Четвертичная биостратиграфия и палеоокеанология Охотского моря и других субарктических районов

Распределение видов радиолярий в колонке MD01-2415 рассмотрено с точки зрения поведения пары характеристик "относительное содержание (%) - абсолютные массы (экз./см2/тыс.л.)". Использованы данные по тем видам, которые достигают ?1% концентрации хотя бы в нескольких пробах. Выделяются две группы видов, имеющих разные долговременные моды распределения.

Группа 1 ("межледниковая"). Мода распределения видов - преимущественно синхронное увеличение относительного содержания и абсолютных масс во время межледниковых ИКС и сильное снижение встречаемости вплоть до исчезновения во время ледниковых ИКС.

Массовые виды Группы 1: A. setosa с содержанием до 40-55% в моменты максимальной встречаемости, Plagoniidae spp. с содержанием до 25-50%, L. platycephala с содержанием до 20-25% и B. inflata с содержанием до 6-10%. Ясная связь максимальных концентраций почти всех видов Группы 1 с межледниковыми слоями осадков прослеживается в ИКС 1-17. Наибольшие амплитудные вариации большинства видов Группы 1 приурочены к интервалу четырех последних ледниковых циклов, охватывающих ИКС 1-11.

Группа 2 ("ледниковая"). Мода распределения видов - увеличение абсолютных масс преимущественно во время межледниковых ИКС, иногда и во время ледниковых ИКС. Однако максимумы относительного содержания видов Группы 2 обычно не совпадают с максимумами абсолютных масс. Первые обнаруживаются большей частью в ледниковых ИКС и вне межледниковых оптимумов или не совпадают с общими ледниково-межледниковыми цикличными изменениями. Массовые виды Группы 2: C. davisiana с содержанием до 40-75% в моменты максимальной встречаемости, Spongodiscus sp. с содержанием до 40-55% и C. borealis с содержанием до 20-35%.

Суммарная концентрация видов Группы 1 в комплексах радиолярий колонки MD01-2415 во время всех ледниковых ИКС оставалась одинаково низкой, не превышая 10% (Рис. 5). Она поднималась выше 60% в большинстве межледниковых оптимумов. Суммарная концентрация "ледниковой" группы почти зеркально отражает как короткие циклические, так и долговременные изменения содержания "межледниковой" группы.

Во время ледниковых ИКС общая численность Группы 2 образует устойчивые длительные максимумы и обычно не опускается ниже 70-80%. Она становится особенно низкой, до 20-10%, в интервале межледниковых ИКС 11, 5 и 1, падает до 36-40% в ИКС 13, 9 и 7, а в ранних межледниковых интервалах до уровня 540 тыс.л.н. колеблется между 50 и 60 %.

Рис. 5. "Межледниковая" и "ледниковая" группы в колонке MD01-2415.

Вероятная палеоклиматическая интерпретация групп видов радиолярий по соотношению "относительное содержание - абсолютные массы":

1) На протяжении последних 1.1 млн. лет, охваченных микропалеонтологической летописью колонки MD01-2415, виды "межледниковой" группы обеспечивали циклическое воспроизводство межледниковых комплексов радиолярий. В ледниковых комплексах эти виды играли слабую роль, а большинство из них вообще исчезали во время оледенений.

2) Виды "ледниковой" группы были, очевидно, резидентами фауны радиолярий в Охотском море, начиная с конца раннего плейстоцена. Они были устойчивы к резким ледниково-межледниковым изменениям и выживали в гляциальных условиях, когда обширное распространение морских льдов, слабый сток Амура (= низкая поставка биогенных элементов с суши) и ограниченный приток более теплой и богатой питательными веществами воды из Японского моря и Северной Пацифики подавляли развитие биоты (Nьrnberg and Tiedemann, 2004).

3) Судя по данным об абсолютных массах, виды "ледниковой" группы вместе с видами "межледниковой" группы участвовали в создании высокопродуктивных межледниковых комплексов радиолярий, но самостоятельно поддерживали существование обедненных слабопродуктивных ледниковых ассоциаций.

