Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Эволюция климата и оледенения массива Монгун-Тайга (Юго-Западная Тува) в вюрме и голоцене

ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Ганюшкин, Дмитрий Анатольевич

Введение.

Глава 1. Географическое положение и природная обстановка.

1.1 Положение и размеры массива.

1.2. Геологическое строение массива.

1.3 Рельеф массива.

1.4. Климатические условия.

1.5 Гидрология массива.

1.6. Современное оледенение.

1.7. Растительность.

Глава 2. Ледники массива Монгун-Тайга в максимум ранневюрмского оледенения.

Глава 3. Оледенение массива Могун-Тайга в период поздневюрмского оледенения и в голоцене.

Глава 4. Реконструкция климатов массива в вюрме и голоцене.

Глава 5. Эволюция климата и оледенения массива

Монгун-Тайга в вюрме и голоцене.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Эволюция климата и оледенения массива Монгун-Тайга (Юго-Западная Тува) в вюрме и голоцене"

Район исследований данной работы относится к территории Внутренней Азии. Уникальность данного региона, связанная с его максимальной удаленностью от океанов и континентальностью климата, природным своеобразием, незначительной степенью хозяйственной освоенности делают его изучение весьма перспективным. На протяжении трех десятилетий географы Санкт-Петербургского государственного университета проводят комплексные исследования геосистем Внутренней Азии, в том числе наблюдения мониторингового типа. В 1988-2000 г одним из основных объектов изучения являлся горный массив Монгун-Тайга. Значительный объем полученной в ходе работ информации, в том числе лично автором, явился основой создания ряда палеореконструкций, одной из которых является данная работа.

Палеогеографическое направление исследований является одним из наиболее важных для анализа современных обстановок, т.к. позволяет установить основные закономерности динамики и эволюции ландшафтов и прогнозировать их поведение при изменении природных условий. Большинство реконструкций ледниковых обстановок и климатов различными исследователями, затрагивающими Ал-тае-Саянскую горную страну, обходили вниманием район массива Монгун-Тайга, относящийся к ее периферии. Вместе с тем, природные особенности массива, в первую очередь климатические и орографические, определяют специфику истории развития его ландшафтов. В связи с этим представляет значительный интерес изучение поведения ледников в районе исследований, являющемся одним из наиболее аридных и континентальных в мире.

Нет однозначности во взглядах исследователей на количество, масштабы, временные рамки плейстоценовых оледенений. Также недостаточно изучена проблема влияния региональных особенностей климата на характер оледенений- нередко основой их реконструкций для Алтае-Саянской горной страны являются палеогеографические схемы, разработанные для хорошо изученных районов Европы и Северной Америки. Более обоснованным представляется использование палеоинформации, основанной на различного рода датировках естественных образований.

Ряд подобных датировок с участием автора был получен для образцов, отобранных в массиве Монгун-Тайга.

Основная цель данной работы- изучить колебания ледников массива Монгун-Тайга в вюрме и голоцене и составить сценарии соответствующих климатических изменений, обеспечивающих эти колебания.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие взаимосвязанные задачи:

1. Определить количество и последовательность оледенений массива в вюрме и голоцене.

2. Выделить основные этапы эволюции климатов и оледенений массива.

3. Реконструировать оледенение массива для максимумов оледенений и отдельных стадий.

4. Разработать климатическую модель, позволяющую по изменению положения фирновой границы определять изменения климатических параметров.

5. Определить климатические отличия периодов реконструированных ледниковых подвижек от современных условий.

6. Восстановить по данным находок на территории массива ископаемой древесины климатические условия меж-ледниковья и оценить возможность существования в тот период ледников на территории массива.

7. Оценить характер и амплитуду тектонических движений на территории массива и скорректировать согласно этим оценкам климатические сценарии, полученные ранее.

8. Дать прогноз возможных будущих колебаний ледников при различных сценариях климатических изменений.

