Гляциологический отряд экспедиции «Север» в расширенном составе (Большиянов, Ёжиков, Парамзин, Тепляков, Погребов) 12 мая 2016 г. работал на о. Лишнем, находящимся в заливе Ахматова, в 40 км на восток от Ледовой базы «Мыс Баранова». Целью работ был отбор колонок донных отложений из озера Глубокого, находящегося на высоте 0,1 м над уровнем моря, для восстановления истории колебаний уровня моря в масштабе столетий. Озеро диаметром 700 м было найдено по приборам спутниковой привязки, т.к. в рельефе в зимних условиях оно практически не выражено, находясь на низкой морской современной террасе. На карте показано соединение озера с морем протокой длиной до 200 м. Действительно протока имеется, глубина её долины достигает 3-4м, но она значительно короче. Долина прорезает осадки берегового вала, сложенного плитками песчаников, алевролитов.

Исследования начались в центре озера и продолжились профилем из 4 лунок, заложенном в западном направлении. Глубина озера в первой лунке (79º11’33,7”с.ш., 103º21’38,6”в.д.) составила 5,96 м, толщина льда 1,56 м, урез воды ниже края льда на 6 см. Поверхностная вода слабо солёная (около 1 ‰). Придонная вода имеет горько-солёный вкус и запах сероводорода. Из этой лунки отобрана колонка донных отложений трубкой UWITEC длиной 45 см.
Следующая лунка находится в 50 м от первой, глубина воды в ней составила 5,7 м.

Лунка 3 в 100 м от первой показала (79º11’33,0”с.ш., 103º21’23,0”в.д.)глубину воды 6,0 м
В лунке 4 в150 м от первой (79º11’32,6”с.ш., 103º21’14,9”в.д.) глубина воды составила 5,62 м.
Из лунок 3 и 4 торфяным буром отобраны колонки донных отложений длиной 77 (колонка Л-3, которая в дальнейшем и проанализирована) и 49 см соответственно. Осадков большей мощности взять не удалось в связи с высокой плотностью отложений, представленных в лунке 4 илами, подстилаемыми песками, а в лунке3 илами и глинистым алевритом. Осадок имеет чёрный цвет в мокром и серый в сухом состоянии.
Невозможность отобрать торфяным буром более 75 см осадка, накопившегося в условиях озера-лагуны доказывает, что осадка на дне озера мало. Песчаный осадок в лунке 4 на забое скважины это также подтверждает.

Промеры глубин показывают, что озеро имеет блюдцеобразную форму с плоским ровным дном глубиной около 6 м и довольно крутыми короткими склонами. Такая форма озёрной котловины обычно свойственна термокарстовым озёрам.
Для выяснения превышения уровня озера над уровнем моря произведено измерение уровней путём установки приборов GPS на озёрном и морском льду в 600 м от лунки 3 (79º11’41,9”с.ш., 103º19’39,7”в.д.). Лунка 5 на морском льду показала толщину льда 1,53 м. Превышение уровня озёрной воды над уровнем морской воды составило 5,6 см (18-00 12 мая).

Таким образом, выяснено, что озеро Глубокое на о. Лишнем, по существу (гидрологическому режиму) является лагуной, куда периодически попадают морские воды. По своей конфигурации (овал близкий кругу), вероятно термокарстового происхождения, но приурочено к разлому земной коры, который доказывается первичным анализом линеаментов этой части залива Ахматова. Линеаменты здесь ориентированы в северном направлении, что свидетельствует о предопределённости очертаний береговой линии серией разломов земной коры. Озеро образовалось в голоцене в результате первичного накопления прибрежно-морских отложений мощностью несколько метров – до 10-20 м в процессе морской аккумуляции на побережье в ходе голоценовых колебаний уровня моря с амплитудой в несколько метров – до 10-15 м. При этом накапливавшиеся осадки сингенетично промерзали и в них формировалось достаточно большое количество льда. Этот лёд и протаял на одном из заключительных этапов повышенного стояния уровня моря, в результате чего образовалась термокарстовая просадка, заполнившаяся водой. Судя по небольшому количеству осадков, накопившихся на дне озера, его происхождение относится к заключительным фазам голоцена. Здесь уровень моря стоял высоко около 2000-1300 лет назад. Поэтому возможно предположить именно этот возраст формирования озёрной котловины.

Серия из 3 колонок донных отложений даёт представление о составе осадков озера-лагуны. Их комплексный анализ даст сведения об истории развития озера в течение последних столетий. К настоящему времени изучены осадки колонки Л-3.

