КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 23-77-10063

НазваниеРеконструкция природных событий по высокоразрешающим седиментационным палеоархивам центра Восточно-Европейской равнины за последние 25 тысяч лет

Руководитель Захаров Андрей Леонидович, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской Академии наук , г Москва

Конкурс №85 - Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-701 - Палеогеография

Ключевые слова Радиоуглеродное датирование, палеолимнология, возрастное моделирование, корреляция, стратиграфические колонки, четвертичная геология, пленигляциал, позднеледниковье, голоцен

Код ГРНТИ39.19.29


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
История изменения ландшафтов и климата центра Восточно-Европейской равнины страдает неполнотой и недостаточной детальностью в интервале последних 25 тыс. лет. Наиболее значительные пробелы имеются в позднем пленигляциале (25-15 тыс. лет) ввиду редкости непрерывных палеозаписей для этого интервала. В позднеледниковье и голоцене, где обеспеченность осадочными летописями сравнительно выше, временное разрешение редко достигает десятков лет, а обычно измеряется сотнями лет. В настоящем проекте предлагается частично восполнить указанные пробелы. Предполагается получить и исследовать керны донных отложений из озер с высокой скоростью осадконакопления (около 1 мм в год), которая обеспечивает подробную запись палеогеографических событий. Керны из озер Каспля (Смоленская область), Петровское (Тверская область), Сомино и Плещеево (Ярославская область) охватят интервал голоцена и части позднеледниковья. Керны из Сарской и Соловьевской котловин (Ярославская область), а также Чухломского озера (Костромская область) охватят интервал позднего пленигляциала. Наличие мощных осадочных толщ в этих озерах подтверждается результатами предыдущих работ и геологической разведки, проведенной исследовательским коллективом за последние 2 года. Озерные котловины и их водосборы будут обследованы геолого-геоморфологическими и геофизическими методами с целью выявления структуры и объемов донного осадка, выявления наилучших участков для бурения, определения строения и возраста озерных террас, а также для понимания факторов осадконакопления. Для осадочных колонок планируется выполнить комплекс литолого-геохимических и палеоботанических исследований с высокой частотой опробования, а хронологическую основу построить на базе массового радиоуглеродного датирования и стратиграфических маркеров. Планируется выполнить: гранулометрический анализ, определение содержания элементов методом РФА, определение органического вещества и карбонатов, измерение магнитной восприимчивости, исследование микростроения осадка, гиперспектральное сканирование кернов, поиск и геохимические исследования криптотефры, диатомовый анализ, спорово-пыльцевой анализ, анализ макроуглей, анализ растительных макроостатков. Реализация запланированных работ позволит: 1. Создать опорную сеть высокоразрешающих (первые годы – десятки лет) палеоархивов озерных отложений, охватывающих интервал последних 25 тыс. лет. 2. Детализировать региональные и локальные палеореконструкции гидрологических обстановок, динамики эрозионно-аккумулятивных процессов, растительности и климата для позднего пленигляциала, позднеледниковья и голоцена. 3. Выявить ранее не известные экстремальные события в истории геосистем: катастрофические паводки, пожары, экстенсивное освоение территории человеком. Полученные результаты будут опубликованы в рецензируемых международных и российских журналах, позволят пополнить глобальные и региональные базы данных по палеолимнологии и истории экосистем (NOAA, PBDB, Neotoma, Paleoecology Database, PaleoLake, Tephrabase и др.), будут способствовать развитию палеоклиматических моделей через ассимиляцию палеоданных.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


 

