Климатические колебания среднего–позднего голоцена, зафиксированные в донных отложениях озера Географов (полуостров Файлдс, остров Кинг Джордж, Западная Антарктика)

Статья посвящена палеоклиматической реконструкции изменений окружающей среды в голоцене. Для решения этой проблемы было проведено исследование донных отложений озера Географов, расположенного на полуострове Файлдс, остров Кинг Джордж, Западная Антарктика. Озеро распо­ложено выше максимального уровня морской трансгрессии голоцена, поэтому донные отложения озера представляют собой непрерывный природный архив последних 8500 кал. л. н. Представлены результаты литологического, геохимического, диатомового, гранулометрического анализов, потерь при прокаливании, а также статистической обработки данных и радиоуглеродной хронологии донных отложений. Выявлены существенные и незначительные этапы изменения климата. Значительное потепление произошло около 4800–3400 кал. л. н., незначительные интервалы потепления установ­лены ~8500–8000, ~5600–5300, ~5130–4800, ~3400–240, ~1200–800 кал. л. н. Этап существенного похолодания произошел ~7500–5600 кал. л. н., с пиком холодного периода около 7300–7000 кал. л. н.  и, возможно, ~1800–1200 кал. л. н. Незначительные этапы относительного похолодания происхо­дили в следующие периоды: ~8000–7500, ~5300–5130, ~2400–1800 кал. л. н. Краткосрочные этапы относительных похолоданий и потеплений имели место в период около 800–600 кал. л. н. Принимая во внимание отсутствие в рассматриваемом регионе ледников, подходящих для получения палео­-климатических данных, выполненные палеолимнологические исследования обеспечивает основу для более широкого понимания изменения климата в голоцене в Западной Антарктике.

1. Alyokin O.A. (1970). Osnovy gidrokhimii (Basics of hydro­ chemistry). Leningrad: Hydrometeoizdat (Publ.). 443 p. (in Russ.)

2. Barion P.H., Roberts S.J., Spiegel C. et al. (2023). Holocene glacier readvances on the Fildes Peninsula, King George Island (Isla 25 de Mayo), NW Antarctic Peninsula. The Holocene. (submitted).

3. Bentley M.J. (1999). Volume of Antarctic ice at the Last Glacial Maximum, and its impact on global sea level change. Quat. Sci. Rev. V. 18. Iss. 14. P. 1569–1595. https://doi.org/10.1016/S0277­3791(98)00118­8

4. Björck S., Håkansson H., Zale R. et al. (1991). A Late Holocene Lake sediment sequence from Livingston Island, South Shetland Islands, with paleoclimatic implications. Antarctic Sci. V. 3. Iss. 1. P. 61–72. https://doi.org/10.1017/S095410209100010X

5. Bromwich D.H., Nicolas J.P., Monaghan A.J. et al. (2012). Central West Antarctica among the most rapidly warming regions on Earth. Nat. Geosci. V. 6 (2). P. 139–145. https://doi.org/10.1038/ngeo1671

6. Croudace I.W., Rothwell R.G. (Eds.). (2015). Micro­XRF Studies of Sediment Cores. Springer. 656 p. https://doi.org/10.1007/978­94­017­9849­5

7. Dean W.E. (1974). Determination of carbonate and organic matter in calcareous sediments and sedimentary rocks by loss on ignition: comparison with other methods. J. Sediment. Res. № 44. P. 242–248. https://doi.org/10.1306/74d729d2­2b21­11d7­ 8648000102c1865d

8. Hodgson. D.A., Abram N., Anderson J. et al. (2009). Antarctic climate and environment history in the pre­instrumental period. Turner J., Convey P., Di Prisco G. et al. (Eds.). In: Antarctic Climate Change and the Environment, Scientific Committee for Antarctic Research, Cambridge. P. 115–182.

