Специальный выпуск “Палеолимнологические исследования в России: от Калининграда до Камчатки” представляет полученные в последние годы результаты изучения истории озер России, доложенные на V Международной конференции и школы молодых ученых “Палеолимнология Северной Евразии” (6–9 сентября 2022 г., г. Санкт-Петербург).
На основе комплексных исследований северного побережья Самбийского (Калининградского) п-ова, включавших геоморфологическую съемку, литостратиграфическое описание разрезов, малакологический, диатомовый и ботанический анализы, определение потерь при прокаливании (ППП) и радиоуглеродное датирование, а также съемку с использованием глобальной спутниковой навигационной системы (ГНСС) для привязки литологических границ и отобранных образцов к уровню моря и определения высотных отметок террасовых уровней, были получены новые данные о палеогеографических обстановках позднеледниковья в этом регионе и стадиях развития приледникового водоема – Балтийского ледникового озера (БЛО). Установлено, что после деградации последнего оледенения на территории побережья преобладали обстановки размыва, а в интервале 14–13 тыс. л. н. территория развивалась в субаэральной обстановке, с формированием древесно-моховых фитоценозов во время аллерёдского потепления. На завершающей стадии потепления здесь располагался мелководный изолированный водоем, который затем обмелел, а 12 тыс. л. н. (во время осцилляции позднего дриаса) территория была затоплена водами обширного пресноводного ультраолиготрофного водоема с высоким содержанием взвешенных тонких минеральных частиц. По- видимому, здесь возник мелководный залив Балтийского ледникового озера, отделенный от основной акватории моренной грядой высотой не менее 4–5 м. Спуск озера произошел около 11660 л. н., после чего исследованная территория пребывала в условиях нулевой седиментации или чередования аккумуляции и размыва до позднего голоцена. Полученные результаты позволяют говорить о двух этапах затопления северного побережья Самбийского п-ова в позднеледниковое время, возможно, обусловленных трансгрессиями БЛО. Нахождение отложений БЛО в северной части побережья Самбийского п-ова на положительных абсолютных отметках позволяет предположить, что уровень позднеледникового бассейна в районе исследования мог превышать современный уровень моря.
Несмотря на то, что за последние 70 лет накоплен большой объем данных о геологическом строении, четвертичном покрове и донных осадках крупнейшего в Европе Ладожского озера, геоморфологические особенности дна водоема изучены весьма слабо. Как правило, описание рельефа сводится к краткой характеристике морфометрических параметров и крупных элементов поверхности дна. В настоящем исследовании представлены принципиально новые сведения о геоморфологии дна Ладожского озера. На основе данных сейсмоакустического профилирования сверхвысокого разрешения, собранных в 2014 и 2015 гг., а также цифровой батиметрической модели котловины водоема в настоящей статье представлена новая интерпретация геоморфологических особенностей дна Ладожского озера. В результате интерпретации сейсмических данных, а также анализа морфологии путем полуавтоматической классификации параметров цифровой батиметрической модели (индекса батиметрической позиции и уклона) были выделены и охарактеризованы 6 генетических типов рельефа – денудационный конструктурный, эрозионный субаквальный, озерный, ледниковый, флювиогляциальный краевой, ледниково-озерный. Выделены формы мезо- и макрорельефа, такие как равнины, возвышенности, гряды, впадины, ложбины, долины. Подтверждено наличие признаков неотектонических вертикальных блоковых движений к северу от Валаамского архипелага, прослежены краевые образования невской стадии осташковского оледенения в центральной части озера, представленные в виде форм водно-ледникового происхождения (озы и конуса выноса). Охарактеризованы условия и формы послеледникового рельефообразования в условиях ледниково-озерной и озерной седиментации. Выявленные особенности отражены в составленной авторами новой геоморфологической схеме масштаба 1:1000000, основанной на морфогенетическом принципе аналитического геоморфологического картирования.