Научная новизна работы заключается, в первую очередь, в разработке и использовании климатической модели, связывающей изменения параметров оледенения с изменениями температуры воздуха и количества осадков. Получены конкретные данные о климатических условиях исследуемых эпох и современности. Кроме того, создана подробная реконструкция оледенений массива в вюрме и голоцене и их эволюции. Использована информация, полученная по уникальным находкам ископаемой древесины в высокогорье массива. Проведена корректировка полученных климатических реконструкций на основе данных о тектонических движениях.

Основой работы явились материалы, полученные сотрудниками кафедры физической географии СПбГУ в ходе полевых исследований в 1988-2000 гг, а также 5 полевых исследований в 1988-2000 гг, а также автором в 1994-1999 гг. При этом использовались гляциогеоморфоло-гический, радиологический, ладшафтный, дендрологический, картографический (в том числе дешифрирование аэрофотоснимков) методы. Результаты работ докладывались и публиковались во время их получения и обработки.

Для раскрытия поставленных задач была принята следующая последовательность изложения материала. В первой главе дается физико-географическое описание района исследований. Во второй главе приводится хронологическая привязка и реконструкция ранневюрмского оледенения массива. В третьей главе дается хронология и реконструируется колебание ледников в позднем вюрме и голоцене. В четвертой главе разрабатывается климатическая модель, на основе которой производится реконструкция климатов вюрма и голоцена. Также оцениваются тектонические движения на территории массива. В пятой главе моделируется эволюция климата и оледенения массива исследуемых эпох, а также дается прогноз возможных будущих колебаний ледников при различных климатических изменениях. В заключении оценивается объем проделанной работы, определяются основные выводы и защищаемые положения и оцениваются перспективы дальнейшей работы. б

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Ганюшкин, Дмитрий Анатольевич

1) В вюрме на территории массива Монгун-Тайга прояви лись два крупных оледенения- ранневюрмское и поздне вюрмское. Оледенения были разделены межледниковьем, начало которого, по нашим данным, соответствует периоду

55-50 тыс. лет назад.2) Оледенение раннего вюрма было максимальным, преоб ладали горно-покровные ледники, площадь оледенения превышала современную в 22 раза, депрессия фирновой границы составляла 900 м. В максимум оледенения летняя

3) В вюрме и голоцене происходил подъем высокогорной части массива, его амплитуда в период с раннего вюрма до современности составила не менее 400 м.4) В межледниковье ледники отступали в высокогорную часть массива. Около 55-50 тыс .л .н . оледенение массива было значительно меньше современного. Малые размеры

5) В позднем вюрме оледенение было горно-долинным, площадь оледенения превышала современную в 14 раз, депрессия фирновой границы составляла 750 м. В максимум на 3 0 % меньше современных.6) В позднем вюрме и голоцене проявилось не менее вось ми (включая максимальную) подвижек ледников массива, последняя из них соответствует малой ледниковой эпохе.7) В период наибольшего потепления голоцена ледники массива не превышали современных размеров.8) Суммарная площадь ледников массива в максимум ма лой ледниковой эпохи (1810-1840 гг. по данным автора) превышала современную в 3 раза, депрессия фирновой границы составляла 140 м, преобладали малые формы оледенения. В период кульминации наступления ледников осадков составляло 0,9 современных.В заключении, необходимо отметить , что недостаточная изученность ряда проблем, как, например, вопросов хроно логии оледенений и межледниковий исследуемой террито рии, прогнозов динамики и эволюции ландшафтов, измене ний водозапасов района при колебаниях ледников требуют продолжения исследований. Автор надеется, что результа ты данной работы, в частности разработанная в ней клима тическая модель, будут при этом использоваться.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Ганюшкин, Дмитрий Анатольевич, Санкт-Петербург

1. Адаменко М.Ф. Реконструкции динамики термического режима летних месяцев и оледенения на территории Горного Алтая в 14-20 вв. // Автореферат дис. На соискание уч. степени канд. географ, наук.- Новосибирск, 1985.- 16 с.