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Проведён комплекс междисциплинарных исследований озерно-болотных отложений в центре Восточно-Европейской равнины (озёра Каспля, Сомино, Петровское, Чухломское, Сарская и Соловьевская котловины) с целью реконструкции палеоклиматических и палеоландшафтных изменений в позднем плейстоцене и голоцене. Работы включали полевые (бурение, геофизическая съёмка) и лабораторные методы: литологический, геохимический, палеонтологические анализы, радиоуглеродное датирование, гиперспектральную съёмку. ОЗ. КАСПЛЯ (СМОЛЕНСКАЯ ОБЛАСТЬ) Впервые для раннего голоцена центра Восточно-Европейской равнины обнаружена, обоснована и датирована седиментационная летопись сверх высокого разрешения. В нижней части донных отложений оз. Каспля (Смоленская область) зафиксировано ручным и автоматическим подсчетом около 4.7 тысяч органо-хемогенных варв – годичных пар слоев, которые накопились в интервале 12.3-7.4 тыс. л.н. В результате исследования микроструктуры ритмитов, было установлено, что слои формировались сезонно: весенне-летние (диатомит, кальцит) и осенне-зимние (органо-минеральный детрит, пирит). Результаты элементного анализа позволили выявить основные этапы седиментогенеза в озере Каспля: терригенно-хемогенный – 13.9-12.5 тыс. л.н.; органо-хемогенный – 12.5-5.8 тыс. л.н., органо-терригенный – 5.8-0.0 тыс. л.н. Диатомовый анализ показал уменьшение глубины озера и снижение pH около 2500 кал. л.н. ОЗ. СОМИНО (ЯРОСЛАВСКАЯ ОБЛАСТЬ) Литологический анализ керна SOM-5 длиной 15 м выявил 4 слоя, отражающих смену условий осадконакопления: от эвтрофного озера средних глубин с органо-карбонатным осадконакоплением в середине голоцена до мелководного гиперэвтрофного озера с преимущественно органогенным осадконакоплением во второй половине голоцена. На протяжении рассматриваемого этапа жизни озера направлено увеличивался терригенный привнос в осадок (и доля песчаной фракции), что, вероятно, связано с выдвижением дельты реки Вексы. На основании литостратиграфической корреляции проведена предварительная оценка возраста отложений и оценена средняя скорость накопления осадка – 1.4–2.2 мм/год. ОЗ. ПЕТРОВСКОЕ (ЯРОСЛАВСКАЯ ОБЛАСТЬ) Произведена реконструкция формирования озерно-болотных систем в ледниковой котловине за практически весь голоцен (около 11 000–800 кал. л.н.). Построена хроностратиграфическая модель с вековым временным разрешением. На основе литофациального анализа, изучения макроостатков, пыльцы, кладоцер, хирономид и микроуглей установлены этапы развития водоема и изменений окружающей среды. Результаты исследования опубликованы в журнале Quaternary International (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1040618225001211?dgcid=author). САРСКОЕ БОЛОТО (ЯРОСЛАВСКАЯ ОБЛАСТЬ) В результате бурения на южном и северном побережьях было выявлено, что периферию Сарской котловины слагают песчаные отложения, часто выраженную в виде террасовидной поверхности. Эти отложения и формы рельефа, вероятно, образовались на этапе формирования котловины в позднемосковское время в результате таяния мертвого льда. В южной и юго-западной части Сарского болота в строении донных отложений были зафиксированы эрозионные контакты, высокое содержание песчаной фракции в осадке, горизонты погребенного древесного торфа. На основании этих данных, а также результатов литологических анализов, было установлено, что уровень озерного водоёма в позднеледниковье был на 5–7 м ниже современного уровня Сарского болота, площадь водоема была значительно ниже, а исток р. Сары был значительно севернее современного. Этот результат согласуется с общим трендом изменения уровня озер в центре Восточно-Европейской равнины: низкий уровень в позднеледниковье и раннем голоцене, рост уровня в середине и конце голоцена. Для керна Gat-6a установлены относительно низкие значения MAR для голоцена и позднеледниковья (0.03-0.05 г·см²/год), умеренно высокие 15-17 тыс. л.н. (0.05-0.15 г·см²/год), высокие 17-22 тыс. л.н. (0.15-0.45 г·см²/год). Вероятная причина резкого снижения MAR в позднеледниковье и голоцене – деградация многолетней мерзлоты и переход от открытых к лесным ландшафтам. На основании гиперспектрального сканирования керна Gat-6a рассчитаны значения параметра RABD670 (отн. глубины поглощения в районе 670нм), который соответствует поглощению света хлорофиллом-а и может служить количественным индикатором валового органического вещества. Пики RABD670 фиксируют прослои в керне, насыщенные растительным детритом, и позволяют в первом приближении провести его количественную оценку. СОЛОВЬЕВСКАЯ КОТЛОВИНА (ЯРОСЛАВСКАЯ ОБЛАСТЬ) Электротомографические исследования выявили 4 геофизические фации, соответствующие ледниковым и послеледниковым отложениям. Установлены различия в литостратотипах глубоководных и прибрежных зон. Высокие значения MAR (0.15–0.45 г·см²/год) около 18 тыс. л.н. связаны с интенсификацией склоновых процессов при деградации мерзлоты. Результаты исследования будут опубликованы в 2025 году в журнале «Известия Российской академии наук. Серия географическая». ОЗ. ЧУХЛОМСКОЕ (КОСТРОМСКАЯ ОБЛАСТЬ) Спорово-пыльцевой анализ керна Chu-22-16a показал смену растительности: от перигляциальной степи (23–16.9 тыс. кал. л.н.) до березовых лесов в раннем голоцене. Снижение MAR в конце плейстоцена связано с деградацией мерзлоты и переходу от открытых к лесным ландшафтам. Результаты исследования геологического строения побережья Чухломского озера показали, что на бортах котловины не выражены аккумулятивные озерные террасы. В комплексе с результатами по строению, составу и возрасту донных отложений озера, это позволяет сделать вывод об отсутствии трансгрессивных этапов в истории озера на протяжении позднего плейстоцена и голоцена.