Начиная с 2014 г., совместный научный коллектив исследователей из Института наук о Земле, Института водных проблем Севера КНЦ РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, ФГБУ “ВНИИОкеангеология” и Российского педагогического университета им А.И. Герцена начали Программу по изучению четвертичных отложений двух крупнейших озер европейской части России – Онежского и Ладожского, расположенных по восточной периферии Балтийского (Фенноскандинавского) кристаллического щита. Имея большое количество материалов по этой проблеме и используя новые возможности многоканального сейсмоакустического профилирования и получения кернов с помощью длинных гравитационных трубок, а также новые методы исследования кернов, основное внимание было уделено геологическому развитию этих озер в позднем неоплейстоцене–голоцене. Изучение четвертичных отложений этих озер, занимающих ключевое географическое положение в регионе и располагающихся на различных высотных уровнях, позволяет более точно понять динамику отступления Скандинавского ледника с северо-западной части Русской равнины. При этом определяющее влияние ледника на формирование водных бассейнов при его деградации позволяет провести региональные палеогеографические корреляции, начиная с Балтийского моря, через Ладожское и Онежское озера и заканчивая Белым морем. Значительный интерес представляет и история формирования самих озерных котловин, учитывая, что в них практически отсутствуют отложения фанерозоя и геологический разрез представлен архей-протерозойскими и четвертичными образованиями. В статье обсуждаются новые данные, полученные с помощью многоканального сейсмоакустического профилирования и длинных гравитационных трубок (Онежское озеро) с привлечением результатов математического моделирования о циклическом развитии обоих озерных бассейнов, времени начала и окончания основных циклов (ледникового, ледниково-озерного, озерного) в них. Приведены сведения о корреляции этих событий с палеогеографическим развитием Белого моря.
Постледниковая история развития побережья Онежского озера в совокупности с современными процессами создает условия для формирования сложных прибрежных экосистем, которые могут быть уязвимы из-за возможных климатических изменений и антропогенного влияния. К таким системам относятся водно-болотные угодья, протянувшиеся вдоль восточного и южного побережья Онежского озера. Научный интерес представляет территория в районе устья р. Андомы, так как здесь сочетается влияние русловых процессов крупной реки, динамика побережья Онежского озера, а также развитие верховых торфяников. Целью исследований было детальное изучение структуры голоценовых отложений на северном берегу р. Андомы, которая отражает этапы формирования и изменчивость природных условий приозерной низменности. Для этого была проложена опорная трансекта, включающая профиль георадиолокационных наблюдений протяженностью 4800 м, дополненный скважинами. На основе данных георадиолокации в сочетании с исследованием торфа по скважинам получен комплексный разрез, характеризующий внутреннее строение торфяника. Вдоль профиля обнаружены аккумулятивные структуры, такие как погребенные береговые валы и палеодюна. Также установлено платоподобное поднятие коренного ложа болота, обрамленное локальными понижениями. Подобную структуру можно рассматривать как деформацию, связанную с гляциодислокациями или неотектоническим воздействием. Кроме основных структурных элементов найдены локальные эрозионные врезы в кровле лимноаллювия, сопровождающиеся песчаными отложениями, которые могут быть приурочены к погребенным палеоруслам р. Андомы. Анализ комплексной трансекты в совокупности с описанием растительности показал существование зон, отличающихся по биолого-экологическим условиям, которые способствуют биологическому разнообразию в районе работ. В перспективе создание подобных опорных трансектов обеспечивает базу для первичного выявления уязвимостей и долгосрочного мониторинга экологической трансформации экосистем.
Пыльца макрофитов является ценным источником информации об изменении уровня озера. Продолжая наши предыдущие исследования по использованию пыльцевого анализа макрофитов в палеолимнологии, мы изучили колонку донных отложений озера Витальевского на острове Валаам (северная часть Ладожского озера). Для подтверждения полученных результатов палинологического анализа дополнительно проведены литологический и диатомовый анализы. С помощью геоботанического и палинологического анализов поверхностных проб озерных отложений установлено распространение макрофитов на внутренних островных озерах на современном этапе. В результате комплексное исследование позволило установить этапы развития оз. Витальевского в позднем голоцене: этап залива Ладожского озера с небольшим зарастанием водной растительностью; этап изоляции озера от Ладоги, когда макрофиты практически исчезали из водоема и этап самостоятельного развития оз. Витальевского, когда произошло их массовое распространение, а затем в результате антропогенного воздействия стало сокращаться. Проведенное исследование на о. Валаам позволило получить данные по современному распространению макрофитов в островных озерах северной части Ладожского озера, их динамике в позднем голоцене, а также провести методическую работу по установлению роли макрофитов для изучения истории как малых островных озер, так и Ладожского озера.