9. Hodgson D.A., Doran P.T., Roberts D. et al. (2004). Paleolimnological studies from the Antarctic and Subantarctic islands. Pienitz R., Douglas M.S.V., Smol J.P. (Eds.). In: Long-term environmental change in Arctic and Antarctic lakes. Springer. The Netherlands. P. 419–474. https://doi.org/10.1007/978­1­4020­2126­8_14

10. Howat I., Porter C., Noh M­J. et al. (2022). The Reference Elevation Model of Antarctica – Mosaics, Version 2. Harvard Dataverse. V1. https://doi.org/10.7910/DVN/EBW8UC

11. Jousé A.P., Muchina V.V., Kozlova O.G. (1969). Diatoms and silicoflagellates in the surface sediments of the Pacific Ocean. In: Tikhii okean. Mikroflora i mikrofauna v sovremennykh osadkakh Tikhogo okeana. Moscow: Nauka (Publ.). P. 7–47. (in Russ.)

12. Juggins S. (2007). C2 Version 1.5 User guide. Software for ecological and palaeoecological data analysis and visualization. Department of Geography, University of Newcastle, Newcastle upon Tyne.

13. Kopalová K., Van de Vijver B. (2013). Structure and ecology of freshwater benthic diatom communities from Byers Peninsula, Livingston Island, South Shetland Islands. Antarctic Science. V. 25. Iss. 2. P. 239–253. https://doi.org/10.1017/S0954102012000764

14. Lüning S., Galka M., Vahrenholt F. (2019). The Medieval Climate Anomaly in Antarctica. Palaeogeogr., Palaeo- climatol., Palaeoecol. V. 532. P. 109251. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2019.109251.

15. Martinez­Macchiavello J.C., Tatur A., Servant­Vildary S. et al. (2004). Holocene environmental change in a marine­estuarine­lacustrine sediment sequence, King George Island, South Shetland Islands. Antarctic Science. V. 8. Iss. 4. P. 313–322. https://doi.org/10.1017/S095410209600048X

16. Matthies D., Mäusbacher R., Storzer D. (1990). Deseption Island tephra: a stratigraphical marker for limnic and marine sediments in Bransfield Strait area, Anarcica. Zeitshriftfur Geologie und Palaontologie. V. 1. P. 153–165.

17. Mäusbacher R., Muller J., Schmidt R. (1989). Evolution of postglacial sedimentation in Antarctic lakes (King Georg Island). Zeitschrift ffi Geomorphologie N.F. V. 33. Iss. 2. P. 219–234.

18. Mavlyudov B.R. (2022). Summer mass balance of the Bellingshausen Dome on King George Island, Antarctica. Ice and Snow. V. 62. № 3. P. 325–342. (in Russ.). https://doi.org/10.31857/S2076673422030135

19. Microsoft Bing – Maps [Electronic data]. Access way: https://www.bing.com/maps/ (access date: 25.01.2024).

20. Minyuk P.S., Borkhodoev V.Y., Wennrich V. (2014). Inorganic geochemistry data from Lake El’gygytgyn sediments: Marine isotope stages 6–11. Clim. Past. V. 10. № 2. P. 467–485. https://doi.org/10.5194/cp­10­467­2014

21. Polishchuk K.V., Verkulich S.R., Ezhikov I.S. et al. (2016). Postglacial relative sea level changes at Fildes Peninsula, King George Island (West Antarctic). Ice and Snow. V. 56. № 1. P. 93– 102. (in Russ.). https://doi.org/10.15356/2076­6734­2016­1­93­102

22. Priddle J., Heywood R.B. (1980). Evolution of Antarctic lake ecosystems. Bonner W.N., Berry R.J. (Eds.). In: Ecology in the Antarctic. Academic Press, London. P. 51–66.

23. Reimer P.J., Austin W.E.N., Bard E. et al. (2020). The IntCal20 Northern Hemisphere Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55 cal. kBP). Radiocarbon. V. 62. № 4. P. 725–757. https://doi.org/10.1017/RDC.2020.41

24. Ramsey C.B., Lee S. (2013). Recent and planned developments of the program OxCal. Radiocarbon. V. 55. № 2. P. 720–730. https://doi.org/10.1017/S0033822200057878

25. Roberts S.J., Monien P., Foster L.C. et al. (2017). Past penguin colony responses to explosive volcanism on the Antarctic Peninsula. Nat. Commun. № 8. Article number: 14914. https://doi.org/10.1038/ncomms14914

26. Rückamp M., Braun M., Suckro S. (2011). Observed glacial changes on the King George Island ice cap, Antarctica, in the last decade. Global and Planetary Change. № 79. P. 99–109. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2011.06.009

27. Schmidt R., Mäusbacher R., Müller J. (1990). Holocene diatom flora and stratigraphy from sediment cores of two Antarctic lakes (King George Island). J. Paleolimnol. № 3. P. 55–74.