2. Адаменко О.М., Девяткин Е.В., Стрелков С.А. Алтай // История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Алтае-Саянская горная область,- М., 1969,- С.54-120.

3. Архипов С.А., Астахов В.И., Волков И.А. и др. Палеогеография Западно-Сибирской равнины в эпоху максимума позднезырянского оледенения,- Новосибирск: Наука, 1980.107 с.

4. Борисов Б. А. Алтае-Саянская горная область. в кн.: Стратиграфия СССР. Четвертичная система. Т. 2, Л., Недра, 1984,- С. 331-350.

5. Борисов Б.А., Минина Е.А. Плейстоценовые оледенения Алтае-Саянской горной страны и их корреляция и реконструкции. -в кн. Палеоклиматы и оледенения в плейстоцене. М., Наука, 1989,- С.217-223.

6. Бутвиловский В.В, Панычев В.А., Пономарева С.А., Тресвятская А.С. Палеогеография позднеледниковья и голоцена Горного Алтая // Гляциология Сибири вып. 4 (19), Томск: Изд-во Т.У., Томск, 1993.- С. 21-56.

7. Бутвиловский В.В. Палеогеография последнего оледенения и голоцена Алтая: событийно-катастрофическая модель.- Томск: Изд-во Томского ун-та, 1993,- 253 с.

8. Варданянц Л.А. О древнем оледенении Алтая и Кавказа Н Изв. ВГО. 1938, Т. 70, В. 3.- С. 386-406.

9. Величко А.А. Проблемы реконструкций климата ледниковых обстановок. // Материалы гляциологических исследований. М. 1985. В. 52,- С. 14-19.

10. Взаимодействие оледенения с атмосферой и океаном. / Под ред. В.М. Котлякова. М.: Наука, 1987,- 190 с.

11. Галахов В.П., Мухаметов P.M. Ледники Алтая. Новосибирск: "Наука", Сиб. предприятие РАН. 1999.- 115 с.

12. Ганюшкин Д.А., Москаленко И.Г., Селиверстов Ю.П. Оледенение массива Монгун-Тайга (Внутренняя Азия) в максимум малой ледниковой эпохи и его эволюция if Вестн. С.-Петербург, ун-та. Сер. 7: Геология, география. 1998. вып. 4 (№28).- С.27-37

13. Ганюшкин Д.А. Оледенение и климатические условия вюрмского мегамежстадиала массива Монгун-Тайга// Вести. С.-Петербург, ун-та. Сер. 7: Геология, география. 1999. вып. 3 (№21).- С. 88-93.

14. Геохронология четвертичного периода / Под. ред. И.К. Ивановой и Н.В. Кинд.- М.; Наука, 1984.- 260 с.

15. Геоэкология горных котловин // Н.Н. Михайлов, К.В. Чистяков, М.А. Амосов и др.; Под ред. Ю.П. Селиверстова. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1992.- 292 с.

16. Глазырин Г. Е. Распределение и режим горных ледников. Л., 1985.- 181 с.

17. Гляциологический словарь. / Под ред. В.М. Котлякова. Л.: ГИМИЗ, 1984.- 528 с.

18. Девяткин Е.В. Кайнозой Внутренней Азии 1981.- 200с.

19. Девяткин Е.В. Канозойские отложения и неотектоника Юго-Восточного Алтая. М.; Наука, 1965.- 241 с.

20. Девяткин Е.В. Эоплейстоцен юго-восточного Алтая. Тр. Комис. по изуч. четвертичн. периода 1963. Т. 22.- С. 6475.

21. Дирксен В.Г. Палинологические особенности современных ландшафтов гор севера Внутренней Азии. Автореферат на соискание ученой степени кандидата географических наук. СПб., 1999.- 22 с.

22. Душкин М.А. Геоморфологический очерк ледникового бассейна Актру. // Гляциология Алтая. В. 5, Томск, 1957,- С. 42-65.

