Палеовікові геомагнітні варіації та магнітохронологія пізньольодовиків’я – голоцену

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

інститут геофІзики ім. С.І.СубботІна

УДК 550.384 : 551. 739

ПАЛЕОВІКОВІ ГЕОМАГНІТНІ ВАРІАЦІЇ ТА МАГНІТОХРОНОЛОГІЯ ПІЗНЬОЛЬОДОВИКІВ'Я ГОЛОЦЕНУ

04.00.22 - Геофізика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора геологічних наук

БАХМУТОВ Володимир Георгійович

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у відділі геомагнетизму Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна Національної Академії наук України

Науковий консультант: доктор геолого-мінералогічних наук, професор Третяк Олександр Никифорович, Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАНУ, головний науковий співробітник

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковій співробітник Шуман Володимир Миколайович, Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАНУ, завідувач відділом математичної геофізики

доктор геолого-мінералогічних наук, член-кореспондент НАН України Гожик Петро Федосійович, Інститут геологічних наук НАН України, директор

доктор геолого-мінералогічних наук, старший науковий співробітник Діденко Олексій Миколайович, об'єднаний інститут фізики Землі ім. О.Ю.Шмідта РАН, Москва, завідувач лабораторією головного геомагнітного поля і петромагнетизму

Провідна установа: Київський національний університет ім. Т.Шевченка, геологічний факультет

Захист відбудеться “24” грудня 2001 року о “10” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 26.200.01 Інституту геофізики ім.С.І. Субботіна НАН України за адресою: 03680 Київ - 142, проспект Палладіна, 32.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геофізики ім.С.І. Субботіна НАН України

Автореферат розісланий “ 16 ” листопада 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор геологічних наук М.І. Орлюк

АНОТАЦІЇ

Бахмутов В.Г. Палеовікові геомагнітні варіації та магнітохронологія пізньольодовиків'я - голоцену. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.22 - геофізика. Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України, Київ, 2001.

Дисертація присвячена вивченню вікових варіацій геомагнітного поля, які виділяються за результатами палеомагнітних досліджень пізньоплейстоценовых - голоценовых осадових комплексів території північної і північно-східної Європи. Розроблено методику палеомагнітних досліджень неконсолідованих осадків, визначено критерії вибору об'єктів досліджень - потенційних носіїв інформації про вікові геомагнітні варіації, запропоновано оптимальний комплекс магнітно-мінералогічних і статистичних методів обробки даних. На серії розрізів, які хронологічно перекриваються, уперше одержано “запис” варіацій компонент вектора древнього геомагнітного поля за останні 13 тисяч років. Отримано нові дані про динаміку геомагнітного поля. Зроблено висновок про відмінність у режимі генерації геомагнітного поля в епоху пізньольодовиків'я і у пізньому голоцені. Побудована зведена регіональна магнітохронологічна (магнітостратиграфічна) схема палеовікових варіацій схилення і нахилення, яка являє собою новий інструмент для розчленовування, стратифікації і кореляції осадових товщ на півночі Європейського континенту. Встановлено зв'язок між геомагнітними варіаціями і довгостроковими кліматичними змінами. До того ж визначальний вплив на характер атмосферної циркуляції в Європейському секторі має місце знаходження геомагнітного полюса як центру аврорального овалу.

Ключові слова: осадові товщі, палеомагнітний метод, геомагнітне поле, вікові варіації, магнітохронологія, голоцен, пізньольодовиків'я, клімат.

Бахмутов В.Г. Палеовековые геомагнитные вариации и магнитохронология позднеледниковья - голоцена. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. Институт геофизики им. С.И.Субботина НАН Украины, Киев, 2001.

Диссертация посвящена изучению вековых вариаций геомагнитного поля, выделенных по результатам палеомагнитных исследований позднеплейстоценовых - голоценовых осадочных толщ территории северной и северо-восточной Европы. Разработана методика палеомагнитных исследований неконсолидированных осадков, определены критерии выбора объектов - потенциальных носителей информации о вековых вариациях, предложен оптимальный комплекс магнитно-минералогических методов, позволяющий определить состав магнитной фракции, ее размеры и концентрацию. Получены новые данные по магнитным свойствам, магнитной минералогии и естественной остаточной намагниченности магнетит- маггемит- гематитсодержащих озерных, озерно-ледниковых, озерно-морских и морских отложений, слагающих кровлю современного осадочного чехла. Впервые проблема образования естественной остаточной намагниченности рассмотрена в рамках седиментологической модели формирования ленточных глин как производных мутьевых потоков. На основе экспериментальных исследований осадочных толщ разных генетических типов, с разными скоростями осадконакопления, на серии хронологически перекрывающихся разрезов впервые получена “запись” вариаций компонент древнего геомагнитного поля - склонения и наклонения. Получены новые данные о динамике геомагнитного поля за последние 13 тысяч лет. Установлено, что в позднеледниковье - раннем голоцене палеовековые вариации в западной и северной Европе существенно отличались, в то время как в среднем - позднем голоцене изменение геомагнитного поля было подчинено общим закономерностям по крайней мере на 40-60 с.ш. Сделан вывод об отличии в режиме генерации геомагнитного поля в эпоху позднеледниковья и в позднем голоцене. Впервые для региона центральной и восточной Европы результаты архео- и палеомагнитных исследований сопоставлены между собой в пространстве и во времени. Это знаменует реальную связь двух методов в достижении единой цели - изучении древнего магнитного поля Земли, и дает надежный фактический материал для изучения геомагнитных вековых вариаций с периодами от нескольких десятков до нескольких тысяч и более лет. Выделенные пики вариаций, возраст которых определен варвохронологическим и радиоуглеродным методами, согласуются с результатами по соседним территориям и предлагаются в качестве региональных палеомагнитных реперов. Сводная региональная магнитохронологическая (магнитостратиграфическая) схема палеовековых вариаций склонения и наклонения является новым инструментом для расчленения, стратификации и корреляции осадочных толщ на севере Европейского континента. Это позволяет решать ряд геолого-геофизических задач. Например, по результатам палеомагнитных определений впервые удалось решить проблему корреляции комплекса позднеледниковых отложений северной Европы, а именно связать ленточные глины, слагающие покровную толщу юго-восточной части Балтийского щита, со шведской варвохронологической шкалой. Не подтвержден ни один из трех экскурсов геомагнитного поля (Этруссия, Соловки, Готенбург) за последние 13 тыс. лет, что ставит под сомнение объективность их выделения как геофизического феномена, либо свидетельствует об их региональном характере. На основе расчета траектории дрейфа виртуальных геомагнитных полюсов и материалов по палеоклиматическим реконструкциям в позднеледниковье - голоцене доказана связь периодов потеплений и похолоданий в северной, центральной и восточной Европе с местоположением геомагнитного полюса (как центра аврорального овала). Колебания климата в масштабах сотен - первых тысяч лет связаны с вековыми вариациями геомагнитного поля в рамках механизма, обуславливающего существенное влияние на атмосферную циркуляцию в тропосфере геомагнитной активности и связанной с ней процессов в авроральном овале. Этим объясняется чередование периодов глобальных потеплений и так называемых ”малых ледниковых эпох”. Этот результат имеет прямое отношение к проблеме изучения окружающей среды и прогнозам ее изменения (в связи с геофизическими и климатическими факторами) в будущем.

