Палеоокеанология дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене

Горбаренко, Сергей Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Палеоокеанология дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Палеоокеанология дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене"

На правах рукописи УДК 551.461 8:551.791: (26)

ГОРБАРЕНКО Сергей Александрович

ПАЛЕООКЕАНОЛОГИЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ И СЕВЕРОЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ И

ГОЛОЦЕНЕ

Специальность 25 00 28-океанология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Тихоокеанском океанологическом институте им В И Ильичева ДВО РАН

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Алексеев Михаил Николаевич

доктор геолого-минералогических наук, профессор Бараш Макс Семенович

доктор геолого-минералогических наук, профессор Левитан Михаил Аркадьевич

Ведущая организация' Географический факультет Московского государственного университета им М В Ломоносова

Защита состоится « / П> ноября 2004 года в часов на заседании

диссертационного совета Д002 239 02 по присуждению ученой степени доктора наук при Институте океанологии им П П Ширшова РАН по адресу 117997, Москва, Нахимовский пр 36

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института океанологии им П П Ширшова РАН

Автореферат разослан » ¿-(А-Г ^¿//гм 2004

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук

С Г Панфилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы Изучение палеоокеанологии дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана является неотъемлемой составной частью исследований регионального и глобального изменения климата Известно, что изменения климата оказывают огромное влияние на среду обитания людей, экономику и социальные проблемы Поэтому изучение регионального и глобального изменения климата и среды обитания, а также его прогнозирование очень важно для понимания работы климатической системы Земли и имеет огромное практическое значение Для достоверного прогнозирования изменений климата требуется понимание работы физических, химических и биологических процессов, их взаимодействия в климатической системе Земли океан - суша - атмосфера - ледники Поэтому очень важно понять, как климатическая система Земли функционировала в прошлом, каковы ее основные движущие механизмы и их взаимосвязи при изменении климата с различной периодичностью

Исторические источники содержат информацию различной степени достоверности о климатических вариациях за последние сто или несколько сотен лет Для получения более длительных рядов климатических данных обычно используют сведения, «записанные» в осадочных породах континентов, морей и океанов и в ледовых покровах Гренландии, Антарктиды и горных ледников Морские глубоководные осадки содержат более длительные по времени записи, менее подвержены различного рода нарушениям, чем континентальные отложения, и с успехом используются для изучения климата и среды морей и океанов в прошлом

Исследование палеоокеанологии и палеоклимата дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана как приоритетное направление входит в национальные программы РАН, ФЦП «Мировой океан», а также в международные программы IGBP, PAGES, IMAGES. Кроме того, работы по палеоокеанологии дальневосточных морей проводились в рамках международных российско-американских программ (GEMS, Cooperative program in the Geochemistry of the manne sediments) и российско-германских проектов (KOMEX I и KOMEX II)

Цели и задачи работы

1. Разработка детальных стратиграфических и возрастных шкал верхнечетвертичных осадков (за последние 125 тыс лет) Японского, Охотского и Берингова морей и северо-западной части Тихого океана на основе изотопно-кислородных исследований, радиоуглеродного датирования и литостратиграфического изучения.

2. Реконструкция детальных изменений характеристик поверхностных вод, ледового покрова, вентиляции промежуточных и глубинных вод, продуктивности и условий седиментации дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана во время оледенений и межледниковий за последние )25 тыс лет

3. Изучение суборбитальных (в масштабе тысячелетий) изменений палеоокеанологии и седиментации в дальневосточных морях и прилегающей части Тихого океана за последние 60 тыс лет, и наиболее детально - в голоцене

4 Корреляция во времени изменений палеоклимата и палеосреды дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана с глобальными событиями и вариациями климата на основе разработанной хронологической шкалы

РОС. И^'ССИАЛЬНАЯ

6И1» 'К 11 ЕКА С jit тербург

К»£РК

изученных осадков Анализ взаимодействий региональных и глобальных вариаций климата

Защищаемые положения

1 Разработанные с использованием стандартной изотопно-кислородной хроностратиграфии и радиоуглеродного датирования детальные стратиграфические шкалы и возрастные модели верхнечетвертичных осадков Японского, Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана служат основой для реконструкции палеоокеанологических событий в морских бассейнах изучаемого региона и корреляции их с глобальными климатическими событиями позднего плейстоцена и голоцена (последние 130 тыс лет)

2 В Японском море выявлены кардинальные климатически обусловленные изменения гидрологических условий поверхностных и глубинных вод, биопродуктивности и седиментогенеза за последние 25 тыс лет, связанные с особенностями водообмена моря с Тихим океаном Во время максимума гляциоэвстатической регрессии моря последнего оледенения 17,3-14,8 тыс лет назад сокращение притока тихоокеанских вод более чем в 10 раз приводило к опреснению поверхностных вод Японского моря более чем на 5 %о, усилению их стратификации и ограничению вентиляции глубинных вод

3. Интегральный поток терригенного материала ледового разноса в осадках центральной части Охотского моря во время максимума последнего оледенения (ИКС 2) увеличивался в 3 раза по сравнению с потоком позднего голоцена (С) при условиях, близких к современным, В свою очередь увеличение образования морского льда в 2-3 раза приводило к усилению формирования плотных вод на северном шельфе и более интенсивной вентиляции промежуточных вод Охотского моря и, вероятно, северной части Тихого океана в холодные климатические периоды

4 Усиление ледовитости Охотского, Берингова морей и северо-западной части Тихого океана во время наиболее холодных эпох позднего плейстоцена, соответствующих изотопно-кислородным стадиям 2 и 4, приводило к кардинальным изменениям условий среды, биопродуктивности и седиментации этих бассейнов

Подтверждено предположение А П Жузе, что усиление ледовитости окраинных морей и прилегающей части Тихого океана в эти периоды повлияло на экологическую смену в комплексах диатомей преимущественно океанических видов на приледные (неритические), обитающие во льдах и на кромке при таянии

Средние потоки органического углерода, захоранивающиеся в осадках Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана во время максимума последнего оледенения (ИКС 2), составляли соответственно около 0,5, 1,3-2, 5 и более от аналогичных значений позднего голоцена (0-6 тыс лет назад) Изменения первичной палеопродукции региона, пропорциональные изменениям потоков органики в осадки, позволяют оценить существенную роль западной субарктики Тихого океана в стоке атмосферного углекислого газа в гидросферу при похолоданиях климата

5 В Охотском море выявлены короткопериодные, с периодичностью тысячелетий, изменения гидрологии поверхностных вод, седиментации и климата региона в течение последних 60 тыс лет, преимущественно сшгхронные Дансгор-Ошгер климатическим циклам Гренландии В большинстве циклов во время изотопных стадий 2 и 3 более длительные этапы наиболее суровых условий климата и

среды с максимумами накопления ледового разноса (стадиалы) завершались быстрыми относительными потеплениями (межстадиалы) При терминациях холодных орбитально индуцированных периодов (четные ИКС) резкие потепления климата региона и подъем уровня моря активизировали аккумуляции на дне грубого терригенного материала

Механизмы быстрых суборбитальных изменений климата в охотоморском регионе и Гренландии обусловлены, вероятно, кроме изменчивости глобальной термохалинной циркуляции вод также и активным взаимодействием атмосферы и океана с быстрой трансмиссией климатических событий в северном полушарии

Научная новизна

1 Установленные хроностратиграфические шкалы верхнечетвертичных осадков изучаемого региона на основе изотопно-кислородной хроностратиграфии и радиоуглеродного датирования позволяют принципиально по-новому представить (значительно детализировать и уточнить во времени) хроностратиграфию осадков региона по сравнению с существующими ранее схемами на основе зональной стратиграфии, климатостратиграфии и других методов исследований Выявленные региональные изменения во времени определенных литофизических и геохимических параметров осадков региона и разработанная тефрохронология позволяют проводить экспрессную хроностратиграфию осадков региона без проведения дорогостоящих и трудоемких изотопно -геохимических методов

2 На основании комплексных лито логических, изотопно-геохимических и палеонтологических исследований осадков получены принципиально новые результаты в изменениях среды, ледового покрова, гидрологии, продуктивности и седиментации Японского, Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене как при смене ледниковых эпох межледниковьями, так и при более быстрых изменениях в масштабе тысячелетий

3 Выполненная реконструкция палеоокеанологических условий и седиментации изучаемого региона на надежной временной основе позволила качественно по-новому оценить взаимосвязи детальных изменений гидрологии, продуктивности, экологического состава комплекса диатомей и седиментации в дальневосточных морях с региональными вариациями климата за последние 125 тыс лет и провести их корреляцию с изменениями климата северного полушария

Практическая значимость.

Полученные результаты по хроностратиграфии верхнечетвертичных осадков дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана могут служить основой для составления детальных стратиграфических шкал отложений изучаемого региона и их использования при поисках полезных ископаемых окраинных морей и в частности, газогидратов

Полученные результаты по изменениям среды, продуктивности и седиментации окраинных морей и северо-западной части Тихого океана в масштабе десятков тысяч лет (орбитально индуцированные изменения) и первых тысяч лет позволят прояснить механизмы протекания быстрых изменений основных природных процессов в изучаемых акваториях и взаимосвязи их с региональными и глобальными изменениями климата Новая информация в развитии гидрологических, биологических и седиментационных процессов в дальневосточных морях и прилегающей части Тихого океана в прошлом позволит лучше понять

закономерности изменений климата и среды изучаемых бассейнов в настоящем и прогнозировать их изменения в будущем

Фактический материал и личный вклад автора

В основу диссертационной работы положено изучение морских глубоководных осадков Японского, Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана, отобранных в рейсах ДВНЦ АН СССР и затем ДВО РАН Автор непосредственно участвовал в экспедиционных работах с отбором колонок донных осадков в следующих рейсах- 37 рейсе НИС «Первенец», 3, 13 и 15 рейсах НИС «Каллисто», 34 рейсе НИС «Вулканолог», 19 и 23 рейсах НИС Академик Александр Виноградов» и 25 рейсе НИС «Академик Александр Несмеянов», выполнявшихся в рамках международных программ С 1996 по 2002 год автор участвовал в четырех экспедициях в Охотское море, организованных в рамках российско-германских проектов КОМЕХ I и II Всего было отобрано свыше 200 колонок глубоководных осадков в изучаемом регионе Автор непосредственно участвовал в первичной обработке колонок, измерении их магнитной восприимчивости и лабораторных анализах изотопного состава кислорода и углерода раковин планктонных и бентосных фораминифер, отобранных из изучаемых осадков

Автор непосредственно участвовал также в разработке детальных хроностратиграфических шкал верхнеплейстоценовых осадков дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана. Личный вклад автора проявился в теоретических обобщениях по палеоокеанологии дальневосточных морей и северозападной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене, в формулировке и доказательстве всех положений, изложенных в разделах «защищаемые положения» и «научная новизна».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на: I, II и III Всесоюзных съездах советских океанологов (Москва, 1977, 1982 и 1987); 4-ой, 5-ой, 6-ой, 7-ой Всесоюзных школах по морской геологии (Геленджик, 1980, 1982, 1984, 1986); XI Международном конгрессе ИНКВА, (Москва, 1982), 1-ой Всесоюзной школе "Стратиграфия и литология мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Мирового океана", (Одесса, 1984), 1 и III советско-китайских симпозиумах (Находка, 1987, Владивосток 1989), III Тихоокеанской школе по морской геологии, геофизике и геохимии (Находка, 1987), Всесоюзном совещании «Биоседиментация в морях и океанах» (Теберда, 1983); VII Всесоюзном совещании по четвертичному периоду (Таллинн, 1990), 5-ой и 7-ой международных конференциях по палеоокеанологии (Канада, Галифакс, 1995, Япония, Саппоро, 2001), 4-ом и 8-ом международных совещаниях по программе PICES (Владивосток, 1995, 1999), 45-ой Арктической научной конференции «Мосты науки между Северной Америкой и русским Дальним Востоком» (США, Анкоридж, 1994), международном симпозиуме «Четвертичные изменения среды Азии и западной Пацифики» (Япония, Токио, 1997), международном митинге по программе PAGES (Past Global Changes) (Англия, Лондон, 1998), 2-ом и 3-ем российско-германских совещаниях (Германия, Киль, 1999, Москва, 2000), международном совещании «Причины изменения климата высоких широт» (Германия, Киль, 2002), международных совещаниях по глобальным изменениям на Дальнем Востоке (Владивосток, 2000, 2002), международном совещании по программе PAGES «Палеосреда высоких широт» (Москва, 2002), российско-китайском совещании "Эволюция палеосреды восточной Азии" (Китай,

Шанхай, 2001), международном симпозиуме «Связи суша-океан в восточной Азии и северо-западной части Тихого океана» (Япония, Саппоро, 2003) Публикации По теме диссертации опубликовано 52 работы

Объем работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы Работа содержит 259 страниц, включая 45 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 261 наименований

Автор выражает благодарность за сотрудничество и помощь в проведении измерений изотопного состава кислорода и углерода карбонатов сотрудникам ДВГИ ДВО РАН к г -м н А В Игнатьеву и к г -м н В И Киселеву, а также докторам Л Кейгвину (Океанографический институт Вудсхоул, США) и Р Тидеману (ГЕОМАР, Германия, Киль).

Автор признателен за сотрудничество в области литологии осадков и помощь в анализе их физических параметров сотрудникам ТОЙ ДВО РАН А С Астахову, А Н Деркачеву, В.Ю. Лескову, И В Уткину, В В Чупрынину-Шаповалову; в области палеонтологических работ - сотрудникам М В Черепановой, И Б Цой, А В Артемовой, И Г. Гвоздевой и сотрудникам Института океанологии им П П Ширшова М П Чеховской, Т А. Хусид, А Г Матуль Автор выражает свою признательность академику А П Лисицыну и докторам Е А Романкевичу, И О Мурдмаа, М С Барашу, И А Басову, А С Астахову, А А Назаренко, В С Маркевичу а также И Б Цой, В И. Николаеву и Л Д Кейгвину за обсуждение и критические замечания по работе. За помощь в подготовке диссертации автор благодарит сотрудников лаборатории палеоокеанологии ТОЙ ДВО РАН С И Торопову, Т В Матюнину и О Ю. Пшеневу За проведение радиоуглеродного датирования и обсуждение хронологии изучаемых морских осадков автор также благодарен Н Н Ковалюху (Институт геохимии минералов, АН УССР) и Дж Соутону (Ливерморская национальная лаборатория им Лоуренса, США)

Содержание работы

Глава 1. Современная гидрология, история изучения палеоокеанологии региона, материал и методы исследований

1 1 Современная физическая океанология дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана

Поскольку основная тема диссертации связана с изучением изменений палеоокеанологии дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана за последние 125 тыс лет, в работе кратко показаны основные черты современной гидрологии изучаемого региона В данном параграфе автор не претендует на всестороннее освещение современного состояния физической океанологии региона, изучению которой посвящено большое количество монографий и статей российских и зарубежных исследователей. Целью данного раздела является, как было сказано, отражение наиболее важных параметров и индивидуальных отличительных черт современной гидрологии дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана, что представляет отправную точку при изучении палеоокеанологии региона

1 2 История изучения стратиграфии верхнечетвертичных осадков и палеоокеанологии Японского. Охотского. Берингова морей и северо-западной части Тихого океана

Хотя Японское море относится к числу достаточно изученных окраинных бассейнов, хроностратиграфия верхнечетвертичных осадков и детальные изменения палеосреды остаются во многом нерешенными Это объясняется немногочисленностью радиоуглеродных датировок морских осадков и своеобразностью и сложностью развития этого водоема, обусловленными геоморфологическими и гидрологическими особенностями, и в первую очередь мелководностью его проливов Первоначальное изучение осадков Японского моря было проведено русскими исследователями в 40-х и 50-х годах (Скопинцев, 1944; Скорнякова, 1961) Важный этап в исследованиях позднечетвертичной истории развития Японского моря и климатических изменений региона за последние 125 тыс лет связан с изучением прибрежных и шельфовых осадков южного Приморья (Васильев, Марков, 1974, Марков, 1983; Короткий, Караулова, 1975) По данным детального анализа состава спор и пыльцы, диатомей и бентосных фораминифер прибрежных морских осадков голоцена нескольких скважин на территории южного Приморья, были реконструированы изменения климата голоцена и проведена их климатостратиграфическая корреляция с западно-европейскими и сибирскими схемами голоцена (Караулова и др 1973; Короткий, Караулова, 1975; Троицкая, 1974; Короткий и др., 1976; Пушкарь и др, 1976) В результате выполнения литологических, геоморфологических и микрофаунистических анализов прибрежных и шельфовых осадков южного Приморья были получены сведения об изменениях климата и условий среды Японского моря в позднечетвертичное время (Караулова и др, 1972; Васильев, Марков, 1974; Марков, 1983; Короткий и др, 1980; Пушкарь, 1979) Однако выполненные исследования основывались на разрозненных разрезах прибрежных, шельфовых и морских отложений, соответствующих отдельным этапам развития бассейна; радиоуглеродные датировки были единичны и выполнены методом распада, поэтому отсутствовала непрерывная хроностратиграфическая последовательность изученных отложений, свойственная глубоководным морским осадкам.

Изучение палеоокеанологии Японского моря на основе глубоководных осадков было начато российскими и японскими исследователями в 70-80-х годах Несколько колонок осадков из центральной и юго-восточной частей моря были изучены японскими исследователями посредством литологических, изотопно-геохимических и палеонтологических методов (ОЬа е1 а1., 1983, ОЬа е1 а1, 1991) Немного ранее российскими учеными были начаты исследования литологии, геохимии и минералогии глубоководных осадков (Репечка, 1973; Грамм-Осипов и др , 1973), после чего проводились изотопно-геохимические и палеонтологические исследования осадков (Горбаренко, 1983; Деркачев и др 1983; Плетнев 1985; Плетнев и др , 1988; Гребенникова, 1989). Однако обоснованность и детальность хроностратиграфии изученных осадков были недостаточны для выполнения палеоокеанологических реконструкций, т к. были основаны на нескольких радиоуглеродных датах, полученных методом распада и климатостратиграфических корреляциях

В 50-60-е годы были проведены широкомасштабные работы по изучению литологии, геохимии и минералогии осадков северо-западной части Тихого океана, Берингова и Охотского морей, а также выполнены микропалеонтологические исследования региона (Безруков, 1955; Безруков, Романхевич, 1960; Безруков, 1960; Саидова, 1960; Саидова, Лисицын, 1961; Жузе, 1960; Жузе, 1962; Романхевич, 1963; Лисицын, 1966) В результате были заложены основы истории седиментации и

стратиграфии верхнечетвертичных отложений региона По результатам диатомового анализа, литологии осадков и содержанию в них биогенных компонентов были выделены стратиграфические горизонты и слои, формирование которых связывалось с изменениями климата позднего плейстоцена и голоцена (Безруков, Романкевич, 1960; Жузе, 1962; Лисицын, 1966; Романкевич, 1963 и др ) Но проводимые в те годы работы не были обеспечены современными физико-химическими методами исследования осадков и их датирования.

С 70-х годов В С Пушкарем и другими исследователями было начато изучение преимущественно диатомовым методом морских осадков открытых областей северозападной части Тихого океана, окраинных морей и скважин бурения шельфа (Пушкарь и др, 1979; Пушкарь и др, 1987; Короткий и др , 1997; Пушкарь и др, 1991; Черепанова, 1999, Пушкарь, Черепанова, 2001 и др) В результате были выделены биостратаграфические зоны и экозоны плиоцена и плейстоцена морских осадков региона. На основании изменения палео-экологических структур зон и экозон верхнеплейстоценовых отложений, индекса Шеннона, палеотемпературного коэффициента Td и датирования осадков торий-урановым, уран-урановым, термолюминисцентным и радиоуглеродным (посредством распада) методами была проведена корреляция выделенных зон и экозон с изотопно-кислородными стадиями (ИКС) 1-6 (Пушкарь и др., 1991; Пушкарь, Черепанова, 2001 и др) Однако при корреляции экозон с изотопно-кислородной шкалой данными авторами не было представлено ни одной изотопно-кислородной записи по изученным ими колонкам, являющихся необходимой основой выделения изотопных стадий Хотя при рассмотрении зоны Thalassiosira gravida В.С Пушкарь (Пушкарь, Черепанова, 2001, стр. 88) пишет' «По J30Th/234U -анализу отложения зоны в колонке К-28 датированы в 146300 (107 см) и 154600 (130 см) лет, а по анализу колебаний 5180 они достаточно обосновано отнесены С.А. Горбаренко к 6-й кислородно-изотопной стадии (Пушкарь и др., 1987) ...» , как соавтор этой статьи я утверждаю, что в действительности изотопно-кислородных анализов для данных колонок не проводилось из-за сильного растворения карбонатов. Известно также, что точность датирования карбонатных раковин из морских осадков торий-урановым, уран-урановым и термолюминисцентным методами очень низка из-за постседиментационного обогащения раковин ураном, вторичного захвата тория из окружающих осадков и нерешенных проблем термолюминисцентного датирования (Купцов, 1986, 1989), поэтому эти датировки служат слабым обоснованием таких корреляций

Автором была проведена проверка хронологической корреляции диатомовых зон и экозон позднечетвертичного времени, выполненной В С Пушкарем и М В Черепановой (Пушкарь, Черепанова, 2001), для нескольких изученных ими колонок

независимыми методами, основанными на записях б'^О фораминифер, магнитной восприимчивости, содержания в осадках компонентов органической триады и тефрохронологии (Горбаренко и др, 1988; Горбаренко, 1991; Горбаренко, Соутон, 2001'; Gorbarenko et al, 2002; Keigwin, 1998) Для осадков северо-западной части Тихого океана использовались полученные ранее результаты диатомового, литологического и геохимического анализов (Безруков, Романкевич, 1960; Жузе 1962; Романкевич, 1963; Романкевич и др , 1966) и корреляция выделенных А П Жузе и Е.А. Романхевичем диатомовых горизонтов и литологических слоев с ИКС посредством комплексного анализа опорных колонок (Gorbarenko, 1966; Горбаренко,

Артемова, 2003) Несомненно, полученные В С Пушкарем и его коллегами результаты диатомового метода представляют большую ценность при изучении осадков плиоцена и плейстоцена северо-западной части Тихого океана и дальневосточных морей, однако выполненные ими хроностратиграфические интерпретации выделенных зон и экозон позднечетвертичного времени, как показывают результаты проверки, далеко не бесспорны и нуждаются в дополнительных исследованиях независимыми методами Хорошо известна также проблема метахронности границ биозон - возрастная разница границ зон и экозон в осадках разных районов может составлять десятки тыс лет; поэтому если зональная биостратиграфия с успехом используется при исследованиях кайнозоя, то при изучении позднечетвертичной палеоокеанологии она не удовлетворяет современным требованиям к хронологическим шкалам. Для изучения палеоокеанологии четвертичного, а тем более позднечетвертичного времени необходимо применение более точных хронологических шкал, основанных на принципах орбитально настроенной изотопно-кислородной хроностратиграфни (Hays et al., 1976; Martinson et al, 1987; Bassinot et al., 1994), радиоуглеродного датирования методом ускорительной ыасс-спектрометрии (УМС) и других методах.