Комплексное исследование нижней части толщи донных отложений Канозера (юго-западная часть Кольского п-ова, 53 м над у. м.) выявило свидетельства проникновения соленых вод в его бассейн на ранней стадии его эволюции. По результатам диатомового анализа реконструированы условия крупного солоноватоводного водоема. Литологический состав донных отложений и крайне низкое содержание органического вещества свидетельствуют об обстановках большого низкопродуктивного бассейна. По данным спорово-пыльцевого анализа этот этап охватывает период похолодания среднего дриаса и начало аллереда. На данном этапе в основном преобладала перигляциальная растительность, типичная для холодного и сухого климата. Переход к пресноводным условиям, о котором свидетельствуют изменения состава диатомовых комплексов, произошел в аллереде. Помимо незначительного уменьшения содержания песчаной фракции, в составе донных отложений никаких изменений отмечено не было, что свидетельствует об отсутствии заметных изменений в обстановках осадконакопления в ходе изоляции. С конца аллереда и в течение всего позднего дриаса озеро Канозеро оставалось крупным низкопродуктивным пресноводным бассейном. Наши результаты свидетельствуют о том, что котловина Канозера была свободна от ледникового льда уже в среднем дриасе, когда здесь происходило субаквальное осадконакопление. Это предполагает, что дегляциация района исследования произошла раньше, чем считалось прежде. Полученные данные также указывают на более раннее установление солоноватоводных условий в беломорской котловине. Тогда как предыдущие исследования не выявили свидетельств морской трансгрессии на отметках >41 м над у. м., наши результаты показывают, что верхняя морская граница в районе исследования превышает 53 м над у. м.
На восточном побережье пролива Горло впервые реконструированы основные черты изменения относительного уровня моря для интервала времени ∼12.1–9.1 тыс. кал. л. н. Для этого в котловине озера Средняя Треть (66.014009° с.ш., 41.086294° в.д.; урез – 7.3 м над у. м., порог стока 6.2 м над у. м.) проведены палеолимнологические, георадиолокационные и геоморфологические исследования, а также съемка окрестностей озера беспилотным летательным аппаратом. Донные отложения озера изучены в четырех скважинах, скоррелированных между собой по результатам интерпретации георадиолокационных данных. Выполнены литологическое описание кернов скважин, гранулометрический и диатомовый анализы, радиоуглеродное датирование (АМС), определены валовое содержание органического вещества и соотношение Сорг/Nорг. По данным полевых наблюдений и дешифрирования космических снимков в окрестностях оз. Средняя Треть и нижнем течении р. Ручьи выделены абразионно-эрозионные береговые линии на высотах 4–5 и 12–15 м. В результате были уточнены положение относительного уровня моря во время позднеледниковой и ранних этапов голоценовой трансгрессий, а также их хронология. Позднеледниковая трансгрессия завершилась ранее ∼12.1 тыс. кал. л. н., а ее максимальный уровень был, вероятно, не выше 15 м над у. м. После раннеголоценовой регрессии относительный уровень моря приблизился к современному ∼9.5 тыс. кал. л. н., а в максимум трансгрессии (∼9.1 тыс. кал. л. н.) достигал ∼5 м над у. м. Береговая линия моря находилась вблизи котловины озера, однако морские воды в нее не проникали. В приморской части котловины накапливались пески, вынесенные ветром с берега моря. По данным диатомового анализа котловину озера постепенно заполняли пресные воды.
