Шпицберген, окрестности пос. Баренцбург

gren1  

dolinaGren  razrez     

Общий вид на долину Грён и разрез GD-1.

Фото разреза GD-1.

 

 

Разрез GD-1 был обнаружен, расчищен, изучен и разобран на образцы для аналитических исследований 22 июля 2015 г. в ходе летних сезонных работ на архипелаге Шпицберген экспедиции ААНИИ совместно с экспертной миссией МАГАТЭ (один из экспертов – сотрудник ААНИИ С.Р. Веркулич). Координаты разреза 78,02181° с.ш., 14,39566° в.д., высота кровли разреза над уровнем моря составляет 16 м (измерения с использованием GPS). Разрез приурочен к первой надпойменной террасе в приустьевой части, на правом борту долины реки Грён. Мощность вскрытых в разрезе отложений составила 3,7 м.
Аналитические исследования образцов из разреза GD-1 выполнялись в отделе георгафии полярных стран ААНИИ (диатомовый анализ), лаборатории «Геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и Мирового океана» им. В.П. Кеппена, СПбГУ (спорово-пыльцевой анализ), в ЦКП "Лаборатория радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии" Института географии РАН, Москва (радиоуглеродное датирование возраста).

Litologiya GD1 Литология, места отбора образцов на спорово-пыльцевой и диатомовый анализы, результаты радиоуглеродного датирования возраста отложений разреза GD-1.

Радиоуглеродное датирование возраста отложений выполнялось в Лаборатории геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и Мирового океана Института наук о Земле СПбГУ. Результаты датирования показывают, что террасовый комплекс в долине реки Дундер создавался с раннего голоцена. Время появления наиболее молодых морских форм рельефа и отложений (пляжи и террасы ниже 5 м над уровнем моря на побережье) составляет, в соответствии с датировкой из разреза SD-6, менее 5600 л.н. Террасы и отложения, расположенные до высот 10-12 м над уровнем моря, формировались с раннего голоцена, как минимум, с 8–9 тыс. л.н.

 

Спорово-пыльцевая диаграмма разреза GD-1

 

 

spGD1

 


 

Спорово-пыльцевой анализ выполнялся в лаборатории «Геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и Мирового океана» им. В.П. Кеппена (СПбГУ) инженером отдела подготовки кадров ААНИИ Соловьевой Д.А. под руководством доцента СПбГУ Савельевой Л.А. и зав. отделом географии полярных стран ААНИИ Веркулича С.Р. (ААНИИ).
По результатам спорово-пыльцевого анализа построена диаграмма. Процентное содержание каждого таксона рассчитано от общей суммы пыльцы наземных растений.
Насыщенность препаратов микрофоссилиями низкая. В интервале от 0 до 150 см количество микрофоссилий колеблется от 50 до 250 зерен, а в интервале от 120 см до 370 см обнаружены лишь единичные зерна пыльцы и спор за исключением образца на глубине 140-150 см, в котором подсчитано 60 пыльцевых зерен. В полученных спорово-пыльцевых спектрах присутствует пыльца как местных растений (Betula sect. Nanae, Salix, Cyperaceae, Poaceae, Caryophyllaceae, Ranunculaceae, Polemonium sp., Rumex sp. и др.), так и дальнезаносная (Pinus, Alnus fruticosa). В группе трав было определено всего 14 типов пыльцы, среди которой постоянно доминировали только 2 таксона – Cyperaceae и Poaceae. В подавляющем большинстве проб содержатся углистые частицы, дочетвертичные микрофоссилии плохой сохранности и динофлагелляты.
Количество дочетвертичных микрофоссилий вычислено от общей суммы четвертичной пыльцы и спор.
По характерным изменениям в составе спорово-пыльцевых спектров и соотношению основных доминантов на диаграмме выделено 4 пыльцевые зоны (снизу вверх).
Палинозона 1 (370-120 см). Насыщенность препаратов пыльцой и спорами крайне низкая, преобладают древние переотложенные, сильно минерализованные и уплощенные микрофоссилии темно-коричневого цвета. Пыльца и споры четвертичного возраста единичны, в препаратах много углистых частиц. В образцах с глубин 345-370 см, 320-345 см, 310-315 см обнаружены динофлагелляты, предположительно дочетвертичного возраста.
Палинозона 2а (гл. 115-95 см) представлена спорово-пыльцевыми спектрами трех образцов, в которых на фоне господства пыльцы Poaceae (35-35%) и Cyperaceae (20-30%) содержание пыльцы Salix составляет около 8% и образует максимум около 25% на глубине 95-100 см. Количество пыльцы Pinus не превышает 5%, а Betula sect. Nanae – 3%. В группе трав доминирует пыльца Poaceae (35-50%) и Cyperaceae (20-30%). Споры представлены в незначительном количестве Huperzia sp., Sphagnum, Polypodiaceae. Количество древних переотложенных микрофоссилий достигает 65%.
Палинозона 2b (гл. 95-58 см) также представлена спектрами трех образцов, в которых зафиксирована смена доминантов в группе трав. Преобладает пыльца Cyperaceae (65-80%), затем Poaceae (15-30%). Полностью исчезает пыльца Betula sect. Nanae, а количество пыльцы Salix сокращается до 2-3%. Количество переотложенных микрофоссилий снизилось до 20-30%.
Палинозона 2c (58-35 см) представлена спектрами двух образцов, в которых попеременно доминирует то пыльца Poaceae (55% и 25%), то Cyperaceae (20% и 50%). Количество пыльцы Salix вновь возрастает до 25%. Другие пыльцевые и споровые таксоны представлены единичными зернами. Содержание древних переотложенных микрофоссилий колеблется от 30% до 60%.
Палинозона 3 представлена спорово-пыльцевым спектром одного образца, отобранного на глубине 35-17 см. Обнаружено одно пыльцевое зерно Cyperaceae и 10 трудно определимых микрофоссилий дочетвертичного возраста.
Палинозона 4 (0-17 см) характеризуется спектрами двух образцов, в которых абсолютно господствует пыльца Salix. Группа трав представлена пыльцой Cyperaceae, Poaceae, Caryophyllaceae, Ranunculaceae и Fabaceae. Споровые растения представлены единичными зернами Sphagnum, Lycopodium sp., Encalypta. Обнаружены лишь единичные древние микрофоссилии.