В С. Пушкарь внес вклад в построение палеогеографических карт изучаемого региона Согласно его реконструкциям вся площадь Охотского моря была покрыта круглогодичными морскими льдами во время максимума последнего оледенения (UNESCO/IOC, 1995). Однако как показали детальные исследования материала ледового разноса в осадках 13 колонок из разных частей Охотского моря с установленной хроностратиграфией, на большей части моря, за исключением его северо-западной области, лед таял в летние сезоны во время максимума последнего оледенения (Gorbarenko et al., 2001; Горбаренко и др , 2003; Лесков и др , 2003, гл. 3) В последние годы к этому мнению склоняются и японские исследователи (Okazaki et al., 2003 и др.).

С 90-х годов активное изучение палеоокеанологии Охотского моря проводились сотрудниками Институтом океанологии РАН и Институтом литосферы РАН преимущественно посредством анализа видового состава планктонных и бентосных фораминифер, радиолярий и диатомей (Беляева и др., 1997; Горбаренко и др, 1998; Хусид, Басов, 1999; Чеховская, Басов, 1999; Басов и др, 2000; Бараш и др. 2001; Бараш и др 2004; Чеховская и др., 2001; Матуль и др, 2001; Матуль и др , 2003 и др ) В результате выявлены закономерности развития ассоциаций планктонных и бентосных фораминифер в разных частях Охотского моря в позднечетвертичное время в связи с изменениями климата и палеоокеанологической обстановки моря По данным микропалеонтологических методов сделаны определенные выводы об изменениях водной структуры Охотского моря во время наиболее холодного периода, соответствующего ИКС 6, наиболее теплого межледниковья (подстадия 5е) и последующего похолодания (ИКС 5d-5a, 4-2) и в голоцене в связи с климатическими изменениями (Бараш и др 2001; Басов и др, 2000, Матуль, Абельманн, 2001; Матуль и др , 2003; Бараш и др 2004)

1 3 Материалы и методы исследований

Материалы исследований. В данной работе использованы колонки донных осадков Охотского моря, отобранные в 37 рейсе НИС «Первенец», 3, 13 и 15 рейсах НИС «Каллисто», 34 рейсе НИС «Вулканолог», 19 и 23 рейсах НИС «Академик Александр

Виноградов» и 25 рейсе НИС «Академик Александр Несмеянов», 34 рейсе НИС "Вулканолог", 25, 27, 28 и 29 рейсах НИС "Академик Лаврентьев", 1 рейсе НИС «Маршал Геловани» Кроме колонок, отобранных при непосредственном участии автора, в работе были использованы также колонки, любезно предоставленные коллегами из ТОЙ ДВО РАН и ОИ РАН (д г -м н М А Левитаном) В диссертационной работе отражены результаты изучения 52 колонок глубоководных осадков, в исследованиях которых автор принимал непосредственное участие Однако всего по теме диссертации было изучено значительно больше колонок; часть из них была отбракована из-за нарушений фоновой седиментации, другие использованы частично.

Методы исследований Основным принципом проводимых работ по хроностратиграфии осадков и реконструкциям палеоокеанологии изучаемого региона автор считает комплексность исследований морских осадков литофизическими, изотопно-геохимическими, микропалеонтологическими методами и радиоуглеродным датированием В качестве литофизических методов использованы литологическое описание осадков, анализ гранулометрического состава, магнитной восприимчивости и физико-механических свойств осадков (влажности и плотности осадков). Нами проводился также анализ количества материала ледового разноса в осадке путем подсчета количества терригснных зерен во фракции осадка > 0,15 мм на грамм сухого натурального осадка. Согласно литературным данным и нашим определениям терригенные зерна крупнее 0,15 мм преимущественно переносятся в открытую часть моря только льдами и таким образом служат индикатором ледовой активности высокоширотных бассейнов.

В качестве изотопно-геохимических методов применялись измерения изотопного состава кислорода и углерода (5"0, 513С) карбоната раковин определенных видов планктонных и бентосных фораминифер Мы анализировали содержание в осадках компонентов органической триады - карбоната кальция, органического углерода и аморфного кремнезема.

Полученные записи 5'*0 бентосных фораминифер позволили выделить в осадках изученных колонок изотопно-кислородные стадии и сравнить их со стадиями стандартной изотопно-кислородной хроностратиграфической шкалы, возраст границ которых известен (Martinson et al, 1987- Bassinot et al, 1994)

Осадки изучаемых колонок были датированы радиоуглеродом методом распада и методом ускорительной масс-спектрометрии Поскольку определение возраста методом УМС на несколько порядков чувствительнее датирования методом распада, можно датировать отобранные под микроскопом раковины моновидов планктонных или бентосных фораминифер (вес навески 2-5 мг) и свести к минимуму загрязнение пробы сторонним углеродом, что дает более достоверные даты Поэтому при разработке хронологической шкалы осадков изучаемого региона мы использовали только датировки методом УМС Результаты датирования методом распада были использованы в наших ранних работах и учитывались только при предварительной интерпретации результатов Все значения радиоуглеродного возраста были откорректированы на возраст резервуара поверхностных вод изучаемых бассейнов Возраст резервуара поверхностных вод для Охотского, Берингова морей и северозападной части Тихого океана принят равным 1000 лет, а для Японского моря - 400 лет согласно определениям радиоуглеродного возраста моллюсков из музейных коллекций, собранных до начала ядерных испытаний (Southon et al, 1993)

Глава 2. Хроностратиграфия осадков и палеоокеанология Японского моря за время максимума последнего оледенения - голоцен

2 1 Стратиграфия и хронология осадков Японского моря за последние 25 тыс

лет

Для разработки стратиграфии и хронологии осадков Японского моря были изучены глубоководные осадки 16 колонок (1603, 1615, 1639, 1641, 1670, 1681, 1682, В34-5, J-3, J-11, 2153, 5886, 5888, 7124, 7685, 76104), отобранных в разных частях моря Помимо их литологического описания, были использованы результаты анализа содержания в осадках биогенных компонентов (Горбаренко, Токарчук, 1982), б"0 и 513С раковин планктонных и бентосных фораминифер, пыльцевые спектры и видовой состав диатомей и |4С даты (Горбаренко, 1983, Деркачев и др, 1983, Горбаренко, 1987аб, Горбаренко, Матюнина, 1988, Верховская и др , 1992; Gorbarenko et al, 1995; Горбаренко, Саутон, 1999; Gorbarenko, Southon, 2000).

Важным стратиграфическим и временным маркером осадков Японского моря являются прослои вулканического материала, источники и хронология которых были детально разработаны японскими и российскими исследователями; возраст вулканических прослоев K-Ah, U-Oki и А-Т составляет 6,3, 9,3 и 24,7 тыс. лет соответственно (Machida, Arai, 1983, Деркачев и др ; 1983, Machida, 1999; Gorbarenko, Southon, 2000) Минералогическая идентификация вулканических прослоев в изученных нами колонках была проведена к г -м н Деркачевым А Н и с н с Уткиным И В (Деркачев и др , 1983) Кроме проанализированных нами колонок мы использовали результаты изучения Японского моря других авторов (Oba, 1983, Oba et al., 1991, Oba, Pedersen, 1999)

Известно, что значения 5180 раковин планктонных фораминифер зависят от температуры и изотопного состава кислорода поверхностных вод (Epstein et al, 1953; Bemis et al, 1998) и количественно характеризуют условия поверхностных вод Поэтому данный параметр был выбран нами основным при корреляции колонок и реконструкции изменений палеосреды С учетом всех имеющихся результатов, проведена корреляция во времени всех изотопно-кислородных записей, полученных нами и японскими исследователями по Японскому морю на основе детально датированных колонок, и выявлен общий тип изменений 5180 планктонных фораминифер за максимум последнего оледенения - голоцен (0-25 тыс лет) (рис 1) Характерной особенностью Японского моря, обусловленной индивидуальными чертами его развития, является хорошо выраженный минимум значений 5|80 планктонных фораминифер во время последнего оледенения в отличие от обобщенной стандартной изотопно-кислородной кривой открытых морей и океанов (Martinson et al, 1987) Радиоуглеродные датировки, тефрохронология и палеонтологические свидетельства климатических изменений убедительно доказывают, что в поздней части последнего оледенения (с 17,3 до 14,8 тыс лет назад) значения 5180 планктонных фораминифер в Японском море уменьшались до 0,3-0,6 %о (Горбаренко, 1983, Oba et al, 1983, Горбаренко, Матюнина, 1988, Верховская и др 1992, Gorbarenko, Southon, 2000) Последующее за максимумом SlsO планктонных фораминифер 11-9 тыс лет назад уменьшение 5lsO отражает общие тенденции в изменении стандартной изотопно-кислородной кривой Выявленный общий тип изменения 6|80 планктонных фораминифер за последние 25 тыс лет имеет

ярко выраженные, характерные только для Японского моря изменения во времени и может быть использован не только как индикатор характеристик поверхностных вод, но и как детальный хроностратиграфический эталон осадков данного окраинного бассейна.

Результаты анализа биогенных компонентов в осадках датированных колонок показали общие закономерности изменений содержаний СаСОз, С орг и аморфного кремнезема за последние 25 тыс. лет (Горбаренко, Токарчук, 1982, Деркачев и др , 1983; Горбаренко, 1987; ОогЬагепко е1 а1, 1995, ОогЬагепко, БоиЛоп, 2000) Концентрация СаСОз увеличивается после извержения А-Т (24-23 тыс лет назад) и остается повышенной во время последнего оледенения, претерпевая определенные вариации. Содержание аморфного кремнезема, продуцируемого в основном диатомовыми водорослями, и органического углерода в это время остается низким Аккумуляция биогенных компонентов резко меняется в начале голоцена (9-10 тыс лет назад), когда слабокарбонатные осадки замещаются слабокремнистыми При увеличении содержания аморфного кремнезема в начале голоцена резко увеличивается концентрация органического углерода в осадках (до 2-4%), а содержание карбонатов падает до первых процентов В основании пика Сф (около 9,5 тыс. лет назад) отмечается резкий и кратковременный максимум СаСОз (рис 1) По данным литологического описания осадков датированных колонок и содержанию в них основных биогенных компонентов составлен сводный тип текстурных и литологических изменений осадков Японского моря за последние 25 тыс лет (рис 1) С начала максимума последнего оледенения (выше тефры А-Т) в осадках выделяются два слоя с хорошо выраженной тонкой слоистостью и почти синхронным им отсутствием фауны бентосньк фораминифер, что свидетельствует об отсутствии растворенного кислорода в придонных водах в то время (ОогЬагепко е1 а1, 1995, Сгизшэ е1 а1, 1999) Хотя отсутствие кислорода при слабовосстановительных условиях поверхностных осадков сдерживало развитие бентосной фауны, значительная концентрация в них карбоната кальция говорит о хорошей сохранности раковин планктонных фораминифер В начале голоцена формировался слой осадков с минимумом содержания СаСОз без раковин планктонных и бентосных фораминифер, что свидетельствует о сильном растворении карбонатного материала в осадках в то время. В дополнение к датированной обобщенной изотопно-кислородной кривой Японского моря и тефрохронологии последовательность выявленных текстурных и литологических изменений осадков Японского моря и закономерностей изменений содержания биогенных компонентов во времени представляют основу для детальной хроностратиграфической шкалы осадков данного бассейна за последние 25 тыс лет Несомненно, что все вышеперечисленные изотопно-геохимические, литологические и текстурные изменения в осадках Японского моря за последние 25 тыс лет, вызваны общими причинами, связанными с глобальными изменениями климата, изменениями уровня моря и индивидуальными особенностями развития палеосреды и седиментации данного окраинного бассейна

2 2 Причины опреснения поверхностных вод Японского моря во время максимума последнего оледенения

Принципиальным вопросом палеоокеанологических реконструкций Японского моря является выяснение причин минимума 5|80 планктонных фораминифер во время максимума последнего оледенения Используя радиоуглеродные датировки,

тефрохронологию и палеонтологические свидетельства, С А Горбаренко и Т Оба независимо друг от друга выявили, что данный изотопный минимум в Японском море имел место во время холодных климатических условий максимума последнего оледенения (Горбаренко, 1983; Oba et al, 1983) Следовательно, причиной уменьшения значений 6|80 планктонных фораминифер в Японском море до 0,3-0,6 %о с 17,3 до 14,8 тыс лет назад было уменьшение 5"0 поверхностных вод, а не изменение их температуры В противном случае при постоянном изотопном водном фоне температура поверхностных вод Японского моря во время оледенения должна была повыситься примерно на 6°С (Epstein et al., 1953). Т Оба считал, что причиной опреснения моря был приток пресных вод р Хуанхэ из Восточно-Китайского моря через Цусимский пролив (Oba et al., 1991). На основе анализов планктонных фораминифер из осадков Цусимского пролива и северо-восточной части Восточно-Китайского моря С А Горбаренко заключил, что воды, втекавшие

Возраст f=| У771 -2 К2Э -3 ГуУ1 -4

(тыс. лет)

Рис 1 Обобщенные записи изменения изотопного состава кислорода раковин планктонных фораминифер N. расНус!егта э (%о, к стандарту РОВ), содержания карбоната кальция, органического углерода и аморфного кремнезема (весовые проценты) и литологические особенности (I и И) осадков Японского моря за последние 25 тыс лет

1 - осадки с тонкослоистой текстурой, 2 - осадки без раковин планктонных и бентосных фораминифер, 3 - осадки без раковин бентосных фораминифер, 4 - положение идентифицированных и датированных прослоев тефры Пунктирные горизонтальные линии разделяют 8 этапов развития бассейна (зоны) с различными палеоокеанологическими и седиментационными условиями

в Японское море из Восточно-Китайского моря во время оледенения, не испы швали существенного опреснения (Горбаренко, 1993) и имели значения изотопного состава кислорода, близкие к среднеокеаническим величинам По нашему мнению, причиной опреснения поверхностных вод Японского моря во время максимума последнего оледенения было глобальное снижение уровня моря и сокращение притока нормально-соленых тихоокеанских вод При максимальных глубинах Корейского пролива 130 м гляциоэвстатическая регрессия моря на 125м приводила к критическому снижению поступления тихоокеанских вод и к коренному изменению соотношения статей водного баланса Японского моря При доминировании атмосферных осадков и материкового стока над испарением, что характерно для данных широт, сокращение притока тихоокеанских вод ведет к увеличению роли пресных вод в балансе бассейна и более выраженному опреснению поверхности моря

Простая модель изменения солевого баланса поверхностных вод Японского моря при квазистатическом равенстве притока тихоокеанских вод и оттока поверхностных вод из Японского моря позволяет оценить изменение притока тихоокеанских вод в данный окраинный бассейн при наиболее низком положении уровня моря (Gorbarenko, Southon, 2000). Учитывая значительное опреснение поверхностных вод и их сильную стратификацию, мы пренебрегли обменом поверхностных и глубинных вод.

Vinput х Sinput +Vfr w х Sfr w =Vout x Sout,

где: VyjpUt , Vout и Vg. w - потоки приходящей тихоокеанской и вытекающей из

Японского моря морской воды и суммарного поступления пресных вод соответственно,

^input» Soutи Sfr w " солености соответствующих статей водного баланса

В настоящее время, согласно статьям водного баланса (Радзиховская, 1961, Юрасов, 1987; Sugimoto, 1990), в Японское море втекает 92 км3/год тихоокеанских вод через Корейский пролив и 0, 64 км3/год пресных вод поступает в результате обмена влагой с атмосферой (атмосферные осадки и поверхностный сток за вычетом испарения). По данной модели можно оценить уменьшение солености поверхностных вод Японского моря по сравнению с втекающими водами в настоящее время Если принять соленость втекающей тихоокеанской воды равной примерно 34%о, то соленость вод на поверхности Японского моря составит 33,76%о, что показывает слабое влияние обмена влагой с атмосферой в настоящее время

Во время максимумов последнего оледенения и регрессии моря (17,3-14,8 тыс лет назад) значения 5"0 планктонных фораминифер уменьшались на 2,6%о Принимая коэффициент связи между изотопным составом кислорода и соленостью вод для данных широт равным 0,5 (Craig, Gordon, 1964), можно оценить уменьшение солености поверхностных вод Японского моря в 5,2%о Вследствие влияния образования ледовых покровов на материках на средний изотопный фон океанических вод (ледовый эффект, (Fairbanks, 1989), соленость тихоокеанских вод, втекающих в Японское море во время максимума оледенения, можно принять близкой к 35%о Таким образом, соленость поверхностных вод Японского моря во время оледенения, равная солености вытекающих вод, составляла 29,8%о Итоговый

баланс составляющих пресных вод во время оледенения (атмосферные осадки + поверхностный сток - испарение) в первом приближении можно принять равным современному, потому что похолодание климата одновременно приводило и к уменьшению атмосферных осадков и поверхностного стока, и к уменьшению испарения Принятая модель солевого баланса поверхностных вод и экспериментальные оценки палеосолености вод показывают, что во время максимума последнего оледенения приток тихоокеанских вод равнялся 3,7 км /год Учитывая глубину порога Корейского пролива (130 м) и падение уровня моря на 120 м при максимуме последнего оледенения, полученное сокращение притока вод в Японское море (4% от современного значения) представляется реальным и вело к значительному усилению роли обмена влагой с атмосферной В условиях умеренных широт и превалирования осадков над испарением это приводило к опреснению поверхностных вод Японского моря В свою очередь, опреснение поверхностных вод усиливало их стратификацию и блокировало вертикальную вентиляции вод Вероятно, опреснение было преимущественно выражено в поверхностном слое вод

Другим подходом для понимания причин и оценки опреснения поверхностных вод Японского моря во время последнего оледенения является реконструкция пространственного распределения значений 5"0 планктонных фораминифер для временного среза максимума регрессии моря, выполненная на основе данных 5|80 изученных нами колонок, литературных сведений и разработанной хроностратиграфии осадков этого бассейна (Горбаренко, 1993) В работе дана схема распределения 5|80 планктонных фораминифер в акватории Японского моря за период 17,3-14,8 тыс лет назад с использованием всех имеющихся данных Схема показывает незначительные изменения 5'*0 по площади моря (преимущественно от +0,4 до 0,6%о), более высокие значения S"0 (+0,85, +1,2%о) отмечены в северных колонках, где холодные температуры поверхностных вод «утяжеляют» кислород раковин планктонных фораминифер Полученное распределение 5|80 планктонных фораминифер на время 17,3-14,8 тыс лет назад говорит об однородном распреснении поверхностных вод по площади моря, что противоречит предположению о притоке пресных вод из Корейского пролива и свидетельствует в пользу гипотезы влияния обмена влагой поверхности моря с атмосферой при резком сокращении притока тихоокеанских вод

2 3 Детальные изменения среды, климата, вентиляции глубинных вод и продуктивности Японского моря за последние 25 тыс лет

При изучении изменений палеоокеанологических условий Японского моря за последние 25 тыс лет нами использованы и обобщены все опубликованные результаты изотопно-геохимических, литологических и палеонтологических анализов (Горбаренко, 1983, Деркачев и др , 1983, Верховская и др , 1992, Горбаренко, Саутон, 1999, Gorbarenko et al, 1995, Gorbarenko, Southon, 2000 и др) Для удобства обсуждения в изученных осадках выделено 8 зон, соответствующих восьми временным периодам с различными условиями среды и климата

Зона 1 (25-23,5 тыс лет назад) В нижней и средней частях зоны отмечены более тяжелые значения 5|80 планктонных фораминифер по сравнению с верхней частью Данные по изменению уровня моря показывают его падение 25-28 тыс лет назад (Aharon, Chappel, 1986, Siddall, et al, 2003) Вероятно, уменьшение 8lsO планктонных

фораминифер в верхней части зоны было связано с регрессией моря и, следовательно, с распреснением поверхностных вод, что сопровождалось похолоданием климата, отмеченным в колонках 1670 и 1682 (Горбаренко, 1987)

Зона 2 (23,5-19,5 тыс. лет назад) В основании зоны наблюдается некоторое увеличение б"0 фораминифер, что, видимо, было обусловлено подъемом уровня моря (Siddall, et al., 2003) и увеличением солености поверхностных вод Записи 5"0 бентосных фораминифер из осадков северной Атлантики (Sarnthein et al, 1994) и б"0 планктонных фораминифер из моря Сулу (Linsley and Thunnel, 1990) показывают увеличение значений 5"0 в связи с сокращением объемов континентальных льдов и подъемом уровня моря в это время. В средней и верхней частях зоны значения 5"0 довольно постоянны (около 2%о) и свидетельствуют о незначительных изменениях климата, уровня моря и условий среды бассейна.

Зона 3 (19,5-17,3 тыс. лет назад). Значения 5"0 планктонных фораминифер здесь монотонно убывают и достигают к верхней границе минимальных значений 0,3-0,7%о. В это время в результате продолжающейся регрессии моря и сокращения притока тихоокеанских вод развивается опреснение поверхностных вод бассейна. Донные осадки верхней части 1-ой, 2-ой и 3-ей зон характеризуются тонкой слоистостью, обилием фрамбоидального пирита, отсутствием бентосных фораминифер и повышенным содержанием СаСОз, что указывает на восстановительные условия во время их формирования. Распреснение поверхностных вод способствовало уменьшению их плотности, усилению стратификации и блокированию вертикальной вентиляции вод бассейна. Отсутствие кислорода в придонных водах препятствовало развитию бентосной фауны в осадках и их биотурбации, что приводило к тонкослоистой текстуре осадков. Видимо, слабовосстановительные условия поровых вод осадков способствовали хорошей сохранности карбонатных раковин планктонных фораминифер. Микропалеонтологические данные, полученные по пыльце и диатомеям (Горбаренко, Матюнина, 1988; Верховская и др., 1992; Gorbarenko et al., 1995; Oba et al., 1991) свидетельствуют о холодных климатических условиях окружающей суши и низких температурах поверхностных вод во время формирования осадков зоны 3.

Зона 4 (17,3-14,8 тыс. лет назад). Эта зона соответствует минимуму 5'*0 планктонных фораминифер (+0,3 +0,7%о) с довольно однородным распределением этих величин по площади бассейна (Горбаренко, 1993). Как уже обсуждалось, это позволяет предположить, что большая часть Японского моря в то время была покрыта холодной, распреснйнной и однородной водной массой. Отклонение 5'*0 планктонных фораминифер от максимальных величин для времени поздней дегляциации (10-12 тыс. лет назад) (Горбаренко, 1993) показывает, что 5180 поверхностных вод в среднем уменьшалось не менее чем на 2,6%о, или 5,2%о по солёности (Craig, Gordon, 1964). Время накопления этой зоны (17,3-14,8 тыс лет назад) совпадает с максимумом регрессии уровня океана (Aharon, Chappel, 1986, Siddall, et al., 2003).

