@article{Борисова2023-04-11,
author = {О. К. Борисова, Н. Н. Нарышкина, А. В. Панин, А. Н. Симакова, Е. Ю. Новенко},
title = {Новые данные о проявлении пребореальной осцилляции на западе европейской территории России},
year = {2023},
publisher = {NP «NEICON»},
abstract = {Введение По изменениям изотопного состава кислорода в ледяных кернах из Гренландии установлено, что вслед за быстрым потеплением на переходе от позднеледниковья к голоцену, после теплой фазы раннего пребореала продолжительностью около 300 лет, произошло резкое похолодание (так называемая пребореальная осцилляция - ПБО), которое продлилось не более 200 лет [9]. Этот холодный эпизод сменился новым потеплением, когда температура воздуха в Гренландии повысилась на 4±1,5°С на протяжении нескольких десятилетий [7]. Похолодание, соответствующее ПБО, в той или иной степени прослеживается в разных регионах северной и средней Европы по данным комплексных исследований разрезов озерных отложений с достаточно высоким разрешением по времени, хотя слабая реакция компонентов экосистем на это климатическое событие в сочетании с его краткостью затрудняет обнаружение его следов [3]. Так, на территории Голландии, где тундрово-степные травяно-кустарничковые сообщества, характерные для раннего дриаса, сменились березовыми редколесьями уже в начальную теплую фазу пребореала, около 11,5 тыс. калиброванных лет назад (далее тыс. л. н.) [4, 11], процесс распространения лесов был прерван заметным похолоданием, вызвавшим новое расширение открытых сообществ, 11,43-11,35 тыс. л. н. После этой сухой континентальной фазы, в начале позднего пребореала (11,27-11,21 тыс. л. н.), произошел новый сдвиг к более гумидному климату, отмеченный увеличением доли березовых лесов в растительном покрове; в конце позднего пребореала началось расселение сосны [4]. Кратковременное похолодание в раннем пребореале проявилось также в увеличении мощности годичных слоев осадков оз. Меерфельдер-Маар в Германии [5]. Понижение значений δ18O в карбонатных отложениях оз. Гостенж в Польше, совпадающее по времени с ПБО, указывает на похолодание приблизительно на 3°С по сравнению с началом пребореала [5]. 204 Короткопериодные похолодания раннего голоцена, подобные ПБО, вызывают особый интерес в современной ситуации, так как они могут служить условным сценарием развития похолодания вследствие быстрого потепления и связанного с ним опреснения поверхностных вод в районе Гренландии из-за таяния прибрежных ледников и морского льда, когда большой выброс талых ледниковых вод приводит к временному подавлению термохалинной циркуляции в Северной Атлантике [6]. Несмотря на многочисленные палинологические исследования отложений голоцена, проведенные на Европейской территории России [1, 2, 8, 10 и мн. др.], достаточно подробно изученные разрезы пребореальных отложений с надежным хронологическим контролем в этом регионе до сих пор отсутствуют, хотя пребореальные слои выделяются на многих пыльцевых диаграммах. Полученные нами результаты изучения озерно-болотных осадков из разреза Сельцо с высоким разрешением по времени позволяют до некоторой степени заполнить этот пробел. Регион исследований, объекты и методы Скважина 16713 была пробурена в тыловой части массива высокой поймы р. Десны около г. Сельцо Брянской обл. Скважиной вскрыта толща озерно-болотных отложений мощностью 350 см. Серия из 8 14С АМС-датировок, полученных в ЦКП «Лаборатория радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии» Института географии РАН и в Центре изотопных исследований Университета Джорджии (США), позволила построить модель осадконакопления и выделить в данном разрезе слои, относящиеся к пребореалу (11,75-10,70 тыс. л. н.), в интервале глубин 335-215 см. В основании разреза залегает слой опесчаненной гиттии, образовавшийся в конце позднего дриаса. Пребореальные отложения, представленные гиттией, глинистой в средней части и торфянистой в верхней части, перекрыты низинным торфом бореальной фазы голоцена. Спорово-пыльцевой анализ, проведенный с разрешением по времени 20-25 лет для раннего и 25-35 лет для позднего пребореала, позволяет реконструировать изменения растительности в районе разреза, происходившие на протяжении первого тысячелетия голоцена, и выявить их связь с короткопериодными колебаниями климата. Помимо пыльцы и спор, были определены прочие микрофоссилии растительного происхождения (устьичные клетки хвои, листовые шипики роголистника, спорангии папоротников и т.