Проведен анализ сообществ субфоссильных Cladocera (Branciopoda; Crustacea) колонки донных отложений озера Аркто-Пимберто, расположенного в Малоземельской тундре в дельте реки Печоры (северо-восток Европейской части России). Колонка донных отложений длиной 95 см отобрана в наиболее глубокой центральной части озера и охватывала период среднего и позднего голоцена. В исследованном керне были идентифицированы остатки 17 таксонов ветвистоусых ракообразных. Большинство выявленных субфоссильных остатков принадлежали пелагическим видам, обитавшим в глубоководной открытой части озера. По зоогеграфическому районированию преобладали таксоны, широко распространенные в Палеарктике и в Голарктике. Обнаруженные фрагменты остатков Rhynchotalona falcata и Alonopsis elongata указывают на преобладание песчаных грунтов в литорали водоема. В исследованных сообществах отмечалось доминирование Bosmina (Eubosmina) longispina и Chydorus cf. sphaericus, доля которых незначительно варьировала по всей длине колонки, что свидетельствовало об относительно постоянной структуре сообществ субфоссильных Cladocera. Соотношение пелагических и литорально-фитофильных таксонов изменялось на всем исследованном интервале незначительно. По результатам кластерного анализа состава кладоцерных сообществ выделено четыре основные стратиграфические зоны. В ранней истории осадконакопления в озере наблюдался небольшой пик численности ветвистоусых ракообразных, после чего следовали спад и дальнейший постепенный рост на интервале, представленном верхними горизонтами колонки. В промежутке с 5700 кал. л. н. до 2100 кал. л. н. наблюдалось увеличение числа остатков пелагических организмов, при одновременном уменьшении числа остатков литоральных таксонов, что говорит нам о наличии хорошо развитой пелагической части водоема в то время. Наиболее значительные изменения в составе сообществ отмечены в верхних горизонтах, где наблюдаются увеличение таксономического разнообразия прибрежных организмов и рост концентрации остатков Cladocera в донных отложениях. Индекс видового разнообразия Шеннона-Уивера показал простую организацию сообщества субфоссильных Cladocera. Индекс сапробности по Пантле и Букку характеризует озеро как олигосапробное, этот статус сохранялся на протяжении всей исследованной истории развития водоема.
Представлены результаты исследования донного рельефа и строения донных отложений Чухломского озера (Костромская область, Чухломский район). Результаты собственной батиметрической съемки позволили существенно детализировать имеющиеся представления о топографии озерного дна. Участки повышенных глубин имеют вид двух ложбин, расходящихся от центра озера в сторону г. Чухлома. Максимальная глубина внутри ложбин (и для всего озера) достигает 5.4 м, средняя глубина озера составляет 2.2 м. В рельефе дна выражены две ступени – 2.0–2.4 м и 1.5–1.8 м.
Строение донных отложений Чухломского озера вскрыто бурением со льда двумя скважинами: Chu7A – на участке фоновых глубин (длина керна 9.45 м); и Chu13A – внутри ложбины (длина керна 7.45 м). Для керна Chu13A получено 5 радиоуглеродных AMS дат. Осадочные последовательности доголоценовой части обоих кернов обнаруживают высокое сходство по строению и абсолютным высотам маркирующих горизонтов, выделенных по комплексу литологических анализов. Строение и мощность голоценового осадка существенно различается. На участке фоновых глубин мощность органоминерального ила голоценового возраста составляет 3.8 м, а внутри ложбины мощность этого слоя составляет всего 1.45 м. Причем в строении голоценового осадка внутри ложбины наблюдаются перерывы в осадконакоплении, возраст которых на основании модели осадконакопления оценивается как 10.6–5.3 и 4.9–0.06 кал. тыс. л. н. Вероятным механизмом происхождения ложбин является локализованная эрозия, вызванная ветровыми течениями в условиях крайне мелководного озера. Дополнительным фактором эрозии может выступать дегазация донных отложений, приводящая к разрыхлению придонного слоя осадков, что делает их податливыми для размыва. Прекращение размыва осадка внутри ложбины совпадает по времени с сооружением плотины на реке Вёкса и подъемом уровня озера на 1.0–1.5 м в 1960-х гг.