Новые данные о вековых геомагнитных вариациях могут быть использованы для решения следующих прикладных и фундаментальных проблем: палеомагнітний мінералогічний неконсолідований осадок

использование магнитохронологической (магнитостратиграфической) схемы палеовековых вариаций для расчленения и корреляции молодых осадочных комплексов (в первую очередь осадков современных долгоживущих озер и окраинных морей);

исследование динамики процессов в Земном ядре, приводящих к генерации геомагнитного поля;

исследование причинно-следственных связей и механизмов как долговременных (в масштабах сотен - тысяч лет), так и кратковременных (в масштабах суток) климатических флуктуаций, обусловленных геофизическими факторами.

Ключевые слова: осадочные толщи, палеомагнитный метод, геомагнитное поле, вековые вариации, магнитохронология, голоцен, позднеледниковье, климат.

Bakhmutov V.G. Geomagnetic palaeosecular variations and Late Weichselian - Holocene magnetochronology. - Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of doctor of geological sciences in speciality 04.00.22 - geophysics. The S.I.Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Science of Ukraine, Kiev, 2001.

The dissertation is devoted to the geomagnetic field secular variations investigation. They are distinguished by palaeomagnetic study of Late Pleistocene - Holocene sediments in NE Europe. The procedure of palaeomagnetic research of soft sediments is developed. The selection criteria of sediments carrier of secular variations information and complex of magnetic-mineralogical methods and statistical methods of treatment of data are determined. For the first time the records of declination and inclination variations during the last 13 ky are obtained on the chronological overlapping outcrops and cores. The new data for geomagnetic field changes are given. It was concluded that the mechanism of geomagnetic field generation in Late Weichselian and Late Holocene is different. The composite regional magnetochronological (magnetostratigraphical) scheme of palaeosecular variations as a new tool for stratification and correlation of sediments on the north European area is constructed. It was established that the long-term climate changes are connected with geomagnetic secular variations. Here the change of stadial (cold) and interstadial (warm) stages depends on the geomagnetic pole position (as a centre of aurora oval) approaching of moving away from N Europe. The last one has a bearing on the atmospheric circulation.

Key words: sediments, paleomagnetism, geomagnetic field, secular variations, magnetochronology, Holocene, Late Weichselian, climate.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність досліджень. На думку багатьох вчених настав момент, коли необхідно усвідомлювати, які результати можна приймати за достовірні, що підлягає перевірці або уточненню, і від яких уявлень, нехай навіть популярних, варто відмовитися. Тому не дивує зацікавленість новітньою геологічною історією нашої планети, яка достатньо вивчена за допомогою геолого-геофізичних методів і привертає в останній час підвищену увагу дослідників різних наукових напрямків. Отже, назріла необхідність підбирати ключі до розгадки природних процесів і механізмів, що спричиняють довгострокові зміни навколишнього середовища. Заключний етап плейстоцену, з яким пов'язане танення останнього льодовикового покриву, підняття рівня світового океану на десятки метрів, глобальне потепління клімату та інші події, що у масштабі геологічного часу можна характеризувати як катастрофічні, і голоцен, протягом якого формувалося сучасне природне середовище та розвивалася цивілізація, привертають до себе особливу увагу як події недавнього минулого, з яким пов'язане майбутнє.

Інакше кажучи, нині нагромаджений великий фактичний матеріал, іноді суперечливий, котрий найчастіше заводить дослідників у глухий кут при спробах розібратися не тільки у причинно-наслідкових зв'язках деяких процесів, але й з первинним матеріалом, отриманим різними авторами на одних і тих самих об'єктах. Зазначене у деякій мірі має відношення і до палеомагнітології - науки про геомагнітне поле минулих епох.

На сучасному етапі аналіз просторово-часової структури геомагнітного поля у минулому проводять за даними магнітних обсерваторій (останні 150-200 років), за археомагнітними (до 5000-6000 років тому) і палеомагнітними (часовий діапазон не обмежений) даними. Палеомагнітний метод є найбільш перспективним інструментом для вивчення еволюції процесів з періодами 10² - 10⁴ років. До того ж донині лише по окремих регіонах отримані достовірні записи вікових геомагнітних варіацій, яких абсолютно недостатньо для експериментального обґрунтування теоретичних розробок про механізм генерації геомагнітного поля. Зазначене зумовлено низкою принципових проблем, що виникають під час реконструкції вікових варіацій за “записом” у гірській породі як на першому етапі, який пов'язаний з дослідженням природи намагніченості відкладів, так і на кінцевому етапі при прив'язці результатів до шкали часу.

Отже, актуальність дослідження варіацій геомагнітного поля палеомагнітним методом зумовлена як нагальною потребою розвитку наших уявлень про еволюцію внутрішніх геосфер і процесів у рідкому ядрі і на межі ядро - мантія, так і необхідністю підтвердження або заперечування гіпотез, що лежать в основі природних процесів і їхніх механізмів у межах недавньої еволюції Землі як планети.

З іншого боку, при цьому може бути розв'язана низка задач прикладного характеру, пов'язаних з практичним застосуванням палеомагнітних даних у магнітостратиграфії і магнітохронології.