Зона 5 (14,8-12,1 тыс. лет назад) В основании зоны резко увеличиваются 5|80 и уменьшаются 5|3С планктонных фораминифер Изменение 5"0 фораминифер начинается с 15 тыс. лет назад и быстро увеличивается около 14 тыс лет назад, совпадая по времени с первой фазой таяния ледниковых щитов (Lehman et al, 1991) и

началом трансгрессии моря (Fairbanks, 1989) и отражая начало стабилизации солености поверхностных вод в результате усиления притока тихоокеанских вод

Уменьшение 5ИС планктонных фораминифер на 0,5-0,7%о в это время (Горбаренко, 1987, Oba et al, 1991, Gorbarenko et al, 1995) указывает на изменение источника втекающих вод Учитывая пространственное распределение 513С растворенной С02 в водах северной части Тихого океана (Kroopnick, 1995), наблюдаемое падение 813С планктонных фораминифер позволяет предположить, что в начале трансгрессии в Японское море тихоокеанские воды втекали преимущественно через Сангарский пролив, а не через Корейский, как в настоящее время Значительный сдвиг к югу полярного фронта северной части Тихого океана во время оледенения (Chinzei et al, 1987) делал допустимым приток холодных вод течения Ойясио в Японское море через северный пролив, который имеет глубину примерно равную южному.

Палеонтологические данные по колонкам Японского моря (Горбаренко, Матюнина, 1988, Верховская и др, 1992, Gorbarenko et al, 1995, Горбаренко, 1987, Oba et al, 1991) свидетельствуют о потеплении климата и поверхностных вод в нижней части зоны 5 Происходившие изменения способствовали увеличению солености и плотности поверхностных вод, активизации вертикальной вентиляции вод и поступлению растворенного кислорода в придонные воды Согласно нашим данным, тонкослоистая текстура в осадках зоны 5 исчезает и уменьшается содержание карбоната кальция

Зона 6 (12,1-9,3 тыс лет назад) В нижней части зоны наблюдается дальнейшее резкое увеличение 5180 планктонных фораминифер с максимумом +3,1 - +3,6%о в средней и верхней частях зоны, что свидетельствует о полной нормализации солености поверхностных вод Наблюдаемое вторичное резкое увеличение 5|80, датируемое нами 12-12,5 тыс лет назад, совпадает по времени с ускоренным подъемом уровня моря при терминации оледенения 1А (Fairbanks, 1989) Потепление, отмеченное по палеонтологическим данным в основании зоны (Верховская и др , 1992, Gorbarenko et al, 1995), коррелирует с глобальным потеплением белинг-аплеред Максимальные значения 5'*0 фораминифер и уменьшение содержания тепловодных диатомей в средней и верхней частях зоны, вероятно, связаны с похолоданием поздний дриас 11-10 тыс лет назад

Нормализация изотопного и соленого состава поверхностных вод в это время приводила к дальнейшему увеличению их плотности и усилению вентиляции промежуточных и глубинных вод Японского моря В результате этого активная поставка питательных веществ в фотическую зону вызвала значительный рост продуктивности моря и увеличение накопления биогенного аморфного кремнезема и органического углерода в осадках Одновременно с увеличением аккумуляции в осадках органики и Si02 аморфного кремнезема наблюдается уменьшение содержания карбоната кальция Поступление большого количества органики в осадки способствовало активному потреблению растворенного кислорода поровых вод при деструкции органики и смене окислительных условий донных осадков на восстановительные Такие изменения геохимических условий поровых вод осадков вели к сильному растворению карбоната на дне и очень низким концентрациям СаСОт По нашему мнению, переход накопления слабокарбонатных осадков к слабокремнистым на границе зон 6 и 7 был обусловлен этим комплексом

палеоокеанологических процессов Кратковременный пик СаС03 и образование тонкослоистой текстуры в верхней части зоны (9,5 тыс лет назад) происходили в начале перехода, при еще слабовосстановительных условиях в осадках

Зона 7 (9,3-6,5 тыс лет) К верху зоны значения 5180 планктонных фораминифер уменьшаются на 1-2%«, значения 5|3С - возрастают Облегчение кислорода фораминифер было вызвано частично потеплением вод, частично глобальным уменьшением 5'*0 морских вод вследствие ледового эффекта Изотопные и палеонтологические данные (Горбаренко, 1987, Верховская и др, 1992, Gorbarenko, Southon, 2000) позволяют обосновать постепенное усиление притока теплых вод Куросио в Японское море через Корейский пролив и ослабление влияния вод течения Ойясио, которые обладают более лёгкими значениями 513С 1С02 Вероятно, современный тип циркуляции вод Японского моря установился к окончанию этого периода, что, по литологическим и геохимическим данным, сопровождалось активной вентиляцией глубинных вод и высокой продуктивностью Высокая соленость субтропических вод Куросио способствовала дальнейшему увеличению плотности поверхностных вод моря, усилению глубинной вентиляции и повышению поставки на поверхность биогенов и в результате - продуктивности вод. Содержание С органического (3-4%) здесь наиболее высокое Очень низкие концентрации СаСОэ и отсутствие фауны бентосных и планктонных фораминифер (Горбаренко, 1987; Oba et al, 1991; Gorbarenko, Southon, 2000) явились, как было сказано выше, следствием почти полного потребления растворенного кислорода при разложении поступающей органики и сильно восстановительных условий поровых вод

Зона 8 (6,5-0 тыс. лет назад). Записи 5|80 планктонных фораминифер здесь менее детальны из-за их сильного растворения и не показывают кардинальных изменений Результаты диатомового и палинологического анализов демонстрируют несколько теплых периодов в течение этого времени с наиболее теплыми условиями 6,5-6 тыс лет назад (Верховская и др 1992; Koizumi, 1989; Gorbarenko et al, 1995) Изменение отношения тепловодного подвида фораминифер N pachyderma dext с более чувствительной к растворению раковиной к сумме лево- и правозавитых N pachyderma коррелируется с двумя слабо выраженными карбонатными пиками (Горбаренко, Матюнина, 1988; Gorbarenko et а!, 1995) Вероятно, в условиях сильного растворения фактор избирательной растворимости раковин разных видов играет более важную роль в формировании ископаемого комплекса планктонных фораминифер в осадках, нежели вариации поверхностных температур

Глава 3. Стратиграфия и хронология верхнечетвертичных осадков Охотского моря; изменения ледового покрова моря в прошлом

3 1 Стратиграфия и хронология верхнечетвертичных и голоценовых осадков Охотского моря

Детальная хроностратиграфия верхнечетвертичных осадков Охотского моря основана на комплексе методов: 5180 планктонных и бентосных фораминифер; содержании в осадках карбонатного и органического углерода, аморфного кремнезема; литологическом описании осадков, включая данные по содержанию грубой фракции, магнитной восприимчивости и радиоуглеродном датировании Большое внимание уделено разработке тефрохронологии осадков Охотского моря, поскольку оно граничит с областями активного вулканизма и представляет

благоприятный объект для изучения прослоев тефры, их стратиграфического положения и возраста В верхнечетвертичных осадках Охотского моря выделены и идентифицированы посредством минералогического и элементного анализов прослои вулканического материала Ко, TR , К2, К3 и К4, что позволяет использовать их для тефрохронологии осадков (Gorbarenko et al, 2002)

Литологические горизонты осадков Охотского моря Описание осадков, гранулометрического состава, содержания биогенных компонентов и магнитной восприимчивости были использованы для характеристики литологии осадков и выделения семи литологических горизонтов в изученных колонках (Gorbarenko et al, 2002) Четыре горизонта характеризуются обогащением биогенными компонентами, а другие три преимущественно представлены терригенными осадками Толщина горизонтов изменяется в зависимости от скорости седиментации, однако мощность терригенных горизонтов обычно больше, чем биогенных

Магнитная восприимчивость осадка зависит от количества ферримагнитных минералов в нем и преимущественно определяется климатически обусловленными изменениями литологического состава осадка (Kent, 1982) Климатический контроль за изменениями магнитной восприимчивости осадков данного моря может осложняться привносом продуктов вулканизма окружающей суши независимо от изменений климата Проведенные исследования показали, что только в юго-восточной части моря, прилегающей к северным Курилам, имеется область высоких значений магнитной восприимчивости, вызванных активным поступлением вулканического материала (Gorbarenko et al., 2002). Следовательно, вариации магнитной восприимчивости осадков большей части Охотского моря, за исключением прослоев тефры, определяются изменениями климата и могут быть использованы для построения климатостратиграфии осадков.

Комплексная хроностратиграфия и тефрохронология осадков Охотского моря. Для изучения стратиграфического положения и возраста выделенных литологических горизонтов, характера изменений магнитной восприимчивости и содержания биогенных компонентов в осадках Охотского моря во времени, а также возраста выявленных вулканических прослоев Ко, TR, К2, К3 и К4 в работе рассмотрены результаты изотопно-геохимических, литологических анализов и радиоуглеродного датирования опорных колонок В34-90, В34-98 и 936 (Горбаренко и др., 1989, Горбаренко и др, 2000, Gorbarenko et al, 2002а, б) Записи 5"0 фораминифер и радиоуглеродные даты, выполненные по этим колонкам (Горбаренко и др., 1989, Gorbarenko et al, 2002а, б), позволяют провести детальное хроностратиграфическое расчленение осадков согласно стандартной изотопно-кислородной шкале (Martinson et al., 1987; Bassinot et al, 1994) и определить временную шкалу осадков и время аккумуляции выделенных прослоев тефры и литологических горизонтов. Помимо границы изотопных стадий 1 и 2, изменения б"0 планктонных фораминифер N pachyderma s показывают терминации последнего оледенения Т1А и Т1В с возрастом 12,5 и 9,5 тыс лет соответственно, синхронные глобальным пульсациям талых вод в связи с потеплением климата и ускоренным таянием покровных ледников (Fairbanks, 1989).

Возраст вулканических прослоев Ко, TR, К2 по результатам датирования колонок В34-90, В34-98 и 936 равен соответственно 7,7, 8,0 и 26 тыс. лет.

В работе даны примеры корреляции и стратиграфического разделения осадков для трех серий колонок из разных частей моря по данным магнитной восприимчивости,

положению литологических горизонтов и идентифицированных вулканических прослоев Ко, ТЯ, К2, К3 и К4 с выделением в них изотопно-кислородных стадий Сопоставление прослоев тефры К3 и К4 с результатами литологических, изотопно-геохимических анализов и радиоуглеродным возрастом позволило уточнить стратиграфическое положение и время их образования (около 60 тыс лет, изотопная стадия 5(1).

Согласно временным шкалам колонок В34-90, В34-98 и 936 средний возраст аккумуляции литологических горизонтов 1, 2 и 3 составляет 0-4,7, 4,7-8,3 тыс лет и 8,3-12,4 тыс. лет соответственно (ОогЬагепко е1 а1, 2002а, б)

Преимущественно терригенный состав литологического горизонта 4, низкие содержания СаСОз и опала и повышенные значения магнитной восприимчивости соответствуют в целом холодным климатическим условиям его накопления во время изотопных стадий 2-4 и 5а-5(1 Полученные записи 5180 фораминифер, магнитной восприимчивости и содержания грубой фракции в осадках 4-го горизонта позволяют выделить в нем отложения изотопных стадий 2, 4, 5Ь и 5(1, сформированных при наиболее суровых климатических условиях

Осадки литологического горизонта 5 характеризуются обилием диатомей и фораминифер, высоким содержанием СаСОз и биогенного опала, низкими значениями магнитной восприимчивости и соответствуют по времени ИКС 5е, сформированной при наиболее теплых климатических условиях последнего межледниковья Терригенный горизонт 6 был накоплен во время холодной изотопной стадии 6 и, вероятно, верхней части стадии 7 Горизонт 7, богатый остатками диатомей и фораминифер, с высокими концентрациями СаСОз и опала и низкими значениями магнитной восприимчивости коррелируется с теплыми изотопными событиями 7 3 или 7 5 (В1еЬо-ж е1 а1, 2000)

3 2 Изменчивость ледового покрова Охотского моря во время максимума последнего оледенения - голоцена

Благодаря охлаждающему влиянию сибирского антициклона и значительной изолированности от океана Охотское море является наиболее низкоширотным окраинным бассейном с обширным покровом морского льда в зимнее время Морские льды оказывают сильное влияние на обмен теплом, водяным паром и газами между морем и атмосферой, бюджет пресных вод и в результате - на гидрологию, экологию и седиментацию бассейна Сильный северный и северо-западный ветер и низкие температуры воздуха в зимнее время (Тихий океан, 1974) вызывают интенсивное формирование льда на северном шельфе Охотского моря, инъекцию соли в подстилающие воды и образование тяжелых и холодных вод на шельфе (К^аш, 1973) Изопикническое смешивание плотных шельфовых вод моря с втекающими тихоокеанскими водами приводит к прямой вентиляции вод Охотского моря до глубин 400-600 м и образованию верхних промежуточных вод бассейна (Кнаш, 1973, ИаёузЬеу е1 а1., 2000, иоЬ е1 а1, 2003) Процессы при последующем перемешивании промежуточных вод Охотского моря в Курильской котловине и проливах Курильских островов, по мнению Л Талли (Та11еу, 1991), являются ведущими в образовании северотихоокеанских промежуточных вод

Летнее таяние морского льда способствует уменьшению солености поверхностных вод бассейна, усилению их стратификации и влияет на продуктивность моря Поэтому изменения в формировании и распространении морского льда в Охотском море в прошлом являются важным палеоокеанологическим

параметром и чутким индикатором региональных изменений климата и условий среды бассейна

Для реконструкций ледового покрова в Охотском море мы использовали прямой индикатор образования и распространения льда, основанный на количестве в осадках переносимых льдом крупных (> 0,15 мм) терригенных частиц ( ледовый разнос, ЛР), и косвенный палеонтологический метод, основанный на изменениях в ископаемом комплексе диатомовых водорослей участия неритических видов, живущих во льдах и вблизи кромки при его таянии (Жузе, 1962)

Анализ ЛР мы проводили в 13-и колонках из разных частей моря Хроностратиграфия изученных осадков основана на кривых 5'*0, содержании СаС03, магнитной восприимчивости, тефрохронологии, положении литологических горизонтов и радиоуглеродных датах (Горбаренко и др 1998; Gorbarenko et al, 2002) В итоге во всех колонках были установлены границы ИКС с возрастом по Д Мартинсону (Martinson et al, 1987) По литологии и магнитной восприимчивости осадки стадии 1 разделены на две части с возрастом нижней границы верхней части диатомовых илов в 6 тыс. лет.

Для оценки потоков ледового разноса на единицу площади дна за единицу времени мы рассчитывали их скорости аккумуляции (число зерен/см2 * тыс лет), умножая значения ледового разноса (число зерен/г) на скорость седиментации осадков (см/тыс. лет) и плотность сухого осадка (г/см3). Для оценки изменений ледовой активности Охотского моря в прошлом по терригеиному разносу мы построили две схемы усредненных значений скоростей аккумуляции ледового разноса' для верхней части изотопной стадии 1 (0-6 тыс лет назад) и для максимума последнего оледенения (изотопная стадия 2)

Поскольку уровень моря и климатические условия за последние 6 тыс лет были близки современным, первая схема аналогична современной картине формирования льда с загрузкой ледовым материалом на северном шельфе, его дрейфа и аккумуляции ледового разноса вдоль склона восточного Сахалина при летнем таянии льда (Лисицын, 1994)

Во время максимума последнего оледенения (12,5-24 тыс лет назад) средние величины скоростей накопления ледового разноса в средней части моря увеличивались в несколько раз и распределение их изолиний принципиально отличалось от современного тем, что основная область разгрузки ледовым материалом смещалась в центральную часть моря (Горбаренко и др , 2003) Смещение основной области разгрузки ледового материала во время оледенения, видимо, отражает изменение системы зимней атмосферной циркуляции региона (СОНМАР members, 1988), в результате чего происходило ослабление Восточно-Сахалинского течения и смещение основных путей дрейфа льдов в центр бассейна

Результаты диатомового анализа, полученные по колонкам Lv 28-41-5 и 936 (Горбаренко и др, 2003; Gorbarenko et al, 2004), показывают значительное увеличение доли неритических видов в осадках максимума последнего оледенения (ИКС 2), что согласуется с данными А П Жузе и подтверждает ее вывод об усилении ледового покрова в центральной части моря во время оледенения (Жузе, 1962) Увеличение потоков ледового разноса на большей части Охотского моря и процентного содержания неритических диатомей в средней и южной частях моря во время оледенения (Жузе, 1962; Горбаренко и др 2003) являются аргументом того, что

морской лед таял в летний сезон в основной части бассейна, поставляя на дно значительное количество каменного материала и увеличивая продукцию диатомей, обитающих вблизи кромки льда Сезонная продолжительность существования ледового покрова, вероятно, увеличивалась во время оледенения и только северозападная часть моря (колонки LV 27-2-4 и Ge-99-30-3, Gorbarenko et al, 2001) была покрыта преимущественно круглогодичными льдами

Построенные схемы распределения скоростей аккумуляции JIP для периодов позднего голоцена и максимума последнего оледенения позволяют рассчитать изменения интегрального потока ледового материала в центральной области моря, ограниченной изученными колонками, и таким образом оценить изменение интенсивности формирования морских льдов в прошлом Так средний суммарный поток ледового материала в центральной части моря во время максимума последнего оледенения превышал в три раза аналогичный поток для позднего голоцена И хотя данная оценка сделана только для центральной части моря, где изменения поставки ледового материала во времени были выражены наиболее значительно, реально заключить о 2-3-х кратном увеличении суммарной скорости аккумуляции ледового разноса в акватории Охотского моря во время максимума последнего оледенения Согласно геоморфологическим исследованиям, на горных склонах северного побережья и Западной Камчатки во время последнего оледенения были развиты каровые и горно-долинные ледники незначительных размеров и мощностей (Ананьев и др , 1993; Глушкова, 1984) На северном побережье ледники могли спускаться до современной береговой линии, на Западной Камчатке таких следов не найдено (Ананьев и др., 1993). Это свидетельствует о том, что вклад айсбергов в перенос каменного материала в Охотском море существовал, но роль морского льда в переносе каменного материала, вероятно, оставалась ведущей. Если предположить, что коэффициент загрузки льда каменным материалом в оледенение существенно не отличался от современного, то полученные результаты позволяют заключить о 2-3-х кратном увеличении интенсивности формирования морского льда во время ИКС 2

В свою очередь, усиление формирования морского льда в холодные климатические периоды должно было изменять вентиляцию промежуточных и глубинных вод бассейна В настоящее время имеется два источника образования промежуточных вод Охотского моря- образованные на северном шельфе во время формирования морского льда холодные и опресненные плотные шельфовые воды (DSW) и теплые и соленые воды течения Соя (FSCW), проникающие из Японского моря (Itoh et al, 2003). В Курильской котловине водные массы этих двух источников смешиваются с приходящими из северной Пацифики западными субарктическими водами (WSAW) в пропорции Г 0,1:1 соответственно и образуют промежуточные воды Охотского моря (Kitani, 1973; Itoh et al, 2003) Хотя гляциоэвстатическое падение уровня моря на 120 м во время ИКС 2 перекрывало приток япономорских вод, одновременное увеличение формирования морских льдов в 2-3 раза и соответственно потоков плотных шельфовых вод приводило к значительному усилению образования промежуточных вод Охотского моря и после перемешивания их с втекающими тихоокеанскими водами к улучшению вентиляции промежуточных вод северной части Тихого океана Результаты палеоокеанологических исследований, основанные на данных изотопного состава углерода бентосных фораминифер и содержании в них кадмия, также указывают на усиление вентиляции

северотихоокеанских промежуточных вод во время последнего оледенения (Duplessy et al, 1988, Keigwin, 1998, Okhouchi et al, 1994)

Таким образом, природный «сепаратор соли» вод Охотского моря, связанный с образованием и таянием морских льдов, работал во время холодных эпох более интенсивно, чем в голоцене, приводя к значительным изменениям среды, экологии и гидрологии данного бассейна и северо-западной части Тихого океана.

Глава 4. Ледниково-межледниковые и быстрые изменения среды и седиментации Охотского моря в позднем плейстоцене и голоцене

4 1 Комплексная реконструкция изменений среды, продуктивности и седиментации

Для исследования детальных изменений среды, продуктивности, вентиляции вод и седиментации Охотского моря как смене ледниковых эпох межледниковьями, так и в масштабе тысячелетий, нами детально изучена колонка 936 из центральной части моря комплексом изотопно-геохимических, литофизических и палеонтологических методов

По осадкам колонки получены детальные записи изотопного состава кислорода и углерода планктонных (N pachyderma s ) и бентосных (U auberiana) фораминифер и содержания карбонатного и органического углерода Детальная хронологическая шкала осадков колонки 936 построена на основе изотопно-кислородных записей фораминифер с границами стадий по Мартинсону и др(1987), радиоуглеродных датировок методом УМС (23 даты) и литологических особенностей По данным спорово-пыльцевого и диатомового анализов, выполненных по этой же колонке И Г. Гвоздевой и M В Черепановой, построены кривые изменений по длине колонки частоты встречаемости наиболее представительных видов растений и обобщающих климатических коэффициентов, представляющих отношение суммы наиболее теплолюбивых видов к сумме теплолюбивых и холодолюбивых (Gorbarenko et al., 2004) По результатам состава диатомей построены частоты встречаемости сумм неритических и океанических видов. Результаты изотопно-геохимических и палеонтологических анализов колонки 936 показывают, что во время изотопных стадий 2, 4 и 5Ь преобладали более холодные условия климата прилегающей суши региона и среды моря Полученные значения магнитной восприимчивости осадков, содержания грубой фракции (более 0,15 мм) и материала ледового разноса в колонке 936, как и в других колонках Охотского моря (Gorbarenko et al, 2002а; Gorbarenko et al, 2004), демонстрируют повышенные значения указанных литофизических параметров в результате усиления терригенной седиментации в бассейне во время наиболее холодных климатических условий ИКС 2 и 4 Таким образом, ледниково-межледниковые климатические изменения охотоморского региона происходили синхронно с глобальными, орбитально индуцированными вариациями климата (Gorbarenko et al, 2004)

Во время оледенений климат и атмосферная циркуляция высоких широт Азии характеризовались усилением зимнего сибирского центра высокого давления (СОНМАР members, 1988, Porter, An, 1995) и северных и северо-западных зимних ветров над Охотским морем Очень холодный климат во время оледенений (Atlas, 1992) и усиление зимнего сибирского антициклона способствовали увеличению образования морского льда и загрузке его терригенным материалом, что

соответствует результатам содержания частиц ледового разноса (гл 3) и изменения содержания грубой фракции осадка

Полученные данные палинологического анализа позволяют связать выведенные нами изменения среды и седиментации Охотского моря с изменениями климата прилегающей суши (Gorbarenko et al, 2004) Пыльцевые спектры показывают высокий процент трав и спор и низкое содержание древесной пыльцы в общем составе во время холодных стадий по сравнению со временем теплых ИКС 1, 3 и 5 Наиболее представительные древесные виды Abies и Picea превалируют в спектрах теплых стадий 1 и 5 Видовые спектры, общий состав спор и пыльцы и низкий палинологический коэффициент Кр, качественно характеризующий изменения климата, указывают на очень холодный и сухой климат прилегающей суши в ледниковые периоды с наиболее суровыми условиями во время максимума последнего оледенения (ИКС 2) Это заключение согласуется с более ранними палинологическими результатами, полученными по северо-восточной Азии, острову Хоккайдо и Охотскому морю (Atlas, 1992, Коренева, 1957, Tsukuba, 1986), и свидетельствует о том, что климат последнего ледникового максимума в северовосточной Азии был значительно более холодный и сухой, чем современный Этот вывод согласуется с другими полученными нами литофизическими, изотопно-геохимическими и палеонтологическими результатами и соответствует сделанным заключениям об изменениях ледового покрова, гидрологии, экологии диатомовых водорослей, продуктивности и седиментации данного окраинного бассейна во время последнего оледенения.