В статье приводятся результаты комплексного исследования озерно-болотных отложений, вскрытых бурением на поверхности аккумулятивной озерно-аллювиальной равнины к западу от оз. Неро (Ярославская область). Исследуемая колонка длиной 2 м позволила провести ландшафтно-климатическую реконструкцию с аллереда до позднего голоцена. Значительную мощность в колонке (0.4 м) имеют отложения пребореального возраста, которые до сих пор оставались слабо изученными в этом районе. Полученные материалы помогают заполнить этот пробел и в целом уточнить реконструкцию изменения ландшафтов в Ростовской низине на рубеже позднеледниковья и голоцена и в раннем голоцене. В основу исследования легли несколько палеогеографических методов – спорово-пыльцевой анализ, ботанический анализ торфа, диатомовый анализ, определение потерь при прокаливании, радиоуглеродное датирование. Установлено, что после 14.3 тыс. кал. л. н. на рассматриваемой территории были распространены елово-березовые редколесья в сочетании с разнотравными ассоциациями. Начиная с 13.7 тыс. кал. л. н. в результате значительного похолодания увеличились площади незалесенных пространств, березовые редколесья сочетались с тундровыми и степными ассоциациями. Около 12.1 тыс. кал. л. н. на участке опробования начало формироваться тростниковое низинное болото, которое после 10.9 тыс. кал. л. н. перешло в тростниково-осоковое болото. В интервале 12.1–11.5 тыс. кал. л. н. в окрестностях болота происходило постепенное замещение ландшафтов перигляциальной лесостепи сосново-березовыми лесами. Климат был холоднее современного, но происходило значительное потепление по сравнению с позднеледниковым этапом. Кратковременное похолодание 11.5–11.2 тыс. кал. л. н. привело к новому расширению открытых травянистых сообществ, однако распространение лесов продолжилось после 11.2 тыс. кал. л. н. Начиная с 9.8 тыс. кал. л. н., в составе лесов возросла роль широколиственных пород, на прилегающей территории преобладали смешанные сосново-березовые леса с участием дуба, вяза, липы. В интервале 7.9–5.2 тыс. кал. л. н. климатические условия были наиболее теплыми и мягкими, климат был теплее современного, что привело к распространению елово-сосновых лесов с примесью березы и широколиственных пород. После 5.2 тыс. кал. л. н. в растительном покрове господствовали еловые леса с участием сосны, березы и широколиственных пород.
Проведен спорово-пыльцевой анализ колонки донных отложений мощностью 526 см озера Б. Миассово, Южный Урал. Полученные данные позволили реконструировать растительный покров на водосборе озера и климатическую обстановку региона за 13400 кал. л., что существенно расширяет и дополняет палеогеографическую летопись Южного Урала. Установлено, что в интервале 13400–12700 кал. л. н. в условиях относительно теплого и сухого климата в исследуемом регионе были распространены перигляциальные лесостепные формации. На открытых ландшафтах произрастали травянистые сообщества и березово-сосновые редколесья с елью. Снижение доли участия сосны в растительном покрове и смена ели на более холодоустойчивую лиственницу были вызваны, скорее всего, похолоданием в период 12700–11700 кал. л. н. Начиная с 11700 кал. л. н., перигляциальные лесостепи сменяются березовыми лесами. Выявленные существенные изменения растительного покрова водосборного бассейна оз. Б. Миассово указывают на потепление и увлажнение климата в начале голоцена. В интервале 11300–10300 кал. л. н. отмечено доминирование березовых лесов. Распространение сосны и ели в диапазоне 10300–8300 кал. л. н. указывает на потепление климатических условий. С 8400 кал. л. н. в древостое увеличивается доля широколиственных пород. Максимальное значение широколиственных пород зафиксировано в интервале 6000–4500 кал. л. н. Некоторое похолодание климата отмечено в диапазоне 4500–2000 кал. л. н. На водосборе озера в это время произрастал березовый лес с примесью ели и широколиственных пород. Увеличение роли сосны и сокращение доли участия ели в древостое были вызваны, вероятно, аридизацией и потеплением климата в интервале 1800–1000 кал. л. н. С 1800 кал. л. н. растительность вокруг оз. Б. Миассово становится схожей с современной: на территории преобладали сосново-березовые леса с примесью темнохвойных и широколиственных пород.