Зв'язок роботи з науковими програмами і темами основних наукових робіт Інституту. Дисертаційна робота виконана в Інституті геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України (директор - академік В.І.Старостенко) у відділі геомагнетизму в рамках тем "Динаміка геомагнітного поля і розробка регіональної магнітостратиграфічної шкали УРСР і МРСР часового інтервалу від 10 млн. років до сучасності" (№ держ. реєстрації 01860083183) і “Дослідження структури і динаміки геомагнітного поля за останні 10000 років” (№ держ. реєстрації 0194U006720), а також у рамках теми “Палеовікові варіації геомагнітного поля високих широт, записані в пізньоплейстоценових - голоценових озерних відкладах північного заходу Росії, їх використання у магнітостратиграфії і зв'язок з довгостроковими кліматичними змінами” по гранту КЗС 100 Уряду України і Міжнародного Наукового Фонду.

Мета і задачі роботи. Головною метою роботи було відновлення запису варіацій геомагнітного поля палеомагнітним методом і одержання основних параметрів його вікових варіацій. Предметом досліджень були пізньольодовикові - голоценові осадові комплекси території Кольського півострова, Карелії і східної Балтики.

Для досягнення поставленої мети були сформульовані наступні основні наукові задачі:

Розробка методики виділення вікових варіацій, “записаних” у розрізах осадових товщ різного генезису, і критеріїв вірогідності отриманих результатів.

Визначення основних закономірностей зміни геомагнітного поля в пізньому плейстоцені - голоцені.

Розробка регіональної магнітохронологічної і магнітостратиграфічної шкали вікових варіацій геомагнітного поля як основи для розв'язання прикладних задач геології і геофізики.

Дослідження зв'язку геомагнітного поля з довгостроковими змінами навколишнього середовища.

Наукова новизна і практичне значення одержаних результатів. Автором уперше одержаний детальний запис варіацій компонент геомагнітного поля і наведена оцінка їхніх основних параметрів (амплітуда, морфологія, спектр) для території північної Європи за останні 13 тисяч років.

Найважливішими новими науковими результатами є наступні:

вперше сформульовані критерії вибору осадових порід для палеомагнітних досліджень як потенційних носіїв інформації про вікові геомагнітні варіації. Щодо неконсолідованих відкладів визначений оптимальний комплекс магнітно-мінералогічних методів, який дає відповідь про склад магнітної фракції і дозволяє простежити її зміни в залежності від умов седиментації. Одержано нові дані про магнітні властивості, магнітну мінералогію і природну залишкову намагніченість магнетит- магеміт- гематитвміщуючих озерних, озерно-льодовикових, озерно-морських і морських відкладів, які складають покрівлю сучасного осадового чохла на території північної Європи;

процес формування природної залишкової намагніченості стрічкових глин уперше розглянуто у рамках седиментологічної моделі озерно-льодовикових відкладів як типових турбідитів - похідних суспензійних потоків. Доведено, що для дослідження вікових варіацій інформативними є стрічкові глини дистальної зони і, в деяких випадках, глини периферії проксимальної зони;

уперше запис варіацій компонент геомагнітного поля - схилення і нахилення - отриманий на літологічно різнорідних осадах у серії безперервних розрізів, які хронологічно перекриваються. Незалежно від швидкості осадконакопичення, літології, особливостей залягання породи і техніки відбору колекцій зразків, об'єктом досліджень був єдиний геофізичний феномен - геомагнітні вікові варіації. Це дало можливість здійснювати жорсткий контроль вірогідності отриманих результатів. Зазначене підтверджується й у співставленні архео- і палеомагнітних даних, що вказує на реальний зв'язок цих двох методів при досягненні єдиної мети - дослідження древнього магнітного поля Землі;

у роботі статистичні методи обробки рядів палеомагнітних даних отримали подальший розвиток. Удосконалено методику обробки палеомагнітних даних з метою виділення палеовікових варіацій. Основну увагу приділено приведенню матеріалу до часового ряду із залученням самих надійних і високоточних методів датування молодих осадових товщ;

уперше отримані дані про вікові варіації, які детально відтворюють динаміку змін компонент вектора геомагнітного поля у північній Європі за останні 13 тис. років. На підставі цих результатів уперше побудована регіональна магнітохронологічна і магнітостратиграфічна схема вікових варіацій геомагнітного поля, яка дозволила розв'язати ряд важливих прикладних геологічних задач. Зокрема, комплекс пізньоплейстоценових озерно-льодовикових відкладів південно-східної частини Балтійського щита був пов'язаний з шведською варвохронологічною шкалою;

уперше встановлено зв'язок між варіаціями геомагнітного поля і довгостроковими кліматичними змінами в Європі протягом пізнього плейстоцену - голоцену. До того ж визначальний вплив на характер атмосферної циркуляції в Європейському секторі має місце знаходження геомагнітного полюса як центру аврорального овалу.

Достовірність отриманих результатів забезпечується великим обсягом фактичного матеріалу і єдиною методикою експериментальних досліджень. У процесі роботи вивчено 34 розрізи, результати отримані по вимірам більш 12000 зразків. Основні закономірності зміни геомагнітного поля одержані за результатами палеомагнітних досліджень глин і мулів різних генетичних типів. Доказом достовірності виділених варіацій є гарна збіжність одновікових результатів по різним об'єктам і відповідність палеомагнітних даних археомагнітним визначенням для наймолодшого відрізка часу.

Наукова і практична значимість роботи. Розроблені методи виділення й аналізу вікових варіацій можуть бути використані для палеомагнітного вивчення сучасних озерних і морських відкладів на будь-якій території у широкому діапазоні часу, що виходить за рамки дослідженого інтервалу. Отримані параметри вікових варіацій мають важливе значення для побудови моделей еволюції геомагнітного поля за останні 13 тис. років, що відображають динаміку процесів у земному ядрі і на межі ядро - мантія.

