озеро Радок

Восточная Антарктида, горы Принс-Чарльз

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

{spoiler title=ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА и ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ opened=0}

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).

 {/spoiler}

{spoiler title=ИЗУЧЕННОСТЬ и ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ opened=0}

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.

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.

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

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

{/spoiler}

{spoiler title=БАТИМЕТРИЯ opened=0}

{/spoiler}

{spoiler title=КТ-СКАНИРОВАНИЕ, ЛИТОЛОГИЯ и СКОРОСТЬ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ opened=0}

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.

{/spoiler}

{spoiler title=ЛИТЕРАТУРА opened=0}

Опубликованная литература

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

{/spoiler}