4 2 Быстрые, с периодичностью тысячелетий, изменения палеоокеанологических условий Охотского моря

Помимо орбитально индуцированных изменений климата, результаты по геохимии, литологии и палеонтологии, полученные по колонке 936, указывают на присутствие осцилляций с периодичностью в несколько тыс лет (Gorbarenko et al, 2004) Для оценки взаимосвязей используемых 12 параметров (% содержание грубой фракции, количество ледового разноса, величина магнитной восприимчивости, 5|80 и 513С планктонных и бентосных фораминифер, % содержания карбонатного и органического углерода, количество диатомей в осадке, % океанических видов диатомей и пыльцевого климатического коэффициента) рассчитана кластерная диаграмма, основанная на корреляции параметров Визуальная корреляция изменений этих индикаторов и распределение кластерной диаграммы позволяет выделить две основные группы параметров

В первую группу индикаторов входят ледовый разнос, магнитная восприимчивость и % грубой фракции осадка (так называемые литодинамические индексы), которые характеризуют терригенную седиментацию в море Осцилляции литодинамических индексов хорошо прослеживаются в записях колонки максимумами ледового разноса и содержания грубой фракции осадка

Во второй группе индикаторов выделяются значения 6180 и 5|3С планктонных фораминифер, которые определяются изменениями гидрологии, геохимии и продуктивности поверхностных вод Характерные изменения этих параметров, именуемые как быстрые осцилляции среды, ясно выражены резкими отрицательными сдвигами в значениях 5180 планктонных фораминифер

В осцилляциях двух групп индексов, выделенных нами на основе полученных записей за последние 100 тыс лет, наблюдаются определенные закономерности во времени Осцилляции параметров литодинамнки и среды бассейна преимущественно объединены и образуют циклы Для сравнения во времени быстрых вариаций климата и среды Охотского моря с климатическими осципляциями, найденными других регионах, возрастная шкала осадков колонки 936, основанная на 22 радиоуглеродных датах и изотопно-кислородной хроностратиграфии, была переведена в календарные годы по калибровочным полиномам голоцена и ледникового периода (Bard, 1998). Далее календарный возраст приводится как тыс к лет в отличие от радиоуглеродного возраста - тыс. лет. На рис. 2 с левой стороны показаны изменения во времени (тыс. к. лет) характерных индикаторов осцилляции среды и лито динамики - 8"0 планктонных фораминифер и ледового разноса за последние 60 тыс лет

В большинстве случаев («нормальные» циклы) резкие осцилляции среды, характеризуемые сдвигами в 5180 фораминифер (пунктирные линии), происходят в конце более длительных по времени литодинамических максимумов (затененные полосы) (рис 2) Однако в циклах, которые происходили во время терминаций холодных ИКС 2 и 4, осцилляции среды инициируют более длительные лито динамические максимумы («реверсивные» циклы) Результаты видового анализа диатомей и пыльцы, основанные на изменении индикаторных видов, % суммы океанических видов диатомей, климатического пыльцевого коэффициента Кр, позволяют связать выявленные высокочастотные осцилляции лито динамики и среды бассейна с региональными изменениями климата (рис. 2). Для «нормальных» циклов Охотского моря максимумы литодинамических индексов преимущественно коррелируются с более холодным климатом суши и более холодными условиями поверхностных вод. Холодный и сухой климат во время максимумов литодинамических осцилляции соответствует более "тяжелому" кислороду в раковинах планктонных фораминифер Отрицательные сдвиги в изотопии кислорода фораминифер, которые завершают лито динамические максимумы, в основном связаны с потеплениями на суше и на море

Согласно палеонтологическим результатам, «реверсивные» циклы при окончании холодных стадий 2 и 4 инициируются осципляциями среды, связанными с потеплениями климата Лито динамические максимумы этих циклов наиболее выражены по величине, особенно при терминации последнего оледенения, и были вызваны подъемом уровня моря и таянием горно-долинных ледников при потеплении, что приводило к увеличению поступления терригеиного материала к береговой линии водными потоками Синхронно с лито динамическим максимумом при терминации последнего оледенения наблюдается значительное увеличение содержания карбонатного и органического углерода, которое, вероятно, также было вызвано потеплением климата и притоком талых вод начиная с 12,5 тыс. лет назад. Ускоренный подъем уровня моря 12,5 тыс лет назад вызванный глобальной пульсацией талых вод 1А в результате таяния покровных ледников (Fairbanks, 1989) инициировал пик продуктивности, выявленный ранее в Охотском, Беринговом морях и прилегающей части Тихого океана (Keigwin et а!, 1992; Gorbarenko, 1996; Gorbarenko et al, 2002a, б) Все эти события приводили, видимо, к усилению поставки железа в бассейны и в результате - к увеличению фиксации азота и содержания нитратов в водах, являющихся наиболее важным и критичным питательным компонентом морской среды (Falkowski et al, 1998).

Охотское море колонка 936 N pachyderma s

Гренландия северо-восток Пацифики скв 693А N pachyderme $ Bioturbation 1 б"о Index

3 2 1 6 12 3 4

IRD

Г I I I I 6000 0 20 40 60 8t 42 40 38 36 3 Oceanic fnquency

2 1 0 GISP2 8"0 G butanes 5leO

Рис. 2. Сравнение суборбитальных циклов изменений условий среды Охотского моря, колонка 936 с записями Гренландского льда и осадков из северо-восточной части Тихого океана за последние бОтыс к лет Изменения 5"0 N pachyderma %, частоты встречаемости океанических диатомей (суборбитальные изменения поверхностных вод), значений ледового разноса (IRD, литодинамические осцилляции, отражающие седиментацию) и климатического коэффициента Кр, показаны для колонки 936 слева Изменения 5"0 керна

льда Гренландии (GISP 2), плюс 8"0 N pachyderma s и G bulloides, процент правазавитых раювин в общем составе N pachyderma и индекс биотурбации осадков в скважине 893 А (Hendy Kennett, 2000) показаны справа

Изменчивость климатических условий и среды бассейнов преимущественно теплого периода последних 10 тыс лет (голоцена) и при переходе от оледенений к межледниковьям также представляется чрезвычайно важной для понимания механизмов короткопериодных климатических процессов Ранее при изучении спорово-пыльцевых спектров из разрезов континентальных отложений были получены доказательства существования значительных изменений климата во время дегляциации и в голоцене с наиболее благоприятными климатическими условиями в середине голоцена (климатический оптимум) (Зубаков, 1986; Микишин, Гвоздева, 1996) Позднее высокочастотные изменения климата голоцена были обнаружены во льду Гренландии (Bond et al., 1997), морских и континентальных осадках (O'Brien et al, 1995; Prentice et al., 1996). Быстрые высокоразрешающие изменения регионального климата и среды Охотского моря во время окончания последнего оледенения, дегляциации и голоцена были изучены нами по осадкам колонки 934 из северного склона Курильской котловины с высокой скоростью седиментации.

Полученные записи б'*0 планктонных фораминифер, содержания карбонатного и органического углерода, значений магнитной восприимчивости и величин ледового разноса указывают на значительные изменения условий поверхностных вод, ледового покрова, продуктивности и седиментации Охотского моря масштабе сотен и тысяч лет за последние 20 тыс. к. лет (Рис. 3; Горбаренко и др., 2003). Результаты спорово-пыльцевого анализа, выполненного по колонке И.Г. Гвоздевой и основанные на спектрах общего состава пыльцы и спор, отдельных представительных видов пыльцы и обобщающем климатическом коэффициенте Кр, позволили выявить быстрые и значительные изменения климата прилегающего региона и сопоставить их с вариациями среды моря (Рис. 3; Горбаренко и др., 2003). Для сравнения во времени полученных записей вариаций климата и среды Охотского моря с хорошо датированными изменениями климата других регионов возрастная шкала осадков колонки 934, основанная на 11 радиоуглеродных датах и изотопно-кислородной кривой, была переведена в календарные годы аналогично процедуре с колонкой 936.

Записи 5'*0 планктонных фораминифер, ледового разноса и климатического коэффициента Кр колонки 934 (рис. 3) показывают в поздней части оледенения 4 кратковременных относительных потепления климата (около 20,0; 18,1; 16,5 и 15,115,8 тыс к. лет назад), которые происходили почти одновременно с относительными потеплениями Гренландии (8'*0, GISP2) и изменениями климата в северо-западной (Keigwin et al, 1992) и северо-восточной частях (Hendy et al., 2002) Тихого океана. Некоторое потепление Охотского моря 15,1-15,8 тыс. к. лет назад было синхронно потеплению пре-беллинг Гренландии (GISP 2) и северо-восточной части Пацифики (Hendy et al, 2002), которое наступило после холодного события Хайнрих 1 северной Атлантики (Bond, Lotti, 1995).

Следует заметить, что потепление климата прилегающей суши, проявленное в спектрах пыльцы, на несколько столетий запаздывает во времени относительно потепления среды моря- например, при потеплении беллинг-аллерод максимум потепления на суше отмечен позже изменений среды моря - уменьшения 5"0 планктонных фораминифер (рис. 3). Вероятно, это связано с сукцессионными процессами в смене видов деревьев при резких изменениях регионального климата.

Потепление климата и среды охотоморского региона в пребореале было менее резкое, чем в Гренландии, и более благоприятные условия на суше установились в

О 2 4 6 8 Ю 12 14 16 18 20

Вмряст. тсялт

Рис. 3. Сравнение быстрых изменений по времени параметров среды и климата Охотского моря с глобальными и региональными изменениями климата. Время (ось X) дано в тыс к лет Нижние пять панелей соответствуют изменениям среды Охотсюго моря по значениям 6"0 планктонных фораминифер, содержанию СаСО, и органического углерода, величинам ледового разноса и климатического коэффициента Кр по спорово-пыльцевым данным Шестая панель снизу показывает изменения изотопного состава кислорода керна льда Гренландии вСТ 2 (%о к стандарту БМОХУ), принятые за эталон высокоразрешающих глобальных вариаций климата (Ла^аагс) а], 1993) Значения 5"0 льда усреднены за 20-летний интервал (тонкая линия), толстая линия показывает их осреднение по 3-м ближайшим точкам Выше кривых 5"0 льда показаны наиболее крупные стратиграфические единицы последних 20 тыс к лет (непрерывные линии) максимум последнего оледенения, потепление пре беллинг, похолодание ранний дриас ЮЯ-1), потепление беллинг-аллеред, похолодание молодой дриас (ЛЯ 3) и периодизация голоцена по Блшту-Сернандеру (Зубаков, 1986,

Хотинский, 1977) Верхняя панель показывает изменения среднегодовой температуры воздуха юш-восючной части о Сахалин (Микишин, Гвоздева, 1996) Пунктирные линии показывают корреляцию установленных нами резких потеплений среды моря и климата региона с изменениями климата Гренландии (СТ5Р 2) Установленные быстрые юменения срецы Охпгсизго моря гаменякгга синхронно с изменениями климата северного полушария

начале бореального времени (10,5 тыс к лет назад) Начало атлантического периода отмечено резким потеплением среды моря, за которым последовало резкое похолодание (увеличение 8иО фораминифер и ледового разноса) Вероятно, данное похолодание охотоморского региона коррелируется с похолоданием северного полушария 8,2 тыс лет назад, наблюдаемым в записях керна льда Гренландии и других областей (O'Brien et al, 1995) Только в поздней половине атлантического периода (с 7,5 тыс к. лет) в охотоморском регионе установились наиболее теплые условия, сравнимые с современными (рис 3). В начале суббореального периода после значительного похолодания, выделяемого по параметрам среды моря и растительности, произошло сильное региональное потепление 5,2 тыс. лет назад, синхронное событиям в Гренландии Позднее в суббореале отмечено еще три резких региональных потепления и похолодания атмосферы и морской воды В ранней части субатлантического периода согласно полученным результатам произошло три быстрых потепления среды моря с последующими похолоданиями, потепление середины субатлантика, вероятно, синхронно средневековому потеплению.

Выявленное увеличение в пыльцевых спектрах тропических таксонов Casianea и Caslanopsis, которые могли занестись только из Японского моря, до значимых величин произошло после 7,3 тыс к лет назад в связи с открытием пролива Лаперуза и притоком в Охотское море теплых вод течения Соя. Хронология гляциоэвстатического изменения уровня Мирового океана за последние 16 тыс. лет (Fairbanks, 1989) соответствует этой дате открытия пролива Лаперуза, максимальная глубина которого в настоящее время составляет 53 м.

Выявленные по глубоководным осадкам детальные изменения среды и климата охотоморского региона согласуются с более общими изменениями среднегодовых температур приземного воздуха юго-восточной части о Сахалин, реконструированными посредством спорово-пыльцевого анализа и датирования методом распада С14 (Михишин, Гвоздева, 1996; рис. 3).

4 3 Связь быстрых изменений климата и среды Охотского моря с

суборбитальными климатическими событиями северного полушария за последние 60

тыс лет

Впервые суборбиталъные осцилляции с периодичностью тысячелетий были

открыты в керне льда Гренландии по результатам его изотопного состава кислорода

(Dansgaard et al, 1993) в виде 19 Дансгор-Ошгер (ДО) межстадиалов за последние 70

тыс лет Затем аналогичные осцилляции были найдены в осадках северной

Атлантики (Bond et al, 1993)

Последовательность установленных нами палеоокеанологических осцилляций в Охотском море в целом сходна с последовательностью осцилляций, наблюдаемых в северной Атлантике (Bond, Lotti, 1995), но гидрологические и литологические

отклики на изменения климата различны

Осцилляции среды Охотского моря более тесно связаны с циклами, найденными в северо-восточной части Тихого океана в осадках впадины Санта Барбара (скважина глубоководного бурения 893А, Hendy, Kennett, 2ООО) Литодинамические максимумы и одновременные им «тяжелые» значения кислорода фораминифер, наблюдаемые в «нормальных» циклах Охотского моря, коррелируются с высокими значениями 51вО планктонных фораминифер холодных стадиалов скважины 893А (рис 2) Усиление

образования шельфовых и промежуточных вод в Охотском море в эти периоды приводило к активизации вентиляции промежуточных вод северной части Тихого океана, усилению поступления растворенного кислорода в придонные воды впадины Санта Барбара и, следовательно, к развитию бентосной фауны и биотурбации осадков Быстрые уменьшения значений 5"0 фораминифер и потока ледового разноса в Охотском море во время потеплений климата, вероятно, происходили одновременно с потеплениями интерстадиалов северо-восточной части Тихого океана и «облегчениями» кислорода планктонных фораминифер, наблюдаемых в осадках скважины 893А Фации тонкослоистых осадков впадины Санта Барбара, связанные с дефицитом кислорода придонных вод во время интерстадиалов, были вызваны уменьшением вентиляции промежуточных вод в северной части Тихого океана, возможно, из-за ослабления образования морского льда в Охотском море Во время изотопной стадии 3 быстрые осцилляции среды Охотского моря S 3/1, S 3/2, S 3/3, S 3/4 и S 3/5, обусловленные согласно диатомовым и спорово-пыльцевым результатам потеплениями климата региона, с точностью 1-1,5 тыс. лет коррелируют по времени с Дансгорд - Ошгер интерстадиалами 5, 8, 12, 14 и 17 соответственно (рис 2). Некоторое запаздывание во времени осцилляций Охотского моря S 3/2 и S 3/3 относительно событий в Гренландии и северо-восточной Пацифике связано, видимо, с несовершенством временной шкалы колонки 936.

Во время реверсивных циклов Охотского моря при терминациях ледниковых периодов лито динамические максимумы были в основном вызваны увеличением поставки терригенного материала к береговой линии водными потоками при потеплениях климата, что не приводило к усилению вентиляции промежуточных вод Охотского моря и северной части Тихого океана.

Поскольку условия среды и седиментации Охотского моря испытывают сильное влияние со стороны прилегающего азиатского континента, представляет интерес рассмотрение высокоразрешающих датированных записей 5*^0 карбоната кальция сталагмитов из пещеры Хулу, центральный Китай (Wang et al, 2001) Значения 5^0 сталагмитов варьируют за последние 70 тыс. лет от -4 %> до -9 %о и, будучи слабо зависимы от изменения температуры воздуха, преимущественно определяются вариациями соотношения осадков, приносимых летними и зимними восточно-азиатскими муссонами (Wang et al., 2001). Помимо длиннопериодных изменений, контролируемых приходящей летней инсоляцией на широте пещеры (33° с ш ) с

частотой колебания прецессии Земной оси, записи б'^О кальцита демонстрируют быстрые осцилляции, сходные с изменениями температуры воздуха Гренландии, в которых усиления летнего муссона коррелируют с потеплениями интерстадиалов

DO, и наоборот (Wang et al., 2001) Хотя форма осцилляций 5*^0 кальцита сталагмитов пещеры Хулу имеет определенное сходство и отличие с DO событиями Гренландии, детальные временные шкалы обеих записей в интервале 10-75 тыс лет демонстрируют преимущественную синхронность быстрых климатических изменений этих регионов.

Суборбитальное усиление интенсивности зимнего восточно - азиатского муссона во время холодных DO стадиалов, убедительно показанное в записях пещеры Хулу, должно было оказывать значительное влияние и на условия среды Охотского моря, и образование в нем морского льда. Действительно, при обсуждении результатов,

полученных по колонке 936, отмечалось, что при нормальных суборбитальных циклах Охотского моря региональные похолодания климата, синхронные DO стадиалам Гренландии, приводили к более суровым условиям поверхностных вод моря и усилению образования в нем морских льдов.

Результаты, полученные по скважине глубоководного бурения 883 (возвышенность Детройт) показывают, что в северо-западной части Тихого океана суборбитальные осцилляции среды происходили в противофазе с осцилляциями палеоокеанологических условий северной части Атлантического океана (Kiefer et al., 2001) Для реконструкции изменений температуры поверхностных вод северозападной части Тихого океана Т. Кайфер с коллегами использовал процентное содержание в комплексе планктонных фораминифер холодноводного вида N. pachyderma s, как это с успехом применяется при изучении северной части Атлантического океана Однако, как было уже установлено ранее для Охотского моря (Горбаренко и др., 1998), сильное растворение карбонатов в осадках северо-западной части Тихого океана и его окраинных морей оказывает большое влияние на видовой состав танатоценоза планктонных фораминифер, преимущественно оставляя в комплексе более резистентные к растворению виды, которым является N. pachyderma s. Поэтому для достоверного определения изменений климатических условий поверхностных вод изучаемого нами региона следует использовать другие палеонтологические и геохимические методы.

Суборбитальные изменения среды и седиментации были обнаружены также и в Японском море (Tada et al., 1999). Чередование в осадках этого моря темных слоев, преимущественно обогащенных органикой, и светлых слоев соответствует, по мнению Р Тада (Tada et al, 1999), суборбитальным циклам усиления и ослабевания интенсивности летнего азиатского муссона, изменяющего количество осадков над центральной и восточной Азией Изменения параметров осадков Японского моря и интенсивности летнего азиатского муссона Р Тада предположительно коррелирует с ДО циклами Гренландии, хотя отсутствие детальной возрастной шкалы осадков Японского моря за последние 100 тыс лет затрудняет проведение синхронизации суборбитальных событий Японского моря и Гренландии.