Практичний і науковий інтерес являє регіональна магнітохронологічна і магнітостратиграфічна схема палеовікових геомагнітних варіацій, яка відкриває нову сторінку магнітостратиграфії як методу кореляції геологічних об'єктів. Розв'язання ряду конкретних задач, пов'язаних із розчленуванням і кореляцією молодих осадових комплексів, зокрема, при побудові карти четвертинних відкладів Фінляндії і північного заходу Російської федерації масштабу 1:1000000, свідчить про практичну значимість отриманих результатів. Іншим важливим моментом є встановлення зв'язку варіацій геомагнітного поля з довгостроковими кліматичними змінами в Європі. Наукове і практичне значення цього результату важко переоцінити. По-перше, відкривається перспектива довгострокових (у масштабі сотень років) прогнозів змінювань клімату (і навколишнього середовища) у майбутньому. На думку автора результати даної роботи наближають нас до розгадки феномена “малих льодовикових епох” (або чергування періодів тривалих похолодань - потеплінь) як похідних природного процесу. По-друге, підтверджується механізм зв'язку геомагнітної активності з короткоперіодними (у тому числі катастрофічними) кліматичними змінами в рамках гіпотези про визначальний вплив процесів в авроральному овалі на атмосферну циркуляцію в Європейському секторі північної півкулі.

Особистий внесок автора. Автор сформулював мету і задачі, розв'язання яких наведено у даній роботі. Він здійснював наукове керівництво й безпосередньо приймав участь у всіх етапах і напрямках досліджень, таких як: організація і проведення експедицій по відбору фактичного матеріалу, підготовка і вимірювання зразків на магнітометричній апаратурі як на Україні, так і за кордоном (Польща, Росія), розробка програмного забезпечення статистичних методів обробки й інтерпретація результатів. Всі основні наукові результати, викладені в роботі, отримані автором особисто. В опублікованих у співавторстві статтях автору належать: геологічне обґрунтування робіт, цілком або частково експериментальні дослідження, інтерпретація палеомагнітних результатів, обговорення результатів і висновки.

Апробація результатів дисертації Основні положення дисертації заслухано і обговорено на III і IV Всесоюзних з'їздах по геомагнетизму (Київ - Ялта, 1986; Суздаль, 1991), Міжнародному симпозіумі “Методи досліджень озерних відкладів у палеоекологічному і палеокліматичному аспектах” (Вільнюс, 1986), VII Всесоюзному симпозіумі по історії озер (Ленінград - Таллінн, 1986), Міжнародної екскурсії по дегляціації і крайовим утворенням пізнього дріасу в східній Феноскандії (м. Апатити, 1993), Міжнародних нарадах по проекту II -2 КАПГ (Прага, 1986, 1988), Всеросійській нараді “Найголовніші підсумки у вивченні Четвертинного періоду й основні напрямки досліджень у XXI столітті” (Санкт-Петербург, 1998), Міжнародному симпозіумі “Палеоклімати й еволюція палеогеографічних обстановок у геологічній історії Землі” (м. Петрозаводськ, 1998), Міжнародному симпозіумі Європейської Асоціації Геофізиків (EUG-VII) у Страсбурзі в 1993 р., Міжнародному симпозіумі Європейського Геофізичного Союзу EGS-XX у Гамбурзі в 1995 р. і EGS-XXII у Відні в 1997 р., XIV Міжнародному симпозіумі по вивченню Четвертинного періоду INQUA у 1995 р. у Берліні, Міжнародній конференції підкомісії INQUA по вивченню плейстоценових відкладів України (Київ, 2001), Всесоюзних і Всеросійських нарадах по магнетизму гірських порід і палеомагнетизму в м. Борок (остання була у 1999 р.), VII Всесоюзній школі по морській геології (м. Геленджик, 1986), II Всесоюзній школі “Сучасні методи морських геологічних досліджень” (м. Світлогорськ, 1987), Міжнародному семінарі “Геологія Четвертинних відкладів і новітня тектоніка льодовикових областей Східної Європи” (м. Апатити, 1992), VIII Всесоюзній нараді по крайовим утворенням материкових зледенінь (м. Мінськ, 1990), Першій і Третій Міжнародних нарадах “Нові тенденції у геомагнетизмі” (Чехія, 1988, Словаччина, 1992); Міжнародній конференції “Екологія людини XXI сторіччя” (м. Львів, 2001).

Публікації. Результати досліджень викладені в 50 публікаціях і трьох звітах, а основні положення дисертації опубліковані в 27 роботах. З опублікованих робіт 14 написано автором особисто (7 статей у журналах і 7 тез міжнародних з'їздів, симпозіумів і конференцій), 36 публікацій у співавторстві.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 511 сторінках (291 сторінка основного тексту), і складається з вступу, шести розділів, висновків, переліку посилань з 569 найменувань, і шести додатків. Робота містить 95 рисунків (на 95 сторінках) і 33 таблиці (на 24 сторінках), шість додатків викладені на 38 сторінках включаючи 4 рисунки і 3 таблиці.

КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано загальну характеристику роботи: обґрунтовується актуальність і формулюються мета та задачі досліджень, подана наукова та практична значущість роботи, її зв'язок з науковими програмами Інституту, наведено ступінь особистого внеску автора та апробацію результатів досліджень.

В оглядовому розділі коротко розглянуті основні методи вивчення магнітного поля Землі (МПЗ) і сучасні уявлення про геомагнітні варіації, зумовлені процесами в земному ядрі і на межі ядро-мантія. Дані магнітних обсерваторій і історичні відомості про геомагнітне поле не виходять за рамки кількох сотень років. Єдиним джерелом інформації про зміни геомагнітного поля в минулому є архео- і палеомагнітні дані. При цьому перші мають вікові обмеження в декілька тисяч років, у той час, як палеомагнітні дані практично не обмежені в часі. Саме з останніми пов'язаний новий етап у вивченні просторово-часової структури древнього МПЗ, що почався з розробки і впровадження методів палеомагнітних досліджень донних відкладів сучасних озер. Незважаючи на втрату в точності у порівнянні з археомагнітними визначеннями (і тим більше з історичними даними), альтернативи донним відкладам довгоживучих озер, як об'єкту вивчення варіацій МПЗ за останні кілька десятків тисяч років, немає з наступних причин: 1) можна вибрати достатню кількість об'єктів у різних точках Землі, по яких можливо відновити безперервний “запис” древнього геомагнітного поля; 2) високі швидкості осадконакопичення дозволяють одержувати палеомагнітний “запис” високого розділення (перші десятки років); 3) можливість відбору необхідної кількості фактичного матеріалу (як з кернів донних осадків, так і з природних відслонень) з метою підвищення достовірності результатів і відбраковування завад, зумовлених різними причинами (механічними порушеннями, процесами седиментогенеза та ін.); 4) можливість досить точного визначення віку сучасними методами датування (радіовуглецевий, палінологічний, варвохронологічний). Зазначене також стосується донних відкладів окраїнних морів, відносний внесок яких у порівнянні з озерними відкладами є незначний. Надалі, щоб привернути увагу саме до результатів палеомагнітних досліджень, які дозволили виділити зміни геомагнітного поля з часом, у роботі вживається термін “палеовікові варіації” (palaeosecular variations).