Диаграмма содержания (%) ископаемых диатомовых водорослей в отложениях разреза GD-1

diatomGD1

 

Диатомовый анализ выполнялся научным сотрудником отдела географии полярных стран ААНИИ Пушиной З.В.
Из отложений обнажения GD1 было отобрано 14 образцов с целью изучения ископаемых диатомовых водорослей. Створки диатомей были обнаружены неравномерно по разрезу обнажения. В 11 образцах обнаружены створки диатомей, в 3 образцах створок диатомей не обнаружено.


В самом нижнем горизонте в интервале 345-370 см диатомей не обнаружено.
В образцах в интервале 315-345 см обнаружены единичные пресноводные диатомеи и обломки створок переотложенных морских диатомей Grunowiella gemmata, Paralia grunowii.


В интервале 310-315 см (линза, представленная окатанной галькой, буровато-ржавого цвета с примесью тонкодисперсного материала) установлены немногочисленные пресноводные диатомеи бентоса, представленные арктический (северный, арктический-субарктический) обрастатель Cymbopleura tynnii, реофил Hannae arcus и др. и цисты золотистых водорослей. Возможно, существовал мелкий палеоводоем.
В толще гальки с гравием, слабо окатанной, с субгоризонтальной слоистостью на глубине 227 см (образец GD1/C1) диатомей не обнаружено.


Выше по разрезу в интервале 7–155 см установлены богатые пресноводные бентосные диатомовые комплексы.
В образцах GD1/«С» и GD1/В8g в интервале 140-155 см обнаружены пресноводные бентосные диатомовые комплексы, состоящие из 34 видов, и немногочисленные цисты золотистых водорослей. В установленных диатомовых ассоциациях преобладают диатомовые рода Pinnularia - 10 видов, в их числе доминанта комплекса олигогалоб, ацидофил P. interrupta (до 37% от общего состава комплекса), субдоминанта олигогалоб, ацидофил P. microstauron (до 12%), P. rupestris, P. sp. 2; Staurophorma exiguiformis, Ulnaria ulna, реофил Hannae arcus, Cymbopleura tynnii, Tabellaria flocculosa, Meridion circulare, Cymbella-Encyonema (4 вида Cymbella sinuata пресноводно-солоноватоводный донный обрастатель), которые в этой части разреза встречены очень редко, Navicula (3 вида, в их числе N. cincta), Stauroneis (3 вида: аэрофильные виды S. аnceps, алкалифильный S. anceps var. sibirica, который встречен только в этой части разреза, и S. рhoenicenteron), Neidium (2 вида), Nitzschia (3 вида, в их числе Nitzschia perminuta, Nitzschia sp. 2, N. sp. 3) -установленные только в этой части разреза, Caloneis (1 вид), Luticula (1 вид), Hantzschia (1 вид – H. amphioxys). В диатомовый комплекс входят наиболее распространенные в разнотипных озерах Арктики Tabellaria flocculosa, Ulnaria ulna, Stauroneis рhoenicenteron, Meridion circulare.Преобладают пресноводные бентосные ацидофильные диатомеи.
Безусловно, формирование этого горизонта отложений происходило в условиях пресного очень мелкого водоема с некоторым поступлением аэрофильных и реофильных видов.