Полученные комплексные изотопно-геохимические, литологические и палеонтологические результаты по датированным осадкам Охотского моря показывают быстрые, с периодичностью тысячелетий и менее, изменения климата охотоморского региона и среды моря, которые происходили, вероятно, синхронно ДО стадиалам и интерстадиалам, зарегистрированным в Гренландии, северной Атлантике, северо-восточной Пацифике и континентальном Китае за последние 60 тыс. лет

Высокоразрешающие результаты, полученные по колонке 934, позволяют более обоснованно говорить о синхронности быстрых изменений климата и среды моря в масштабе тысяч и сотен лет в разных частях северного полушария и во время окончания последнего оледенения, дегляциации (потепление беллинг-аллерод и похолодание поздний дриас) и голоцена (похолодание 8,3 тыс лет назад, потепления 5,2 и 2,5 тыс лет назад и другие события; рис. 2 и 3)

Новые данные и анализ полученных ранее результатов позволяет заключить, что во время холодных ДО стадиалов Гренландии климатические условия северовосточной Азии и среды Охотского моря и северо-восточной части Тихого океана также были более холодные Видимо, это справедливо и для всей северной части

Тихого океана и его окраинных морей Как известно, во время холодных стадиалов образование североатлантических глубинных вод в северной Атлантике значительно сокращалось (Bond, Lotti, 1995) Однако, как показывают палеоокеанологические реконструкции при похолоданиях климата образование промежуточных вод в северной части Тихого океана усиливалось, это было отмечено для холодной ИКС 2 (Keigwin, 1998), и для быстрых суборбитальных стадиалов (Lund, Mix, 1998, Hendy, Kennett, 2000, Hendy et al, 2002; Gorbarenko et al, 2004) Изменения в вентиляции промежуточных и глубинных вод северной части Тихого океана при похолоданиях могли инициироваться как атмосферными процессами, так и изменениями циркуляции глубинных вод, связанными с глубинной вентиляцией Южного океана (Lund, Mix, 1998)

Вследствие различного соотношения испарение - осадки в северных частях Атлантики и Пацифики в настоящее время глубинные воды образуются в северной Атлантике и не образуются в северной Пацифике, где осадки намного превышают испарение (Baumgartner, Reichel, 1975) Низкое испарение в северной Пацифике и транспорт водяного пара из Атлантики в Пацифику приводят к опреснению и большому градиенту плотности поверхностных вод северной части Тихого океана, ограничивая их опускание (Warren, 1983; Broecker, 1992, Анисимов и др, 2002) Согласно гипотезе Д Ланда (Lund, Mix, 1998), похолодание северной части Атлантики во время стадиалов приводило к уменьшению испарения и результирующему переносу водяного пара в северную Пацифику, что, в свою очередь, уменьшало градиент плотности поверхностных вод северной части Тихого океана и стимулировало формирование промежуточных и глубинных вод

Выше было показано, что похолодания климата прилегающего континента во время стадиалов вызывало увеличение образования морского льда и, в результате сопутствующего выделения соли, усиление формирования плотных вод на северном шельфе и промежуточных вод Охотского моря Вероятно, подобный механизм влияния атмосферных процессов на гидрологию промежуточных вод региона посредством формирования морских льдов существовал и в Беринговом море и вблизи восточной Камчатки и представляет дополнительный источник усиления формирования промежуточных северной части Тихого океана

Другой механизм усиления образования глубинных вод в северной Пацифике может обуславливаться изменением циркуляции глубинных вод, связанным с вентиляцией вод Южного океана В настоящее время потоки промежуточных и глубинных вод, направленные на юг, в южных частях Атлантики и Пацифики, вероятно, связаны с необходимостью компенсации направленных на север потоков, вызванных Экмановским транспортом вод вокруг Антарктики (Lund, Mix, 1998) Поэтому уменьшение формирования североатлантических глубинных вод во время ледниковий и холодных ДО стадиалов могло приводить к необходимости усиления компенсирующих потоков глубинных вод на юг из Тихого океана, что, в свою очередь, усиливало образование глубинных вод в северной Пацифике, инициированное снизу (Lund, Mix, 1998)

Таким образом, одновременность быстрых изменений климата с тысячелетней периодичностью в охотоморском регионе, северо-восточной части Тихого океана, континентальном Китае и Гренландии за последние 60 тыс лет, очевидно, была связана с тем, что кроме изменчивости термохалинной циркуляции вод причины и механизмы суборбитальных климатических осцилляций тесно связаны с активным

взаимодействием атмосферы и океана и быстрой трансмиссией климатических событий в северном полушарии посредством атмосферных процессов

Глава. 5. Хроностратиграфия верхнечетвертичных осадков северо-западной части Тихого океана и Берингова моря; изменения среды, продуктивности и седиментации региона

5 1 Хроностратиграфические шкалы осадков северо-западной части Тихого океана, изменения среды и климата региона

Скважины глубоководного бурения 882 и 883 и изученные нами колонки GC-32 и GC-36 имеют радиоуглеродные датировки и изотопно-кислородную стратиграфию и использованы как ключевые при установлении хроностратиграфии осадков северозападной части Тихого океана Для этих колонок нами обобщены и скоррелированы во времени записи параметров, наиболее важных для стратиграфического деления и построения временной шкалы верхнечетвертичных осадков региона кривые 5'*0 бентосных фораминифер, составляющих основу изотопно-кислородной стратиграфии, данные по магнитной восприимчивости и плотности осадков, положение вулканических прослоев и содержание СаСОэ и биогенного опала

Осадки изотопной стадии 5е ясно выделяются по минимуму изотопно-кислородной кривой, уменьшению магнитной восприимчивости и плотности осадков, обилию диатомей и фораминифер, характерному для наиболее теплого климата последнего межледниковья На основании хронологии выделенных изотопно-кислородных стадий (Martinson et al, 1987) в осадках колонок выявлены закономерности в изменениях во времени содержания СаСОз и биогенного опала, значений магнитной восприимчивости и плотности осадков Установленная хроностратиграфическая шкала осадков четырех колонок региона позволила провести корреляцию и возрастную привязку обнаруженных вулканических прослоев, которые характеризуют вулканическую активность Камчатки и Алеутских островов в позднем плейстоцене и голоцене. Выявленные изменения во времени геохимических и литологических параметров осадков и их тефрохронология могут быть использованы для хроностратиграфического расчленения более глубоководных отложений северозападной части Тихого океана с очень низким содержанием СаС03 и, следовательно, лишенных возможности проведения изотопно-кислородной стратиграфии и датирования.

Закономерности изменений экологического состава диатомей и их обилия А П Жузе (1962) провела основополагающие работы по стратиграфическому разделению четвертичных отложений северо-западной части Тихого океана, Охотского и Берингова морей на горизонты по диатомеям и рассмотрела влияние климата на экологические изменения их комплексов и общее количество створок Хотя впоследствии исследователи использовали диатомеи для стратиграфического расчленения четвертичных отложений и реконструкции среды региона, практически не было работ, в которых результаты диатомового анализа непосредственно сопоставлялись бы с изотопно-кислородными стадиями в одной колонке. Для выявления характера изменений экологического состава диатомей во времени, обусловленных вариациями климата и среды региона, и основанного на них стратиграфического деления осадков региона АП Жузе (1962), А В Артемова выполнила диатомовый анализ по осадкам колонки GC-36 из возвышенности Детройт (север Императорских гор) (Горбаренко, Артемова, 2003) Записи 5'®0 фораминифер

и радиоуглеродные датировки, полученные по этой колонке, позволяют помимо границ изотопных стадий 1-3 выделить в нижней части стадии 1 терминации последнего оледенения 1А и 1Б (Fairbanks, 1989) и похолодание поздний дриас В результате выявлены характерные экологические изменения видового состава диатомей и их обилия между и внутри изотопно-кислородных стадий Процентное содержание суммы неритических видов в комплексе диатомей при их общей низкой численности максимально во время максимума последнего оледенения (стадия 2), минимально в осадках первой стадии и несколько повышено во время стадии 3 (Горбаренко, Артемова, 2003) Сопоставление изученных ранее изменений в экологии состава диатомей и их количества с аналогичными вариациями, полученными по колонке GC-36, позволяет коррелировать диатомовый горизонт IV А П Жузе, для которого характерна низкая общая численность диатомей и значительная доля неритических видов (Жузе, 1962), с оледенением изотопной стадии 2 (12,5-24 тыс лет назад), а диатомовый горизонт II - с похолоданием поздний дриас

Используя результаты А П Жузе (1962), ЕА Романкевич с коллегами (1966) обобщил стратиграфическое деление верхнечетвертичных осадков северо-западной части Тихого океана, основываясь на данных по литологии осадков и содержанию в них СаСОэ, органического углерода и аморфного кремнезема Позже на основании комплексных изотопно-геохимических исследований было показано (Keigwin et al, 1992; Gorbarenko, 1996), что в послеледниковых осадках Охотского, Берингова морей и северо-западной части Тихого океана отмечаются пики содержания карбоната кальция и органического углерода IA и I Б, синхронные одноименным глобальным терминациям последнего оледенения 12,5 и 9,5 тыс. лет назад (Fairbanks, 1989) Аналогичные карбонатные пики, наблюдаемые в основании ИКС 1 в четырех рассмотренных колонках, согласуются с ранними данными изменения содержания СаСОз в осадках северо-западной части Тихого океана и соответствуют литологнческому слою 3 (Безруков, Романкевич, 1960; Романкевич, 1963)

5.2. Хроностратиграфия осадков Берингова моря: вариации среды, климата и экологические изменения комплексов диатомовых водорослей в Беринговом и Охотском морях за последние 40 тыс. лет

Детальная стратиграфическая и возрастная шкала осадков Берингова моря рассмотрены на примере колонок GC-11 и 2594, для которых получены записи 5180 планктонных и бентосных фораминифер, радиоуглеродные датировки, данные по содержанию карбонатного и органического углерода и обилию диатомей Изотопные кривые позволяют выделить в осадках ИКС 1, 2 и 3, возрастные границы которых (Martinson et al, 1987) согласуются с имеющимися для этих колонок радиоуглеродными датировками, и две фазы терминации последнего оледенения 1А и 1Б в основании стадии 1 (Fairbanks, 1989) В колонках установлено положение прослоев тефры и определен их ориентировочный возраст

Хотя колонки GC-11 и 2594 не были изучены детально на видовой состав диатомей, данные по содержанию СаСОэ и органического углерода, обилию диатомей в этих колонках и результаты изотопно-геохимических и диатомового анализов колонок Охотского моря (Артемова и др , 2002; Горбаренко и др., 2003; Gorbarenko et al., 2003) позволяют провести корреляцию беринговоморских и охотоморских диатомовых стратиграфических горизонтов АП Жузе (Жузе, 1962) с изотопно-кислородными стадиями Исходя из новых данных, полученных по Берингову и Охотскому морям, следует, что диатомовый горизонт I алевритово-глинистых

диатомовых илов с повышенным содержанием СаС03 и северобореальньш комплексом преимущественно океанических видов диатомей накапливался в теплый период изотопной стадии 1 (0-12,5 тыс лет назад) Нижележащий горизонт И, представленный терригеиными грубозернистыми осадками с низким содержанием аморфного кремнезема и карбоната кальция и высокой долей неритических и сублиторальных видов в комплексе диатомей, отлагался во время последнего оледенения, соответствующего стадии 2 (12,5-24 тыс. лет назад).

Принципиальной особенностью комплекса диатомей горизонта II окраинных морей, синхронного изотопной стадии 2, вслед за А.П. Жузе (1962) мы считаем интенсивное развитие холодноводных неритических диатомей, уменьшение встречаемости океанических видов диатомей и, в результате, высокое процентное содержание суммы неритических видов, что определялось глобальным похолоданием климата и усилением ледового покрова. Изучение ледового разноса (Горбаренко и др. 2003) подтвердило усиление формирования морских льдов и распространение их в центральную и южную части Охотского моря во время максимума последнего оледенения, что способствовало расцвету там неритической видов Bacterosira fragilis, Thalassiosira gravida, Th hyalina, Th kryophila, Th nordenskioldii (Горбаренко, Артемова, 2003), живущих во льду и вблизи кромки льда при его таянии (Жузе, 1962). Поэтому правильнее называть эти «неритические» виды как приледные. Таким образом, отношение процентного содержания суммы неритических видов диатомей к сумме неритических и океанических видов (коэффициент Лд) характеризует влияние ледового покрова и является критерием стратиграфического разделения осадков высокоширотных бассейнов.

Изменения содержания CaCOg. органического углерода и аморфного кремнезема в отложениях Берингова и Охотского морей и северо-западной части Тихого океана.

Аналогично изменениям в отложениях Охотского моря и северо-западной части Тихого океана рост содержания СаСОз и органического углерода в осадках Берингова моря происходил во время терминаций 1А и 1Б последнего оледенения (Горбаренко, Артемова, 2003) Содержание органики в осадках Берингова моря увеличивалось несколько ранее терминации 1А и резко уменьшалось параллельно с изменением содержания СаСО] во время события молодой дриас (11-10 тыс. лет назад) в связи с похолоданием климата. Улучшение условий среды при потеплениях климата северного полушария беллинг-аллерод и начала голоцена, синхронных терминациям 1А и 1Б, было установлено также в Охотском море и других частях северо-западной Пацифики (Безруков и Романкевич, 1960; Романкевич, 1963; Keigwin et al., 1992; Gorbarenko, 1996; Горбаренко и др. 1998) и, по всей видимости, происходило во всей западной Субарктике Тихого океана, включая окраинные моря. Увеличение биогенного кремнезема в осадках Берингова моря во время пика продуктивности при терминации 1А менее выражено по сравнению с районом западной субарктической ячейки, а в Охотском море почти незаметно (Gorbarenko, 1996; Горбаренко и др. 2000; Gorbarenko et al., 2002), вероятно, вследствие сильного влияния ледового покрова окраинных морей на продукцию диатомовых водорослей. Во время последнего оледенения, соответствующего ИКС 2, 3 и 4, содержание карбоната кальция в осадках северо-западной части Тихого океана, Берингова и Охотского морей (Горбаренко и др. 1998; Gorbarenko et al., 2002) было значительно ниже послеледниковых и голоценовых значений

Известно, что растворение карбонатов в морской воде и осадках зависит от насыщенности карбонатной системы морских и поровых вод по отношению к кальциту и определяется в основном концентрацией карбонатного иона В настоящее время глубина карбонатной компенсации (ГКК) в Тихом океане значительно выше, чем в Атлантическом, что объясняется формированием североатлантических глубинных вод в северной Атлантике и наиболее старыми глубинными водами в Тихом океане с большим содержанием С02 и, следовательно, более коррозийными к карбонатам (Karlin et al, 1992) ГКК изменялась при вариациях климата В Атлантике в ледниковые периоды она была выше, чем в межледниковья (атлантический тип), а в экваториальной и северо-восточной частях Пацифики - понижалась (тихоокеанский тип) (Karlin et al, 1992) Противоположный характер изменения ГКК в океанах объясняется уменьшением формирования глубинных вод в северной Атлантике во время оледенений, что приводит к старению глубинных вод Атлантики и омоложению глубинных вод Пацифики за счет большей доли Антарктических глубинных вод (Lund, Mix, 1998) Однако полученные нами и литературные данные свидетельствуют, что в осадках северо-западной Пацифики и ее окраинных морей содержание карбоната кальция в осадках холодных периодов было очень низкое и повышалось в межледниковья (Романкевич, 1963; Keigwin et al, 1992, Gorbarenko, 1996), что более похоже на атлантический тип изменений ГКК

5.3 Скорости седиментации северо-западной части Тихого океана и Берингова моря во время последнего оледенения- голоцена

Исходя из данных диатомового анализа, литологии и содержания биогенных компонентов в ранее изученных колонках (Безруков и Романкевич, 1960; Жузе, 1962; Лисицын, 1966; Романкевич, 1963, Sancetta, Robinson, 1983) и полученных нами результатов с использованием изотопно-кислородной стратиграфии и вышеприведенной хроностратиграфической интерпретации диатомовых и литологических горизонтов, можно оценить средние скорости седиментации в Беринговом море и северо-западной части Тихого океана в периоды изотопных стадий 1 и 2. В результате построены схемы средних скоростей седиментации в Беринговом море и северо-западной части Тихого океана во время максимума последнего оледенения (ИКС 2) и стадии 1 Во время стадии 1 высокие скорости седиментации (25-10 см/тыс лет) отмечены в глубоководных котловинах Берингова моря. Кроме активной аккумуляции терригенного материала, этому способствовали высокие темпы биогенного кремненакопления (Лисицын, 1966) Закрытие Берингова пролива, осушение большей части северо-восточного шельфа и перераспределение выноса взвеси р Юкон в море в результате регрессии моря во время последнего оледенения способствовали увеличению темпов накопления терригенного материала в котловинах Берингова моря, выносу взвешенного материала через Камчатский пролив и разносу его в юго-восточном направлении в северо-западной части Тихого океана

5 4 Изменения первичной продукции Охотского и Берингова морей и северозападной части Тихого океана за максимум последнего оледенения и голоцен

Изменения первичной продукции морей и океанов в прошлом в связи с изменениями климата представляют основу для понимания природных процессов и правильного прогнозирования изменений биопродуктивности и климата в будущем Количественные оценки потоков органического вещества на дно региона в прошлом проводились вычислением скоростей седиментации массы органического углерода

(СС МОУ, г С/см2*тыс лет) посредством умножения концентрации органического углерода (весовые %) на плотность натурального сухого осадка (г/см3) и на скорость седиментации (см/тыс лет) Были рассчитаны средние значения СС МОУ для последних 6 тыс лет с условиями, близкими к современным, и за время максимума последнего оледенения, соответствующего холодной ИКС 2 При расчетах использовались значения С орг полученные нами (Горбаренко и др 1998, Горбаренко, Артемова, 2003) и ранее (Романкевич, 1977, Ке1{^\тп е1 а1, 1992) Скорости седиментации осадков оценивались на основе изотопно-кислородной хроностратиграфии осадков, радиоуглеродного датирования, тефрохронологии и других методов хроностратиграфии (Горбаренко и др 2000) и проведенной нами хроностратиграфической привязки литологических слоев Е А. Романкевича. Плотности сухого натурального осадка определялись из измерений на борту судна, опубликованных данных (Ке1£\>лп е1 а1, 1992) и закономерностей изменения литофизических свойств осадков региона (Левитан и др, 1984). Средние потоки органики за 0-6 тыс. лет в Охотском море составляют 220 -30, в Беринговом - 23-60 и в северо-западной Пацифике - 7-23 мг С/см2*тыс.

При реконструкции первичной продуктивности (ПП) по потокам органики, захороненной в осадках, следует учитывать, что потоки органики, покидающие фотическую зону, составляют 18-50% от ПП (БагпШет е! а1., 1988) и последующее разложение и потребление органики в столбе воды и осадке Существующие эмпирические оценки ПП по потокам органики в других районах Мирового океана (БатЛеш е! а!., 1988 и др) для изучаемого региона не дают реальных оценок; поэтому мы исходили из захоронения в осадках 1% органики ПП, что близко к сделанным ранее оценкам региона (Романкевич, 1977). При этом значения скоростей аккумуляции органики на дне численно равны среднегодовым значениям первичной палеопродукции (г С/м2*год) региона. Сравнение рассчитанных ПП за последние 6 тыс. лет и современных измеренных значений (Незлин и др., 1997; Сапожников, 1994; Кобленц-Мишке, 1977) показывает приемлемость в первом приближении предложенного метода оценки палеопродуктивности региона.

Расчетные значения ПП для максимума последнего оледенения показывают разнонаправленные изменения продуктивности в северо-западной части Тихого и ее окраинных морях при изменениях климата. Продуктивность в западной субарктике Тихого океана в ледниковое время по сравнению с поздним голоценом увеличилась в несколько раз (5-13) К сожалению, во многих изученных ранее колонках северозападной Пацифики (Романкевич и др., 1966), отложения холодной стадии 2 не были пройдены полностью, кроме колонки 3163. Но даже при неполном отборе ледниковых отложений наблюдается значительное увеличение продуктивности ледового океана. В западной части Тихого океана, южнее субарктического фронта увеличение продуктивности в ледниковое время было менее значительным - в 1,5 раз на станции 3163 и в 1,5-1,1 раз на возв Шатского (Маес1а е1 а1., 2002)

Многократное увеличение продуктивности северо-западной Пацифики во время ИКС 2, по сравнению с современными значениями, совместимо с качественными оценками К Санцетты увеличения ПП на порядок (Бапсейа, 1992), и могло быть обусловлено двумя причинами Вопервых, влиянием морских льдов на гидрологию и стратификацию поверхностных вод региона и на поступление со льдами дополнительного количества питательных веществ Вовторых, усиление атмосферной циркуляции и общей аридизации климата в ледниковое время

(Мауе\узк1 е1 а], 1997) способствовало значительному увеличению поставки эолового материала в северную часть Тихого океана и содержанию в воде питательных веществ Первичная продукция Берингова моря во время ИКС 2 увеличивалась в 2 раза в южной части и в 1, 3 раза - в северо-западной, где влияние втекающих тихоокеанских вод менее выражено

В Охотском море расчетные значения ПП в ледниковое время уменьшились в среднем в 2 раза Основной причиной падения ПП, вероятно, явилось значительное усиление образования морских льдов в пространстве и во течение времени года И хотя морской лед таял в летнее время на большей части акватории моря, уменьшение сроков летней вегетации приводило к падению биопродукции моря

Вытекающее из оценок изменения палеопродуктивности региона многократное увеличение потоков С02 из атмосферы в северную часть Тихого океана во время оледенения, видимо, значительно влияло на уменьшение содержания углекислого газа в атмосфере и похолодание климата Роль Охотского моря в стоке С02 из атмосферы в гидросферу уменьшилась в ледниковое время примерно в 2 раза Учитывая значительное уменьшение площади Берингова моря при гляциоэвстатической регрессии моря, роль этого бассейна в стоке С02, видимо, существенно не менялась при оледенениях, несмотря на увеличение его ПП в 1,5-2 раза.

Заключение

Установлена хроностратиграфическая шкала осадков Японского, Охотского и Берингова морей и прилегающей части Тихого океана на основании сравнения полученных кривых 5"0 фораминифер со стандартной изотопно-кислородной хроностратиграфической шкалой, радиоуглеродных датировок методом УМС и анализа полученных ранее результатов стратиграфических и палеоокеанологических исследований В верхнечетвертичных осадках региона выявлена хронология климатически обусловленных изменений магнитной восприимчивости и гранулометрического состава осадков, концентраций карбонатного и органического углерода и аморфного кремнезема, литологии осадков и экологических изменений диатомовых комплексов На основе комплексных исследований опорных датированных колонок региона и литературных данных в осадках региона выявлены прослои вулканического материала и определен их возраст или стратиграфическое положение, соответствующие более интенсивным извержениям прилегающей суши

Кардинальные изменения условий среды Японского моря, продуктивности и седиментации происходили во время максимума последнего оледенения н регрессии моря в результате значительного сокращения притока тихоокеанских вод и усиления влияния пресноводных составляющих баланса вод (при преобладании атмосферных осадков и материкового стока над испарением). Это приводило к опреснению поверхностных вод, усилению их стратификации и блокировке вентиляции глубинных вод и, в результате, к низкой продуктивности и накоплению тонкослоистых осадков Во время максимальной регрессии уровня моря (17,3-14,8 тыс лет назад) на поверхности моря были распространены распресненные однородные и холодные водные массы с дефицитом солености более чем 5,2%о Нормализация солености поверхностных вод началась около 15 тыс лет назад одновременно с подъемом уровня моря и усилением притока тихоокеанских вод

Около 10-9,5 тыс лет назад в результате усиления притока соленых субтропических вод Куросио и нормализации солености поверхностных вод произошла резкая активизация вентиляции глубинных вод и подачи питательных веществ на поверхность, что привело к значительному усилению продуктивности и накоплению в осадках организмов с кремнистым скелетом Увеличение продуктивности и потоков органики на дно вели к установлению восстановительных условий в поверхностных осадках, сильному растворению карбонатов и к смене накопления слабокарбонатных осадков слабокремнистыми

Результаты изотопно-геохимических, литофизических и палеонтологических анализов, полученные по осадкам Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана, свидетельствуют о сильных изменениях климата региона, условий поверхности моря, распространения морских льдов и режима седиментации при смене холодных и теплых эпох, соответствующих изотопно-кислородным стадиям 1-5е Для Охотского моря построены схемы усредненных скоростей аккумуляции крупных терригенных частиц ледового разноса для периодов 0-6 тыс лет и максимума последнего оледенения (ИКС 2, 12-24 тыс лет назад) Интегральный поток ледового разноса на площади центральной части Охотского моря, оцененный по данным 13-и изученных колонок, во время максимума последнего оледенения увеличивался в 3 раза по сравнению с поздним голоценом В результате увеличения формирования морского льда в 2-3 раза при оледенении происходило значительное усиление формирования тяжелых вод на северном шельфе и активизация вентиляции промежуточных вод Охотского моря и, вероятно, северной части Тихого океана, по сравнению с условиями последних 6 тыс лет, сходных с современными.