У цілому як археомагнітний, так і палеомагнітний методи мають свої переваги і недоліки. До останніх у палеомагнітному методі належить вплив завад, що виникають у процесі формування в осадках природної залишкової намагніченості (ПЗН, NRM). Вік відкладів не обов'язково синхронний з часом утворення ПЗН, а амплітуда варіацій може бути істотно згладжена. Лише біля 15-20% палеомагнітних “записів” є інформативними для подальшого виділення вікової варіації. Тому на сьогоднішній день лише по окремих регіонах палеомагнітні результати можуть задовольняти сучасні вимоги до вихідного фактичного матеріалу (ряди даних по одновіковим розрізам збігаються, “записи” мають високу ступінь розділення, хронологічна прив'язка досить точна й інші). Надійні визначення палеовікових варіацій були виконані у Західній Європі, Північній Америці, Південній Америці, Австралії, Африці, Близькому Сході, Японії, Китаї, і у роботі подано стислий аналіз цих результатів. Відповідно до палео- і археомагнітних даних основними характерними рисами вікових варіацій за останні 10000 років є: а) як західний, так і східний дрейф (згідно з правилом Ранкорна) з переважанням першого; б) переважання ”збурених” періодів порівняно із ”спокійними”; в) наявність в однаковій мірі періодів, за яких вісь диполя максимально наближається до осі обертання Землі або відхиляється від неї (наприклад, як за останні 400 років); г) існування інтервалів як зниженої (більш стародавній) так і підвищеної (більш молодий) величини магнітного моменту Землі (у порівнянні із сучасним значенням).

Відповідно до різноманітного фактичного матеріалу по віковим варіаціям, у даному розділі розглянуто питання західного дрейфу геомагнітного поля. Очевидна неоднозначність наведеної оцінки як швидкості дрейфу недипольного поля і його вікових варіацій, так і напрямку дрейфу у різних частинах Землі. Аналіз дрейфу подано у вигляді моделей згідно:

а) інтерпретації коефіцієнтів сферичного гармонічного аналізу (СГА). Наведено приклад моделі С.І. Брагінського для речовини ядра, яка обертається відносно мантії, і МАК-хвиль різної частоти. Відзначено, що для дослідження глобальних характеристик геомагнітного поля (траєкторії дрейфу віртуальних геомагнітних полюсів, варіацій дипольного і недипольного моментів і т.д.) даних для останніх 10000 років недостатньо;

б) подання МПЗ сукупністю диполів (одного із самих наочних способів моделювання просторово-часової структури геомагнітного поля). Наведено приклади сукупності центрального (або ексцентричного) і радіальних диполів при варіюванні кількості, глибини залягання, інтенсивності і динаміки сукупності диполів;

в) залучення теорії динамо-хвиль (асиметричні хвилі в -динамо). Наведено приклади синтезованих кривих варіацій кутових компонент поля у випадку поширення динамо-хвиль з різними періодами по різних азимутальних кутах у порівнянні з реальним палеомагнітним “записом”.

До того ж аналіз навіть простих моделей вікових варіацій стосовно фактичного матеріалу найчастіше приводить до очевидних парадоксів. Наприклад, при зіставленні даних по Північній Америці і Західній Європі, варіації нахилення належить вважати зумовленими дрейфуючими до заходу джерелами тоді, як варіації схилення інтерпретують відповідно до недрейфуючих осцилюючих джерел. Важливо вказати на неоднозначність інтерпретації напрямку дрейфу за палеомагнітними даними у різних регіонах. У результаті можна дійти висновку про те, що якщо протягом голоцену переважав західнонапрямлений дрейф, то для більш ранніх періодів були характерні тривалі інтервали, коли переважав східнонапрямлений дрейф.

Вікові варіації на часових інтервалах приблизно 10² років і 10⁶ років навряд чи можна пов'язувати з однаковими процесами. Зазначене підтверджується спектральним аналізом архео- і палеомагнітних даних. Розглянуто три різних класи варіацій, відмінних за своїм походженням - з періодами n10² … n10³ років (МАК-хвилі), близько 9000 років (власний період коливань гідромагнітного динамо) і порядку декількох років - декількох десятків років (“крутильні” коливання, що генеруються у приповерхневих шарах ядра поблизу межі ядро -- мантія). Донині нагромаджений фактичний матеріал дозволяє навести наступні періоди, які вирізняють у результаті аналізу різних компонент поля різноманітними методами: 20, 30, 60, 120, 300-400, 600, 900, 1200, 1800-2000, 2400, 2700-3000, 3600400 і близько 8000-9000 років. У роботі виконано аналіз кожного з визначених періодів і дана оцінка достовірності їх виділення.

Різні варіанти інтерпретації вікової геомагнітної варіації добре узгоджуються з фактичним матеріалом, проте принципово відрізняються один від одного за фізичними механізмами. До загальноприйнятої можна віднести наступну точку зору:

головна частина геомагнітного поля зумовлена механізмом гідромагнітного динамо у Земному ядрі. До того ж істотним елементом земного динамо є великомасштабні системи вихрових електричних струмів поблизу поверхні зовнішнього ядра і на межі ядро-мантія. Останні відносно повільно (у масштабах сотень -- тисяч років) видозмінюються за інтенсивністю і місцем розташування;

магнітні поля, зумовлені вище зазначеними струмами, відповідальні за найбільші відхилення від дипольної моделі поля, яке спостерігають на земній поверхні. Внесок варіацій недипольного поля (за останні 10 тис. років) складає до 20%. Поле на поверхні ядра є істотно недипольним;

вся система генерації вікових варіацій нелінійна і у ній, крім основних коливань, можуть реалізуватися коливання різної тривалості й амплітуди;

конкретний механізм генерації системи вихрових струмів на поверхні ядра незрозумілий. Розв'язання питання про виникнення такого механізму є головним у майбутніх дослідженнях із теорії вікових варіацій. До того ж найбільш перспективним із точки зору одержання базової інформації є палеомагнітний метод.

