Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Колебания уровня моря Лаптевых как фактор формирования дельты р. Лена в голоцене

ВАК РФ 25.00.25, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Колебания уровня моря Лаптевых как фактор формирования дельты р. Лена в голоцене"



Санкт-Петербургский государственный университет

На правах рукописи

Макаров Александр Сергеевич

Колебания уровня моря Лаптевых как фактор формирования дельты р.Лена в голоцене

специальность 25.00.25 - геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 о ДЕК 2009

Санкт-Петербург - 2009

003487630

Работа выполнена в государственном учреждении «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт» и на кафедре геоморфологии факультета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель:

доктор географических наук Болыииянов Дмитрий Юрьевич

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Васильев Александр Алексеевич

кандидат географических наук Макеев Вячеслав Михайлович

Ведущая организация: Ордена Трудового Красного Знамени Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской Академии Наук.

Защита состоится «22» декабря в «15» часов на заседании совета Д.212.232.64 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу:

199178, Санкт- Петербург, 10-я линия В.О., д. 33, ауд. 74. Д/| hKf) U Q) В Pf^j

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. A.M. Горького Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, Санкт- Петербург, Университетская набережная 7/9

Автореферат разослан «20» ноября 2009 г

Ученый секретарь С.Н. Лессовая

диссертационного совета д.г.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность исследования: В диссертационной работе рассматривается формирование крупнейшей в России дельтовой системы. Тема исследования относится к фундаментальным проблемам развития природной среды, рассматривающим её эволюцию. До сих пор не сложилось единого мнения относительно процессов формирования дельты р.Лена, как нет и единого мнения относительно происхождения элементов ее строения. Развитие дельтовой системы неразрывно связано с изменением уровня моря. Своеобразие развития именно этой дельты связано с происходящим до сих пор разрушением морем и рекой островной суши, существовавшей здесь до самого последнего времени. Эта особенность строения и развития моря Лаптевых значительно повлияла на дельтовые процессы и отложение специфических органогенных отложений, формировавшихся в заливах и эстуариях дельты в условиях неоднократного за последние несколько тысяч лет подпора со стороны моря. Сходные условия формирования дельт наблюдаются и в других устьевых областях рек Сибири, но именно в дельте р. Лена они проявились наиболее отчётливо. В строении дельты зафиксированы вековые колебания уровня моря, изучение которых является важнейшим направлением в исследованиях человечества, большая часть которого живёт в зоне влияния морей и океанов.

Для региона моря Лаптевых предыдущие реконструкции колебаний уровня моря строились, главным образом, на основании изучения донных морских отложений, что недостаточно для реконструкции колебаний уровня, особенно для этапов, когда море превышало современный уровень. Проведенные исследования, направленные на изучение геоморфологического и геологического строения дельты позволяют существенно дополнить имеющиеся представления об изменении уровня моря Лаптевых в голоцене.

Объектом исследования является геоморфологическое строение дельты р. Лена.

Предмет исследования - развитие дельты р. Лена и динамика береговой линии моря Лаптевых в голоцене.

Методы исследования. В работе использовался комплекс геологических и геоморфологических методов. Полевые исследования реализовывались в многочисленных пеших и лодочных маршрутах вдоль проток дельты, в ходе которых проводились геоморфологические исследования, описание естественных обнажений островов. Осуществлялся отбор образцов для лабораторных исследований. Дистанционные методы включали в себя дешифрирование, как космических, так и аэрофотоснимков с последующими сравнительным анализом полученных данных с натурными наблюдениями и построением геоморфологической карты дельты. Лабораторные исследования проводились с целью датирования отложений первой надпойменной террасы дельты р.Лена радиоуглеродным методом. Применялось датирование как большеобъёмных проб, так и АМБ датирование. В работе использованы все доступные описания разрезов первой террасы и буровых скважин, пробуренных в отложениях первой террасы другими исследователями. Основной метод определения бывших высоких стояний приёмного водоёма (моря Лаптевых) - построение геологических разрезов первой террасы дельты, выявление закономерностей сложного строения островов и соотнесение возраста геологических тел, слагающих острова, с высотой их залегания над современным уровнем моря. Отправной точкой таких построений является предположение о том, что органогенные отложения (неразложившиеся зелёные мхи) мощностью до 8 м, слагающие в основном первую террасу, являются не торфом, как считается большинством исследователей, а аллохтонным материалом, осаждавшимся в эстуариях и заливах дельты в периоды подпора речных вод со стороны моря.

Для построения модели осадконакопления в прошлом необходимы знания современных гидрологических процессов в современной дельте, что достигалось исследованием режима стока воды и наносов, русловых деформаций в дельте.

Целью исследования являлось восстановление истории развития дельты р. Лена в голоцене по данным изучения геоморфологического строения и четвертичных отложений дельты р.Лена

Для достижения сформулированной выше цели в ходе работы были поставлены и решены следующие задачи:

1 - построена геоморфологическая карта дельты р. Лена в масштабе 1:500 ООО;

2 - обобщён весь доступный материал по строению террас дельты р. Лена вдоль основных проток;

3 - выявлены закономерности осадконакопления в дельте р. Лена на современном этапе и предложен механизм формирования дельты р. Лена в голоцене;

4 - на основе данных, полученных при анализе строения и датирования террасовых уровней в дельте р. Лена построены кривые относительного изменения базиса эрозии для различных участков дельты, а так же сводная кривая для всего региона;

5 - построены палеогеографические карты дельты р. Лена на различные временные отрезки голоцена исходя из предложенной модели ее развития.

Защищаемые положения:

1. В дельте р.Лена сформирована одна, собственно дельтовая, терраса, состоящая из отдельных конусов выноса и островов, сложенных геологическими телами разного возраста.

2. Специфические органно-минеральные отложения дельты (слоёнка), составляющие большую часть объёма надводной части дельты, накапливались в эстуариях и заливах дельты в условиях подпора при повышенном стоянии уровня приёмного водоёма -моря Лаптевых.

3. Первая надпойменная терраса дельты р. Лена сформирована при неоднократном повышении уровня моря Лаптевых до высоты 7-8 м на этапах 6-8, 3-4, 1-2 т.л.н.; а также в результате эрозии её поверхности и перестройки гидросети дельты на этапах понижения уровня, имевших место 5,2-4,5; 3,3-3 тыс. л.н. и в течение последних столетий. Этапы повышения уровня и накопления отложений были длительнее этапов понижения уровня и размыва отложений.

4. Развитие дельты р.Лена определяется морским и речным факторами. На протяжении этапов в сотни и тысячи лет первостепенным фактором её формирования становится изменение уровня моря Лаптевых.

Научная новизна работы:

1. Впервые определены условия формирования толщи отложений, слагающих первую надпойменную террасу дельты р.Лена.

2. Впервые предложена схема формирования островов дельты р.Лена при изменении уровня моря Лаптевых в течение голоцена.

3. Впервые построена кривая изменения уровня моря Лаптевых в голоцене для района дельты р.Лена на основании данных датирования морских и дельтовых террас.

4. Впервые построены палеогеографические карты дельты р.Лена на различные временные срезы голоцена, учитывающие изменение уровня моря Лаптевых.

5. В основе полученного результата лежат данные изучения площадного объекта, а не точечные, как это было в предшествующих исследованиях.

Практическая значимость работы

Полученные данные свидетельствуют о существенных колебаниях уровня моря Лаптевых в голоцене и разнонаправленных тенденциях поведения уровня вдоль морского края дельты р. Лена даже в современную эпоху. Поэтому эти данные представляют интерес для любых хозяйственных мероприятий, проводящихся или планируемых в береговой зоне моря Лаптевых. Результаты работы использованы при построении Государственной геологической карты масштаба 1:1000 000 на листы 8-49-52.

Личный вклад автора: Диссертация выполнена автором в Санкт-Петербургском государственном университете и в Государственном учреждении «Арктический и

Антарктический научно-исследовательский институт» в рамках работы по международному научно-исследовательскому проекту «Система моря Лаптевых», проекту РФФИ и теме ЦНТП. В работе использованы результаты исследований 2003-2009 гг., организованных и проведенных при непосредственном участии автора на Лено-Анабарском побережье Якутии, реке Оленёк и в дельте р. Лена в составе 7 экспедиций. Фактический материал собран, обработан и проанализирован автором. В 2007-2008 гг. работа выполнялась также в рамках проекта Международного полярного года «Континентальное обрамление моря Лаптевых»

Структура и объем работы: Работа объемом 142 страницы содержит 39 рисунков, 1 таблицу и состоит из введения, 2 глав, заключения и списка литературы, который включает 107 наименований.

Основные положения работы были доложены на 10-ти конференциях и совещаниях, в том числе: 8-ом рабочем совещании в рамках международного проекта «Система моря Лаптевых» (2006); ACD (Динамика берегов Арктики) 6-ом рабочем совещании, Голландия (2006); V всероссийском совещании по вопросам изучения четвертичного периода, Москва (2007); Научной конференции «Моря высоких широт и морская криосфера, ААНИИ, г.Санкт-Петербург (2007 г.); Совещании по проекту APEX II (Арктические катастрофические папеособытия), Дарэм, Великобритания (2008); «XXX Пленуме Геоморфологической комиссии РАН», Санкт-Петербург (2008г); VI всероссийском совещании по вопросам изучения четвертичного периода, Новосибирск (2009).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении сформулирована актуальность, цели и задачи исследования, обозначены объект и предмет работы, охарактеризована методология исследования, освещены практическая значимость и научная новизна, описана апробация работы.

Первая глава, «Природные условия», содержит общую информацию о физико-географических условиях устьевой области р.Лена. В этой главе приводится используемый в работе фактический материал, данные о геологическом и геоморфологическом строении островов дельты, описаны особенности гидрологического режима и современных колебаний уровня моря Лаптевых, полученные автором, как в ходе собственных полевых исследований, так и почерпнутые из литературных источников. В первой главе формируется первое защищаемое положение.

Во второй главе, «Формирование дельты р.Лена в голоцене», приводится механизм формирования островов первой террасы дельты р.Лена и накопления специфических осадков их формирующих, «слоёнки». В этой главе подробно освещен вопрос изменения уровня моря Лаптевых в голоцене, построены кривые изменения базиса эрозии отдельных участков дельты р.Лена в голоцене и сводная кривая для всего моря Лаптевых. Итогом главы и всей работы является серия палеогеографических карт, построенных для территории дельты р.Лена на различных временных этапах голоцена. В главе 2 сформированы второе, третье и четвёртое защищаемы положения.

В заключении делаются основные выводы, полученные в ходе работы, а также даётся перспектива дальнейших исследований.

Первое защищаемое положение.

В дельте р.Лена сформирована одна, собственно дельтовая, терраса, состоящая из отдельных конусов выноса и островов, сложенных геологическими телами разного возраста.

Для ответа на вопрос о формировании дельты р.Лена в голоцене ключевым моментом является геологическое строение первой террасы. До настоящего времени в геоморфологическом строении дельты р.Лена выделяли 3 террасы [Григорьев, 1993]. 3-я терраса, высотой 30-60 м сложенная породами ледового комплекса, распространена вдоль кряжа Чекановского и Верхоянского хребта в восточной, центральной и западной частях

дельты. 2-я терраса, высотой 25-35м, сложена песчаными отложениями островов Арга-Муора-Сисе и Джипириес в западной части дельты. 1-я же терраса максимально распространена в дельте и имеет высоту от 14 м в её вершине, до 1-2 м на её морском крае. Помимо перечисленных террас, в дельте есть останцы поверхностей, сложенных породами дочетвертичного возраста. Это острова Сардах, Столб и Америка-Хая.

Отметим важнейшие особенности выделяемых ранее элементов геоморфологического строения дельты. Возраст 3-й террасы (едомы или отложений ледового комплекса) колеблется в пределах 16-55 тыс. лет назад. Происхождение отложений едомы до конца не определено. Существует несколько гипотез её возникновения: аллювиальная [Попов, 1955; Гравис, 1997; ЗсЫпт^Гег е( а!, 2002], эоловая [Томирдиаро, 1987], бассейновая приледниковая [Nagoka е! а1, 1995], экстранивитов [Куницкий, 2007]. Автору же более близка теория бассейнового лагунного происхождения пород ледового комплекса [Большиянов и др., 2008].

Возраст формирования второй террасы определяется как поздненеоплейстоцен-голоценовый. Относительно происхождения этой террасы также нет единого мнения. Подразумевают, в частности, ее аллювиальное происхождение [8с11\уатЬогп, 2004]. Автор предполагает аллювиально-морской генезис этой поверхности. 2-я и 3-я террасы представляют собой эрозионный останцы древних поверхностей, образовавшихся в различных условиях. Первая же терраса сформирована голоценовыми отложениями. До сих пор рассматривается в основном лишь её аллювиальное происхождение РсЬи'атЬогп, 2004]. Но имеются также представления о накоплении осадков первой террасы в эстуарных условиях [Коротаев, 1984]. Проведенные исследования геологического и геоморфологического строения дельты р.Лена позволяют уточнить сформированные ранее представления о развитии собственно дельтовых островов.

Первая терраса дельты разновысотна и разновозрастна. Разнородный характер ее поверхности отчётливо виден на аэро- и космических снимках. Голоценовая часть дельты р.Лена сформирована отдельными конусами выноса, локальными дельтами разного возраста. Наиболее древней частью первой террасы являются острова находящиеся на границе Арынской и Туматской проток. Возраст террасы здесь составляет 8570 л.н. (ЛУ-4191), а высота островов достигает 8 м. Другой крупной составной частью первой террасы является формация островов Оленёкской и Арынской проток дельты р.Лена. Ее формирование началось около семи тысяч лет назад (6890+170, ЛУ-4409; 6520+130, ЛУ-4407). Острова имеют высоты 10-13 м. Туматский конус выноса имеет возраст 2,5-3 тыс. лет (2280+8, ЛУ-5611; 3170+60, ЛУ-5612). Острова в этой части дельты относительно не высоки, 7-8 м, а прибрежной части - всего 1-1,5м. Сардахский или Сардахско-Трофимовский конус начинает свое формирование около 4 тыс. лет назад. Высоты островов достигают 10-12 м. Самое молодое образование в дельте - острова Быковской протоки высотой до 10м, которые обширным конусом выноса выдвигаются в море Лаптевых. Его возраст не превышает 1,5 тыс.лет (1400+100, 2530±200 [Коротаев, 1984]). Целесообразно отдельно выделить центральную часть дельты р.Лена, ограниченную Булкурской и Оленёкской протоками и Главным руслом р. Лена. Именно здесь происходит разделение стока р.Лена и образование отдельных проток, рукавов дельты. Возраст центральной части дельты составляет 4 тыс. лет. Это самая высокая, до 12-14 м, часть первой террасы дельты.

В результате дешифрирования снимков и сопоставления его результатов с описанием геоморфологического строения, составленного в ходе многочисленных маршрутов, описания естественных обнажений островов первой надпойменной террасы (рис.1) и полученных при работе с фондовыми материалами данных удалось выделить единые по своим свойствам поверхности отдельных конусов выноса, которые в совокупности и образуют поверхность первой надпойменной террасы дельты р.Лена. С учетом описанных замечаний была построена геоморфологическая карта дельты р.Лена (рис.2).

Рис.1. Схема ключевых участков исследования, на которых изучены обнажения

первой террасы и получены радиоуглеродные датировки отложений.

Кроме хорошо выделяющихся разнородных сегментов дельты разновозрастность дельты чётко проявляется и на уровне отдельных островов. Например, о.Самойловский, состоящий из более древней поверхности первой террасы с хорошо выраженными полигональными структурами в восточной части, и более молодой причленённой к ней песчаной западной трети острова. При прослеживании разрезов вдоль островов заметна сильная фациальная изменчивость отложений, наблюдается также разновозрастность геологических тел, слагающих первую террасу.

Второе защищаемое положение.

Специфические органно-минеральные отложения дельты («слоёнка»), составляющие большую часть объёма надводной части дельты накапливались в эстуариях и заливах дельты в условиях подпора при повышенном положении уровня приёмного водоёма - моря Лаптевых.

В строении островов выделяются два основных типа осадков: это - пески и специфические органогенные осадки, состоящие из мхов и растительного детрита (до 90% по объёму), с включениями стволов деревьев. Эта фация отложений названа «слоёнкой», т.к. этот термин наиболее точно отражает сущность структуры и состава отложений. Это обогащенная в разной степени песком и алевритом слоистая растительная масса, состоящая из неразложившихся зелёных мхов, детрита других растений и древесных остатков. Горизонтальная и волнистая слоистость отложений свидетельствуют о том, что растительные остатки откладывались в мелководном бассейне. Отложения

Аккумулятивный рельеф

Аллювиально-морская терраса возрастом: ¡■I 8000 лет : | 6000-4000 ■1 3000 ■■ 2500-3000 Н 1500-800 1200-500

ШШВ: Пойменная терраса высотой до 7 м и возрастом от 200 лет до нашего времени

Денудационный рельеф

^вш Структурно-денудационный рельеф низкогорий, вни® сложенных породами дочетвертичного возраста

■1 Нетеррасированные долины водотоков

Озерные котловины термокарстового заполненные водой высоких террасовых уровней

Термоденудационная, останцовая поверхность высотой до 50 м, сложенная породами ледового комплекса.

Аллювиально-морская терраса острова Арга выстой 20-22 м

Бассейновая терраса возрастом 138 000 лет и высотой до 30 м Бассейновая терраса возрастом 48 000 лет и высотой 10-15 м

Конусы выноса отложений талых ледниковых вод, возрастом 500-200лет

Эрозионно-абразионный останец о. Сардах высотой до 50 м, сложенный породами неогена

Рис.2. Геоморфологическая схема дельты р.Лена.

ежегодно промерзали, что зафиксировано широким развитием сингенетических повторно-жильных льдов в отложениях первой террасы. Кварцевые, желтые и палевые, тонко- и среднезернистые пески слагают тонкие прослои в органогенных осадках и залегают в виде отдельных геологических тел. В последних описаны слоистые и массивные толщи. Слоистость часто горизонтальная и волнистая. В редких разрезах отмечена косая слоистость песков.

До сих пор органогенные отложения дельты связывались исключительно с процессами болотообразования, а «слоёнка» называлась именно торфом. Эти органоминеральные отложения сильно отличаются от торфов по нескольким признакам:

- отложения практически неразложившиеся без каких-либо различий в степени разложения мхов и ботаническом составе из верхней и нижней частей разрезов;

- они имеют чёткую горизонтальную и волнистую слоистость, проявляющуюся в любой части обнажений, и не имеющую связи с расположением волокон зелёных мхов, но обусловленную переслаиванием с песком и алевритом;

- мощность «слоёнки» до 8 м в верхних частях дельты и до метра на морском крае дельты;

- возраст этих органно-минерапьных отложений от 600 до 1500 лет.

Для высоких широт не характерны такие значительные массы торфа и торфообразование столь массивных толщ за короткий промежуток времени. Так, на территории Якутии зафиксированы торфяники, мощность которых не превышает 1м, а возраст составляет первые тысячи лет [Скобеева, 1983].

В пользу водного происхождения слоёнки говорят следующие факты:

- эти отложения повсеместно слоисты, причём горизонтально и волнистообразно;

- они накапливались быстро со скоростью 1-Зм за 400 лет.

органогенная часть (зелёные мхи, осока, древесный и растительный детрит, а также «торфяной» детрит) практически повсеместно переслаивается кварцевыми песками и алевритом, объём которых меняется от 5 до 50%;

- засолённость некоторых разрезов «слоёнки» вблизи морского края дельты [8с1шатЬогп, 2004].

Характер слоистости органогенных отложений не даёт возможности предположить аллювиальный тип накопления этих осадков. Сравнение «слоёнки» с современными пойменными отложениями, ежегодно откладывающимися в дельте, показывает резкое отличие этих двух типов отложений. Современные, как низкая, так и высокая поймы слагаются песчаными отложениями с отчётливой косой потоковой слоистостью, в то время, как для отложений «слоёнки» характерна исключительно горизонтальная и слабоволнистая слоистость. Роль половодья в формировании островов дельты, если не определяющая, то значительная, однако, во время половодья отложения «слоёнки» формироваться не могут, т.к. энергия потока возрастает в разы по сравнению с периодами межени. Лёгкий взвешенный материал, представленный мхами и мелкими остатками других растений, не может откладываться, но выносится за пределы проток дельты.

Напротив, в условиях подпора со стороны моря и резкого снижения гидродинамической активности потоков среди ранее образованных дельтовых островов, останцов ледового комплекса и аллювиально-морской равнины о. Арга-Муора-Сисё складывались условия осадконакопления, способствовавшие валовому отложению растительных остатков. Изменения гидрологического режима таких водоёмов подчёркиваются слоями песков, алевритов и даже гальки в отдельных районах Арынского бассейна. В настоящее время мелкий растительный детрит толщиной до десятков сантиметров откладывается в более застойных участках дельтовых проток. Однако в тоже время отложения слоёнки не откладываются, т.к. современный этап развития дельты связан с эрозией и понижением уровня моря в системе западных проток. Напротив, Быковская протока развивается как заполняющийся эстуарий на фоне подъёма уровня моря за последние 60 лет [Дворкин, 2004].

Ингрессионный характер залегания «елоёнки» в устьевой области р. Оленёк доказан во время маршрута по этой реке в 2008 г. Эти отложения чётко приурочены к области реки, где влияние моря очень существенно. Сгоны и нагоны, приливы и отливы прослеживаются от устья вверх по реке более чем на 60-70 км.

Накопление «елоёнки» происходило в системе водоёмов эстуарного типа между массивами сформировавшихся ранее островов. Водоём имел колебания уровня синоптического (приливы-отливы, сгоны-нагоны) и векового масштаба. Поэтому на мелководье часто дно выходило из-под воды, где в зимние месяцы промерзало, или на него ложились льды бассейна, что также вело к промерзанию отложившихся осадков. Накапливавшиеся периодически слои растительного детрита позже подвергались размыву в протоках дельты в результате эрозионного воздействия ленских вод при пониженном базисе эрозии. Формировалась новая конфигурация островов на регрессивном этапе. Позже подпор со стороны моря приводил к формированию органогенных или песчаных отложений, которые в следующий регрессивный этап размывались.

Таким образом, чередование трансгрессивно-регрессивных циклов приводило к последовательному накоплению, размыву и новому накоплению отложений, слагающих современную дельту, что и отражается в строении первой террасы. Она сложена самыми различными по возрасту отложениями песков и «елоёнки».

Третье защищаемое положение

Первая надпойменная терраса дельты р. Лена сформирована при неоднократном повышении уровня моря Лаптевых до высоты 7-8 м на этапах 6-8, 3-4, 1-2 т.л.н.; а также в результате эрозии её поверхности и перестройки гидросети дельты на этапах понижения уровня, имевших место 5,2-4,5; 3,3-3 тыс. л.и. и в течение последних столетий. Этапы повышения уровня и накопления отложений были длительнее этапов понижения уровня и размыва отложений.

Разработанная схема формирования островов дельты в результате чередования трансгрессивных и регрессивных этапов на основании изучении геологического строения дельты, а также более сотни датировок отложений первой террасы дают основание представить временные и пространственные особенности повышений и понижений уровня приёмного водоёма - моря Лаптевых. По каждой из систем проток, вдоль которых произведены наблюдения (рис. 3), построены кривые колебания уровня приёмного водоёма на основании присутствия в разрезах и датировок елоёнки - отложений, накапливавшихся в эстуарных условиях при повышенном уровне моря.

Основой для увязки распределения датировок по районам дельты р. Лена является кривая изменений уровня моря Лаптевых, построенная на основании датирования древних береговых линий, в районе залива Куба в приустьевой области Оленёкской протоки, а также в районе м. Мамонтов Клык Лено-Анабарского побережья. На основании датирования береговых линий по террасам и плавнику древесины, залегающему на нескольких уровнях над уровнем моря и на террасах, выделяются, как минимум, два пика повышенного уровня моря в голоцене на этапе от 1 до 2 тыс. и 2 - 4 тыс. лет назад.

При сопоставлении датировок, полученных из различных частей дельты р.Лена, с данными по высотам и возрасту древних береговых линий моря видно, что большая часть молодых датировок, полученных для проток дельты Лена, укладывается в периоды возможного повышенного стояния уровня моря Лаптевых. Наблюдается очевидная корреляция изменения возраста и высот отложений морских террас с такими же параметрами первой террасы дельты в различных ее районах. При этом есть некоторое смещение высоты и возраста морских террас и террас дельты. Два возрастных интервала морских террас высотой 4 и 8,5м, а именно 1-2 и 2-4 тыс. лет, сливаются в один в дельте р.Лена. Такая закономерность характерна для всех проток кроме Туматской и Арынской, где датировки группируются в интервале 1-2 тыс. лет.

II II

"<ЙГ

о бусе С.. р-Ари

РисЗ.а. Геологические разрезы островов вдоль протоки Б.Туматской

б 5 4 3 2

|о. Алхан (Т.н. 47)

о. Безымянный Обуруо (т.н. 44)

о. Кидциепиме (т.н. 43)

о, Сагастырь

.....о. Кегелях

140О±!)О (т.н. 46)

о. Осохтох - Сутура (т.н. 45)

2440±50 4260*80

о. Сырдах высокая пойма

(т.н. 42)

9SlJi.su 9,ПОТ, 10 .¿>35,11

|±70

РиеЗ.б. Геологические разрезы островов вдоль протоки Б.Туматской

Булгунях йолъкое (т.н. 18)

в

===

< Щ

прот. Оленек (т.н. 17) екая •

РисЗ.в. Геологические разрезы островов вдоль протоки Оленёкской

я. Дж»ик»х-Оряоко-Армта

о Сацдя* - Ары га (Т.1*30)

1849*70 3460*3«

РисЗ.г. Геологические разрезы островов вдоль протоки Сардахской

о.Тит-Ары (Т.н. 36)

о.Бипир

(т.н. 25)

¿Л

"Слоёнка"

Пески

Осыпь

Косослоисгые серии

Горизонтальная слабоволнистая слоистость Глинястые частицы в отложениях Данные по литологии отсутсвуют Растительный детрит Остатки древесины

49сньо Абсолютный возраст отложений (лет назад)

РисЗ.д. Геологические разрезы островов центральной часть дельты р. Лена. Легенда.

При сопоставлении датировок, полученных из различных частей дельты р.Лена, с данными по высотам и возрасту древних береговых линий моря видно, что большая часть молодых датировок, полученных для проток дельты Лена, укладывается в периоды возможного повышенного стояния уровня моря Лаптевых. Наблюдается очевидная корреляция изменения возраста и высот отложений морских террас с такими же параметрами первой террасы дельты в различных ее районах.

В целом можно говорить о сходимости данных датирования морских и дельтовых террас района р.Лена. В этом случае появляется возможность использовать весь комплекс данных, полученный для дельты р.Лена с целью уточнения кривой колебаний уровня моря Лаптевых в голоцене. Так, в ходе анализа распределения датировок, полученных в дельте, обнаружены датировки, не укладывающиеся в даты формирования морских террас побережья, а именно более древние датировки отложений первой террасы для Оленёкской и Туматской проток. Речь идет о датировках интервала 6-9 тыс. лет назад, располагающихся на высотах до Юм. Эти даты получены для островов в верхнем течении проток. Это самые древние на современный момент датировки 1-ой террасы дельты.

Исходя из связи уровней морских и дельтовых террас предположим, что в то время - 6-8 тыс. лет назад, уровень моря Лаптевых превышал современный на высоту - 8-10м согласно высотам сформированных островов. При совмещении данных по датированию первой террасы дельты и морских террас на побережье моря Лаптевых, построена единая кривая колебания уровня моря Лаптевых в голоцене (рис.4). На полученной кривой выделяется три пика повышенного уровня моря. 1-2, 3-4,5 и 6-8 тыс. лет назад, высота м регион моря Лаптевых

у Возраст

'9 8 7 6 5 4 3 2 1 тыс лет назад

рис. 4. Кривая изменения уровня моря Лаптевых для региона дельты р.Лена в голоцене.

Четвёртое защищаемое положение.

Развитие дельты р.Лена определяется морским и речным факторами. На протяжении этапов в сотни и тысячи лет первостепенным фактором её формирования становится изменение уровня моря Лаптевых.

На формирование дельты р.Лена в голоцене определяющее влияние оказало изменение уровня моря Лаптевых. Скорости его современных колебаний находятся в пределах 1-2 мм за год [Дворкин, 2004], что близко к среднемировым значениям. При этом сезонные (половодье и паводки) и периодические (приливы и отливы, сгоны и нагоны) изменения уровня водной поверхности моря Лаптевых и проток дельты р.Лена, накладываясь друг на друга могут достигать 12 м в вершине дельты относительно минимального уровня. Именно во время половодья происходят максимальные преобразования в геоморфологическом строении дельты р.Лена. Часть островов подвержена эрозионному воздействию, скорости этих процессов составляют в среднем 1,2м год [Григорьев, 1993]. Оценить скорость аккумуляции в дельте гораздо сложнее. Помимо изменения береговой линии сформированных островов существенны и русловые деформации. Так в период с 1948 по 2001 г. произошло резкое углубление Сардахской протоки, в восточной части дельты [Большиянов, 2008]. В тот же период произошло резкое обмеление проток Оленёкской и Туматской, первая из которых еще судоходна, а вторая уже нет. Видно, что гидрологические процессы постоянно преобразуют облик дельты р.Лена. Колебания же уровня моря Лаптевых или базиса эрозии р. Лена определяют границы влияния гидрологических процессов. В зависимости от направленности изменения уровня моря процессы дельтоформирования смещаются вверх по протокам при подъеме уровня моря или выдвигаются в море при понижении его уровня. Принимая во внимание мелководность приемного водоема, становятся ясны масштабы смещения зоны дельтоформирования в результате изменений уровня моря.

При построении палеогеографических схем для района дельты в период голоцена необходимо учитывать наличие эрозионных останцов более древних поверхностей 2-ой террасы о.Арга-Муора-Сисе и 3-ей террасы, сложенной породами ледового комплекса. Наличие этих останцов, их разрушение на протяжении голоцена существенно влияли на распределение стока реки по протокам дельты, создавали условия застойных вод, в которых откладывались органогенные и песчаные отложения. Исходя из геоморфологического строения дельты, кривых колебаний уровня моря в голоцене и знаний о современных гидрологических процессах в дельте, построены палеогеографические карты на основные ключевые этапы голоцена. Такими этапами для дельты являются этапы накопления «слоёнки» во время повышенного стояния уровня моря и дальнейший размыв сформированного массива водами р.Лена. При построении

схем учтено возможное расположение эрозионных останцов дельты в прошлом. В одно и тоже время в различных участках дельты формировались условия либо транзита, либо аккумуляции, либо размыва отложений, что наблюдается и в настоящее время. На рис. 5 представлена схема развития дельты р. Лена в голоцене.

17-15 тыс. л.н. уровень моря был значительно ниже и дельта (дельты) реки располагались в сотнях километрах к северу от современного её конуса выноса. На месте современной дельты шло активное размывание пород ЛК. 8 тысяч лет назад в дельте

сформировались первые растительные «слоёнки», что может свидетельствовать повышенном уровне стояния бассейна. 6 тыс. л.н. во время отступления моря размывались ранее накопленные осадки, в том числе породы ЛК и вышедшего на поверхность массива аллювиально-морских песков о. Арга-Муора-Сисё. 5 тыс. л.н. протоки дельты снова вступили в эстуарный этап развития, когда активно накапливались растительные «слоёнки». 4.5 тыс. л.н. - этап размыва и накопления аллювиальных песков, сменившийся около 3,5 тыс. л.н. этапом заполнения мелководных эстуариев дельты растительными и песчаными осадками. 1000-500 л.н. снова этап размыва с окончательным формированием облика останцов ЛК в дельте. Кратковременное повышение уровня моря около 400 л.н. и далее современный этап вреза, формирующий современный облик дельты. Не только колебания уровня моря ответственны за происходившие в дельте события. Во время Малого ледникового периода (500-100 л.н.) на склонах низких гор, которые прорезает река, развивались

рис.5. Схема развития дельты р. Лена в голоцене

формы пассивного оледенения, при таянии которого высвобождалось значительное количество воды. Это приводило к интенсивной эрозии и выносу в дельту большого количества грубообломочного материала. Свидетелем тому 5 конусов выноса в Быковской протоке между о. Чай-Ары и заливом Неелова, которые сильно стеснили и изменили сток по этой протоке. Такого рода события неоднократно имели место в дельте на протяжении голоцена. В частности, развивались пассивные ледники и на о. Арга, где их остатки были зафиксированы на геоморфологической карте 1953 г [Гусев, 1954]. Зафиксирован сток талых ледниковых вод Малого ледникового периода и в озёрах у подножия кряжа Прончищева [Макаров и др., 2008] . Однако, колебания уровня моря и стока реки были определяющими в развитии дельты.

Из-за трудностей радиоуглеродного датирования и наличия большого количества переотложенного материала в голоценовых осадках островов временные этапы могут быть условными. Но значительное количество датировок, вероятно, всё же отражает этапы развития дельты или, хотя бы последовательность событий, которая запечатлена в геологическом строении островов.

Основной причиной образования дельты является уровенный режим приёмного водоёма - моря Лаптевых. До настоящего времени считается, что, достигнув максимума в середине голоцена, уровень мирового океана стабилизировался на отметках, близких к современным. Проведённые исследования дельты р. Лена и побережий моря Лаптевых показал, что даже во второй половине голоцена - во время формирования современной дельты колебания уровня моря достигали значительного размаха - до 7-8 м, что и определило строение и своеобразие дельты. Пока невозможно определить, какие именно причины вызывали колебания уровня моря - тектонические или эвстатические, т.к. нет инструмента для их разделения. Однако роль тектонических движений несомненна. Даже в настоящее время (последние 60 лет) уровень моря у западной кромки дельты (Оленёкский залив) падает, а в восточной (бухта Coro) в районе Тикси растёт [Дворкин, 2004].

Геоморфологическое строение дельты свидетельствует о том, что роль блоковых современных тектонических движений земной коры также значительна. На небольших площадях дельты есть одновозрастные террасы, с разницей высотных отметок поверхности до 5-6 м. Исследователи также отмечают разные высотные отметки подошвы толщи пород ледового комплекса в западной и восточной частях дельты [Григорьев 1993].

Собственными исследованиями удалось зафиксировать перекос земной поверхности тектоническими движениями по южной стороне о. Курунгнах. Здесь наблюдается чёткая литологическая граница между ледовым комплексом пород и подстилающими его песками. Эта граница от ю-в оконечности острова воздымается на 8м на протяжении 4 км. У слияния Оленёкской и Булкурской проток описанная граница снова занимает более низкое положение по разлому земной коры, по которому заложена Оленёкекая протока. Это наблюдение свидетельствует, во-первых, о том, что в настоящее время в районе вершины дельты земная поверхность воздымается к западу, а во-вторых, что по разломам происходят дифференцированные движения земной коры. Таким образом, становится понятным не совсем обычное перераспределение стока по рукавам дельты. Вода и наносы стекают преимущественно на восток и юго-восток по протокам Быковской и Трофимовской, вместо того, чтобы следовать прямым путём на север-запад по Оленёкской протоке. Прослеженные этапы развития дельты свидетельствуют о том, что ещё в середине голоцена основной сток осуществлялся по Оленёкской протоке. Значит, интенсивность современных движений земной коры в районе дельты весьма значительна.

Однако, не все изменения можно связать только с тектоническими причинами. Несомненны и эвстатические колебания уровня, которые приводили к частой и довольно резкой смене знака в уровненном режиме моря Лаптевых.

Таким образом, получив определённый массив данных по строению дельты р. Лена и берегов моря Лаптевых, приходится констатировать, что определяющим фактором развития дельты р. Лена, а также и других дельт является уровненный режим приёмного водоёма. Нет причин приуменьшать влияние колебания стока воды и наносов. Однако даже незначительные колебания уровня моря приводят к значительным изменениям в месте и способе отложения конусов выноса рек, особенно на таком мелководном шельфе, как шельф моря Лаптевых.

В ходе выполнения работы были сделаны следующие выводы.

1. Доказано, что первая терраса дельты р.Лена состоит из нескольких геологических тел разного возраста, формирующих единую поверхность, при этом 2-я и 3-я террасы не являются дельтовыми образованиями.

2. Установлено, что органно-минеральные отложения («слоёнка») слагающие острова первой террасы являются аллохтонным материалом, но не торфом, как это предполагалось ранее.

3. Определены условия осадконакопления и формирования толщи «слоёнки» в голоцене. Такие отложения накапливались в эстуариях и заливах дельты в условиях подпора при повышенном положении уровня приёмного водоёма - моря Лаптевых.

4. На основании датирования отложений «слоёнки» первой надпойменной террасы дельты р. Лена построены кривые изменения базиса эрозии в голоцене для основных проток, Оленёкской, Большой и Малой Туматских, Трофимовской и Сардахской, а так же Быковской.

5. Исходя из данных датирования морских террас Ленно-Анабарского побережья моря Лаптевых, залива Куба и сопоставления этих данных с изменениями базиса эрозии по протокам дельты построена кривая изменения уровня моря Лаптевых в голоцене.

6. Показано, что первая терраса дельты р. Лена сформирована при неоднократном повышении уровня моря Лаптевых до высоты, как минимум, 7-8 м на этапах: 6-8, 3-4, 1-2 тыс. лет назад; а также в результате её эрозии и перестройки гидросети дельты на этапах понижения уровня, имевших место 5,2-4,5; 3,3-3 тыс. л.н. и в течение последних столетий. Этапы повышения уровня и накопления отложений были продолжительнее этапов понижения уровня и размыва отложений.

7. Изменение уровня моря Лаптевых играет определяющую роль в формировании дельты р.Лена на временных интервалах сотен и тысяч лет. На этапах десятков лет основополагающим является влияние гидрологических процессов.

Список работ по теме исследования в журналах, рекомендованных ВАК. Макаров A.C., Большиянов Д.Ю., Павлов М.В. Геоморфологические и палеогеографические исследования междуречья Оленька и Анабара на южном побережье моря Лаптевых // Вестник Санкт-Петербургского Государственного Университета серия 7 Геология, География, выпуск 1, 2008, с. с. 79-86.

Список других работ по теме исследования. Д.Ю. Большиянов, М.Н. Григорьев, В. Шнайдер. А.С.Макаров. Е.А.Гусев. Происхождение ледового комплекса пород на побережье моря Лаптевых в позднем неоплейстоцене // Материалы 7 Международного симпозиума «проблемы инженерного мерзлотоведения», Якутск, 2007.

Федорова И.В., Большиянов Д.Ю., Макаров A.C.. Третьяков М.В., Четверова A.A. Современное гидрологическое состояние дельты р. Лены // Монография. «Система моря Лаптевых и прилегающих морей Арктики: современное состояние и история развития». Под ред. Х.Кассенс, А.П.Лисицына, И.Тиде, Е.И.Поляковой, Л.А.Тимохова. Изд-во МГУ, 2009

Макаров A.C., Большиянов Д.Ю. Колебания уровня моря Лаптевых в голоцене как фактор формирования дельты реки Лена // Отечественная геоморфология: прошлое, настоящее, будущее. Материалы XXX Пленума Геоморфологической комиссии РАН, Санкт-Петербург, 15-20 сентября, 2008г, с.306-308.

Большиянов Д.Ю.. Макаров A.C.. Фёдорова И.В., Жиров А.И. Гидроморфогенез дельты р. Лена // 23 межвузовское пленарное координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов, Калуга, 8-10 октября 2008г. Доклады и сообщения. Калуга. 2008. с. 56-68.

Большиянов Д.Ю., Макаров A.C., Морозова Е.А., Павлов М.В., Саватюгин Л.М. Развитие природной среды полярных областей Земли последнего тысячелетия по данным изучения озерных отложений // Проблемы Арктики и Антарктики, 2009, №1(81), с. 108-115. Макаров A.C.. Большиянов Д.Ю. Колебания уровня моря Лаптевых как фактор формирования дельты р. Лена в голоцене // Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований. Материалы VI Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. Новосибирск, 2009, с. 383-384.

Подписано в печать 18.11.2009 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 150 экз. Заказ № 1412.

Отпечатано в ООО «Издательство "ЛЕМА"»

199004, Россия, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., д.24, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izd_lema@mail.ru http://www.lemaprint.ru

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Макаров, Александр Сергеевич

Введение

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Природные условия

1.1 Физико-географический очерк

1.2. История исследования

1.3. Гидрологические условия

1.3.1. Гидрологические условия

1.3.2. Колебания уровня моря

1.4. Геологическое строение и тектонические условия

1.4.1. Геологические условия

1.4.1.1. Острова Оленёкской протоки

1.4.1.2. Острова Туматских проток

1.4.1.3. Острова Сардахско-Трофимовской системы проток

1.4.1.4. Острова центральной части дельты

1.4.1.5. Быковская протока

1.4.1.6. О голоценовых морских террасах в дельте р.Лена

1.4.2. Тектонические условия

1.5. Геоморфологическое строение

Глава 2. Формирование дельты р.Лена в голоцене

2.1. Формирование островов дельты р.Лена

2.2. Колебания уровня моря как фактор формирования дельты

2.2.1. Колебания уровня моря, выявленные на основании изучения геологического и геоморфологического строения дельты

2.2.2. Колебания уровня моря Лаптевых в голоцене

2.3. Колебания уровня моря и формирование дельты

2.4. Палеогеографические реконструкции для района дельты р.Лена в голоцене

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Колебания уровня моря Лаптевых как фактор формирования дельты р. Лена в голоцене"

Актуальность исследования: В диссертационной работе рассматривается формирование крупнейшей в России дельтовой системы. Тема исследований относится к фундаментальным проблемам развития природной среды, рассматривающим её эволюцию. До сих пор нет единого мнения относительно процессов формирования дельты р.Лена, как нет и единого мнения относительно происхождения элементов ее строения. Развитие дельтовой системы неразрывно связано с изменением уровня моря. Своеобразие развития именно этой дельты связано с происходящим до сих пор разрушением морем и рекой островной суши, существовавшей здесь до самого последнего времени. Эта специфика строения и развития моря Лаптевых значительно повлияла на дельтовые процессы и отложение специфических органогенных отложений, формировавшихся в заливах и эстуариях дельты в условиях неоднократного за последние тысячи лет подпора со стороны моря. Сходные условия формирования дельт наблюдаются и в других устьевых областях рек Сибири, но именно в дельте р. Лена они проявились наиболее отчётливо. В строении дельты зафиксированы вековые колебания уровня моря, изучение которых является важнейшим направлением в исследованиях человечества, большая часть которого живёт в зоне влияния морей и океанов.

Для региона моря Лаптевых предыдущие реконструкции колебаний уровня моря строились, главным образом, на основании изучения донных морских отложений, что недостаточно для реконструкции колебаний уровня, особенно для этапов, когда море превышало современный уровень. Проведенные исследования, направленные на изучение геоморфологического и геологического строения дельты позволяют существенно дополнить имеющиеся представления по вопросу изменения уровня моря Лаптевых в голоцене.

Объектом исследования является геоморфологическое строение дельты р. Лена.

Предмет исследования - это развитие дельты р. Лена и изменение ее береговой линии в голоцене при колебании уровня моря Лаптевых.

Методы исследования. В работе использовался комплекс геологических и геоморфологических методов. Полевые исследования реализовывались в многочисленных пеших и лодочных маршрутах вдоль проток дельты, в ходе которых составлялось геоморфологическое описание, описание естественных обнажений островов. Осуществлялся отбор образцов отложений островов для лабораторных исследований. Дистанционные методы включали в себя дешифрирование как космических, так и аэрофотоснимков с последующими сравнительным анализом полученных данных с натурными наблюдениями и построением геоморфологической карты дельты. Лабораторные исследования проводились с целью датирования отложений первой надпойменной террасы дельты р.Лена с помощью радиоуглеродного метода. В работе использованы все доступные описания разрезов первой террасы и буровых скважин, пробуренных в отложениях первой террасы другими исследователями. Основной метод определения бывших высоких стояний приёмного водоёма - построение геологических разрезов первой террасы дельты, выявление закономерностей сложного строения островов и соотнесение возраста геологических тел, слагающих острова, с высотой их залегания над современным уровнем моря. Отправной точкой таких построений является предположение о том, что органогенные отложения.(неразложившиесязелёные мхи) мощностью до 8 м, слагающие в. основном- первую террасу являются не торфом, как считается большинством исследователей, а аллохтонным материалом, осаждавшимся в эстуариях и заливах дельты в периоды подпора речных вод со стороны моря.

Для построения модели осадконакопления в прошлом необходимы знания современных гидрологических процессов в современной дельте, что достигалось исследованием режима стока воды и наносов, русловых деформаций в дельте.

Целью исследования являлось восстановление истории развития дельты р. Лена в голоцене по данным изучения геоморфологического строения и четвертичных отложений.

Для достижения поставленной цели в ходе работы были поставлены и решены следующие задачи:

1 - построена геоморфологическая карта дельты р. Лена в масштабе 1:500000;

2 - обобщён весь доступный материал по строению террас дельты р. Лена, вдоль основных проток;

3 - выявлены закономерности осадконакопления в дельте р. Лена на современном этапе и предложен механизм формирования дельты р. Лена в голоцене;

4 - на основе данных полученных при анализе строения островов и датирования террасовых уровней в дельте р. Лена построены кривые относительного изменения базиса эрозии для различных участков дельты, а так же сводная кривая для всего региона;

5 - построены палеогеографические карты дельты р. Лена на различные временные отрезки голоцена исходя из предложенной модели ее развития.

Защищаемые положения:

1. В дельте р.Лена сформирована одна, собственно дельтовая, терраса, сложенная геологическими телами разного возраста.

2. Специфические органо-минеральные отложения («слоёнка»), составляющая большую часть объёма надводной части дельты р. Лена, накапливались в эстуариях и заливах дельты в условиях подпора уровня при повышенном положении уровня приёмного водоёма - моря Лаптевых.

3. Первая терраса дельты р. Лена сформирована при неоднократном повышении уровня моря Лаптевых до высоты, как минимум, 7-8 м на этапах 6-8, 3-4, 1-2 тыс. лет назад, а также в результате её эрозии и перестройки гидросети дельты на этапах понижения уровня, имевших место 5,2-4,5; 3,3-3 тыс. л.н. и в течение последних столетий. Этапы повышения уровня и накопления отложений были продолжительнее этапов понижения уровня и размыва отложений.

4. Развитие дельты р.Лена определяется морскими и речными факторами. На протяжении этапов в сотни и тысячи лет первостепенным фактором её формирования становится изменение уровня моря.

Научная новизна работы:

1. По-новому определены условия формирования толщи отложений слагающих первую надпойменную террасу дельты р.Лена.

2. Впервые предложена схема формирования островов дельты р.Лена при изменении уровня моря Лаптевых в течение голоцена.

3. Впервые построена кривая изменения уровня моря Лаптевых в голоцене для района дельты р.Лена на основании данных датирования морских и дельтовых террас.

4. Впервые построены палеогеографические карты дельты р.Лена на различные временные срезы голоцена при изменении уровня моря Лаптевых.

5. В основе полученного результата лежат данные изучения площадного объекта, но не точечные, как это было в предшествующих исследованиях.

Практическая значимость работы: Полученные в ходе выполнения работы данные свидетельствуют о существенных колебаниях уровня моря Лаптевых в голоцене и разнонаправленных тенденциях поведения уровня вдоль морского края дельты р. Лена даже в современную эпоху. Поэтому эти данные представляют интерес для любых хозяйственных мероприятий, проводящихся или планируемых в береговой зоне моря Лаптевых. Результаты работы использованы при построении

Государственной геологической карты масштаба 1:1000 ООО на листы S-49-52.

Личный вклад автора: Диссертация выполнена автором на кафедре геоморфологии санк-петербургского государственного университета и в Государственном учреждении «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт» в рамках работы по международному научно-исследовательскому проекту «Система моря Лаптевых», проекту РФФИ и теме ЦНТП. В работе использованы результаты исследований 2003-2009 гг., организованных и проведенных при непосредственном участии автора на Лено-анабарском побережье Якутии, реке Оленёк и в дельте р. Лена в составе 7 экспедиций. Фактический материал собран, обработан и проанализирован автором. В 2007-2008 г.г. работа выполнялась также в рамках проекта Международного полярного года «Континентальное обрамление моря Лаптевых». В работе использовано более 100 абсолютных датировок, проанализированы 49 разрезов островов в различных районах дельты р.Лена.

Основные положения работы были доложены на 10-ти конференциях и совещаниях, в частности: 8-ом рабочем совещание в рамках международного проекта «Система моря Лаптевых» (2006); ACD (Динамика берегов Арктики) 6-е рабочее совещание, Голландия (2006); V всероссийское совещание по вопросам изучения четвертичного периода, Москва (2007); Научная конференция «Моря высоких широт и морская криосфера, ААНИИ, г.Санкт-Петербург (2007 г.), APEX II (Арктические катастрофические палеособытия), Дарэм, Великобритания (2008); «XXX Пленум Геоморфологической комиссии РАН», Санкт-Петербург (2008г); VI всероссийское совещание по вопросам изучения четвертичного периода, Новосибирск (2009).

Структура работы. Работа состоит из титульного листа, содержания, двух глав, введения, заключения и выполнена на 142 листах. Включает в себя

39 рисунков и 1 таблицу. Список используемых источников содержит 104 наименования.

Работа написана под руководством профессора, д.г.н. Болыпиянова Д.Ю., которому автор выражает глубокую признательность за внимание, и постоянную поддержку в работе. Автор благодарит за терпение коллег вместе с которыми провел не один полевой сезон, Григорьева М.Н., Куницкого В.В., Деревягина А.Ю., Кузнецову Т.В. Отдельное спасибо Вальдемару Шнайдеру и Мельниченко Д.В. за прекрасную организацию полевых исследований. Автор признателен российско-германской лаборатории им.Отто Шмидта и лично ее руководителям Тимохову JI.A. и Федоровой И.В. Автор выражает благодарность сотрудникам отдела географии полярных стран за критические замечания по работе и лично Федорову Г.Б. Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры геоморфологии факультета географии и геоэкологии Гусеву Е.А., Шарину В.В Лопатину Д.В. с которыми неоднократно обсуждал результаты представленные в работе. Особую признательность автор выражает своей семье, родителям, сподвигнувшим к написанию представленного труда.

Заключение Диссертация по теме "Геоморфология и эволюционная география", Макаров, Александр Сергеевич

Основные выводы.

1. Доказано, первая терраса дельты р.Лена состоит из нескольких геологических тел разного возраста, формирующих единую поверхность, при этом 2-я и 3-я террасы не являются дельтовыми образованиями.

2. Установлено, что органно-минеральные отложения («слоёнка») слагающие острова первой террасы являются аллохтонным материалом, но не торфом, как это предполагалось ранее.

3. Определены условия осадконакопления и формирования толщи «слоёнки» в голоцене. Такие отложения накапливались в эстуариях и заливах дельты в условиях подпора при повышенном положении уровня приёмного водоёма - моря Лаптевых.

4. На основании датирования отложений «слоёнки» первой надпойменной террасы дельты р. Лена построены кривые изменения базиса эрозии в голоцене для основных проток, Оленёкской, Большой и Малой Туматских, Трофимовской и Сардахской, а так же Быковской.

5. Исходя из данных датирования морских террас Ленно-Анабарского побережья моря Лаптевых и залива Куба и сопоставлении этих данных с данными изменения базиса эрозии по протокам дельты построена кривая изменения уровня моря Лаптевых в голоцене.

6. Показано что первая терраса дельты р. Лена сформирована при неоднократном повышении уровня моря Лаптевых до высоты, как минимум, 7-8 м на этапах 6-8, 3-4, 1-2 тыс. лет назад, а также в результате её эрозии и перестройки гидросети дельты на этапах понижения уровня, имевших место 5,2-4,5; 3,3-3 тыс. л.н. и в течение последних столетий. Этапы повышения уровня и накопления отложений были продолжительнее этапов понижения уровня и размыва отложений.

7. Изменение уровня моря Лаптевых играет определяющую роль в формировании дельты р.Лена на временных интервалах сотен и тысяч лет. На этапах десятков лет основополагающим является влияние гидрологических процессов.

Перспективы и направления дальнейших исследований.

В данной работе освещена голоценовая история развития дельты р.Лена. Плейстоценовый этап ее развития изучен не достаточно, что открывает перспективы для дальнейшей работы. Именно эта работа является основой для дальнейшего исследования древне четвертичной истории дельты р.Лена. Спорными до сих пор остаются вопросы формирования так называемых третьей^ сложенной породами ледового • комплекса, и второй, сложенной песчаными отложениями, террас устьевой области р.Лена.

К фундаментальным относится проблема происхождения пород ледового комплекса. Эти породы распространены во всем восточном секторе российской Арктики от Таймыра до Чукотки. И потому будущие работы в дельте, направленные на понимание процессов формирования едомы позволят расширить знания о природной среде плейстоцена, ее развитии на Северов-Северо востоке России.

Малоизученным остаётся вопрос о подводном продолжении дельты р.Лена и его развитии как в голоцене. Так и на более ранних этапах четвертичного периода. Именно изучение подводной дельты даст данные, которые позволят уточнить историю развития всего региона моря Лаптевых.

Важнейшим является вопрос об изменении уровня Мирового океана. Как было показано выше существует множество предположений о характере хода уровня моря в разных частях мирового океана в голоцене. Нет ясности в причинах изменения уровня. В этом отношении продолжение исследований в дельте р.Лена, направленных на изучение колебаний уровня моря Лаптевых являются приоритетными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследованы особенности осадконакопления в дельте реки Лена на современном этапе и предложен механизм осадконакопления и формирования островов первой надпойменной террасы дельты р.Лена в голоцене.

Доказано, что органоминеральные отложения, слагающие острова первой террасы дельты являются аллохтонным материалом, а не торфом, как это предполагается ранее. Важнейшим условием накопления толщи «слоёнки» в голоцене являлся повышенный по сравнению с современным уровень моря Лаптевых.

Исходя из принятой модели развития островов, данных датирования морских террас Ленно-Анабарского побережья моря Лаптевых и побережья залива Куба построена кривая изменения уровня моря Лаптевых в голоцене, на основании которой предложена схема развития дельты р.Лена в голоцене.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Макаров, Александр Сергеевич, Санкт-Петербург

1. Антонов B.C. Устьевая область р. Лены (гидрологический очерк). Л.: Гидрометеоиздат. 1967. — 107 с.

2. Анцибор Ю.Б. Тяжёлые металлы и нефтепродукта (ПАУ) в многолетнемёрзлых отложениях дельты р.Лена, Сибирь / магистерская диссертация, СПбГУ, POMOR, 2009.

3. Арэ Ф.Э. Об относительном уровне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского в послеледниковье // Колебания уровней морей и океанов за 15 ООО лет. М.: Наука, 1982.-С.168-174.

4. Атлас Арктики, Москва, ГУКК, 1985.

5. Бадюков Д.Д. Влияние изменения формы геоида и деформаций твердой Земли под действием водной нагрузки на изменение уровня моря в послеледниковое время // Колебания уровня морей и океанов за 15000 лет // М., Наука, 1982г.

6. Баскаков Г.А., Шпайхер А. О. Современные вертикальные движения побережья арктических морей // Тр. ААНИИ. Т. 285. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. С. 189-195.

7. Большиянов Д.Ю. Пассивное оледенение Арктики и Антарктиды .СПб: ААНИИ.-2006.-296 с.

8. Вилънер Б.А. Динамика и морфология берегов м. Лаптевых / Диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук. Ленинград 1954.

9. Виноградов В.А., Драчев С. С. К вопросу о тектонической природе фундамента юго-западной части моря Лаптевых // Доклады РАНСерия геологическая. 2000. -Т.372.-С. 72-74.

10. Воробьев В.Н., Кочанов С.Ю., Н.П.Смирнов. Сезонные и многолетние колебания уровня морей Северного Ледовитого океана. РГГМУ, Санкт-Петербург, 2000.

11. Гаврилов А.В., Романовский Н.Н., Хуббертен Х.-В. Палеогегографический сценарий послеледниковой трансгрессии на шельфе моря Лаптевых // Криосфера Земли, 2006, т. X, № 1, с. 39-50.

12. Галабала P.O. Новые данные о строении дельты Лены // Четвертичный период Северо-Востока Азии. Магадан: СВКНИИ ДВО АН СССР, 1987. -С.152-171.

13. Геологический словарь М.: Недра. 1973, Т.2. - С. 320.

14. Гидроморфогенез в дельте р.Лена // отчет по теме 05-05-64419-а РФФИ, 2007. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 :1 000 000 (новая серия). Лист 8-50-52-Быковский. Объяснительная записка. СПб.

15. Изд-во картфабрики ВСЕГЕИ, СПб., 2001 (МПР России, ФГУНПП «Аэрогеология»).

16. Гравис Г.Ф, Роль флювиальных процессов в развитии пород ледового комплекса // Криосфера Земли, 1997, т.1, №2, с.59-59.

17. Григорьев М.Н. Криоморфогенез устьевой области р. Лены. Якутск Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1993. - 176 с.

18. Григорьев Н.Ф. Многолетнемерзлые породы приморской зоны Якутии. М.: Наука, 1966.- 180 с.

19. Гусев А.И. Рельеф террас и этапы его развития в дельте р.Лены // Сб. статей по геологии Арктики. Тр. НИИГА. Л., 1953. - Т.72. Вып.4. - С.214-223.

20. Гусев А.И. К стратиграфии четвертичных отложений западной части Приморской равнины // Сб. статей по геологии Арктики. Тр. НИИГА. Л., 1958. - Т. 80. Вып.5. - С.79-86.

21. Гусев А.И. Стратиграфия четвертичных отложений Лено-Индигирской прибрежной равнины // Тр. Междувед. совещ. по разраб. стратигр. схем Северо-Востока СССР. Магадан, 1959а. - С.465-468.

22. Гусев А.И. К истории развития приморской равнины в четвертичное время // Сб. статей по геологии Арктики. Тр. НИИГА. Л., 19596. - Т. 102, вып. 10. -С.160-165.

23. Гусев А.И. Рельеф песчаной террасы в дельтах рек, впадающих в море Лаптевых // Там же. Л., 1960. - Т.114, вып. 14. - С.173-179.

24. Гусев А.И. Стратиграфия четвертичных отложений Приморской равнины // Мат-лы Всесоюз. совещ. по изуч. четвертич. периода. М.: АН СССР, 1961. -Т.З. - С.119-127.

25. Гусев А.И. Дельта реки Лены (Геолого-геоморфологический очерк). Л.: НИИГА. 1953. (Отчёт). С. 278-298. (приложение - геолого-геоморфологическая карта масштаба 1:300 000 на 4 листах)

26. Данилов И.Ф., Власенко А.Ю. Трансгрессивно-регрессивные циклы арктического шельфа в позднем кайнозое и их влияние на изменения природной среды //Изв. РГО. 1999. Т. 131, вып. 4. С. 67-72.

27. Данилов И.Д., Комаров И.А., Власенко А.Ю. Криолитозона ВосточноСибирского шельфа в последние 80 ООО лет // Криосфера Земли, 2000, т. IV, №1, с 18-23.

28. Дворкин Е.Н. Возможные изменения уровня арктических морей. Климатический режим Арктики на рубеже XX и XXI вв. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. - С. 150-156.

29. Дворкин Е.Н., Мустафнн Н.В. Основные результаты изучения многолетних колебаний уровня арктических морей и современных вертикальных движений их берегов // Динамика вод Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. С. 62-67. (Тр. ААНИИ; Т. 414).

30. Денисенков В.А. Основы болотоведения: Учеб. Пособие. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2000, - 224 с.

31. Евгенов Н.И. Экспедиция к устьям p.p. Лены и Оленёка. Тр. Комиссии АН по изучению Якутской АССР, т. ИТ, ч. 1, 1929.

32. Евгенов И. PL Материалы по лоции дельты р. Лены и описание хода по её протокам. Тр. Комиссии АН по изучению Якутской АССР, т.Ш, ч. 3, 1929.

33. Зенковнч В.П. Основы учения о развитии морских берегов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 710 с.

34. Иванов В.В. Особенности режима перекатного участка дельты Лены в зоне влияния моря. // Тр. ААНИИ. 1961. Т. 256.

35. Иванов В.В. О стоке взвешенных и влекомых наносов основных проток дельты р. Лены. Сб. Проблемы Арктики и Антарктики. Выпуск 18. Гидрометеоиздат, Л., 1964. с.31-40.

36. Иванов В.В. Сток и течения основных проток дельты р. Лены. Труды

37. Арктического научно-исследовательского института, том 234. Гидрология135рек советской Арктики. Выпуск 5. Изд-во «Морской транспорт», Л., 1963г. с.76-86.

38. Иванов В.В., Пискун А.А., Корабелъ Р.А. Распределение стока по основным рукавам дельты Лены // Тр. ААНИИ. 1983. Т. 378. С. 59-71.

39. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козъмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии -М.:ГЕОС, 2000.

40. Катин П.А., Селиванов А.О. Изменения уровня морей России и развитие берегов: Прошлое, настоящее, будущее. М.: ГЕОС, 1999. 298 с.

41. Клюев Е.В. Роль мерзлотных факторов в динамике рельефа дна полярных морей/ Диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук. Ленинград 1967г.

42. Клюев Е.В., Котюх А.А., Оленина Н.В. Картографо-гидрографическая интерпретация исчезновения в море Лаптевых островов Семеновского и Васильевского // Известия всесоюзного географического об-ва. — 1981. Вып. 6. С. 485-492.

43. Коротаев В.Н. Геоморфология речных дельт. М.: МГУ, 1991. - 224 с.

44. Коротаев В.Н. Формирование гидрографической сети Ленской дельты в голоцене // Вестн. Моск. ун-та. Сер. геогр. М.: МГУ, 1984. - # 6. - С.39044.

45. Коротаев В.Н., Михайлов В.Н., Бабич Д.Б. и др. Гидролого-морфологические процессы в дельте р. Лены // Земельные и водные ресурсы: Противоэрозионная защита и регулирование русел. М.: Изд-во МГУ, 1990. С. 120-144.

46. Коротаев В.Н., Сидорчук А.Ю. История речных дельт арктической зоны Сибири в голоцене // XI конгресс ИНКВА. М., 1982. - TIL - С.127-128.