28. Shevnina E., Kourzeneva E. (2017). Thermal regime and components of water balance of lakes in Antarctica at the Fildes peninsula and the Larsemann Hills. Tellus A. V. 69. P. 1317202. https://doi.org/10.1080/16000870.2017.1317202

29. Simonov I.M. (1975). Physiographic characteristics of the Fildes Peninsula. In: Antarktika: Doklady komissii (Antarctic: Reports to Commission). № 14. P. 128–135. (in Russ.)

30. Skorospekhova T.V., Fedorova I.V., Chetverova A.A. et al. (2016). Characteristic of hydrological regime on Fildes Peninsula (King George Island, West Antarctica). Problemy Arktiki i Antarktiki. № 2. P. 79–91. (in Russ.)

31. Steig E.J., Schneider D.P., Rutherford S.D. et al. (2009). Warming of the Antarctic Ice­Sheet surface since the 1957 International Geophysical Year. Nature. № 457. P. 459–462. https://doi.org/10.1038/nature07669

32. Sterken M., Verleyen E., Jones V.J. et al. (2015). An illustrated and annotated checklist of freshwater diatoms (Bacillariophyta) from Livingston, Signy and Beak Island (Maritime Antarctic Region). Plant Ecology and Evolution. № 148 (3). P. 431–455. https://doi.org/10.5091/plecevo.2015.1103

33. Subetto D.A. (2009). Lake bottom sediments: paleolimnological reconstructions. Saint­Petersburg: RGPU (Publ.). 343 p. (in Russ.)

34. Tatur A., Del Valle R., Barczuk A. et al. (2004). Records of Holocene environmental changes in terrestrial sedimentary deposits on King George Island, Antarctica: a critical review. Ocean Polar Res. V. 26. Iss. 3. P. 531–537. https://doi.org/10.4217/OPR.2004.26.3.531

35. Vaasma T. (2008). Grain­size analysis of lacustrine sediments: a comparison of pre­treatment methods. Estonian J. of Ecology. V. 57. Iss. 4. P. 231–243. https://doi.org/10.3176/eco.2008.4.01

36. Van de Vijver B., Frenot Y., Beyens L. (2002). Freshwater Diatoms from Ile de la Possession (Crozet Archipelago, Subantarctica). Bibliotheca Diatomologica. № 46. 412 p.

37. Van de Vijver B., Sterken M., Vyverman W. et al. (2010). Four new non­marine diatom taxa from the subantarctic and Antarctic regions. Diatom Research. V. 25. Iss. 2. P. 431–443.

38. Vaughan D.G., Marshall G.J., Connolley et al. (2003). Recent rapid regional climate warming on the Antarctic Peninsula. Clim. Change. V. 60. P. 243–274. https://doi.org/10.1023/A:1026021217991

39. Verkulich S.R. (2022). Climate, sea level and glaciation changes in the marginal zone of Antarctica during the last 50000 years. Kriosfera Zemli. V. 26. № 2. P. 3– 24. (in Russ.). https://doi.org/10.15372/KZ20220201

40. Verkulich S.R., Pushina Z.V., Tatur A. et al. (2012). Holocene environmental changes in the Fildes Peninsula, King George Island (West Antarctica). Problemy Arktiki i Antarktiki. № 3 (93). P. 17–27. (in Russ.)

41. Watcham E.P., Bentley M.J., Hodgson D.A. et al. (2011). A new Holocene relative sea level curve for the South Shetland Islands, Antarctica. Quat. Sci. Rev. V. 30. Iss. 21–22. P. 3152–3170. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2011.07.021