23. Ефимцев Н. А. Четвертичное оледенение Западной Тувы и Восточной части Горного Алтая. М.: Изд-во АК НАУК СССР, 1961,- 163 с.

24. Ендрихинский А.С. Последовательность основных географических событий на территории Южной Сибири в позднем плейстоцене и голоцене. // Поздний плейстоцен и голоцен юга Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, Сиб. отд. 1982.- С. 11-16.

25. Зятькова Л.К. Тува. Кн. Алтае-Саянская горная область М.: Наука. 1969.- С. 120-145.

26. Зубаков В. А. Глобальные климатические события плейстоцена. Л.: Гидрометеоиздат. 1986.- 288 с.

27. Ивановский Л.Н. Формы ледникового рельефа и их палеогеографическое значение на Алтае. Л.: Наука. 1967. -264 с.

28. Ивановский Л.Н. Районы древнего оледенения и объем льда позднеплейстоценовых ледников Алтая. // Материалы гляциологических исследований. Хроника. Обсуждения. М., 1974, вып. 23.- С. 130-135.

29. Ивановский Л.Н., Панычев В.А. Развитие и возраст кончных морен 17-19 вв. ледников Ак-Туру на Алтае // Процессы современного рельефообразования в Сибири. Иркутск. 1978.- С. 127-138.

30. Ивановский Л.Н., Панычев В.А., Орлова Л.А. Возраст конечных стадий "актру" и "исторической" ледников Алтая // Поздний плейстоцен и голоцен юга Восточной Сибири. Новосибирск: Наука. 1982.- С. 52-64.

31. Каталог ледников СССР//т. 15. Алтай и Западная Сибирь. Т. 15. Вып. 1, ч. 8. Бассейны р. Моген-Бурен. Каргы. Л.: ГИМИЗ, 1978.- 79 с.

32. Колебания климата за последнее тысячелетие. / Под ред. д-ра физ.-мат. наук, проф. Е.П. Борисенкова. Л.: Гид-рметеоиздат. 1988.- 408 с.

33. Котляков В. М. Режим и эволюция полярных ледниковых покровов. СПб: Гидрометеоиздат, 1992.- 185 с.

34. Лимнология и палеолимнология Монголии. СПб: Наука, 1994,- 302 с.

35. Максимов Е.В. Учение о ритмах в природе. СПб. 1992.- 124 с.

36. Малаева В.М. Об изменении климатического режима Горного Алтая в позднем плейстоцене и палеогляциологи-ческих реконструкциях. // Геоморфология. М.: 1995 г №1 Наука.- С.17-21.

37. Мельникова А.П., Баков Е.К. К вопросу о деградации оледенения на северном Тянь-Шане. // Труды IX Всесоюзного гляциологического симпозиума. Тбилиси. Матер, гляц. исследований. 1990.- С. 91-97

38. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебания климата М.-Л.: ГОНТИ НКТП СССР. 1939.- 207 с.

39. Михайлов Н.Н., Вартанян С.Л., Козырева М.Г., Чернов С.Б. Радиоуглеродное датирование голоценовых отложений горных районов южного обрамления СССР. II. // Вестник ЛГУ, сер. 7, 1991. Вып. 3 (№2).- С. 17-22.

40. Монин А. С., Шишков Ю. А. История климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1979,- 408 с.

41. Москаленко И.Г, Селиверстов Ю.П., Чистяков К.В. Горный массив Монгун-Тайга (Внутренняя Азия). Опыт эко-лого-географической характеристики. СПб.: Изд-во РГО. 1993.- 94 с.

42. Москаленко И.Г., Селиверстов Ю.П., Чистяков К.В. Динамика ледников массива Монгун-Тайга // Изв.АН СССР. Сер. географич. 1997. №1.- С. 54-59.

