Хронологическая интерпретация характеристик озерных отложений позднего плейстоцена–голоцена на примере озера Верхние Богуты, юго-восточный Алтай

При изучении озерных осадочных летописей позднего плейстоцена–голоцена по кернам донных отложений хронологическая привязка анализируемых характеристик производится с помощью глубинно-возрастной модели (ГВМ), в подавляющем большинстве случаев построенной по результатам радиоуглеродного датирования. Как правило, измеренная величина сопоставляется со средним либо медианным значением ¹⁴С-возраста соответствующего сантиметра керна, что обеспечивает перенос данных со шкалы глубин осадочного разреза на шкалу календарного времени “точка в точку” т. е., казалось бы, без потери точности. Однако в действительности такой подход игнорирует вероятностный характер определения календарного возраста и может приводить к ошибочным хронологическим реконструкциям или завышению их точности. Нами предлагается подход, который учитывает функцию плотности вероятности рассчитываемого по ГВМ календарного возраста при хронологической привязке измеряемых в керне параметров и позволяет избежать этих ошибок. На примере позднеплейстоцен–голоценовых донных отложений озера Верхние Богуты, расположенного в высокогорной Богутинской впадине на юго-востоке Русского Алтая, показана разница в результатах применения обоих подходов для хронологической привязки данных антракологического и спорово-пыльцевого анализов керна. Анализируемые характеристики осадка – скорость накопления микроскопических фрагментов углей (CHAR) и процентное содержание пыльцы древесной растительности в спорово-пыльцевых спектрах – относятся к принципиально разным типам данных. Они отличаются характером выборки (дискретным / условно непрерывным), вариабельностью измеряемых численных величин и наличием или отсутствием в выборке нулевых значений. Показано, что хронологическую привязку обоих типов данных необходимо проводить с учетом плотности вероятности рассчитываемого по ГВМ календарного возраста. Еще одним условием точности привязки является корректная интерпретация нулевых значений измеряемых величин, что особенно важно при работе с дискретной выборкой. Нулевые значения могут быть как истинными, отражая реальные изменения природной среды в прошлом, так и являться следствием пропуска или невозможности определения конкретного параметра в незначительном по объему образце осадка. В каждом случае исследователь должен делать соответствующий выбор с привлечением дополнительной информации. В целом, точность хронологической привязки анализируемых характеристик озерных отложений и достоверность последующей палеогеографической реконструкции определяется прежде всего качеством ГВМ, а предлагаемый подход позволяет понимать ограничения и детальность этих реконструкций.

1. Бронникова М.А., Агатова А.Р., Лебедева М.П. и др. (2018) Запись голоценовых изменений ландшафтов высокогорий юго-восточного Алтая в почвенно-литологической серии долины р. Богуты. Почвоведение. № 12. С. 1413–1430. https://doi.org/10.1134/S0032180X18120031

2. Бутвиловский В.В. (1993) Палеогеография последнего оледенения и голоцена Алтая: событийно-катастрофическая модель. Томск: Изд-во ТГУ. 253 с.

3. Agatova A.R., Khazina I.V., Bronnikova M.A. et al. (2018) Reconstruction of postglacial landscape evolution within the eastern periphery of Chuya depression on the basis of multidisciplinary analysis of peats in Boguty river basin, SE Altai, Russia. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. Vol. 138. 012001. https://doi.org/10.1088/1755-1315/138/1/012001

4. Agatova A., Nepop R., Nazarov A. et al. (2021) Climatically driven Holocene glacier advances in the Russian Altai based on radiocarbon and OSL dating and tree ring analysis. Climate. Vol. 9. Iss. 11. 162. https://doi.org/10.3390/cli9110162

5. Agatova A.R., Nepop R.K., Shchetnikov A.A. et al. (2024) Sedimentary Records of High-Mountain Lakes in Arid Russian Altai: First Results of Studies (Last Glacial Maximum–Holocene). Doklady Earth Sci. Iss. 514. No. 1. P. 140–148 https://doi.org/10.1134/S1028334X23602626

6. Faegri K., Iversen J., Krzywinski K., Kaland P.E. (1989) Textbook of pollen analysis. Chichester-New York-Toronto-Sinapore: John Willey & sons. 328 p.

7. Feurdean A., Veski S., Florescu G., et al. (2017) Broadleaf deciduous forest counterbalanced the direct effect of climate on Holocene fire regime in hemiboreal/boreal region (NE Europe). Quat. Sci. Rev. Vol. 169. P. 378–390. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2017.05.024

8. Kelly R.F., Higuera P.E., Barrett C.M., Hu F.S. (2011) A signal-to-noise index to quantify the potential for peak detection in sediment-charcoal records. Quat. Res. Vol. 75. Iss. 1. P. 11–17. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2010.07.011

9. Mustaphi C.J.C., Pisaric M.F. (2014) A classification for macroscopic charcoal morphologies found in Holocene lacustrine sediments. Progress in Physical Geography: Earth and Environment. Vol. 38. Iss. 6. P. 734–754. https://doi.org/10.1177/0309133314548886

10. Nepop R.K., Agatova A.R., Uspenskaya O.N. (2020) Climatically driven late Pleistocene–Holocene hydrological system transformation and landscape evolution in the eastern periphery of Chuya basin, SE Altai, Russia. Quat. Int. Vol. 538. P. 63–79. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2020.01.013

11. Whitlock C., Larsen C. (2002) Charcoal as a fire proxy. In: Tracking Environmental Change Using Lake Sediments. Developments in Paleoenvironmental Res. Vol 3. Springer, Dordrecht. P. 75–97. https://doi.org/10.1007/0-306-47668-1_5