п.), что дает возможность более обоснованно судить о составе локальных растительных сообществ. Результаты и обсуждение Палинологическое изучение озерных осадков показало, что по всему разрезу преобладает пыльца (п.) деревьев и кустарников (55-85% от суммы п. наземных растений Σ), представленная в основном п. Pinus sylvestris (до 60-70% Σ) и Betula sect. Albae (до 40-50% Σ). Обилие спор настоящих папоротников (Polypodiaceae) изменяется в широких пределах, поэтому расчеты содержаний 205 спор также были проведены относительно Σ. По изменениям в составе пыльцевых спектров выделены три локальные пыльцевые зоны (ЛПЗ). ЛПЗ 1 (335-311 см) характеризует слой гиттии, накопившийся в начале раннего пребореала. Содержание п. деревьев и кустарников возрастает вверх по слою с 55% до 85% Σ преимущественно за счет п. сосны (c 20% до 60% Σ). В большинстве образцов обнаружена редкая п. Picea и P. sibirica, а в верхней части ЛПЗ 1 - также Larix и Juniperus. П. березы составляет около 15% Σ, содержания п. ивы снижаются снизу вверх с 15% до 8-10% Σ. Встречается также п. кустарниковых берез, смородины, жимолости, ольхи и видов сем. Malaceae (вероятно, рябины и черемухи). Из травянистых растений в основании ЛПЗ 1 наиболее обильна п. Cyperaceae, Poaceae и Artemisia (до 10-15% Σ), причем ее содержания резко сокращаются вверх по разрезу. П. лугового разнотравья очень разнообразна (в каждом образце представлены до 15 семейств), как и п. водных растений (Myriophyllum, Nuphar, Utricularia и др.). Содержание спор Polypodiaceae возрастает вверх по разрезу на два порядка и в верхнем образце ЛПЗ 1 в 2,5 раза превышает Σ. В основании ЛПЗ 1 обнаружены единичные споры Selaginella selaginoides и Riccia, а в верхней части зоны - споры Equisetum. Состав пыльцевых спектров в ЛПЗ 1 отражает сложное мозаичное строение растительного покрова территории, унаследованное от холодной стадии позднего дриаса. Обилие и разнообразие п. травянистых растений и одновременное присутствие ксерофильных и микротермных видов говорят об ограниченной роли лесов и о существовании растительности, близкой к перигляциальной лесостепи. В лесах этого времени встречались лиственница и сибирский кедр - породы, в настоящее время распространенные в районах с более континентальным климатом, чем современный климат в районе разреза. При этом роль лесных сообществ, в первую очередь, сосновых, возрастала в условиях быстрого потепления. Находки устьиц сосны доказывают, что эта порода появилась и быстро распространилась вблизи озера ~11,5 тыс. л. н. О довольно высоких летних температурах в это время говорят также изменения в составе водной растительности: если уруть и кубышка росли в озере уже в начале пребореала, то ~11,5 тыс. л. н. там поселилась и более теплолюбивая кувшинка. ЛПЗ 2 (311-276 см) соответствует слою глинистой гиттии. Ее начало отмечено новым подъемом содержаний п. трав и кустарничков до 35% Σ, в основном за счет осоковых, полыней и разнотравья (Apiaceae, Polygonaceae, Rosaceae и мн. др.). В нижней части ЛПЗ 2 встречается п. Ephedra. Состав п. древесных пород близок в описанному для ЛПЗ 1, однако содержание п. сосны в первой половине ЛПЗ 2 снижается с 60% до 30% Σ, а затем вновь повышается, а доля п. Betula sect. Albae возрастает до 25-30% Σ. Встречается п. микротермных кустарников - карликовой березы, ольховника. Состав п. водных растений беднее, чем в ЛПЗ 1; обнаружена п. прибрежно-водных