В образце верхней толщи на глубине 115 см установлены численно богатые бентосные пресноводные диатомовые комплексы, состоящие из 30 видов, и немногочисленные цисты золотистых водорослей. В диатомовой ассоциации доминируют арктический (северный, арктический-субарктический) обрастатель Cymbopleura tynnii, реофил Hannae arcus и Meridion circulare, ему сопутствуют диатомовые рода Pinnularia (7 видов, в их числе P. microstauron, олигогалоб P. spitzbergensis), возрастает количество диатомей родов Cymbella-Encyonema (3 вида). Также заметны планктонный вид Cyclotella radiosa, Tabellaria flocculosa, Navicula pseudosilicula, Stauroneis (2 вида: аэрофильный вид S. аnceps и S. рhoenicenteron), Diploneis (2 вида), Caloneis (1 вид), Eunotia (1 вид), Hantzschia (1 вид – H. amphioxys).
Преобладают пресноводные бентосные алкалифильные диатомеи.
Формирование этого горизонта отложений происходило в условиях пресного неглубокого водоема с щелочной реакцией среды и с очень заметным поступлением реофильных и аэрофильных видов. Это поступление реофилов может отражать усиление речного стока вследствие потепления климата в среднем голоцене – 4600+60 лет назад.

В образцах GD1/«С» и GD1/В8g в интервале 35-67 см обнаружены пресноводные бентосные диатомовые комплексы, состоящие из 51 вида, и многочисленные цисты золотистых водорослей. В установленных диатомовых ассоциациях преобладают Cymbopleura tynnii, диатомовые рода Cymbella-Encyonema (5 видов), Pinnularia - 16 видов, в их числе доминанта комплекса олигогалоб, ацидофил P. microstauron (до 24%), Pinnularia brevicostata (до 18%), P. spitzbergensis (до 16%), виды рода Stauroneis (2 вида: аэрофильные виды S. аnceps и S. рhoenicenteron), Tabellaria flocculosa, Hantzschia (1 вид – H. amphioxys). Также встречены Meridion circulare, Navicula (3 вида, с наиболее заметной N. pseudosilicula), Neidium aff. bisulcatum, единично - реофил Hannae arcus, Caloneis (1 вид), Luticula (1 вид), 5 видов рода Eunotia.
Преобладают пресноводные бентосные алкалифильные диатомеи. Также в состав входят болотные виды, количество реофильных и аэрофильных диатомей минимально. По составу комплекса можно заключить о существовании мелководного холодноводного пресного водоема.


В интервале 17-35 см в опесчаненной супеси, серовато-бурой, неоглеенной, бесструктурной с обильными корнями диатомовых водорослей не обнаружено.


В интервале 7-17 см буром, неоглеенном, бесструктурном, местами зачатки криогенной структуры, рыхлом с обильными корнями, по корням влажноватый, включенный мелкообломочный материала (гравий-мелкий щебень, до 1 см, слабо окатанный, местами неокатанный) алеврите обнаружен пресноводный бентосный диатомовый комплекс, состоящий из 26 видов, и многочисленные цисты золотистых водорослей. В установленной диатомовой ассоциации преобладают диатомовые рода Cymbella-Encyonema (5 видов), Cymbopleura tynnii. Остальные виды диатомей являются сопутствующими или встречены редко. Это Pinnularia - 8 видов, Stauroneis (2 вида: аэрофильные виды S. аnceps и S. рhoenicenteron), Diploneis ovalis, Hantzschia (1 вид – H. amphioxys). Единично встречены Meridion circulare, Neidium aff. bisulcatum, Caloneis (1 вид), Luticula (1 вид), Eunotia praerupta.
Преобладают пресноводные бентосные алкалифильные диатомеи. Также в состав входят болотные виды, количество и аэрофильных диатомей минимально, реофильные отсутствуют. Комплекс диатомей напоминает диатомовый комплекс из интервала 35-67 см, только обеденный в видовом отношении. По составу диатомового комплекса можно заключить о существовании мелководного холодноводного пресного водоема.

interprGD1

 

Реконструкция развития ландшафта в приустьевой части долины Грендален в послеледниковье (17.7 тыс. кал. л.н. – 0 кал.л.н.)