В распределении общей концентрации радиолярий, разных групп видов и отдельных характерных видов устанавливается ряд изменений, вероятно, отразивших крупные переходы в палеоокеанологии Охотского моря.

На уровне около 950 тыс. лет назад установлен переход (а) к активному длительному формированию водных масс, сходных с современной ОПВМ (по началу непрерывного интервала высоких концентраций вида Cycladophora davisiana), (б) к усилению ледниково-межледниковых колебаний в накоплении биогенного кремнезема (по большему, чем ранее, росту общего накопления радиолярий и числа видов во время межледниковий), (в) к сильному межледниковому влиянию водных масс, предположительно, поступавших из Японского моря и юго-западной части Субарктической Пацифики (например, по увеличению содержания видов Lithomelissa setosa и Trisulcus sp. как вероятных индикаторов (Abelmann and Nimmergut, 2005) теплой воды из Японского моря и из соседней Пацифики у южной половины Курильской гряды). Данный переход соответствует региональному изменению в интервале от 1.0 млн. лет назад до 800 тыс. лет назад, когда в открытой Северной Пацифике начались сильные флуктуации в приповерхностном слое между периодами контрастных по сезонам холодноводных условий и сглаженной прохладной обстановки (Sancetta and Silvestri, 1986). Уровень изменений в Охотском море 950 тыс. лет назад относится к первой фазе наибольшего перехода во время глобальной СПР - первому шагу к амплитудным пилообразным ледниковым циклам и смене природного цикла от 41 тыс. лет к 100 тыс. лет (Mudelsee and Statteger, 1997).

На уровне около 700 тыс. лет назад установлен переход (а) к более слабому и/или эпизодическому влиянию на Охотское море теплых водных масс Японского моря и соседней Пацифики, (б) к более четкой природной цикличности Охотского моря, совпадающей с ледниково-межледниковыми изменениями (по колебаниям "кластерных" комплексов, а также "ледниковой" и "межледниковой" групп видов радиолярий), (в) к большему перемешиванию в верхних горизонтах воды во время коротких межледниковых оптимумов (по максимумам концентрации вида Amphimelissa setosa). Это событие соответствует началу увеличения ледниково-межледниковых вариаций комплексов радиолярий и палеотемпературы воды в южной части северо-западной Пацифики (Morley and Dworetzky, 1991). Между уровнями 800 и 700 тыс. лет назад произошло смещение субарктического фронта на юг на несколько градусов широты по центру Северной Пацифики (Sancetta and Silvestri, 1986). Уровень изменений в Охотском море 700 тыс. лет назад относится к концу наибольшего перехода во время глобальной СПР. По данным палеоклиматического моделирования (Tziperman and Gildor, 2003), приблизительно в это время короткие симметричные ледниковые циклы малой амплитуды перешли в более широкие пилообразные колебания, которые сопровождались глобальным охлаждением океана и большим распространением морских льдов. Около 660 тыс. лет назад впервые зафиксированы флуктуации объема материковых льдов с циклом, приближающимся к 100 тыс. лет (Mudelsee and Schulz, 1997).

На уровне около 420-280 тыс. лет назад в Охотском море установлен переход к резко выраженным периодическим ледниково-межледниковым изменениям, при которых палеоклиматические оптимумы стали заметно короче, чем раньше. С этого уровня межледниковые максимумы общей концентрации и абсолютных масс радиолярий увеличились в 3-6 раз. Во время межледниковых оптимумов в пределах изотопно-кислородных стадий 5-11 в Охотском море могли быть отрезки времени с лучшим, чем сейчас, перемешиванием водных горизонтов, следовательно, с меньшей стратификацией (по резким синхронным пикам содержания Amphimelissa setosa и Cycladophora davisiana). В отличие от Охотского моря, в Северо-Западной Пацифике в данных по радиоляриям отмечен не ступенчатый, а постепенный переход к повторяющимся холодноводным условиям в подповерхностном и промежуточном слое 500-400 тыс. лет назад (Morley et al., 1987; Morley and Dworetzky, 1991). Однако, как говорят данные по диатомеям, на поверхности Северной Пацифики в это время произошел фундаментальный сдвиг в природных условиях к резким ледниково-межледниковым колебаниям (Sancetta and Silvestri, 1984, 1986). Видимо, палеообстановка в глубинных горизонтах Охотского моря, как и на поверхности соседней открытой Пацифики, хорошо отразила глобальное начало чрезвычайно сильных ледниковых циклов последних 420 тыс. лет (Jansen et al., 1986).

Заключение

Основная тенденция новейшего этапа исследований четвертичных отложений суши и океана состоит в детализации стратиграфических построений плейстоцена, приводящей к корреляции базовых стратиграфических единиц с основными ледниково-межледниковыми событиями. Накопление новой информации совершенствует описание палеоклиматических изменений и расширяет знание о развитии природной среды.

В биостратиграфической летописи Охотского моря за последние 1.1 млн. лет выявляется 17 датировочных уровней по радиоляриям, что значительно больше числа ранее установленных уровней по разным группам микрофоссилий в Субарктической Пацифике. Датировочные уровни по радиоляриям Охотского моря согласуются с ледниково-межледниковыми событиями плейстоцена.

Колебания концентрации характерного для Охотского моря вида радиолярий C. davisiana дают сведения об истории формирования охотоморской промежуточной водной массы. Однако они не могут быть однозначным аналогом записей ледниково-межледниковой цикличности. Изменения в накоплении C. davisiana в длинных разрезах плейстоценовых осадков из разных высокоширотных областей океана не являются синхронными и вряд ли могут служить универсальным инструментом стратиграфии.

Высокое содержание в осадках вида радиолярий A. setosa на фоне общей большой аккумуляции радиолярий может использоваться в палеоокеанологических построениях, будучи вероятным признаком лучшего перемешивания в верхней части водного столба. Максимумы концентрации вида служат хорошим стратиграфическим и палеоокеанологическим индикатором для межледниковых плейстоценовых интервалов в северной части Тихого океана.

Этапы глобальных природных изменений в ходе Среднеплейстоценовой климатической революции подтверждаются данными по распределению радиолярий в Охотском море. Намечается ряд крупных изменений в палеоокеанологии бассейна на уровнях около 950, 700 и 420-280 тыс. лет назад, отразивших региональные и глобальные переходы к усилению четвертичных ледниковых циклов.

Основные публикации автора по теме диссертации

1. Матуль А.Г. Распределение радиолярий в поверхностном слое осадков Северной Атлантики // Океанология. 1989. Т. 29. № 6. С. 992-998.

2. Матуль А.Г. Танатоценозы радиолярий поверхностного слоя осадков Северной Атлантики как отражение условий природной среды // Океанология. 1990. Т. 30. № 1. С. 102-107.

3. Матуль А.Г. Палеоэкология радиолярий и позднеплейстоценовая палеоокеанология Северной Атлантики // Стратиграфия осадков и палеоокеанология Мирового океана. М.: Наука, 1993. С. 66-75.

4. Матуль А.Г. О позднечетвертичной палеоокеанологии Северной Атлантики по данным радиоляриевого анализа // Океанология. 1994. Т. 34. № 4. С. 607-613.

5. Матуль А.Г. К проблеме палеоокеанологической эволюции района хребта Рейкьянес (Северная Атлантика) во время последней дегляциации по данным изучения радиолярий // Океанология. 1994. Т. 34. № 6. С. 881-889.

6. Matul A. Radiolarians in Okhotsk Sea sediments // GEOMAR Report. 1997. V. 60. Р. 39-41.

7. Matul A.G., Yushina I.G. Radiolarians in North Atlantic sediments // Fin. Report for the Res. Project of Russian-German Cooperation "Biogeographic and biostratigraphic investigations on selected sediment cores from the Eurasian continental margin and marginal seas to analyze the Late Quaternary climatic variability". FKZ 03F10GUS. GEOMAR Forschungzentrum fьr marine Geowissenschaften, Kiel, Germany, 1997. Paper IX. P. 1-14.