Литологичекское описание осадков колонки Л-3
Колонка Л-3 озера Глубокого на острове Лишнем в заливе Ахматова (о. Большевик, архипелаг северная Земля)
Отобрана 12.05.2016
0-32 см – переслаивание серых глин и глинистых алевритов с чёрным органогенным илом, который сильно пачкает руки как жирной сажей. Колонка изнутри по срезу вся черно-серая, снаружи цвета ржавого железа.
32-43 см – чёрный ил преобладает, серого цвета почти нет. Лишь с глубины 38 см (округлая мелкая галька диаметром 12 мм) снова переслаивание с серыми горизонтами глин и глинистых алевритов до глубины 40 см.
43-49 см – зернистый чёрный ил с редкими прослоями серой глины
49-74 см – преобладание серых глин с тонкими прослоями чёрного ила.
Крупные включения на глубинах:
0-2 см – гравий,
4 см – мелкая галька
10 см – гравий,
30-32 см – гравий,
38 см – мелкая галька,
56 см - гравий

Геохимический анализ колонки Л-3 выполнен в Лаборатории  геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и Мирового океана им. В. П. Кёппена СПбГУ и выявил интереснейшие закономерности в распределении элементов, которые показывают усиливающееся или ослабевающее влияние моря на лагуну, что, несомненно, связано с колебаниями уровня моря (рис. 1).  Из рисунка видно, что с глубины 50 см в осадке резко увеличивается количество титана и его становится столько, что илы озера могут считаться месторождением данного металла.

Результаты рентгено-флюоресцентного анализа

Геохимические анализы озёрных отложений проведены в Лаборатории геоморфологических и палеогеографических исследований полярных регионов и Мирового океана им. В. П. Кёппена СПбГУ

Диатомовые водоросли изучены З.В.Пушиной в колонке донных отложений в озере Глубоком на острове Лишнем в заливе Ахматова (архипелаг Северная Земля) (Рис. 1).
В интервале 40-72 см установлены немногочисленные пресноводные бентосные диатомовые водоросли: Pinnularia viridis, Neidium bisulcatum, Staurosira pinnata и другие. Они отражают пресные условия осадконакопления мелководного водоема с нейтральной реакцией среды рН. Небольшое количество створок диатомовых косвенно свидетельствует о неблагоприятных условиях для развития диатомовой флоры, возможны разные экологические причины.
В интервале 28-40 см образцы отсутствуют.
В интервале 16-28 см в образцах диатомовые водоросли не обнаружены.
В интервале 14-16 см установлены единичные морские диатомеи Pinnularia quadratarea. Возможен ветровой занос или морской.
В интервале 4-14 см в образцах диатомовые водоросли не обнаружены.
В самом верхнем интервале 0-2 см установлены единичные морские диатомеи Nitzschia marginulata. Возможен ветровой занос или морской.
В целом, можно предположить, что во время формирования исследованных отложений водоем был озерным с кратковременным поступлением единичных морских диатомей в верхней части колонки.

Отсутствие снижения активности Pb-210 с глубиной не позволяет применить расчетные методики метода избыточного Pb-210 к колонке донных осадков для определения современной скорости седиментации и возраста отдельных слоев.
Значения активностей для 7 слоев с разной глубины, учитывая рассчитанные стандартные отклонения, примерно одинаковы, но их порядок также не дает сделать однозначного вывода о перемешивании материала колонки. Наблюдаемые значения активностей, характерные для равновесных значений активности Pb-210 в северных регионах ( 20 – 30 Бк/кг), скорее свидетельствуют об отсутствии верхних («молодых», < 150 лет) слоев в материале колонки ДО, которые были удалены в результате природного сноса или при отборе. Также не исключается критически медленный режим осадконакопления (<0.1 мм/год), при котором накопление неравновесного Pb-210 не наблюдается.

Как видно из результатов геохимического и диатомового анализа, а также при описании  литологического состава отложений колонки Л-3, на глубине 49-50 см расположена резкая граница. Серые илы снизу с пресноводными диатомовыми водорослями сменяются чёрными илами, содержащими редкие морские диатомовые водоросли. Меняется и химический состав отложений. Очевидно, что нижняя часть осадков откладывалась в пресноводном бассейне, а верхняя в условиях морских или лагунных. Существует проблема определения возраста смены этих условий, т.к. в осадках отсутствует снижение активности 210Pb с глубиной. В лаборатории считают, что во время отбора осадков или в результате природного процесса потеряны верхние горизонты отложений. Однако то и другое исключено. При пробоотборе не были потеряны осадки, а их снос в условиях закрытой лагуны также мало вероятен. Не исключается  при объяснении данного явления и очень медленное осадконакопление (˂ 0,1 мм/год), при котором накопление неравновесного 210Pb не происходит. Это объяснение более вяжется с наблюдаемой аномалией, т.к.  бассейн озера не превышает площади его водного зеркала, вследствие чего в озеро попадает мало осадков. В таком случае есть большая вероятность того, что все отобранные 74 см осадка сформировались в период от 3000 до 1500 лет назад. Если это так, то смена пресноводного режима осадконакопления на морской на глубине 49-50 см колонки могла происходить около 2000 лет назад или в результате подъёма уровня моря, или в результате тектонических движений.

Фёдоров Г.Б., Большиянов Д.Ю., Ёжиков И.С., Черезова А.А., Рашке Е.А.,Пушина З.В., Лудикова А.В., Полещук К.В., Парамзин А.С., Кукса К.А., Арсланов Х.А. Палеогеографические исследования северо-западной части о. Большевик в 2014-2018 г.г. В кн. Исследование природной среды высокоширотной Арктики на НИС «Ледовая база Мыс Баранова» СПб: ААНИИ. С. 281-314.