растений и обитателей влажных почв - Sagittaria sagittifolia, Menyanthes trifoliata, Typha latifolia, Sparganium sp., Filipendula ulmaria. Два пика 206 содержаний спор папоротников, сопоставимых с Σ, обрамляют ЛПЗ 2. Разнообразие спор несколько возрастает в верхней части зоны, где отмечено появление Botrychium, Lycopodium, Pteridium и Sphagnum при постоянном присутствии Equisetum. Приведенные данные свидетельствуют о довольно резком похолодании, которое сменилось более медленным потеплением при одновременном снижении континентальности климата. Наиболее заметно влияние этого похолодания на расселение сосны в непосредственной близости от разреза: устьица Pinus встречаются в соответствующем слое крайне редко. О достаточно теплом лете для развития луговых сообществ свидетельствуют находки п. представителей 12-15 семейств в каждом образце из этого интервала, в том числе Sanguisorba, Thalictrum spp., Polygonum bistorta, Valeriana и др. В начальную фазу похолодания в составе водной растительности сохранялись только наиболее выносливые виды: уруть, ряска, роголистник, а в его конце в озере вновь появилась кубышка. На несколько более мягкий и влажный климат поздней части похолодания указывают распространение мезофильных кустарников - березы низкой, ольховника и видов ивы, новый этап расселения папоротников, появление плаунов и сфагновых мхов в наземном покрове. ЛПЗ 3 (276-216 см) соответствует слою торфянистой гиттии. Для этого слоя характерны наиболее высокие для всего пребореального интервала содержания п. деревьев и кустарников (80-85% Σ), в том числе белой березы (до 40-50% Σ в верхней части зоны). Доля п. сосны составляет от 30% до 50% Σ. П. темнохвойных пород (ели и кедра) изредка встречается только в нижней части ЛПЗ 3, п. лиственницы и можжевельника не обнаружена. П. влаголюбивых кустарников (Betula sect. Fruticosae, Salix spp.) более обильна в нижней части зоны, где встречается также п. Malaceae и хмеля. Из травянистых растений наиболее многочисленна п. осоковых и полыней; разнообразие п. луговых растений быстро убывает вверх по разрезу. Палинологические данные по ЛПЗ 3 отражают новый этап распространения березовых и сосновых лесов в окрестностях разреза, вызванный возобновлением потепления в позднем пребореале. Доля открытых травянистых сообществ в растительном покрове значительно сокращается. На раннем этапе этого потепления климатические условия, вероятно, были несколько более влажными, чем в его конце. Изменения в составе водной и прибрежно-водной растительности и новое резкое повышение роли папоротников отражают процессы зарастания старичного озера и заболачивания его берегов, приведшие к развитию торфонакопления в бореале. Выводы Полученные палинологические данные позволяют проследить изменения состава флоры и растительности, происходившие на протяжении пребореальной фазы голоцена в ответ на короткопериодные (вековые) климатические колебания, и оценить временные границы этих осцилляций на основе модели глубина-возраст, построенной по радиоуглеродным датировкам: 207 1. Раннепребореальное потепление (11,75-11,4 тыс. л. н.), достигавшее максимума в конце этого интервала, около 11,5 тыс. л. н., в условиях относительно континентального и сухого климата. 2. Похолодание во второй половине раннего пребореала (11,4-11,2 тыс. л. н.), соответствующее ПБО по времени проявления. Пик похолодания приходился на его раннюю, более континентальную фазу. 3. Позднепребореальное потепление при снижении континентальности климата (11,2-10,7 тыс. л. н.), с более гумидным ранним этапом. Реконструированная последовательность вековых климатических осцилляций в пребореале соответствует в основных чертах установленной для различных регионов зарубежной Европы. Степень и пространственная неоднородность в их проявлении на ЕТР требуют дальнейшего изучения.},
URL = {https://rep.herzen.spb.ru/publication/961},
eprint = {https://rep.herzen.spb.ru/files/1024},
}