43. Мурзаева В. Е., Коноплева В.И., Девяткин Е. В., Серебряный Л.Р. Плювиальные обстановки позднего плейстоцена и голоцена в аридной зоне Азии и Африки. // Изв. АН СССР, Сер. географич. 1984. № 4.- С. 15-25.

44. Николаев В.И, Блюм Н.С. Эпоха 125 тыс. лет назад-канун позднеплейстоценового оледенения. // МГИ. 1985. вып. 52.- с. 40-44.

45. Новиков С.А., Москаленко И.Г. Параметризация процесса таяния ледников Северо-Запада Внутренней Азии. // География и современность. СПб.: Изд-во СПбГУ 1998. Вып. 8.- С. 180-191.

46. Окишев П. А. Динамика оледенения Алтая в позднем плейстоцене и голоцене.- Томск: Изд-во Т.Г.У, 1982.- 210 с.

47. Окишев П.А. Малый ледниковый период на Алтае // МГИ., 1985, В52.- С. 170-174.

48. Попова К.И. О типах годового хода атмосферных осадков на Горном Алтае // Гляциология Алтая.- Томск; изд-во Томского университета, 1972, вып. VII.- С. 18-23.

49. Раковец О.А., Шмидт Г.А. О четвертичных оледенениях Горного Алтая. // Тр. комис. по изуч. четвертичн. периода. 1963. Т. 22.- С. 5-30.

50. Ревушкин А. С. О находке ископаемой древесины на хребте Монгун-Тайга (Юго-Западная Тува) // Изв. Сибирского отд. АН СССР. Сер. биологич. Вып. 2, Новосибирск: Наука. 1979.- С. 46- 47.

51. Редькин А.Г. Природные условия плоскогорья Укок в позднем плейстоцене голоцене.- диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук. Барнаул, 1998,- 177 с.

52. Сапожников В.В. По Алтаю. М.: Географгиз, 1949.579 с.

53. Свиточ А.А. Палеогеография плейстоцена. -М,: Изд-во МГУ, 1987.- 188 с.

54. Севастьянов Д.В., Селиверстов Ю.П. Лимногляци-альный комплекс гор и его индикационные свойства // География и современность. Спб.: Изд-во С.-Петербург, ун-та. 1995. Вып. 7,- С. 78-102.

55. Селиверстов Ю.П. Неоген-четвертичные образования и некоторые вопросы палегеографии гор и впадин юга Сибири. // Четвертичный период Сибири. М., 1966.- С. 32-38.

56. Селиверстов Ю.П. Современное оледенение Мунгун-Тайги (юго-запад Тувы). // Изв. ВГО, т. 104, вып. 1, 1972,- С. 40-44.

57. Селиверстов Ю. П. Ритмика создания гляциальных образований гор. 1. Современное состояние проблемы стадиальности горных оледенений. // Вестник СПбГу, Сер. 7. Геология, география. 1993, вып. 3 (№ 21).- С. 71-80.

58. Селиверстов Ю. П. Ритмика создания гляциальных образований гор. 2. Причины и ранговость ритмов горных оледенений. Вестник СПбГу, Сер. 7. Геология, география. 1993, вып. 4 (№ 28).- С. 60-70.

59. Селиверстов Ю.П., Ганюшкин Д.А., Москаленко И.Г. Эволюция вюрмского оледенения массива Монгун-Тайга (Внутренняя Азия).МГИ, М., 1999 Вып. 87. С. 132-137.

60. Сергин В. Я., Сергин С. Я. Системный анализ программы больших колебаний климата и оледенения земли. Л., Гидрометеоиздат, 1978.-280 с.

61. Серебряный Л. Р., Голодковская Н. А., Орлов А. В. Малясова Е. С., Ильвеси Э. О. и др. Колебания ледников и процессы моренонакопления на Центральном Кавказе. М.: Наука, 1984.- 185 с.

62. Серебряный Л.Р., Соломина О.Н. Ледники и климат гор на территории бывщего СССР в неогляциале. // Известия РАН Сер. географич. 1995. №5.- С. 38-49.

63. Соломина О.Н. Стадиальная деградация горных ледников в голоцене. // Изв. РАН Сер. географ., 1992, №6.- С. 13-23.

64. Соломина О.Н., Чайко А.В., Чайко И.Е. Лихнометрич-ское датирование природных и антропогенных форм рельефа на Алтае. // Геоморфология. 1992. №3.- С. 82-89.

65. Сперанский Б.Ф. Основные моменты кайнозойской истории Юго-Восточного Алтая. // Вести ЗСГТ. 1937. №5.-С. 50-66.

66. Тронов М. В. Проблема гляциоклиматических показателей. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1978.- 168 с.

67. Троицкий С.Л. Современный антигляциализм.- М.; Наука, 1979.- 290 с.

68. Тюменцев К.Г. Отчет геолого-гляциологической части Алтайской ледниковой экспедиции 1933 г. // Труды ледниковых экспедиций. 1936. Вып. 6.- С.25-35.

69. Украинцева В.В. Реконструкция климатов прошлого по палинологическим данным. If Известия РАН, сер. геогр.1992. №6.- С. 90-95.

70. Чеботарева Н.С., Макарычва И.А. Последнее оледенение Европы и его геохронология.- М.: Наука, 1974.- 191 с.

71. Чернавская М. М. Реконструкция термических условий малого ледникового периода на севере Евразии (по денрохронологическим данным) // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1985. № 1,- С. 99-103

72. Чистяков К.В., Селиверстов Ю.П., Москаленко И.Г, Ганюшкин Д.А. О находке ископаемых лиственничников в Юго-Западной Туве // Изв. РГО, 2000, т. 132, вып. 3.- С.68-76.

73. Чичагов В.П. Аридный пенеплен Центральной Азии и особенности его формирования в малый ледниковый период в Восточной Монголии. И Изв. РГО. 1996. т. 128 вып. 6.-С. 27-38.

74. Шейнкман B.C. К проблеме древнего оледенения в горах Сибири. // Гляциология Сибири. Томск: изд-во Т.У.1993. вып. 4 (19).- С. 11-15.

75. Шейнкман В. С. Нивально-гляциальные системы в горах Сибири: эволюция, взаимодействие и геолого-геоморфологическая деятельность. Диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук в форме научного доклада. Томск, 1996.- 190 с.

76. Шейнкман B.C. Гляциогенные подпрудные озера в горах Сибири: причины и факторы возникновения и развития. МГИ, М., 1997. С. 43-50.

77. Шнитников А.В. Изменчивость общей увлажненности материков Северного полушария. М.; П., 1957 (Зап. Геогр. о-ва СССР. Нов. серия. Т. 16).- 337 с.

78. Щукина Е.Н. Закономерности размещения четвертных отложений и стратиграфия их на территории Алтая. // Тр. геол. института АН СССР. 1960. Вып. 26, С. 127-164.

79. Сооре G.R. Fossile coleopteran assemblages as sensitive indicators of climatic changes during the Devensian (Last) cold stage. Phil. Trans. Royai Society London, 1977, B, v. 280. P. 313-340.

80. Denthon G.H. Hughes T.J. Milankovitch theory of Ice Ages: Hypothesis of the ice-sheet linkage between regional insolation and global climate.- Quat. Res., 1983, v. 20, N 2. P. 125-144.

81. Harmon R.S., Mmitterer R.M., Kriausakui N. e.a. U-series and amino-acid racemization geochronology of Bermuda: implications for eustatic sea-level fluctation over the past 250,000 years.-Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol., 1983, v. 44.- P. 41-70.

82. Ruddiman W.P., Mclntyre A. Oceanic mechanisms for amplification of the 23.000-year ice volum cycles.- Science,1981, v. 212,- P. 617-626.

83. Woillard G. M., Mook W. G. Carbon-14 dates at Grande Pile: correlation of land and sea chronologies.- Sciences.1982. v. 215, P. 159-161.