Полученные результаты экологических изменений диатомовых комплексов в осадках Охотского моря подтверждают и уточняют во времени заключение А П Жузе (1962), что преобладание неритических видов диатомей над океанической группой в центральной части бассейна во время оледенения говорит о сильном влиянии морского льда при холодных климатических условиях

Комплексные результаты по осадкам Охотского моря на основе датированных изотопно-геохимических записей, литологических и палеонтологических параметров показывают существование также быстрых, с периодичностью тысячелетий, изменений климата охотоморского региона и среды моря за последние 60 тыс лет, которые происходили, вероятно, синхронно с Дансгор -Ошгер стадиалами и интерстадиалам, зарегистрированными в керне льда Гренландии Более детальные исследования осадков Охотского моря, сформированных за максимум последнего оледенения и голоцен, предоставили убедительные доказательства одновременности быстрых осцилляций климата за последние 20 тыс к лет в этих отдаленных друг от друга регионах северного полушария

Одновременность быстрых изменений климата с тысячелетней периодичностью в Охотоморском регионе и Гренландии за последние 60 тыс лет, вероятно, была связана с тем, что, кроме изменчивости термохалинной цикруляции вод, причины и механизмы суборбитальных климатических осцилляций тесно связаны с активным взаимодействием атмосферы и океана и быстрой трансмиссией климатических событий в Северном полушарии посредством атмосферных процессов

На основе оригинальных результатов и литературных данных определены мощности осадков и построены схемы средних скоростей накопления осадков для

северо-западной части Тихого океана и Берингова моря за периоды изотопно-кислородных стадий 1 и 2 (0-12,5 и 12,5-24 тыс лет назад соответственно) Закрытие Берингова пролива, осушение большей части северо-восточного шельфа и перераспределение выноса взвеси р Юкон в Берингово море во время регрессии моря последнего оледенения (ИКС 2) способствовало увеличению темпов накопления терригенного материала в котловинах Берингова моря, выносу взвешенного материала через Камчатский пролив и разносу его в юго-восточном направлении в северо-западной часта Тихого океана

Рассчитаны усредненные потоки захоранивающейся в осадках региона органики во время максимума последнего оледенения (12,5-24 тыс лет назад) и позднего голоцена (0-6 тысяч лет назад), с близкими к современным климатическими условиями Основанные на них грубые оценки изменения первичной проекции показали, что в северо-западной части Тихого океана биопродукция в холодный период многократно увеличивалась, в Охотском море уменьшалась примерно в два раза и незначительно усиливалась в Беринговом море по сравнению с поздним голоценом Решающую роль в столь значительных и разнонаправленных вариациях биопродуктивности региона, вероятно, имели климатически обусловленные юменения в распространении и интенсивности морских льдов в северо-западной части Тихого океана и окраинных морях, влияющие на длительность вегетационного периода, поставку питательных веществ с континента и гидрологические условия поверхностных вод в весенне-летний сезоны. При терминации последнего оледенения и глобальных для северного полушария потеплений климата беллинг-аллеред и начала голоцена (12,5 и 9,5 тыс лет назад соответственно) происходило общее для Западной Субарктики и ее окраинных морей усиление биологической продуктивности, прерываемое похолоданием поздний дриас

Основными из 54 публикаций по теме диссертации являются следующие

1 Горбаренко CA Применение изотопного метода (отношение 018/016) для определения температур океанов и климата плейстоцена и более отдаленных эпох // Руководство по изучению новейших отложений М Изд-во МГУ 1976 С 149-161

2 Горбаренко С А . Плетнев С А Палеогеографическая реконструкция Японского моря в позднем плейстоцене по видовому составу фораминифер и соотношению 018/016//Геоморфология и палеогеография шельфа М Наука 1978 С 204-210

3. Горбаренко С А. Борзова J1.M., Киселев В И, Плетнев СП К вопросу о палеогеографии центральной и южной частей Японского моря в позднем плейстоцене и голоцене // Тихоокеанский институт географии ДВНЦ АН СССР Владивосток 1979 14с Деп В ВИНИТИ №2205-79

4 Горбаренко С А , Токарчук Т Н Изменение содержания элементов органической триады в осадках Японского моря (поздний плейстоцен - голоцен) // Развитие природной среды в плейстоцене Владивосток 1981 С 165-171

5 Горбаренко С А Палеогеографические условия центральной части Японского моря в голоцене и позднем плейстоцене по данным соотношений 018/016 в раковинах фораминифер //Океанология 1983 Вып 2 С 306-308

6 Деркачев А Н , Уткин В В , Горбаренко С А , Плетнев С П , Ковалюх Н Н , Боцул А И , Берсенев Ю И Корреляция и скорость накопления осадков Японского моря в поздне-послеледниковое время // Тихоокеанская геология 1983 №4 С 22-29

7 Кияшко С И , Горбаренко С А Изотопно-кислородная палеотемпературная шкала, полученная экспериментально для одного вида двустворчатых моллюсков // Геохимия 1985 №3 С 275-280

8 Горбаренко С А . Ковалюх Н Н Скорость осадконакопления в Охотском море в голоцене н верхнем плейстоцене по данным радиоуглеродных датировок и изотопной стратиграфии//Космическое вещество АН УССР 1986 С 136-140

9 Горбаренко С А Изотопно-кислородная стратиграфия плейстоцен - голоценовых осадков Японского моря и его палеоокеанологические особенности // Тихоокеанская геология 1987 №2 С 7-12

10 Горбаренко С А Палеогеография Японского моря в верхнем плейстоцене и голоцене//Изв АН СССР Серия геогр 1987 № 6. С 106-113

11 Пушкарь В С , Черепанова М В Горбаренко С А Биостратиграфический и палеогеографический анализ диатомовых тафоценозов северо-западной Пацифики // Палеогеографические исследования на Дальнем Востоке Владивосток 1987 С 5874.

12 Горбаренко С А . Ковалюх Н Н , Одинокова Л Ю , Рыбаков В Ф , Токарчук Т Н , Шаповалов В В Верхнечетвертичные осадки Охотского моря и реконструкции палеогеографических условий//Тихоокеанская геология 1988 №2 С 25-34

13. Горбаренко С А. Шаповалов В В , Пушкарь В С. Некоторые закономерности изменения физических свойств и вещественного состава осадков северо-западной части Японского моря в позднем плейстоцене и голоцене // Литология и полезные ископаемые. 1988. №6. С. 31-43.

14. Астахов А С., Вагина Н.К., Горбаренко С А . Демиденко В.П , Шаповалов В.В , Бирюлина М.Г., Черепанова М.В Скорости голоценового осадконакопления в Охотском море //Тихоокеанская геология. 1988. №4. С. 3-14.

15. Горбаренко С А. О глубинной циркуляции северо-западной части Тихого океана // ДАН СССР. 1991. Т.316. №4. С. 979-983.

16. Горбаренко С А Стратиграфия верхнечетвертичных осадков центральной части Охотского моря и их палеоокеанология по 5"0 и другим методам // Океанология 1991 Т.31 Выл 6 С. 1036-1042.

17. Верховская Н Б, Горбаренко С А . Черепанова М В. Изменения природной среды юга Японского моря и прилегающей суши в конце плейстоцена-голоцена // Тихоокеанская геология 1992. №2. С. 12-21

18. Иванова Е В , Бурмистрова И И , Горбаренко С А . Казарина Г X, Мурдмаа И О, Новикова 3 Т Новые данные о плейстоценовой истории возвышенности Ямато, Японское море // Океанология. 1992 Т 32. Вып 2. С. 337-346.

19. Горбаренко С.А Причины опреснения поверхностной водной массы Японского моря во время последнего оледенения по данным соотношения изотопов кислорода в планктонных фораминиферах // Океанология. 1993. Т.ЗЗ. №3. С 422-428

20. Горбаренко С А Проблемы хроностратиграфии осадков Японского моря за последние 40 тыс лет по данным микропалеонтологических, изотопно-геохимических методов и тефрохронологии // Стратиграфия отложений и палеоокеанология Мирового океана М Наука 1993 С. 116-126

21. Астахов А С , Горбаренко С А Позднечетвертичные климатические изменения и геохимия терригенного осадконакопления в охотоморском регионе // Тихоокеанская геология 1997 Т 16 №1 С 73-82.

22. Горбаренко С А . Чеховская М П , Соутон Дж Р О палеосреде центральной части Охотского моря во время последнего оледенения голоцена // Океанология 1998 Т 38. №2 С 305-308

23 Горбаренко С А . Соутон Дж Р Детальные датированные изменения палеосреды Японского моря за последнее оледенение-голоцен // Доклады Академии наук 1999 Т 367 №4. С 541-543

24 Горбаренко С А . Деркачев А H , Астахов , Дж Саутон, В В Шаповапов-Чупрынин, Д Нюрнберг, Литостратиграфия и тефрохронология верхнечетвертичных осадков Охотского моря // Тихоокеанская геология, 2000, 19, 2, С 58-72

25 Басов И А, Горбаренко С А, Хусид Т А, Бентосные фораминиферы и гидродинамический режим Охотского моря' последние 17 тыс лет // Докл РАН, 2000, 370, 5, С. 681-685

26 Басов И А , Горбаренко С А , Хусид Т А , Гидрология Охотского моря в последнее ледниковье по данным фораминиферового анализа // Докл РАН, 2000, Т 375 №5 С 680-684

27 Астахов А С , Горбаренко С А . Ващенкова H Г и др Распределение и скорости накопления марганца в донных осадках Охотского моря // Тихоокеанская геология, 2000, 19, 5.С. 47-60.

28. Басов И.А., Чеховская M П , Горбаренко С А.. Позднечетвертичные планктонные фораминиферы северо-восточной части Курильской котловины (Охотское море, СТ В34-98) // Стратиграфия, Геологическая корреляция, 2001, т 9, 4, С 99-112

29. Горбаренко С А и Соутон Дж., К стратиграфии осадков возвышенности Академии Наук СССР и палеоокеанологии Охотского моря в позднем плейстоцене // Докл. РАН, 2001, т 379, N1, С 113-117

30 Горбаренко С А . Лесков В Ю, Артемова А В , Тидеман Р , Бибоу H , Нюрнберг Д, Ледовый покров Охотского моря в последнем оледенении и голоцене //ДАН, 2003, т. 388, 5, С. 678-682.

31 Горбаренко С А.. Гвоздева И.Г, Соутон Д., Быстрые изменения среды и климата Охотского моря в голоцене и оледенение // Вестник дальневосточного отделения РАН, 2003, 2. С. 148-156

32 Матуль А.Г , Горбаренко С А , Мухина В В , Лесков В Ю , Четвертичные микропалеонтологические и литофизические записи осадков из северной части Охотского моря, Океанология, 2003, т. 43, №4, 583-892

33 Горбаренко С А. Артемова А В Хроностратиграфия верхнечетвертичных осадков северо-западной Пацифики и Берингова моря, изменения среды и продуктивности региона' изотопно-геохимические, палеонтологические (диатомеи) и литологические свидетельства, //Тихоокеанская геология, 2003, № 5, стр 25-38

34 Лесков В Ю , Горбаренко С А "Ледовые условия Охотского моря за последние 24 000 лет на основании распределения материала ледового разноса // Тихоокеанская геология, 2003, 4, С 41-47

35 Деркачев А H, Николаева Н.А, Горбаренко С А. Особенности поставки и распределения кластогенного материала в Охотском море в позднечетвертичное время (на основе анализа ассоциаций тяжелых минералов) //Тихоокеанская геология, Т. 23, №1, 2004. С 37-52.

36 Gorbarenko S A Stratigraphy of Late Quatemary Sediments in Seas of Japan and Okhotsk and their paleooceanological conditions // The INQUA International symposium on stratigraphy and corrélation of Asia and Pacific Région Bangkok 1991 P 11-24

37 Keigwin L D , Gorbarenko S A Sea level, Surface Salimty of the Japan Sea and the Younger Dryas Event in the Northwestern Pacific Océan // Quatemary Research 1992 V 37. P. 346-360

2006-4 6443

38 Nechaev V P , Sorochinskaya A V, Tsoy I.В , Gorbarenko S A Clastic components m Quaternary sediments of the Northwest Pacific and their paleoceanic significance // Marine Geology 1994 V 118. P 119-137.

39 Gorbarenko S A . Pliss S G , Southon J R , Kashgarian M , Kundyshev A Detailed carbonate stratigraphy of the Japan Sea sediments during last Glaciation - Holocene // Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences. 1995 V.6 №1. P 103-113

40 Gorbarenko S A Stable isotope and lithologie evidence of Late Glacial and Holocene oceanography of the Northwestern Pacific and its marginal seas // Quaternary research. 1996 №46 P 230-250.

41 Gorbarenko S A . Southon J R , Detailed Japan Sea paleoceanography during the last 25kyr constrain from AMS dating and 5I80 planktonic foraminifera, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2000, 156, P. 177-193.

42 Gorbarenko S A. Leskov V Yu., Tiedemann R, Biebow N Climate, sea ice and productivity m the Okhotsk Sea during last 75 thousand years Proceeding of the 16-th international symposium on the Okhotsk Sea and sea ice, Mombetsu 2001, P. 425-432

43 Gorbarenko S A., Khusid, T A, Basov I.A., Oba T., Southon J R., Koizumi I, Glacial-Holocene environment of the southeast Okhotsk Sea: evidence from geochemical and paleontological data. //Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2002a, Vol 177/3-4, P. 237-263.

44 Gorbarenko. S A.. Niimberg, D., Derkachev, A.N., Astakhov, A S, Southon, J.R, Kaiser, A, Magnetostratigraphy and tephrochronology of the upper Quaternary sediments in the Okhotsk sea implication of terrigenous, volcanogenic and biogenic matter supply // Marine Geology, 2002 b, 183, P. 107-129.

45 Gorbarenko S A, Southon J. R., Keigwin L.D., Cherepanova M V., Gvozdeva 1 G , Late Pleistocene-Holocene oceanographic variability in the Okhotsk Sea' geochemical, lithological and paleontological evidences. //Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2004, 209, P. 281-301.

ГОРБАРЕНКО Сергей Александрович

ПАЛЕООКЕАНОЛОГИЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ И СЕВЕРОЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ И ГОЛОЦЕНЕ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Отпечатано в ОНТИ ТОЙ ДВО РАН 690041, Владивосток, ул. Балтийская 43

Подписано к печати 30.09 04 108,32

2 7 ОПТ Ш

Формат 70Х

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Горбаренко, Сергей Александрович

Введение

Содержание

Глава 1 .Современная гидрология, история палеоокеанологии региона, материалы и методы исследований.

1.1. Современная физическая океанология дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана.

1.1.1. Современные черты гидрологии и геоморфологии Японского моря.

1.1.2. Современная гидрология Охотского и Берингова морей и северо-западной части Тихого океана.

1.2. История изучения стратиграфии верхнечетвертичных осадков и палеоокеанологии Японского, Охотского, Берингова морей и северо-западной части Тихого океана.

1.2.1. Стратиграфия верхнечетвертичных осадков и палеоокеанологические исследования Японского моря.

1.2.2. История исследования Охотского, Берингова морей и северо-западной части Тихого океана.

1.3. Материалы и методы исследований.

1.3.1. Материалы исследований.

1.3.2. Методы исследований.

Глава 2.Хроностратиграфия осадков и палеоокеанология Японского моря за последнее оледенение-голоцен.

2.1. Стратиграфия и хронология осадков Японского моря за последние 25 тыс. лет.

2.2. Причины опреснения поверхностных вод Японского моря во время максимума последнего оледенения.

2.3. Детальные изменения среды, климата, вентиляции глубинных вод и продуктивности Японского моря за последние 25 тыс. лет.

Глава З.Стратиграфия и хронология верхнечетвертичных осадков Охотского моря; изменения ледового покрова моря в прошлом.

3.1. Стратиграфия и хронология позднечетвертичных и голоценовых осадков Охотского моря.

3.1.1. Литологические горизонты осадков Охотского моря.

3.1.2. Вулканические прослои осадков Охотского моря.

3.1.3. Магнитная восприимчивость осадков Охотского моря и терригенные и вулканогенные источники магнитных минералов.

3.1.4. Лито-, магнитостратиграфияитефрохронологияосадковОхотскогоморя.

3.1.5. Закономерности изменений магнитной восприимчивости осадков Охотского моря во времени.

3.1.6. Комплексное хроностратиграфическое деление верхнечетвертичных осадков Охотского моря.

3.2. Изменчивость ледового покрова Охотского моря во время максимума последнего оледенения - голоцена.

3.2.1. Морские льды Охотского моря и их роль в изменениях среды.

3.2.2. Реконструкции изменения ледового покрова Охотского моря во время максимума последнего оледенения - голоцена.

Глава 4. Ледниково-межледниковые и быстрые изменения среды и седиментации

Охотского моря в позднем плейстоцене и голоцене.

4.1. Комплексная реконструкция изменений среды, продуктивности и седиментации.

4.1.1. Возрастная модель осадков колонки 936.

4.1.2. Условия среды и седиментация Охотского моря во время последнего оледенения

4.2. Быстрые, с периодичностью тысячелетий, изменения палеоокеанологических условий Охотского моря.

4.2.1. Суборбитальные изменения среды и седиментации Охотского моря за последние тыс. лет.

4.2.2. Быстрые изменения среды и климата Охотского моря во время дегляциации последнего оледенения и голоцена (по результатам изучения колонки 934).

4.3. Связь быстрых изменений климата и среды Охотского моря с суборбитальными климатическими событиями северного полушария за последние 60 тыс. лет.

4.3.1. Дансгор-Ошгер (ДО) осцилляции и причины их образования.

4.3.2. ДО осцилляции в Гренландии, северной Атлантике, северной Пацифике, континентальном Китае и в Охотском море за последние 60 тыс. к. лет.

4.3.3. Быстрые палеоокеанологические события во время окончания последнего оледенения, дегляциации и голоцена (0-20 тыс. к. лет).

Глава 5. Хроностратиграфия верхнечетвертичных осадков северо-западной части Тихого океана и Берингова моря; изменения среды, продуктивности и седиментации региона

5.1. Хроностратиграфические шкалы осадков северо-западной части Тихого океана, изменения среды и климата региона.

5.1.1. Стратиграфия осадков северо-западной части Тихого океана.

5.1.2. Тефрохронология осадков изученного региона.

5.1.3. Закономерности экологических изменений диатомовых комплексов и обилия диатомей в осадках северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене.

5.1.4. Изменение содержания карбоната кальция, органического углерода и аморфного кремнезема в отложениях северо-западной части Тихого океана.

5.1.5. Изменения магнитной восприимчивости осадков региона.

5.1.6. Корреляция диатомовых стратиграфических горизонтов А.П. Жузе северозападной части Тихого океана с изотопно-кислородной хроностратиграфией.

5.2. Хроностратиграфия осадков Берингова моря; вариации среды, климата и экологические изменения комплексов диатомовых водорослей в Беринговом и Охотском морях за последние 40 тыс. лет.

5.2.1 Стратиграфическая шкала осадков Берингова моря и ее корреляция с изотопнокислородными стадиями.

5.2.2. Закономерности изменений содержания СаСОЗ, органического углерода и аморфного кремнезема в отложениях Берингова и Охотского морей и северо-западной части Тихого океана.

5.2.3. Хронология экологических изменений диатомовых комплексов Берингова и Охотского морей в связи с изменениями климата и корреляция со стратиграфическими горизонтами А.П. Жузе.

5.2.4. "Неритические" виды диатомей как стратиграфический критерий и индикатор среды высокоширотных «ледовых» морей.

5.3. Скорости седиментации северо-западной части Тихого океана и Берингова моря во время максимума последнего оледенения - голоцена.

5.4. Изменения первичной продукции Охотского и Берингова морей и северо-западной части Тихого океана за максимум последнего оледенения и голоцен.

5.4.1. Материал и методика оценки первичной продукции региона в прошлом.

5.4.2. Скорости аккумуляции органического углерода в осадках региона и оценки первичной продукции.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Палеоокеанология дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене"

Актуальность выбранной темы

Изучение палеоокеанологии дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана является неотъемлемой составной частью исследований региональных и глобальных изменений климата. Известно, что изменения климата оказывают огромное влияние на среду обитания людей, экономику и социальные вопросы. Поэтому изучение региональных и глобальных изменений климата и среды, их прогнозирование имеет огромное практическое значение и является одной из наиболее важных проблем человечества. Для достоверного прогнозирования изменений климата требуется понимание физических, химических и биологических процессов и их взаимодействия в климатической системе Земли океан-суша-атмосфера-ледники. Для этого очень важно понять как климатическая система Земли функционировала в прошлом, и каковы основные движущие механизмы, процессы их взаимодействия и взаимосвязи при изменениях климата с различной периодичностью.

Исторические источники содержат информацию различной степени достоверности о климатических вариациях за последние сто или несколько сотен лет. Для получения более длительных рядов климатических данных обычно используют сведения, "записанные" в осадочных породах на континентах, в морях и океанах и в ледовых покровах Гренландии, Антарктиды и горных ледников. Морские глубоководные осадки содержат более длительные по времени записи и менее подвержены различного рода нарушениям при седиментации, чем континентальные отложения, и с успехом используются для изучения изменений климата и среды морей и океанов в прошлом.

Проводимые в работе исследования ограничены во времени поздним плейстоценом и голоценом (последние 125 тыс. лет), когда уже сформировались современные границы материков и океанов и основные 5 геоморфологические черты морей и океанов, а значит - основные характеристики современной физической океанологии. Наиболее грандиозные изменения, происходившие на поверхности Земли за последние 125 тыс. лет, - это смены ледниковых эпох, когда в результате похолодания климата на континентах северного полушария образовывались ледники и уровень моря падал на 120 метров, межледниковьями, когда при потеплениях климата покровные ледники Северной Америки и Европы таяли частично или полностью и уровень моря поднимался (Марков и др., 1968, Четвертичное оледенение, 1974). К настоящему времени посредством преимущественно изотопно-геохимических (изотопный состав кислорода раковин планктонных и бентосных фораминифер) исследований морских осадков и их хронологии достоверно установлено, что такие климатические изменения Земли с периодичностью в сотни и десятки тыс. лет индуцированы изменениями приходящей солнечной инсоляции в высокие и умереные широты северного полушария в летний период в результате изменения параметров орбиты Земли относительно Солнца (эксцентриситета, наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и прецессии оси вращения) - так называемых орбитальных циклов Миланковича (Hays, et al., 1976; Imbrie et al., 1984). Однако изменения палеоокеанологических условий, происходившие в позднем плейстоцене и голоцене в связи с глобальными сменами ледниковых эпох межледниковыми, в дальневосточных морях и северо-западной части Тихого океана изучены значительно хуже, чем в других морях и океанах.