Результаты исследований разреза четвертичных отложений GD-1 были обобщены и представлены на конференциях и в нескольких публикациях (Соловьева и др., 2018). Были выявлены следующие особенности развития природных условий в районе в послеледниковое время:


I этап: Отложения на первом этапе формировались в морских условиях. В подошве разреза вероятнее всего осадки были переотложены, о чем свидетельствуют находки переотложенных диатомовых водорослей и большое количество привнесенных углистых частиц в пробах. Такой же вывод был сделан при первичном описании отложений.
Находки органо-минеральных образований и литология отложений могут свидетельствовать о спокойных обстановках осадконакопления в условиях мелкого бассейна(?). Верхняя часть этих отложений вероятнее всего была размыта. Их перекрывает пачка галечно-гравийного материала, «немая» с точки зрения микропалеонтологических анализов. Литология осадка свидетельствует о высокой динамике среды. Вероятно, эти отложения формировались в зоне волноприбойной деятельности. Отсутствие микрофоссилий в отложениях подтверждает сделанный вывод.
Последующая за этим регрессия повлекла за собой смену типа осадконакопления на континентальный.


II этап – этап континентального осадконакопления, был разделен на несколько подэтапов:
a) Этап формирования отложений (120-155 см) в условиях мелкого водоема с кислой реакцией среды. Избыточное застойное увлажнение территории с поступлением поверхностных вод в виде потоков – ручьев подтверждается сведениями о проживающих в это время диатомовых комплексах. Растительный покров был редким, практически полное отсутствие ископаемых пыльцы и спор свидетельствует о неблагоприятных условиях фоссилизации. При этом выделяется обособленный пик развития злаково-осоковых сообществ, что по всей вероятности говорит о привносе пыльцы с окружающих территорий. Формирование отложений происходило с ~6(?) до ~5 тыс. С14 л.н. (~ 7 – 5.5 тыс. кал.л.н).


b) На данном этапе (~ 5-4.5 тыс.С14 л.н.( ~5.5 – 5 тыс.кал. л.н. ), вероятно, на фоне небольшого потепления уровень водоема значительно понизился. Происходило заболачивание. Формировалась органо-минерагенная толща с ритмичной слоистостью, что свидетельствует о колебаниях уровня водоема. Большое количество микрофоссилий в отложениях говорит о благоприятных условиях среды. В этот период на изучаемой территории наблюдается пик развития древесных карликовых форм, в том числе и карликовой березы – ныне встречающейся в более благоприятных условиях, по сравнению с настоящими.


c) С ~ 4.5 до ~1 тыс. С14.л.н.( ~5 – 1. тыс. кал.л.н) при общей тенденции к похолоданию, снизилась скорость осадконакопления. На территории также существовал небольшой водоем, в котором устанавливались стагнационные условия, с периодическим заболачиванием. В окрестностях на всем протяжении этапа развита злаково-осоковая тундра с небольшим участием полярной ивки. По преобладающим таксонам можно говорить специфике климатических параметров: для региона было характерно меньшее количество атмосферных осадков при более высокой температуре воздуха по сравнению с нынешними условиями.


d) Отсутствие четвертичных микрофоссилий на данном этапе связывается нами с неблагоприятными условиями среды, характерными для малого ледникового периода. Резкая экспансия окружающих ледников, на фоне общего похолодания климата, обусловило исчезновение растительного покрова в этот период. Диатомовые водоросли отреагировали на изменение климатических условий немного позже, что вероятно связано с развитием снежного покрова на начальной стадии Малого ледникового периода, изолирующего небольшой водоем.


e) Последний этап отражает современные условия среды (растительность – травяно-ивковая тундра).

Соловьева Д.А., Савельева Л. А., Веркулич С. Р., Зазовская Э.П. Первые результаты микропалеонтооогических исследований и радиоуглеродного датирования отложений долины Грендален (Шпицберген). - Материалы VI конференции «Новое в геологии и геофизике Арктики, Антарктики и Мирового океана», 2018. С. 79-81.
Соловьева Д.А. Изменение растительности и климата в долине Грендален (о. Западный Шпицберген) в послеледниковье по палинологическим данным // Материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «География в современном мире: вековой прогресс и новые приоритеты», проведенной в рамках XIV Большого географического фестиваля. – Санкт-Петербург: Свое Издательство, 2018. С. 126-130.
Соловьева Д.А., Савельева Л. А., Веркулич С. Р., Зазовская Э.П. Послеледниковые изменения природной среды в районе поселка Баренцбург (остров Западный Шпицберген) // «Theory and Methods of Polar Science: Proceedings of International youth scientific conference on the polar geodesy, glaciology, hydrology and geophysics. St. Petersburg, Russia, 17–19 May 2018» / ред. Попов С.В., Гаврилкина С.А., Пряхина Г.В.— Санкт-Петербург, Россия, 2018. С. 213-222.