8. Матуль А.Г. О связи распространения радиолярий и водных масс, участвующих в формировании северо-атлантической глубинной водной массы // Океанология. 1999. Т. 39. № 1. С. 152-157.

9. Matul A.G., Yushina I.G. Radiolarians in North Atlantic sediments // Berichte zur Polarforschung. 1999. V. 306. Р. 35-45.

10. Матуль А.Г., Мухина В.В., Горбаренко С.А., Лесков В.Ю. О четвертичной стратиграфии и палеоокеанографии северной части Охотского моря по данным микропалеонтологии и седиментологии // Седиментологические процессы и эволюция морских экосистем в условиях морского перигляциала. Кн. 2. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2001. С. 73-82.

11. Матуль А., Абельман А. Четвертичная водная структура Охотского моря по данным радиолярий // Доклады Академии Наук. 2001. Т. 381. № 2. С. 259-261.

12. Matul A., Abelmann A. Tiedemann R., Kaiser A., Nьrnberg D. Late Quaternary polycystine radiolarian datum events in the Sea of Okhotsk // Geo-Marine Letters. 2002. V. 22. No. 1. P. 25-32.

13. Матуль А.Г., Юшина И.Г., Емельянов Е.М. О позднечетвертичных палеогидрологических параметрах Лабрадорского моря по радиоляриям // Океанология. 2002. Т. 42. № 2. С. 262-266.

14. Матуль А.Г., Юшина И.Г. Кластерный анализ распределения радиолярий в пробах поверхностного слоя донных осадков Охотского моря по материалам 27 рейса НИС «Академик М.А. Лаврентьев» // Современные вопросы геологии. 12 Семинар по радиоляриям «Радиолярии и их корреляционный потенциал с другими группами фауны». М.: Научный мир, 2003. С. 346-349.

15. Матуль А.Г., Горбаренко С.А., Мухина В.В., Лесков В.Ю. Четвертичные микропалеонтологические и литофизические записи осадков из северной части Охотского моря // Океанология. 2003. Т. 43. № 4. С. 583-592.

16. Лесков В.Ю., Горбаренко С.А., Тидеман Р., Бибоу Н., Матуль А.Г., Мухина В.В. Динамика ледового покрова в Охотском море во время последнего оледенения и голоцена по данным ледового разноса // Рабочее совещание по изучению глобальных изменений на Дальнем Востоке, Владивосток, 11-15 сентября 2000 г. Дальневосточное отделение национального комитета РАН по МГБП, Владивосток, 2003. С. 46-60.

17. Мatul A., Abelmann А. Pleistocene and Holocene distribution of the radiolarian Amphimelissa setosa Cleve in the North Pacific and North Atlantic: Evidence for water mass movement // Deep-Sea Research II. 2005. V. 52. P. 2351-2364.

18. Матуль А.Г. Крупномасштабные изменения природной среды в северной части Тихого океана за последний миллион лет (по микропалеонтологическим данным) // "КВАРТЕР-2005". Материалы IV Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. Сыктывкар: Геопринт, 2005. С. 261-262.

19. Бараш М.С., Матуль А.Г., Казарина Г.Х., Хусид Т.А., Абельман А., Бибо Н., Нюрнберг Д., Тидеман Р. Палеоокеанология центральной части Охотского моря в среднем плейстоцене (350-190 тысяч лет назад) по микропалеонтологическим данным // Океанология. 2006. Т. 46. №4. С. 1-14.

20. Бараш М.С., Матуль А.Г., Казарина Г.Х., Хусид Т.А. Палеоокеанология центральной части Охотского моря в среднем плейстоцене по микропалеонтологическим данным // "Палеонтология, палеобиогеография и палеоэкология". Материалы LIII сессии Палеонтологического общества РАН (2-6 апреля 2007 г., Санкт-Петербург). СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2007. С. 18-19.

Размещено на Allbest.ru