За прошедшее десятилетие в палеоклиматологии произошла революция в понимании процессов и механизмов функционирования глобальной машины климата. В начале 90-х годов в керне льда Гренландии были обнаружены 1719 циклов быстрых изменений климата за последние 70 тыс. лет (Dansgaard et al., 1993). Переходы из холодного климатического состояния в теплое (так называемые Дансгор-Ошгер события) происходили очень быстро, в течение нескольких десятков лет, и как показывают новые данные, имели глобальный характер. Источником таких осцилляций предположительно был океан (Alley,

Clark, 1999). Позже климатически обусловленные изменения палеоокеанологии с такой же периодичностью были обнаружены в осадках северной части Атлантического океана (Bond et al., 1993; Dokken, Janson, 1999). Кроме того, 6 раз за этот же период (60 тыс. лет) происходил интенсивный распад Гренландского ледникового щита с массовым сбросом армады айсбергов в Атлантический океан (события Хайнриха) (Heinrich, 1988; Bond et al., 1993). Интенсивные исследования последних 3-5 лет, стимулированные работами по Гренландским ледовым кернам, выявили подобные циклы в разных частях планеты, в том числе и в северной части Тихого океана (Hendy, Kennett, 2000; Kiefer et al., 2001) и в континентальном Китае (Wang et al., 2001). Новые факты о резких и быстрых изменениях климата в прошлом могут существенно изменить наше представление об антропогенной природе современного потепления. Поэтому проблема понимания механизмов, управляющих глобальными изменениями климата, в т. ч. и на тысячелетней шкале, является одной из важнейших научных и экономических проблем современности.

Представленная работа направлена на реконструкцию и изучение орбитально индуцированных и суборбитальных квазипериодических изменений палеосреды и седиментации Японского, Охотского и Берингова морей и северо-западной части Тихого океана в плейстоцене и голоцене, а также их взаимосвязей с глобальными изменениями климата. Дальневосточные моря географически значительно вдаются в прилегающую сушу, и их климат и среда испытывают сильное влияние со стороны восточной части Азиатского континента. С другой стороны, среда дальневосточных морей, которые являются краевыми бассейнами и сообщаются с Тихим океаном посредством водообмена, в значительной степени определяется гидрологией северозападной части Тихого океана и в свою очередь также влияет на гидрологию прилегающей части Тихого океана посредством охлаждения и опреснения поверхностных вод. Поэтому палеоокеанология и седиментация дальневосточных морей очень чувствительны к региональным и глобальным изменениям климата. Окраинные высокоширотные дальневосточные моря в настоящее время обладают сезонным ледовым покровом, изменения которого в прошлом являются дополнительным критерием региональных изменений климата прилегающей суши и среды морских бассейнов. Кроме этого, дальневосточные моря являются своеобразной ловушкой терригенного материала, поступающего с окраины прилегающего континента, поэтому высокие скорости осадконакопления в них позволяют получить высокоразрешающие записи изменения среды и климата в прошлом.

Берингово и Охотское моря являются одним из наиболее продуктивных районов Мирового океана и могут играть значительную роль в изучении стока углекислого газа из атмосферы в гидросферу и его захоронении в виде органического вещества в осадках этих бассейнов. Изучение изменений и взаимодействия абиотической среды и экологических структур планктонных и бентических биологических сообществ окраинных морей, происходивших при вариациях климата в прошлом, чрезвычайно важно для понимания экологии флоры и фауны дальневосточных морей в настоящем и прогнозирования их изменений и биологической продуктивности морей в будущем.

Глобальные изменения климата и уровня моря, происходившие в позднем плейстоцене и голоцене, несомненно оказывали сильное влияние на подготовку терригенного материала на суше, способы транспортировки его на дно морских бассейнов и океанов, гранулометрическую и минералогическую дифференциацию кластической компоненты осадка при седиментации (Лисицин, 1978). Поэтому в работе большое внимание уделено изучению литофизических параметров осадков в связи с изменениями климата и литодинамики бассейнов (магнитной восприимчивости осадка и содержанию крупной фракции, в том числе ледовому разносу).

В связи с вышеизложенным дальневосточные моря и прилегающая часть Тихого океана представляются ключевыми районами дня изучения природы быстро протекающих гидрологических, седиментационных и биологических процессов (со значительными изменениями среды в масштабе жизни одного поколения) и климатических взаимосвязей океан - континент.

На современном этапе палеоокеанология дальневосточных морей (Японского, Охотского и Берингова) и северо-западной части Тихого океана изучена значительно слабее северной части Атлантического океана и других морей. Это объясняется высоким уровнем карбонатной компенсации в данных бассейнах, что приводит к низкими концентрациями биогенного карбоната кальция в осадках, и закрытостью до недавнего времени изучаемого региона для зарубежных исследователей. В определенной степени это связано также с тем, что современная система глубинной вентиляции вод в океанах (глобальный водный конвейер (Broecker, 1997) формируется в высоких широтах северной части Атлантического океана и в Южном океане вблизи Антарктиды, поэтому изучению северной части Тихого океана уделялось меньше внимания. В настоящее время в северной части Тихого океана не происходит образования глубинных вод (Warren, 1983); по своим геохимическим параметрам глубинные воды северной части Тихого океана являются наиболее старыми водами Мирового океана.

Есть предположение, что в настоящее время Охотское и Берингово моря в значительной степени определяют вентиляцию промежуточных вод северной части Тихого океана (Talley, 1991). В то же время остается во многом неясна роль дальневосточных морей как в региональных, так и в глобальных климатических изменениях в прошлом. Исходя из вышеизложенного, представляется, что изучение изменений палеоокеанологических условий дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене является крайне актуальной проблемой для понимания функционирования как региональных, так и глобальных климатических процессов и взаимосвязей восточной окраины Азии и северной части Тихого океана.

Достоверное изучение изменений палеоклимата и палеосреды изучаемого региона во времени и корреляция их с глобальными событиями и вариациями климата в соседних территориях требует знания детальной стратиграфии и надежной хронологии верхнечетвертичных осадков дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана как временной основы для реконструкций. В связи с недостаточной стратиграфической изученностью верхнечетвертичных осадков дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана и слабо разработанной временной шкалой осадков к периоду проводимых работ изучение палеоокеанологии региона потребовало дополнительных хроностратиграфических исследований на современном уровне с использованием изотопно-кислородной хроностратиграфии., радиоуглеродного датирования и других методов. Поэтому палеоокеанологические исследования по отдельным дальневосточным морям и прилегающей части Тихого океана в представленной работе предваряются изучением детальных хроностратиграфических шкал верхнечетвертичных осадков региона. Мы использовали радиоуглеродное датирование, изотопно-кислородные, геохимические, палеонтологические и литофизические записи, полученные по опорным колонкам дальневосточных морей, и разработанную по ним региональную тефрохронологию . Выявленные нами региональные закономерности изменений во времени определенных геохимических, палеонтологических и литофизических параметров в осадках региона преимущественно определяются глобальными и региональными изменениями климата и среды, и поэтому они также могут служить основой для построения региональных хроностратиграфических шкал. Исследования по детальной стратиграфии и хронологии осадков изучаемого региона тесно связаны с изменениями среды и палеоокеанологических условий дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана, и эти два направления исследований взаимно дополняют друг друга .

Цели и задачи работы

1. Разработка детальных стратиграфических и возрастных шкал верхнечетвертичных осадков (за последние 125 тыс. лет) Японского, Охотского и

Берингова морей и северо-западной части Тихого океана на основе изотопно-кислородных исследований, радиоуглеродного датирования и литостратиграфического изучения.

2. Реконструкция детальных изменений условий поверхностных вод, ледового покрова, вентиляции промежуточных и глубинных вод, продуктивности и условий седиментации дальневосточных морей и северозападной части Тихого океана во время оледенений и межледниковий за последние 125 тыс. лет.

3. Изучение суборбитальных (в масштабе тысячелетий) изменений папеоокеанологических и седиментационных условий дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана за последние 60 тыс. лет и наиболее детально в голоцене.

4. Корреляция во времени изменений палеоклимата и палеосреды дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана с глобальными событиями и вариациями климата на основе разработанной хронологической шкалы изученных осадков. Анализ взаимодействий региональных и глобальных t вариаций климата.

Защищаемые положения

1. Разработанные с использованием стандартной изотопно-кислородной хроностратиграфии и радиоуглеродного датирования детальные стратиграфические шкалы и возрастные модели верхнечетвертичных осадков Японского, Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана служат основой для реконструкции палеоокеанологических событий в морских бассейнах изучаемого региона и корреляции их с глобальными климатическими событиями позднего плейстоцена и голоцена (последние 130 тыс. лет).

2. В Японском море выявлены кардинальные климатически обусловленные изменения гидрологических условий поверхностных и глубинных вод, биопродуктивности и седиментогенеза за последние 25 тыс. лет, связанные с особенностями водообмена моря с Тихим океаном. Во времямаксимума гляциоэвстатической регрессии моря последнего оледенения 17,3-14,8 тыс. лет назад сокращение притока тихоокеанских вод более чем в 10 раз приводило к опреснению поверхностных вод Японского моря более чем на 5 %о, усилению их стратификации и ограничению вентиляции глубинных вод.

3. Интегральный поток терригенного материала ледового разноса в осадках центральной части Охотского моря во время максимума последнего оледенения (ИКС 2) увеличивался в 3 раза по сравнению с потоком позднего голоцена (С) при условиях, близких к современным. В свою очередь увеличение образования морского льда в 2-3 раза приводило к усилению формирования плотных вод на северном шельфе и более интенсивной вентиляции промежуточных вод Охотского моря и, вероятно, северной части Тихого океана в холодные климатические периоды.

4. Усиление ледовитости Охотского, Берингова морей и северо-западной части Тихого океана во время наиболее холодных эпох позднего плейстоцена, соответствующих изотопно-кислородным стадиям 2 и 4, приводило к кардинальным изменениям условий среды, биопродуктивности и седиментации этих бассейнов.

Подтверждено предположение А. П. Жузе, что усиление ледовитости окраинных морей и прилегающей части Тихого океана в эти периоды повлияло на экологическую смену в комплексах диатомей преимущественно океанических видов на приледные (неритические), обитающие во льдах и на кромке при таянии.

Средние потоки органического углерода, захоранивающиеся в осадках Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана во время максимума последнего оледенения (ИКС 2), составляли соответственно около 0,5; 1,3-2; 5 и более от аналогичных значений позднего голоцена (0-6 тыс. лет назад). Изменения первичной палеопродукции региона, пропорциональные изменениям потоков органики в осадки, позволяют оценить существенную роль западной субарктики Тихого океана в стоке атмосферного углекислого газа в гидросферу при похолоданиях климата.

5. В Охотском море выявлены короткопериодные, с периодичностью тысячелетий, изменения гидрологии поверхностных вод, седиментации и климата региона в течение последних 60 тыс. лет, преимущественно синхронные Дансгор-Ошгер климатическим циклам Гренландии. В большинстве циклов во время изотопных стадий 2 и 3 более длительные этапы наиболее суровых условий климата и среды с максимумами накопления ледового разноса (стадиалы) завершались быстрыми относительными потеплениями (межстадиалы). При терминациях холодных орбитально индуцированных периодов (четные ИКС) резкие потепления климата региона и подъем уровня моря активизировали аккумуляции на дне грубого терригенного материала.

Механизмы быстрых суборбитальных изменений климата в охотоморском регионе и Гренландии обусловлены, вероятно, кроме изменчивости глобальной термохалинной циркуляции вод, также и активным взаимодействием атмосферы и океана с быстрой трансмиссией климатических событий в северном полушарии.

Научная новизна

1. Установленные хроностратиграфические шкалы верхнечетвертичных осадков изучаемого региона на основе изотопно-кислородной хроностратиграфии и радиоуглеродного датирования позволяют N принципиально по-новому представить (значительно детализировать и уточнить во времени) хроностратиграфию осадков региона по сравнению с существующими ранее схемами на основе зональной стратиграфии, климатостратиграфии и других методов исследований. Выявленные региональные изменения во времени определенных литофизических и геохимических параметров осадков региона и разработанная тефрохронология позволяют проводить экспрессную хроностратиграфию осадков региона без проведения дорогостоящих и трудоемких изотопно-геохимических методов.

2. На основании комплексных литологических, изотопно-геохимических и палеонтологических исследований осадков получены принципиально новые результаты в изменениях среды, ледового покрова, гидрологии, продуктивности и седиментации Японского, Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене как при смене ледниковых эпох межледниковьями, так и при более быстрых изменениях в масштабе тысячелетий.

3. Выполненная реконструкция палеоокеанологических условий и седиментации изучаемого региона на надежной временной основе позволила качественно по-новому оценить взаимосвязи детальных изменений гидрологии, продуктивности, экологического состава комплекса диатомей и седиментации в дальневосточных морях с региональными вариациями климата за последние 125 тыс. лет и провести их корреляцию с изменениями климата северного полушария.

Практическая значимость

Полученные результаты по стратиграфии верхнечетвертичных осадков дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана и их временной шкале могут послужить основой для составления детальных стратиграфических шкал отложений изучаемого региона для исполь-зования их при поисках полезных ископаемых окраинных морей, и в частности газогидратов.

Полученные результаты по изменениям среды, продуктивности и седиментации региона с периодичностью десятков тыс. лет (орбитально индуцированные изменения) и тыс. лет на достоверной временной шкале позволят прояснить механизмы протекания быстрых изменений основных природных процессов в изучаемых акваториях и взаимосвязи их с региональными и глобальными изменениями климата. Новая информация в развитии гидрологических, биологических и седиментационных процессов в дальневосточных морях и прилегающей части Тихого океана в прошлом позволит лучше понять закономерности изменений климата и среды изучаемых бассейнов в настоящем и прогнозировать их изменения в будущем.

Фактический материал и личный вклад автора

В основу диссертационной работы положены исследования морских глубоководных осадков Японского, Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана, отобранных в рейсах ДВНЦ АН СССР и затем ДВО РАН. Автор непосредственно участвовал в экспедиционных работах с отбором колонок донных осадков в следующих рейсах: 37 рейсе НИС "Первенец", 3, 13 и 15 рейсах НИС "Каллисто", 34 рейсе НИС "Вулканолог", 19 и 23 рейсах НИС Академик Александр Виноградов" и 25 рейсе НИС "Академик Александр Несмеянов". Все рейсы выполнялись в рамках международных программ с американскими и тайваньскими учеными. С 1996 по 2002 год автор участвовал в четырех экспедициях в Охотское море, организованных в рамках российско-германского проекта «КОМЕКС», на НИС "Академик Лаврентьев" и "Маршал Геловани". Всего было отобрано свыше 200 колонок глубоководных осадков в изучаемом регионе.

Автор непосредственно участвовал в первичной обработке осадков, измерении магнитной восприимчивости осадков и лабораторных анализах изотопного состава кислорода и углерода раковин планктонных и бентосных фораминифер, отобранных из изучаемых осадков.

Автор непосредственно участвовал в разработке детальной стратиграфии верхнеплейстоценовых осадков дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана и их временной шкалы. При этом автор активно взаимодействовал со специалистами по минералогии, геохимии, литодинамике, палеонтологическим методам и радиоуглеродному датированию при комплексных анализах осадков изучаемых колонок. Личный вклад автора

15 свыше 200 колонок глубоководных осадков в изучаемом регионе.

Автор непосредственно участвовал в первичной обработке колонок, измерении их магнитной восприимчивости и лабораторных анализах изотопного состава кислорода и углерода раковин планктонных и бентосных фораминифер, отобранных из изучаемых осадков.

Автор непосредственно участвовал также в разработке детальных хроностратиграфических шкал верхнеплейстоценовых осадков дальневосточных морей и прилегающей части Тихого океана. При этом автор активно взаимодействовал со специалистами по минералогии, геохимии, литодинамике, палеонтологическим методам и радиоуглеродному датированию при комплексных анализах осадков изучаемых колонок. Личный вклад автора проявился также в теоретических обобщениях по палеоокеанологии дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене, в формулировке и доказательстве всех положений, изложенных в разделах «защищаемые положения» и «научная новизна».

Публикации и апробация работы

По теме диссертации опубликовано более 70 статей , из них 51 в соавторстве. В подавляющем большинстве коллективных публикаций диссертант является первым автором. 15 статей опубликовано в зарубежных изданиях.

Основные положения диссертации докладывались на: I, II и III Всесоюзных съездах советских океанологов (Москве, 1977, 1982 и 1987); 4-ой, 5-ой, 6-ой, 7-ой Всесоюзных школах по морской геологии (Геленджик, 1980, 1982, 1984, 1986); XI Международном конгрессе ИНКВА (Москва, 1982; 1-ой Всесоюзной школе "Стратиграфия и литология мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Мирового океана" (Одесса, 1984); I и III советско-китайских симпозиумах (Находка, 1987, Владивосток 1989); III Тихоокеанской школе по морской геологии, геофизике и геохимии (Находка, 1987); Всесоюзном совещании «Биоседиментация в морях и океанах» (Теберда,1983); VII Всесоюзном совещании по четвертичному периоду

Таллинн, 1990); 5-ой и 7-ой международных конференциях по палеоокеанологии (Канада, Галифакс, 1995, Япония, Саппоро, 2001); 4-ом и 8-ом международных совещаниях по программе PICES (Владивосток, 1995, 1999); 45-ой Арктической научной конференции «Мосты науки между Северной Америкой и Русским Дальним Востоком» (США, Анкоридж, 1994); международном симпозиуме «Четвертичные изменения среды Азии и западной Пацифики» (Япония, Токио, 1997); международном митинге по программе PAGES (Past Global Changes) (Англия, Лондон, 1998); 2-ом и 3-ем российско-германских совещаниях (Германия, Киль, 1999; Москва, 2000); международном совещании «Причины изменения климата высоких широт» (Германия, Киль, 2002); международных совещаниях по глобальным изменениям на Дальнем Востоке (Владивосток, 2000, 2002); международном совещании по программе PAGES «Палеосреда высоких широт» (Москва, 2002); российско-китайском совещании "Эволюция палеосреды восточной Азии" (Китай, Шанхай, 2001); международном симпозиуме «Связи суша-океан в восточной Азии и северозападной части Тихого океана» (Япония, Саппоро, 2003).

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 259 страниц, включая 45 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 261 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Горбаренко, Сергей Александрович

ВЫВОДЫ

1. Установлена хроностратиграфическая шкала верхнечетвертичных осадков ключевых районов северо-западной части Тихого океана и Берингова моря и проведена ее корреляция со стандартной изотопно-кислородной шкалой на основании записей изотопного состава кислорода планктонных и бентосных фораминифер и радиоуглеродных датировок методом ускорительной масс-спектрометрии нескольких опорных колонок региона.

2. На основании изменений содержания карбоната кальция, органического углерода, биогенного кремнезема и магнитной восприимчивости осадков в опорных датированных колонках выявлены основные закономерности региональных изменений этих параметров во времени в связи с вариациями климата и среды. Повышение содержания карбонатного и органического углерода в осадках региона происходило во время терминации 1А и 1Б последнего оледенения (12,5 и 9,5 тыс. лет назад соответственно) и было вызвано, вероятно, глобальными потеплениями климата беллинг-аллеред и начала голоцена и усилением биологической продуктивности. Менее значительные синхронные пики карбонатности осадков отмечены во время изотопных стадий 2 и 3. Пик в накоплении биогенного кремнезема, отмеченный в осадках изучаемого региона во время потепления беллинг-аллеред (12,5 тыс. лет назад), согласуется со значительным улучшением среды изучаемого региона и повышением биологической продуктивности. Содержание биогенного аморфного кремнезема, представленного преимущественно створками диатомей, значительно увеличивается в осадках региона во время относительно теплой подстадии 5с. При наиболее теплых климатических условиях последнего межледниковья (изотопная стадии 5е) в осадках региона (колонки 882, 883 и др.) отмечается пик содержания карбонатного и органического углерода и аморфного кремнезема, что свидетельствует о максимуме первичной продуктивности изучаемых бассейнов в это время.

Как и в Охотском море, высокие значения магнитной восприимчивости осадков изучаемого региона характерны для наиболее холодных климатических эпох (изотопные стадии 2 и 4), что объясняется поступлением с прилегающего континента более грубого терригенного материала и низкой концентрацией биогенных компонентов в осадке. Минимальная магнитная восприимчивость осадков отмечается во время последнего межледниковья (стадия 5е) и голоцена при наиболее теплых климатических условиях.

3. В опорных колонках изученного региона выявлены прослои вулканического материала, проведена их корреляция, показано их стратиграфическое положение и дан их примерный возраст, что может служить основой для построения тефрохронологии региона.

4. Проведена корреляция диатомовых стратиграфических горизонтов А.П. Жузе осадков северо-западной части Тихого океана, Берингова и Охотского морей с изотопно-кислородными стадиями на основе сопоставления экологических изменений комплекса диатомей в колонках, изученных А.П. Жузе (Жузе, 1962), и опорных, датированных нами колонках данного региона. Принципиальной особенностью экологических изменений диатомового комплекса стратиграфического горизонта, синхронного холодной изотопной стадии 2, вслед за А.П. Жузе мы считаем уменьшение участия океанических видов и значительное увеличение доли "неритических" видов в комплексе диатомей. Экология "неритических" видов, развивающихся во льдах и вблизи льдов во время их таяния, связана с сезонным присутствием или влиянием льдов. Поэтому отношение процентного содержания всех "неритических" (или "приледных") видов к сумме "неритических" и океанических в комплексе диатомей (коэффициент Лд) представляется важным стратиграфическим критерием и индикатором изменений среды высокоширотных «ледовых» бассейнов.

5. Определены мощности горизонтов осадков северо-западной части Тихого океана и Берингова моря, накопленных во время изотопно-кислородных стадий 1 и 2 (0-12,5 и 12,5-24 тыс. лет назад соответственно), и построены схемы средних скоростей седиментации за указанные временные интервалы на основе синтеза выполненной хронострагиграфической корреляции литературных данных диатомового и геохимического анализов и литологии осадков региона, оригинальных результатов и всех доступных данных по стратиграфии осадков изучаемого региона. Во время голоцена и дегляциации (стадия 1) высокие скорости седиментации (57-10 см /тыс. лет) отмечены в глубоководных котловинах Берингова моря. Кроме активной аккумуляции терригенного материала этому способствовала высокая биологическая продуктивность и темпы биогенного кремненакопления при теплых климатических условиях. Закрытие Берингова пролива, осушение большей части северо-восточного шельфа и перераспределение выноса взвеси р. Юкон в Берингово море во время регрессии моря последнего оледенения (изотопная стадия 2) способствовало увеличению темпов накопления терригенного материала в котловинах Берингова моря, выносу взвешенного материала через Камчатский пролив и разносу его в юго-восточном направлении в северозападной части Тихого океана. Вероятно, при этом значительная роль в транспортировке крупного терригенного материала принадлежала льдам.