Таким чином, дослідження палеовікових геомагнітних варіацій являє собою окрему проблему, першочерговими задачами якої є вибір найбільш придатних для цих цілей осадових комплексів та опрацювання сучасних уявлень про просторово-часову структуру геомагнітного поля. Ряди палеомагнітних записів тривалістю десятки - сотні тисяч років відкривають принципово нові можливості у дослідженні спектру варіацій. Крім того, палеомагнітні записи з високим розділенням дозволяють вивчати коливання класу “крутильних” (десятки -- перші сотні років), які недостатньо охоплені обсерваторcькими і археомагнітними даними відповідно в області низьких і високих частот.

У палеомагнетизмі передусім вивчають процес формування намагніченості, оскільки без відповідей на питання: а) чи присутні в породі первинна і вторинні компоненти; б) чи можливо і як усунути вторинну компоненту (компоненти) для одержання інформації про первинну природну залишкову намагніченість (ПЗН₀) -- неможливо дати оцінку фізичним і хімічним процесам набуття породою ПЗН і, відповідно, бути впевненим у точності і вірогідності палеомагнітної інформації, пов'язаної із ПЗН₀.

Дослідження процесів, у результаті яких відбувається формування ПЗН, тісно пов'язане з вивченням магнітних властивостей відкладів (основні характеристики магнітних мінералів осадових порід наведено у Додатку А). Для дослідження ПЗН розроблено низку методів, за результатами яких можна зробити висновки про: зв'язок магнітних мінералів з тими чи іншими видами намагніченості; ступінь стабільності компонентів намагніченості; можливість виділення первинної компоненти і величину вірогідності її визначення. Хоча, здавалося б, для молодих відкладів поставлені задачі менш складно розв'язати, ніж для давніх порід, важливість вирішення цих питань і велика кількість нюансів дають усі підстави для їхнього всебічного висвітлення у даному розділі. Тут коротко розглянуті основні аспекти формування в неконсолідованих осадках орієнтаційної (DRM), посторієнтаційної (PDRM), хімічної (CRM) і в'язкої (VRM) намагніченостей. Показано, що лабораторні експерименти по формуванню DRM-PDRM можна розглядати лише як додаткову інформацію до результатів, отриманих на природних об'єктах.

У роботі магнітні властивості озерних осадків насамперед аналізуються з точки зору їхньої палеомагнітної інформативності, а самі відклади класифікують за умовами живлення біомаси у водоймищах, а точніше за належністю озера до оліготрофно - мезотрофно - евтрофного типу. Магнітні характеристики донних утворень дуже відрізняються в залежності від того, до якого з типів озер належить водоймище. Значні зміни магнітних параметрів порід, навіть у межах одного розрізу, можуть бути зумовлені різними причинами, а саме: зміною складу магнітної фракції, розміру зерен і їхньої концентрації та ін. Таким чином, основним питанням є встановлення природи намагніченості і всебічна характеристика мінералів заліза, які зумовлюють її формування. Показано, що для дослідження палеовікових варіацій передусім придатні відклади озер оліготрофного типу (мули з низьким вмістом органіки, стрічкові і гомогенні глини, алеврити) і в меншій мірі мезатрофного типу, хоча саме останні переважно використовують для абсолютних і відносних методів датування.

Особливу увагу у роботі надано магнітно-мінералогічним методам, які є найважливішою і невід'ємною частиною палеомагнітних досліджень, так як дозволяють виявити мінерали заліза - носії ПЗН, оцінити розміри їхніх зерен, структуру і т.д., і зрештою визначити їхній генезис. Різноманітні методи вивчення магнітної фракції, використані у роботі, можна розділити на дві групи: нагрівні і безнагрівні. Застосувати нагрівны методи щодо неконсолідованих відкладів більш складно, оскільки незворотні процеси дегідратації відбуваються навіть в умовах збереження (висихання) осаду. Тому віддають перевагу безнагрівним методам, хоча часто вони менш інформативні і не є альтернативою температурним. З урахуванням досвіду багаторічних досліджень озерних і морських відкладів, можливостей стандартної лабораторної магнітометричної апаратури, інформативності того чи іншого методу і витрат часу на експериментальні роботи, автор рекомендує наступний магнітно-мінералогічний комплекс досліджень щодо неконсолідованих осадків та більш широкого діапазону порід (наводить опис конкретних прикладів для кожного з методів на оригінальному фактичному матеріалі):

аналіз компонентів ПЗН. Уже на початковому етапі порівняння результатів Н- і Т-розмагнічування коерцитивні спектри і блокувальні температури компонентів ПЗН можуть використовуватися як попередні діагностичні ознаки деяких магнітних мінералів (наприклад, присутність магнетиту і гематиту і відсутність грейгиту і гетиту);

термомагнітний аналіз по намагніченості насичення J_s і залишкової намагніченості насичення J_rs. Термомагнітний аналіз по намагніченості насичення є індикатором магнітних мінералів, у той час як другий ще й структурно залежний. Одним з окремих випадків підвищення роздільної здатності методу є вимірювання першої похідної намагніченості за температурою (диференціальний термомагнітний аналіз ДТМА). Дещо інша методика лежить в основі термомагнітного методу аналізу параметрів насичення J_rs і H_cr. Варіації цих параметрів дозволяють міркувати про те, які зміни магнітної фракції відбулися в зразку у певному температурному діапазоні, а звідси -- який первісний склад магнітної фракції. Як правило, ці результати інтерпретують разом з даними термомагнітного аналізу J_s(T) і J_rs(T);

ізотермічна залишкова намагніченість (IRM або J_r) і криві терморозмагнічування IRM. Форма кривих IRM при зростаючому намагнічуючому полі є мірою коерцитивного спектру магнітних мінералів, які присутні у зразках. Терморозмагнічування IRM, наведеної у різних полях по різним осям зразка, дає уявлення про розподіл блокуючих температур і дозволяє робити висновки про присутність у породі “м'якої” чи “жорсткої” магнітної фракції;

аналіз петлі гістерезису (одержаної на сучасних високочутливих градієнтних вібромагнітометрах). Він дозволяє не тільки визначати ряд параметрів (J_s, J_rs, H_c, H_cr) для слабомагнітних порід, але й доменну структуру магнітної фракції для порід, що містять титаномагнетит (за параметрами J_rs/J_s і H_cr/H_c). Останнє надзвичайно важливо при дослідженні озерних відкладів, носіями ПЗН в яких найчастіше є магнетит;

модифікований тест Лоурі-Фуллера. Він є доповнювальним до аналізу петлі гістерезису і дозволяє визначити, які із зерен -- переважно однодоменні (SD) або багатодоменні (MD) -- є носіями ПЗН. Модифікація класичного тесту Лоурі-Фуллера для осадових порід (порівняння стабільності Н-розмагнічування IRM, ARM і NRM) дозволяє зручно визначити відносну концентрацію SD і MD зерен у магнетитвміщуючих осадках.

У результаті комплексного застосування зазначених методів встановлено, що у досліджених товщах озерних, озерно-льодовикових, озерно-морських відкладів мінерали заліза -- носії намагніченості -- представлені (у порядку спадання) магнетитом, гематитом, магемітом, титаномагнетитом і титаномагемітом. До того ж проаналізована надто строката картина зміни магнітних параметрів уздовж розрізів і як результат виявлена природа намагніченості щодо різних магнітних мінералів. Наприклад, в озерно-льодовикових відкладах крім орієнтаційної намагніченості DRM (або РDRМ), встановлена наявність хімічної намагніченості СRМ. При цьому: а) в одних випадках на ділянках з DRM (РDRМ) і CRM остання формується як до, так і після осадження і поряд з DRM (РDRМ) фіксує напрям магнітного поля, що відповідає часу формування осаду; б) в інших випадках CRM формується відразу після осаджування і пов'язана з гематитом (пігментом), і до інтерпретації таких результатів потрібно ставитись обережно. Однак ідентифікація хімічної намагніченості ще не свідчить про те, що палеомагнітна інформація може бути перекручена. Крім того встановлено, що навіть у межах одного водоймища можливі значні змінення складу магнітної фракції в залежності від умов седиментації. У палеомагнітно інформативних об'єктах переважає орієнтаційна (посторієнтаційна) намагніченість, пов'язана, насамперед, із псевдооднодоменними зернами магнетиту або однодоменними зернами гематиту. Можна зробити висновок про відсутність у досліджуваних товщах гетиту і грейгіту. При ідентифікації багатокомпонентного складу магнітної фракції і його зміні в залежності від умов седиментації критерієм вірогідності виділення палеовікових варіацій є узгодження результатів по різним об'єктам, які розрізняють за літологією. Це основний і найсильніший критерій доказу геофізичної природи вікових варіацій геомагнітного поля.

У заключній частині цього розділу проаналізовано магнітні параметри, чутливі не лише до концентрації магнітних мінералів, але також до розміру зерен, їх доменної структури і мінералогії. Крім магнітної сприйнятливості розглянуто наступні параметри: ідеальна залишкова намагніченість I_ri (ARM), параметр _ARM, ізотермічна залишкова намагніченість насичення I_rs (SIRM), відношення SIRM/, ARM/ і _ARM/, S-фактор (S_-0.1=(IRM_-0.1/SIRM)) і “жорстка” IRM (HIRM_0.3= (SIRM+IRM_-0.3)/2). Не можна віддати перевагу будь-якому із перелічених параметрів (Додаток Б). Кожний з них потрібно розглядати у сукупності з іншими магнітними характеристиками, але підсумкові результати не повинні приводити до суперечливих висновків. Ураховуючи трудомісткість одержання всіх цих параметрів, виникає потреба обмежити їх оптимальну кількість, а у разі необхідності збільшити обсяг експериментальних робіт. На прикладі одного розрізу у роботі продемонстрована комплексна інтерпретація всіх перерахованих вище параметрів і продемонстрована можливість вивчення варіацій напруженості геомагнітного поля при палеомагнітних дослідженнях озерних відкладів (фактор Q, NRM/ARM і NRN/SIRM).

Деякі питання методики вивчення й теорії формування природної залишкової намагніченості молодих осадових комплексів.

В основі всіх палеомагнітних побудов лежить методика виділення первинної намагніченості J_n⁰ і доказ її геофізичної природи. Найвагомішим аргументом на користь останнього можна вважати подібність результатів, отриманих по декільком одновіковим розрізам (кернам). Проте, навіть у межах одного водоймища, можуть виникати труднощі при кореляції магнітних параметрів у близько розташованих розрізах. Особливим кроком у нашому розумінні процесів формування намагніченості в осадках є аналіз палеомагнітних результатів у рамках запропонованої у роботі седиментологічної моделі озерно-льодовикових відкладів як похідних суспензійних потоків.

З метою виділення напрямків компонент ПЗН застосовувалися стандартні Н- і Т-методи чищення. При обробці колекції передусім проводилося багатоступеневе розмагнічування ведучої колекції зразків (10-20% від загальної кількості рівнів), за результатами якого вибиралася та чи інша методика магнітного чищення. Показано, що застосування одно- двоступеневого розмагнічування для масового чищення зразків у більшості випадків є методично обґрунтованим і достатнім. В інших випадках тільки індивідуальний підхід і залучення методів компонентного аналізу (детально викладених в Додатку Г) дозволяє визначити напрям первинної компоненти намагніченості з похибками, меншими за очікувані амплітуди вікових варіацій.

Раніше при розгляді природи намагніченості озерних відкладів генетичним питанням формування різного типу осадів практично не приділялося уваги. Дослідники, які пов'язували спотворення запису магнітного поля у відкладах прильодовикових водоймищ з різними причинами, незалежними від геомагнітних варіацій, ніяких конкретних рекомендацій щодо вибору об'єктів та інтерпретації результатів палеомагнітних досліджень не запропонували. Проведення детальних комплексних досліджень двох палеоводоймищ (Усть-Пялкського на території Кольського півострова і Шуйського на території Карелії) дозволило виявити основні закономірності будови і умови формування стрічкових глин і проінтерпретувати палеомагнітні характеристики в рамках седиментологічної моделі.

