Iss. 1– 4. P. 7–21. https://doi.org/10.1016/s0031-0182(98)00041-8

21. Forte A.M., Leonard J.S., Rossi M.W. et al. (2022). Low variability, snowmelt runoff inhibits coupling of climate, tectonics and topography in the Greater Caucasus // Earth and Planetary Science Letters. Vol. 584. 117525. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117525

22. Golosov V., Tsyplenkov A. (2021). Factors controlling contemporary suspended sediment yield in the Caucasus region // Water. Vol. 13. No. 22. P. 3173. https://doi.org/10.3390/w13223173

23. Howarth J.D., Fitzsimons S.J., Norris R.J., Jacobsen G.E. (2012). Lake sediments record cycles of sediment f lux driven by large earthquakes on the Alpine Fault, New Zealand // Geology. Vol. 40. Iss. 12. P. 1091–1094. https://doi.org/10.1130/g33486.1

24. Kvavadze E.V., Efremov Yu.V. (1996). Palynological studies of lake and lake-swamp sediments of the Holocene in the high mountains of Arkhiz (Western Caucasus) // Acta Paleobotanica. Vol. 36. No. 1. P. 107–119.

25. Marcott S.A., Shakun J.D., Clark P.U., Mix A.C. (2013). A reconstruction of regional and global temperature for the past 11300 years // Science. Vol. 339. P. 1198–1201. https://doi.org/10.1126/science.1228026

26. Milliman J.D., Syvitski J.P.M. (1992). Geomorphic/tectonic control of sediment discharge to the ocean: the importance of small mountain rivers // The Journal of Geology. Vol. 100. P. 525–544. https://doi.org/10.1086/629606

27. Nesje A.A. (1992). Piston corer for lacustrine and marine sediments // Arctic and alpine research. Vol. 24. No. 3. P. 257–259. https://doi.org/10.2307/1551667

28. Reimer P., Austin W.E.N., Bard E. et al. (2020). The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve 0–55 cal kBP) // Radiocarbon. Vol. 62. No. 4. P. 725–757. https://doi.org/10.1017/RDC.2020.41

29. Rogozhin E.A., Yunga S.L., Marakhanov A.V. et al. (2002). Seismic and tectonic activity of faults on the south slope of the NW Caucasus // Russian journal of Earth sciences. Vol. 4. No. 3. P. 233–241. https://doi.org/10.2205/2002es000095

30. Solomina O.N., Alexandrovskiy A.L., Zazovskaya E.P. et al. (2022). Late-Holocene advances of the Greater Azau glacier (Elbrus area, Northern Caucasus) revealed by 14C dating of paleosols // Holocene. Vol. 32. No. 5. P. 468– 481. https://doi.org/10.1177/09596836221074029

31. Syvitski J.P.M., Milliman J. (2007). Geology, Geography, and Humans Battle for Dominance over the Delivery of Fluvial Sediment to the Coastal Ocean // The Journal of Geology. Vol. 115. P. 1–19.

32. Vanmaercke M., Kettner A.J., Van Den Eeckhaut M. et al. (2014). Moderate seismic activity affects contemporary sediment yields // Progress in Physical Geography. Vol. 38. P. 145–172. https://doi.org/10.1177/0309133313516160

33. Wells D.L., Coppersmith K.J. (1994). New Empirical Relationships among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement // Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 84. No. 4. P. 974–1002.