Донные отложения представляют собой важнейший “архив”, содержащий сведения о развитии озерных экосистем. Одним из наиболее надежных и широко используемых методов изучения водных экосистем является диатомовый анализ (Жузе и др., 1949). В настоящее время диатомовый анализ входит в группу руководящих методов, применяемых для реконструкции исторической динамики окружающей среды и климата (Rudaya et al., 2012; Palagushkina et al., 2018). В статье представлены результаты исследования колонки донных отложений длиной 526 см и возрастом 13500 кал. л. озера Большое Миассово (Южный Урал). Диатомовый анализ донных отложений исследуемого озера позволил выявить 123 таксона водорослей 47 родов и выделить основные этапы эволюции водоема в периоды позднеледниковья и голоцена. В позднеледниковье (~13200–11700 кал. л. н.) в условиях прохладного климата озеро представляло собой глубокий водоем с постоянным уровнем воды и обширной зоной мелководий, заросшей макрофитами; в начале голоцена (~11700–8500 кал. л. н.) на фоне похолодания отмечалось понижение уровня воды; в период с ~8500 по 4600 кал. л. н. в условиях более теплого и влажного климата зафиксировано повышение уровня воды; в период с ~4600 по 2500 кал. л. н. отмечалось повышение продуктивности водорослевых сообществ; с ~2500 по 800 кал. л. н. на фоне понижения температуры окончательно оформилось глубоководное озеро с маломинерализованной водой, наличием заболоченных мелководий с процессами закисления.
В межгорных котловинах и на высокоподнятых плато Алтая в пределах непосредственного распространения оледенения в неоплейстоцене возникали многочисленные современные озера. О геохимических процессах аутигенного минералообразования в озерных системах в условиях нивального седиментогенеза информации практически нет. Изучение кернов донных отложений восьми высокогорных озер Алтая показало, что воды озер пресные гидрокарбонатные с вариациями катионного состава Ca–Na. Донные отложения озер характеризуются разными соотношениями минерального обломочного материала, аутигенных минералов (кальцит, гипс, пирит, иллит) и мортмассы растительных остатков. В донных отложениях озер, расположенных в пределах одной котловины (Бертекской или Тархатинской), абсолютные концентрации элементов отличаются в пределах одного стандартного отклонения, за исключением значительных вариаций содержаний отдельных элементов (Mo, U, Li, Be). Обогащение донных отложений озер (Аргамджи, Теплый ключ, Красное) этими элементами связано с присутствием рудных концентраций (Mo, U, Li, Be) на локальных водосборных территориях отдельно взятого озера. Минеральные ассоциации донных отложений изученных озер отличаются друг от друга составом аутигенных минералов и от горных пород, почв водосборных площадей составом слоистых силикатов. В составе тонкочешуйчатых, спутанно-волокнистых агрегатов иллита донных отложений, количество железа в 2–4 раза больше, чем в составе пластинчатых агрегатов слюд, хлоритов из горных пород, почв водосборных площадей. Криогенные процессы определили кристаллизацию гипсовых конкреций в донных осадках озер Аргамджи, М. Тархатинское и кальцитовых агрегатов в Зерлюколь-Нур и Б. Тархатинское в значительных объемах при пресном составе вод.
В статье представлена реконструкция геоморфологических процессов в Центральной Камчатской депрессии (ЦКД) в последние 30 тыс. лет, включая максимум последнего оледенения. В исследуемый период наиболее масштабными геоморфологическими процессами были рост и эволюция вулканических построек на фоне постоянного тектонического опускания ЦКД. Развитие ледников, спускавшихся с активных вулканов, зависело не только от общих климатических факторов, но и от истории извержений этих вулканов.
Наиболее заметной геоморфологической особенностью изучаемого времени являются формирование и спуск гигантского ледниково-подпрудного палеоозера. Накопленные данные о хронологии оледенений и вулканизма позволили предложить модель спуска палеоозера при постепенной деградации ледника, спускавшегося с вулкана Шивелуч. Спуск озера начался около 19 тыс. л. н., во время оледенения, и по всей видимости был связан не с климатическими факторами, а с секторными обрушениями, уменьшавшими ледоем вулкана Шивелуч. Продолжающееся тектоническое опускание ЦКД препятствовало полному осушению этого палеоозера. Даже сейчас на аномально широкой пойме реки Камчатка располагается система озер, сопоставимая по площади с крупнейшими озерами полуострова.
ISSN 2949-1797 (Online)