6. Рассчитаны изменения скоростей аккумуляции органического углерода в осадках Охотского , Берингова морей и североападной части Тихого океана и сделаны оценки изменения палеопродукгивности региона в прошлом на основе полученных хроностратиграфических исследований осадков и оригинальных и литературных геохимических и литофизических данных. Были рассчитаны усредненные потоки захоранивающейся в осадках региона органики во время максимума последнего оледенения (12,5-24 тысячи лет назад) и позднего голоцена (0-6 тысяч лет назад), с близкими к современным климатическими условиями. Основанные на них грубые оценки изменения первичной продукции (1111) показали, что в северо-западной части Тихого океана биопродукция в холодный период многократно увеличивалась с наибольшей интенсивностью в высоких широтах, в Охотском море уменьшалась примерно в два раза и незначительно усиливалась в Беринговом море по сравнению с поздним голоценом. Решающую роль в столь значительных и разнонаправленных вариациях биопродуктивности региона, вероятно, имели климатически обусловленные изменения в распространении и интенсивности морских льдов в северо-западной части Тихого океана и окраинных морях, влияющие на длительность вегетационного периода, поставку питательных веществ с континента и гидрологические условия поверхностных вод в весенне-летний сезоны.

Следуемое из оценок изменения палеопродукгивности региона многократное увеличение потоков С02 из атмосферы в северную часть Тихого океана во время оледенения, видимо, значительно влияло на уменьшение содержания углекислого газа в атмосфере и похолодание климата. Роль Охотского моря в стоке С02 из атмосферы в гидросферу уменьшилась в ледниковое время примерно в 2 раза. Учитывая значительное уменьшение площади Берингова моря при гляциоэвстатической регрессии уровня моря, роль этого бассейна в стоке С02, видимо, существенно не менялась при оледенениях, несмотря на увеличение его продуктивности в 1,5-2 раза.

Заключение

На основании сравнения полученных кривых 8180 фораминифер из осадков изучаемого региона со стандартной изотопно кислородной хроностратиграфической кривой, радиоуглеродных датировок и тефрохронологии установлены детальные хроностратиграфические шкалы верхнечетвертичных осадков Японского, Охотского и Берингова морей и прилегающей части Тихого океана. В верхнечетвертичных осадках региона выявлены региональные закономерности изменения во времени магнитной восприимчивости и гранулометрического состава осадков, концентраций карбонатного и органического углерода и аморфного кремнезема, характера седиментогенеза и экологических изменений в комплексах диатомовых водорослей, связанных с изменениями климата.

В результате проведенных исследований показано обособленное развитие среды и седиментации Японского моря, не зависимое от изменений условий Охотского и Берингова морей и прилегающей части Тихого океана. Индивидуальность изменений палеоокеанологических условий Японского моря объясняется географической обособленностью от Тихого океана и мелководностью его проливов.

Для Японского моря установлена ведущая роль гляциоэвстатических изменений уровня моря, обусловленных глобальными изменениями климата, в величине водообмена с Тихим океаном и степени влияния пресных статей водного баланса на кардинальные изменения условий и стратификацию поверхностных вод, вентиляцию глубинных вод, продуктивность и характер седиментогенеза. С начала последнего оледенения и падения уровня моря сокращался приток тихоокеанских вод в Японское море и увеличивалось влияние пресных вод (с преобладанием атмосферных осадков и речного стока над испарением) в общем балансе поверхностных вод моря. В результате происходило опреснейие поверхностных вод, усиление их стратификации и блокировка вентиляции глубинных вод. Это приводило к низкой продуктивности, отсутствию растворенного кислорода в придонных водах и накоплению тонкослоистых осадков. Во время максимальной регрессии уровня моря (17,3-14,8 тыс. лет назад) на поверхности большей части моря были распространены распресненные, однородные и холодные водные массы с дефицитом солености более чем в 5,2%о. Нормализация солености поверхностных вод началась около 15 тыс. лет назад одновременно с подъемом уровня моря и усилением притока тихоокеанских вод. Около 10-9,5 тыс. лет назад в результате полной нормализации солености поверхностных вод и усиления притока соленых субтропических вод Куросио произошла активизация вентиляции глубинных вод и подачи биогенных питательных веществ на поверхность, что привело к резкому усилению продуктивности и активному накоплению организмов с кремнистым скелетом. Увеличение продуктивности и потоков органики на дно вели к установлению восстановительных условий поверхностных осадков в результате усиленного потребления кислорода при разложении органики на дне."Такие изменения геохимических условий поровых вод приводили к сильному растворению карбонатного материала и смене накопления слабокарбонатных осадков слабокремнистыми.

Полученные для Охотского, Берингова морей и прилегающей части Тихого океана изотопно-геохимические, литологические и палеонтологические результаты свидетельствуют о сильных изменениях климата региона, условий поверхностных вод, распространении морских льдов и режима седиментации при смене ледниковых эпох межледниковыми. Основные региональные изменения коррелируют с глобальными ледниково-межледниковыми изменениями климата во время изотопно-кислородных стадий 1-5е. На основании количественного анализа ледового разноса в 13 колонках из различных частей Охотского моря с установленной для них хроностратиграфией построены схемы усредненных скоростей аккумуляции крупных терригенных частиц ледового разноса для периодов 0-6 тыс. лет и максимума последнего оледенения (12-24 тыс. лет назад, изотопная стадия 2).

Интегральный поток ледового разноса на площади центральной части моря, охарактеризованной изученными 13-ю колонками, во время максимума последнего оледенения увеличивался в 3 раза по сравнению с поздним голоценом. В результате увеличения формирования морского льда в 2-3 раза во время максимума последнего оледенения происходило значительное усиление формирования тяжелых вод на северном шельфе и активизация вентиляции промежуточных вод Охотского моря и, вероятно, северной части Тихого океана по сравнению с условиями последних 6 тыс. лет, сходных с современными. Полученные результаты экологических изменений диатомовых комплексов в осадках Охотского моря подверждают и уточняют во времени заключение А. П. Жузе (1962), что преобладание неритических видов диатомей над океанической группой в центральной части бассейна во время оледенения говорит о сильном влиянии морского льда при холодных климатических условиях. Таким образом, выявленные вариации интенсивности ледового покрова Охотского моря, индуцированные изменениями климата и атмосферной циркуляцией над изучаемым регионом, приводили к значительным изменениям седиментации, биологии и гидрологии моря и северо-западной Пацифики в прошлом.

Полученные литологические, геохимические и палеонтологические результаты указывают также на быстрые, в масштабе тысячелетий, суборбитальные осцилляции условий среды и седиментации Охотского моря в позднем плейстоцене и голоцене, коррелирущие с эталонными интерстадиалами Дансгор-Ошгер, установленными по керну льда Гренландии.

Преимущественная одновременность быстрых изменений климата с тысячелетней периодичностью в охотоморском регионе, северо-восточной части Тихого океана, континентальном Китае и Гренландии за последние 60 тыс. лет, очевидно, была связана с тем, что кроме изменчивости термохалинной циркуляции вод причины и механизмы суборбитальных климатических осцилляций тесно связаны с активным взаимодействием атмосферы и океана и быстрой трансмиссией климатических событий в северном полушарии посредством атмосферных процессов.

Определены мощности горизонтов осадков северо-западной части Тихого океана и Берингова моря, накопленных во время изотопно-кислородных стадий 1 и 2 (0-12,5 и 12,5-24 тыс. лет назад соответственно), и построены схемы средних скоростей седиментации за указанные временные интервалы на основе синтеза выполненной хроностратиграфической корреляции литературных данных диатомового и геохимического анализов и литологии осадков региона, оригинальных результатов и всех доступных данных по стратиграфии осадков изучаемого региона. Закрытие Берингова пролива, осушение большей части северовосточного шельфа и перераспределение выноса взвеси р. Юкон в Берингово море во время регрессии моря последнего оледенения (ИКС 2) способствовало увеличению темпов накопления терригенного материала в котловинах Берингова моря, выносу взвешенного материала через Камчатский пролив и разносу его в юго-восточном направлении в северо-западной части Тихого океана.

Во время последнего оледенения продуктивность северо-западной части Тихого океана и южной части Берингова моря была выше, чем в голоцене вследствие, вероятно, более активной атмосферной циркуляции, крио-аридных условий прилегающей суши и усиления переноса эолового материала. Многократное увеличение продуктивности северо-западной Пацифики во время похолодания изотопной стадии 2 по сравнению с близкими к современным условиями позднего голоцена (в 5 и более раз) позволяет сделать вывод о важной роли этого региона в стоке атмосферной углекислоты в гидросферу и влиянии на глобальный климат. Обратная ситуация с изменениями биологической продуктивности происходила в Охотском море из-за более суровых ледовых условий в холодные эпохи. Во время общих для северного полушария потеплений климата беллинг-аллеред и начала голоцена и ускоренных таяний покровных ледников (12,5 и 9,5 тыс. лет назад соответственно) резкое увеличение поставки терригенного материала в бассейны приводило к усилению биологической продуктивности в западной субарктике Тихого океана и ее окраинных морях, прерываемое похолоданием молодой дриас (11-10 тыс. лет назад).

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Горбаренко, Сергей Александрович, Владивосток

1. Ананьев Г.С., Глушкова О.Ю., Колпаков В.В. Палеогеографическая реконструкция времени максимального последнего оледенения (20-18 тыс. л.н.) // Развитие ландшафтов и климата северной Евразии. М.: Наука, 1993. С. 62-66.

2. Анисимов М.В., Иванов Ю.А., Субботина М.М. Глобальный океанский конвейер // Океанология. 2002. Т. 42, № 5. С. 645-649.

3. Араи Ф. Археологические изучения вулканических пеплов Японии // Кадзанхай-кокогаку. Изд-во Кокон-сёин, 1993. 265 с. (на японском яз.).

4. Арчиков Е.И., Степанова J1.E. Способы захвата и доставки грубого материала в Охотском море // Тихоокеанская геология. 1986. № 1. С. 27-31.

5. Астахов А.С., Горбаренко С.А. Позднечетвертичные климатические изменения и геохимия терригенного осадконакопления в Охотоморском регионе//Тихоок. геология. 1997. Т. 16, № 1. С. 73-82.

6. Астахов А. С., Вагина Н. К., Горбаренко С. А., Демиденко В. П., Шаповалов В. В., Бирюлина М. Г. Скорости голоценового осадконакопления в Охотском море // Тихоок. геология. 1988. № 4. С. 3-14.

7. Бараш М.С., Бубенщикова Н.В., Казарина Г.Х., Хусид Т.А. О палеоокеанологии центральной части Охотского моря в течение последних 200 тыс. лет (по микропалеонтологическим данным)// Океанология. 2001. Т. 41. №5. С.755-767.

8. Бараш М.С., Чеховская М.П., Бибоу Н., Нюрнберг В., Тидеман Р. О четвертичной палеоокеанологии юго-восточной части Охотского моря политологии и планктонным фораминиферам // Океанология. (В печати).

9. Басов И.А., Горбаренко С.А., Хусид Т.А. Бентосные фораминиферы и гидродинамический режим Охотского моря: последние 17 тысяч лет// Доклады РАН. 2000. Т.370. №5. С. 681-685.

10. Безруков П. Л. О распространении и скорости накопления в Охотском море кремнистых осадков // ДАН СССР. 1955. Т. 103, № 3. С. 473-476.

11. Безруков П. Л. Донные отложения Охотского моря // Труды института океанологии АН СССР. 1960. Т. 32. С. 15-95.

12. Безруков П. Л., Романкевич Е. А. Стратиграфия и литология донных осадков северо-западной части Тихого океана // ДАН СССР. 1960. № 2. С. 417-420.

13. Беляева Н. В., Бурмистрова И. И. К палеогидрологии Охотского моря в последние 60 тыс. лет// Океанология. 1997. Т. 37. №3. С. 432-440.

14. Васильев Б.И., Репечка М.А., Караулова Л.П. О скорости осадконакопления голоценовых отложений в северо-западной и центральной частях Японского моря // Вопросы геологии дна Японского моря. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1973. С. 124-129.

15. Васильев Б.И., Марков Ю.Д. Рельеф и донные отложения Амурского залива // Вопросы геологии и геофизики окраинных морей и северо-западной части Тихого океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1974. С. 98-113.

16. Васильев Н.Г. Долинные широколиственные леса Сихоте-Алиня. М.: Наука, 1977. 117 с.

17. Верховская Н. В., Горбаренко С. А., Черепанова М. В. Изменения природной среды юга Японского моря и прилегающей суши в конце плейстоцена-голоцена//Тихоок. геология. 1992. № 2. С. 12-21.

18. Глушкова О.Ю. Морфология и палеогеография позднеплейстоценовыхоледенений Северо-Востока СССР // Плейстоценовые оледенения востока Азии. Магадан: Изд-во АН СССР, 1984. С. 28-42.

19. Голубева Л.В., Караулова Л.П. Растительность и климатостратиграфия плейстоцена и голоцена юга Дальнего Востока СССР. М.: Наука, 1983. 141 с.

20. Горбаренко С.А., Борзова Л.М., Киселев В.И., Плетнев С.П. К вопросу о палеогеографии центральной и южной частей Японского моря в позднем плейстоцене и голоцене / ТИГ ДВО АНСССР, Владивосток, 1979. 15 с. Деп. в ВИНИТИ №2205-79.

21. Горбаренко С.А. Палеогеографические условия центральной части Японского моря в голоцене и позднем плейстоцене по данным соотношений 018/016 в раковинах фораминифер // Океанология. 1983. Вып. 2. С. 306-308.

22. Горбаренко С.А., Ковалюх Н.Н. Скорость осадконакопления в Охотском море в голоцене и верхнем плейстоцене по данным радиоуглеродных датировок и изотопной стратиграфии// Космическое вещество. АН УССР. 1986. С. 136-140.

23. Горбаренко С.А. Палеогеография Японского моря в верхнем плейстоцене и голоцене // Изв. АН СССР. Сер. географическая. 1987. № 6. С. 106-113.

24. Горбаренко С.А. Изотопно-кислородная стратиграфия верхнеплейстоценовых голоценовых осадков Японского моря и его палеоокеанологические особенности // Тихоок. геология. 1987. № 2. С. 7-12.

25. Горбаренко С. А., Ковалюх Н. Н., Одинокова Л. Ю., Рыбаков В. Ф., Токарчук Т. Н., Шаповалов В. В. Верхнечетвертичные осадки Охотского моря и реконструкция палеогеографических условий // Тихоок. геология. 1988. № 2. С. 25-34.

26. Горбаренко С.А., Матюнина Т.В. Палеоокеанология Японского моря в течение поздневюрмского оледенения и голоцена / ТОЙ ДВО АН СССР. Владивосток, 1988. 18 с. Деп. в ВИНИТИ. № 8117-668.

27. Горбаренко С. А., Чеховская М. П., Соутон Дж. Р. О палеосреде центральной части Охотского моря во время последнего оледенения голоцена //Океанология. 1998. Т. 38, № 2. С. 305-308.

28. Горбаренко С. А. Стратиграфия верхнечетвертичных осадков центральной части Охотского моря и его палеоокеанология по dl80 и другим методам // Океанология. 1991. Т. 31, № 6. С.1036-1042.

29. Горбаренко С.А. О глубинной циркуляции северо-западной части Тихого океана//ДАН СССР. 1991. Т. 316, № 4. С. 979-983.

30. Горбаренко С. А. Причины опреснения поверхностной водной массы Японского моря во время последнего оледенения по данным соотношения изотопов кислорода в планктонных фораминиферах // Океанология. 1993. Т 33, № 3. С. 422-428.

31. Горбаренко С.А., Деркачев А.Н., Астахов А.С., Соутон Дж.Р., Шаповалов-Чупрынин В.В., Нюрнберг Д. Литостратиграфия и тефрахронология верхнечетвертичных осадков Охотского моря // Тихоок. геология. 2000. Т. 19, № 2. С. 58-72.

32. Горбаренко С.А., Соутон Дж. Р. К стратиграфии осадков возвышенности Академии Наук СССР и палеоокеанологии Охотского моря в позднем плейстоцене // Докл. АН. 2001. Т. 379, № 1.С. 113-117.

33. Горбаренко С.А., Лесков В.Ю., Артемова А.В., Тидеман Р., Бибоу Н., Нюрнберг Д. Ледовый покров Охотского моря в последнем оледенении и голоцене//Докл. АН. 2003. Т. 388, № 5. С." 678-682.

34. Горбаренко С.А., Гвоздева И.Г., Соутон Дж.Р. Быстрые изменения среды и климата Охотского моря в голоцене и оледенение // Вестник ДВО РАН.2003. №2. С. 148-156.

35. Горбаренко С.А., Артемова А.В., 2003, Хроностратиграфия верхнечетвертичных осадков северо-западной части Пацифики и Берингова моря, изменения среды и биопродуктивности. Тихоокеанская геология, 22, 5, 23-38 С.

36. Горшков Г С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 288 с.

37. Грамм-Осипов Л.М., Репечка М.А., Волкова Т.Н., Плисс С.Г., Черныш В.Н. К геохимии осадков Японского моря // Вопросы геологии дна Японского моря. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1973. С. 91-114.

38. Гребенникова Т.А. Палеогеографический анализ позднечетвертичныхобстановок осадконакопления в Японском море: Автореф. дис. канд. геогр. наук. Новосибирск, ИГиГ СО АН СССР 1989. 17 с.

39. Деркачев А.Н., Уткин В.В., Горбаренко С.А., Плетнев С.П., Ковалюх Н.Н., Боцул А.И., Берсенев Ю.И. Корреляция и скорость накопления осадков Японского моря в поздне-послеледниковое время // Тихоок. геология. 1983. № 4. С. 22-29.

40. Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные). Т. 1. Под ред. А.И. Прошкина-Лавренко . Л.: Наука, 1974. 403 с.

41. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: Мысль, 1965, 349 с. Жузе А. П. Диатомовые в поверхностных осадках Берингова моря. // Труды института океанологии АН СССР. 1960. Т. 32. С. 171-205.

42. Камчатка, Курильские и Командорские острова / Ред. И. В. Лучицкий. М.: Наука, 1974. 438 с.

43. Караулова Л.П., Короткий AM., Царько Е.И. Морской голоцен Приморья // В кн.: Палинология голоцена и маринопалинология. М. Наука, 1973, С. 137-141.

44. Кирьянов В. Ю. Гравитационная эоловая дифференциация пеплов вулкана Шивелуч (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 1983. № 6. С. 30-39.

45. Кирьянов В.Ю., Соловьева Н.А. Изменения вещественного состава вулканических пеплов в результате гравитационной эоловой дифференциации //Вулканология и сейсмология. 1990. №4. С. 10-19.

46. Кобленц-Мишке О.И. Первичная продукция, Биология моря, Т 1. Биологическая структура океана, М. Наука, 1977, С. 62-65.

47. Коренева Е.В. Спорово-пыльцевой анализ донных отложений Охотского моря // Труды института океанологии АН СССР. 1957. Т. 22, № 1. С. 221-251.

48. Короткий A.M., Караулова Л.П. Новые данные по стратиграфии четвертичных отложений Приморья // Материалы по геоморфологии и четвертичной геологии юга дальнего Востока СССР, Владивосток, 1975, С. 79-110.

49. Короткий A.M., Караулова Л.П., Троицкая Т.С. Четвертичные отложения Приморья Стратиграфия и палеогеография. Новосибирск: Наука, СО АН СССР. 1980. 233 с.

50. Короткий A.M., Пушкарь B.C., Гребенникова Т.А. Морские террасы и четвертичная история шельфа Сахалина. Владивосток: Дальнаука, 1997. 195 с.

51. Купцов В.П. Абсолютная геохронология донных осадков океанов и морей. М. Наука, 1986. 271 с.

52. Купцов В.П. Методы хронологии четвертичных отложений океанов и морей. М. Наука, 1989. 288 с.

53. Левитан М.А., Муравьев А.В., Гурвич Е.Г., Соотношение литологических особенностей и литофизических свойств осадков Берингова моря и северной части Тихого океана //Литология и полезные ископаемые. №4, С. 118-124.

54. Леонов А.К. Региональная океанография. Часть 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1960.766 с.

55. Лисицин А.П. Некоторые данные о распределении грубообломочного материала в современных морских осадках // ДАН СССР. 1951. Т. 80, № 6.

56. Лисицин А.П. Распределение кремнезема в четвертичных осадках в связи с климатической зональностью геологического прошлого // Геохимия кремнезема. М.: Наука, 1966. С. 321-370.

57. Лисицин А.П., Чернышева В.И. Каменный материал в донных отложениях северной части Тихого океана // Тихий океан. Т VI, кн.1. М.: Наука, 1970. С. 237-296.

58. Лисицин А.П. Осадкообразование в океанах. М.: Наука, 1974. 438 с.

59. Лисицин А.П. Процессы океанской седиментации. М.: Наука, 1978. 392 с.

60. Лисицин А.П. Ледовая седиментация в Мировом океане. М.: Наука, 1994. 448 с.

61. Люцарев С.В. Определение органического углерода в морских донных отложениях методом сухого сожжения // Океанология. 1986. Т. 25, № 4. С. 704708.

62. Марков К.К., Величко А.А., Лазуков Г.И., Николаев В.А. Плейстоцен. М.: Высшая школа, 1968.Стр.

63. Марков Ю.Д. Южноприморский шельф Японского моря в позднем плейстоцене и голоцене. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. 127 с.

64. Марков Ю.Д., Плетнев С.П. Стратиграфия'и особенности седиментации верхнечетвертичных отложений Восточно-Корейской возвышенности (Японское море) // Древние климаты и осадконакопление в восточной окраине Азии. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 90-99.

65. Матуль А.Г., Абельманн А. Четвертичная водная структура Охотского моря по данным радиолярий // Докл. РАН. 2001. Т. 381. №2. С. 259-261.

66. Матуль А.Г., Горбаренко С.А., Мухина В.В., Лесков В.Ю., Четвертичные микропалеонтологические и литофизические записи осадков из северной части Охотского моря // Океанология. 2003. Т 43. №4. С. 583-892.

67. Мелекесцев И.В., Брайцева О.А., Сулержицкий Л.Д. Катастрофические эксплозивные извержения вулканов Курило-Камчатской области в конце плейстоцена -начале голоцена//ДАН СССР. 1988. Т. 300, № 1. С. 175-181.

68. Мелекесцев И.В., Волынец О.Н., Антонов А.Ю. Кальдера Немо III (о-в Онекотан, северные Курилы): строение, 14С возраст, динамика1. Mr*кальдерообразующего извержения, эволюция ювенильных продуктов // Вулканология и сейсмология. 1997. № 1. С. 32-51.

69. Микишин Ю.А., Гвоздева И.Г. Развитие природы юго-восточной части острова Сахалин. Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1996. 130 с.

70. Морошкин К.В. Водные массы Охотского моря. М.: Наука, 1966. 67 с.

71. Незлин Н.П., