Восточная Антарктида, горы Принс-Чарльз

озеро Радок  озеро Радок 

Широта: 70°52’ 40’’ю.ш.
Долгота: 67°58’ в.д. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Озеро Радок расположено в горах Принс-Чарльз Восточной Антарктиды. Озеро, вытянутое с ю-ю-з на с-с-в на 10,7 км, при максимальной ширине 3,4 км, имеет тектоническое происхождение и состоит из нескольких котловин с максимальной измеренной глубиной 362 м. Из средней части озера к востоку ответвляется менее глубоководный залив Bainmedart Cove (до 100 м глубиной), из которого вытекает река Межозёрная по долине Pagodroma Gorge и впадает в уникальное озеро Бивер, являющееся морским заливом, перекрытым лопастью выводного ледника. Длина реки Межозёрной всего 3,5 км.

 

Урез воды в озере Радок расположен на высоте 7 м над уровнем моря. Уникальность этих водоёмов в том, что они часто бывают связанными не только стоком современной реки, но в результате подъёма уровня моря превращаются в единый морской залив. Следы этих трансгрессий отмечены отложениями на склонах долины Pagodroma – засолённые отложения на высоте до 25 м и выше, засолённые отложения террасы высотой 8-15 м на северном склоне залива Bainmedart Cove (70°50’43,1’’ю.ш., 68°02’44,6”в.д.).

 

Более древние морские отложения зафиксированы на высоте до 40 м над уровнем озера Радок в долине Pagodroma (70°50’29,6’’ю.ш., 68°04’42,8”в.д.) и датированы IR-OSL методом в Таллиннском техническом университете, который показал возраст этих отложений 102,3±12,2 тыс. лет назад (RLQG 1897-069).

 

 

Древние и современные береговые линии и отложения позволяют определять изменчивость уровня моря в этом районе Антарктики. Изучение донных отложений озера Радок может пролить свет на хронологию этих событий в недавнем прошлом – сотни-тысячи лет. С этой целью проведён отбор колонок отложений озера в мелководном заливе Bainmedart Cove. Более ранние работы по отбору озёрных осадков проводились в основном на более значительных глубинах (Hultzsch, 2007). Они показали специфику озёрного осадконакопления – цикличное накопление ленточнослоистых осадков. Колонка Р-3 отобрана с глубины 79,7 м в точке залива Bainmedart Cove с координатами (70°50’53,9’’ю.ш., 68°02’50,2”в.д.). Пробоотборный инструмент – гравитационная трубка UWITEC, позволившая отобрать колонку мощностью 26 см без потери верхней части.

 

image002   Колонка донных отложений оз. Радок

 

 

 

Первым шагом на пути изучения колонки стало её сканирование методом компьютерной томографии (КТ-сканирование), которое позволило без всякого проникновения в вещество получить цифровое изображение внутреннего строения керна.


Следующий этап заключался в детальном литологическом описании колонки и отборе образцов на анализы. Колонка была вскрыта, разделена пополам вдоль оси и сфотографирована. Описание проводилось сначала по влажной, а затем по сухой поверхности, что даёт наиболее полное представление о строении осадка. Всего выделено 6 литологических зон. Тонкая слойчатость, вероятно, носит годовой характер и формирует варвы. Помимо резкой сезонности климата, в пользу этого предположения выступает то, что озеро Радок круглогодично покрыто льдом. Терригенный материал поступает в летний период в течение всего 1 месяца через закраины и в меньшей степени путём протаивания через 3-х метровый ледовый покров. Кроме того, озеро глубокое и случайные явления внутрисезонного ранга в осадконакоплении, отсутствуют.

 

 Т.о. для колонки был проведен варвометрический анализ. Уточнить его результаты поможет исследование разреза под микроскопом в шлифах, для изготовления которых отобран материал.


Сопоставление КТ-изображений с натуральным разрезом показало, что наиболее яркими на них являются слойки, обогащённые песком. Однако ленточная слойчатость здесь не выявлена из-за недостаточного разрешения. Зато на их основе с помощью математических методов можно выделить цикличность более высокого ранга. Такой анализ предполагается выполнить в скором времени.


Из других планируемых анализов можно назвать гранулометрический, минералогический и диатомовый, которые помогут раскрыть историю развития природной среды Антарктиды в последнем тысячелетии.

 

image006

 Геолог Андрей Бирюков на "Зубах дракона". За его спиной озеро Радок, на дальнем плане озеро Бивер.

 

image008

Озеро Радок с "Зубами дракона" на западном берегу озера.

 

№ керна характеристика керна/координаты глубина отбора, м мощность, см виды анализов

 

Р-3

 

70°50’53,9’’ю.ш., 68°02’50,2”в.д.

79,7  26
  • КТ-сканирование
  • литология

 

 

 

 Литология, скорость осадконакопления оз. Радок

Путём варвометрического анализа были подсчитаны скорости седиментации и возраст отложений. Такая возможность особенно ценна в свете того, что осадки почти не содержат органики и не могут быть датированы. С некоторыми допущениями принята средняя скорость для всего разреза - 0,2 мм/год, а возраст толщи осадков – 1250 лет. Уточнить эти результаты поможет исследование разреза под микроскопом в шлифах, для изготовления которых отобран материал.


Cканирование колонки методом компьютерной томографии (КТ-сканирование) позволило получить цифровое изображение внутреннего строения керна. На нём по уровням яркости можно судить о плотностных неоднородностях в материале: более низкие значения яркости (тёмные участки на изображении) соответствуют менее плотным образованиям, и наоборот. Анализ КТ-изображений принёс много полезной информации. Сразу же была выявлена слойчатая текстура разреза, его гранулометрические особенности, а в итоге были намечены разнородные участки, которые совпали с выделенными в дальнейшем литологическими зонами.

 


 

Литологическое описание выполнено в результате анализа трёх источников – 1) томографических изображений, 2) влажного керна и сделанных с его поверхности макрофотографий и 3) сухого керна.

 

Lz-1 (26,0-19,7 см): серовато-коричневые алевритово-глиняные осадки с примесью песчаных зёрен; текстура горизонтально-тонкослойчатая (предположительно, ленточная), на влажной поверхности неясная и выделяется лишь благодаря периодическим песчаным прослоям черновато-серой окраски (угольные частички?) - сначала редко расположенные, к верху они учащаются; на сухой и зачищенной поверхности слойчатость проявилась довольно чётко, количество лент (n) составило 244±, тогда скорость осадконакопления (v) – 0,24 мм/год. Томографическое изображение (далее - скан) очень нечёткое из-за низкого разрешения (2 мм, последующая перестройка до 0,5 не помогла, т.к. сильно снизила качество изображения); однако оно было скоррелировано с реальным керном, что позволило восстановить первоначальные (до деформации в процессе вскрытия и деления керна) размеры элементов разреза.

 

Переход чёткий, но постепенный, обусловлен изменениями в цвете, текстурных особенностей.

 

Lz-2 (19,7-18,5 см): светло-коричневые алевритово-глиняные осадки с периодическими черновато-серыми опесчаненными прослоями; текстура горизонтально-слойчатая, возможно, можно говорить и о годовой слойчатости – хотя она выделяется уже менее уверенно; на сухой и зачищенной поверхности керна был выполнен подсчёт варв: n=79±, v=0,23.

 

Переход чёткий, но постепенный, выделяется по всему комплексу признаков.

 

Lz-3 (18,5-16,1 см): неравномерное чередование серовато-коричневых песчанисто-алевритово-глиняных (в целом тонкозернистых) серий с преимущественно песчаными черновато-серыми сериями (иногда, возможно, отдельными песчаными слойками?); доля песка снизу вверх растёт, а затем снова убывает. Серии состоят из тонких горизонтальных слойков, возможно, годовой природы, но выделяются они неуверенно. На зачищенной сухой поверхности керна подсчитано: n=70±, v=0,34. По макрофотографиям n=53±, v=0,45 – здесь картина более ясная, результаты предпочтительнее.

 

Контакт чёткий, выделен по цвету, структуре, текстуре и в т.ч. на томоизображениях.

 

Lz-4 (16,1-10,0 см): песчанисто-глиняно-алевритовые осадки с ярко выраженной горизонтальной тонкослойчатой текстурой, последняя подчёркивается цветовой диагенетической полосчатостью различных оттенков рыжего и розового цветов (светлый-тёмный, насыщенный-бледный), которая в этой зоне наиболее интенсивно проявлена. Вторичная окраска проявлялась постепенно, в процессе окисления. Первоначально окраска была почти однородной, серовато-коричневой, полосы были почти не выражены. По большей части вторичное окрашивание приурочено к тонкозернистым прослоям, но это ещё требует уточнения и объяснения. Неокрашенные слойки белёсые, если тонкозернистые. Грубозернистые слойки наиболее чётко фиксируются по примеси чёрных (угольных?) частиц. Песок в основном тонко-мелкозернистый, концентрируется в виде периодических не очень мощных, до 1 мм, прослоев (состоят из одного или нескольких слойков), по которым пошли разрывы и трещины в процессе высыхания; достаточно обильно встречаются и более крупные зёрна, вплоть до гравийных (14,5-13,8 см – найден самый крупный обломок, до 7 мм в поперечнике), разного состава, неокатанные. Тонкая слойчатость, скорее всего, имеет годовую природу. Подсчёт варв по зачищенной сухой поверхности керна составил n=303±, v=0,20; по макрофотографиям - n=100±, v=0,61. На этом отрезке, с глубины 14,3 см, и выше вплоть до кровли можно было уже анализировать с этой точки зрения сканы, поскольку здесь мы имеем изображения более высокого разрешения – 0,5 мм: v=0,67. Очевидно, и этого разрешения не достаточно для выявления варв мощностью в первые доли мм. Зато хорошо выделяется слойчатая текстура, отражающая периодичность осадконакопления более высокого ранга, – светлые наиболее мощные песчаные слойки или их серии на фоне тёмной тонкозернистой массы, а также обломочные зёрна и морфология всех этих тел.

 

Чёткая граница, к которой приурочены волокнистые остатки растительного происхождения – отобраны, но вряд ли, этого достаточно для датирования.

 

Lz-5 (10,0-4,8 см): песчанисто-алевритово-глиняные осадки, серовато-коричневые в неокисленном состоянии, с ярко выраженной горизонтальной тонкослойчатой текстурой, которая подчёркивается цветовой диагенетической полосчатостью; структура и текстура в целом становятся более тонкими, поэтому характер полосчатости также меняется – полоски тоньше, равномернее, в окраске преобладают оттенки розового цвета. Наиболее тонкие и часто расположенные тёмно-розовые полоски приурочены к самым тонкодисперсным слоям; вероятно, эти полоски соответствуют «осеннее-зимним» слойкам. Неокрашенные участки светлые, белёсые. Весенне-летние слойки так же, как и раньше, фиксируются по примеси чёрных частичек, но концентрация последних гораздо меньше, и сами эти слойки тоньше. Периодически возникают песчаные прослои, но реже, чем ранее. Обломочных зёрен также меньше. На сухом керне выделено n=282±, v=0,18. На влажной поверхности на макрофотографиях слойчатость ясно выделяется по фиксирующей её полосчатости, но не везде: (10,0-8,0 см) – наиболее чёткая и детальная картина, n=94±, v=0,21; (8,0-6,7 см) – широкая, бледная и нечёткая полосчатость, слойчатость скрытая (на сухой поверхности она также слабо проступила); (6,7-5,4 см) – полосчатость тонкая, но не всегда чёткая, n=60±, v=0,22; (5,4-4,8 см) – лишь отдельные полосы, между которыми участки с нечёткой текстурой n=22±, v=0,27. Т.о. в данном случае по этим двум источникам получаем сопоставимые скорости осадконакопления. По сканам скорость составила v=0,74.

 

Переход постепенный, главным образом по текстурным изменениям.

 

Lz-6 (4,8-0 см): песчанисто-глиняно-алевритовые осадки, изначально светлые серовато-коричневые, а в окисленном состоянии полосчатые – полосы широкие и тонкие, бледные, нечёткие , подчёркивают горизонтальную и горизонтально-волнистую слойчатую текстуру отложений. О волнистости можно говорить лишь на отрезке 4,3-2,5 см, где слойчатость наиболее неясная по всем изображениям, а отдельные песчаные прослои имеют слегка волнистый контур. Наиболее тонкая годовая слойчатость затушёвана и подсчёту не подлежит. Для расчёта возраста интервалу условно присвоена скорость v=0,18, которой характеризуется соседний интервал, и т.о. n=267.

 

Самый верхний отрезок керна (1,2-0 см) потерян в процессе вскрытия, однако его можно охарактеризовать по сканам. Отличительной особенностью здесь является наличие самой мощной серии песчаных слойков (1,0-0,7 см), в остальном осадки, в общем, что и ниже; видно, что они обладают тонкой горизонтальной слойчатой текстурой.

 

Итого для всего разреза n=1245±, v=0,21.

 

Надо заметить в заключение, что томография, несмотря на недостаточное в данном случае разрешение, оказалась полезной. Она, например, показала различия между зонами, которые в дальнейшем были выделены и по другим признакам (структурным, текстурным, физико-химическим – цвет), а именно, на сканах зоны резко контрастируют по интенсивности серой шкалы, что отражает существенные плотностные различия, которые, в свою очередь, являются следствием всего комплекса литологических особенностей. К тому же она позволила выполнить наиболее достоверную привязку осадочного разреза к шкале глубин.

 

Вахрамеева П.С.

Опубликованная литература

 

Hultzsch N. Lacustrine sediment records of Late Quaternary environmental change in the Amery Oasis, East Antarctica. Berichte, 545 (2007), 185 p.