 

Публикации

1. Захаров А.Л., Гаранкина Е.В., Константинов Е.А., Рудинская А.И., Шоркунов И.Г., Юрченко А.П., Шухвостов Р.С. Prospects for studying the paleo archive of lake sediment from the Sarskoe Bog Limnology and Freshwater Biology, № 4. - P. 733-736 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-733

2. Носова М.Б., Захаров А.Л., Лавренов Н.Г., Зарецкая Н.Е., Мазей Н.Г., Куприянов Д.А., Пастухова Ю. А., Бакуменко В., Северова Е.Е., Константинов Е.А. A multi-proxy centennial-resolution paleoecological record of Holocene lake sediments in the marginal zone of Last Scandinavian Glaciation (Tver Region, Russia) Quaternary International, Volume 729, 15 May 2025, 109778 (год публикации - 2025)
10.1016/j.quaint.2025.109778

3. Самусь А.В., Константинов Е.А., Филиппова К.Г. Late Glacial vegetation changes in the Kostroma Volga region based on pollen study of Lake Chukhlomskoye bottom sediments Limnology and Freshwater Biology, No 4. - P. 642-647 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-642

4. Гаранкина Е.В., Шоркунов И.Г., Юрченко А.П., Посаженникова В.С., Лобков В.А. Transformation of local kettle holes based on geological and geophysical evidence, Borisoglebsk Upland, Central European Russia Limnology and Freshwater Biology, No 4. - P. 310-317 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-310

5. Филиппова К.Г., Константинов Е.А., Захаров А.Л., Кузьменкова Н.В. Late Pleistocene and Holocene sediments of Lake Chukhlomskoye Limnology and Freshwater Biology, № 4. - P. 334-339 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-334

6. Рудинская А.И., Константинов Е.А., Шухвостов Р.С., Кузьменкова Н.В. Sedimentation rate in Lake Plescheevo in the Late Holocene Limnology and Freshwater Biology, No 4. - P. 624-629 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-624

7. Гаранкина Е.В., Посаженникова В.С., Шоркунов И.Г. Paleoarchive of Late Pleistocene sedimentary environments on the Borisoglebsk Upland Известия РАН. Серия географическая, № 4 Том 89 578-603 (год публикации - 2025)
10.7868/S2658697525040069