Стрічкові глини детально вивчені в проксимальній і дистальній зонах палеоводоймищ, а у межах проксимальної зони розглянуті зміни структурно-текстурних характеристик відкладів як у дистальному напрямку, так і по латералі. Встановлено, що ритмічна будова стрічок проксимальної зони подібна ритмам типових турбідитів. Елементи ритму A, B, C і D формуються суспензійним потоком по мірі зменшення його швидкості, а глинистий прошарок E відкладається частково влітку безпосередньо з потоку і частково взимку із суспензії. Повні ритми, що складаються з п'яти елементів (ABCDE), зустрічаються рідко внаслідок еродування наступними суспензійними потоками підстилаючих відкладів. Звідси - неможливість підрахунку кількості сезонних стрічок і визначення швидкості осадконакопичення у товщі глин проксимальної зони. Відклади дистальної зони, подані переважно елементами ритму DE, накопичуються за один календарний рік, що підтверджують як результати палеомагнітних досліджень, так і розрахунки періодів варіацій товщини стрічок, які кратні 11-річному циклу сонячної активності.

Результати детальних палеомагнітних досліджень показали, що інформативними для виділення вікових варіацій є насамперед глини дистальної зони (складені елементами ритму DE) і в деяких випадках глини периферії проксимальної зони. Важливою складовою досліджень палеовікових варіацій є оцінка рівня вірогідності отриманих результатів, а саме відповідь на запитання: в якій мірі отримані варіації кутових компонент - схилення і нахилення - відображають варіації геомагнітного поля. Аналіз їх “запису” у дистальних стрічкових глинах Шуйського і Усть-Пялкського прильодовикових водоймищ протягом відповідно 540 і 606 років дозволив напевне стверджувати про виділення РSV, зумовлених саме геофізичними причинами. Показано, що концепцію формування орієнтаційної намагніченості в осадових породах необхідно переглянути з точки зору інформативності DRM для визначення напрямку древнього геомагнітного поля. Результати показали, що палеомагнітна інформативність дистальних стрічкових глин зумовлена PDRM, на фоні якої DRM потрібно розглядати як перешкоду, що приводить до спотворення палеомагнітного “запису” в осаді. До того ж додаткову інформацію отримано в результаті дослідження магнітної структури відкладів у залежності від гідродинамічної обстановки. Вивчення параметрів еліпсоїда анізотропії магнітної сприйнятливості (АМС) дозволило відновити послідовність нагромадження осадової товщі в залежності від напрямку надходження теригенного матеріалу з різних флювіогляціальних дельт. Поряд з “похибкою нахилення” і “похибкою нашарування” придонні течії можуть істотно спотворити “запис” в осаді напрямку магнітного поля. У зв'язку з цим дослідження АМС треба рекомендувати як невід'ємну частину палеомагнітних досліджень неконсолідованих відкладів. До того ж, цей метод дозволяє розділити недеформовані (первинні магнітні структури) і піддані механічним деформаціям (вторинні магнітні структури) відклади, що є надзвичайно важливим у запобіганні помилок при інтерпретації палеомагнітних результатів аж до виділення помилкових “екскурсів”. На прикладі досліджень Шуйського прильодовикового водоймища продемонстровано, як за параметрами еліпсоїду АМС визначають напрямок руху потоків з різних флювіогляціальних дельт, що надає додаткову інформацію про історію розвитку палеоводоймища.

Особливості статистичної обробки і проблеми вікової прив'язки часових рядів палеомагнітних даних.

Методика дослідження палеовікових варіацій має свої особливості у порівнянні з класичним палеомагнітним методом. Істотно відрізняється як процедура відбору колекції зразків, так і обробка фактичного матеріалу. При виконанні даної роботи зразки відбирали як у відслоненнях у берегових обривах, кар'єрах і т.п., так і з кернів донних відкладів озер (рис.1) за методикою, яка забезпечує максимально точну орієнтацію кожного зразка, неперервний відбір по всій товщі осаду і, по можливості, статистично достатню кількість зразків з кожного рівня відбору (останнє відноситься тільки до природних відслонень).

Вибір методу обробки палеомагнітних даних цілком залежить від вихідного фактичного матеріалу, але у будь-якому випадку необхідно: 1) подати середні величини скалярних і векторних параметрів як функцію глибини; 2) привести масштаб глибин одного керна (або відслонення) до масштабу глибин іншого керна (або відслонення). У зв'язку із зазначеним статистичну обробку для кожного розрізу виконано індивідуально. Спочатку розраховувалися середні значення скалярних і векторних параметрів на одному рівні, а потім до ряду застосовувалася процедура згладжування. Показано, що для вихідного матеріалу оптимальним було трьох- (рідше одне- або п'яти-) рівневе осереднення; при цьому вікно осереднення у кожнім випадку підбиралося індивідуально в залежності від вихідного ряду. Дещо інший підхід був застосований для обробки результатів по відкладам з сезонною шаруватістю. При цьому оптимальним є подання вихідного матеріалу відразу не в масштабі глибин, а в масштабі часу. До того ж оптимальне вікно осереднення, яке було забезпечене статистично достатньою кількістю зразків і включало мінімальне число стрічок-років, було визначено в 30 років.

Як прийнято на практиці при палеомагнітних дослідженнях, якщо результат не підтверджений на декількох (не менше двох) розрізах, його не можна вважати достовірним. При цьому виникає необхідність приведення масштабу глибин одного розрізу (керну) до масштабу глибин іншого розрізу (керну). У роботі зіставлення “палеомагнітних записів” для різних розрізів проводилось наступними способами: а) візуальним виділенням загальних закономірностей (наприклад, піків); б) методами аналізу часових рядів (зокрема крос-кореляція) з побудовою простої моделі “вирівнювання” масштабів глибин; в) методом змінних різниць, відомим як SS-метод (від Sequence Slotting procedure). Автор наголошує на важливості останнього з них, проте до цих пір його мало використовували на практиці при кореляції палеомагнітних записів. Алгоритм, закладений в основу SS-методу (Clark, 1985; Thompson and Clark, 1989), дозволяє враховувати множинну додаткову інформацію, як, наприклад, наявність єдиних марок-горизонтів, вікові відповідності (рівні одного розрізу молодші (більш давні) рівнів другого розрізу) та іншу. Для оцінки ступеня зв'язку між двома послідовностями скалярних або векторних параметрів розраховувався параметр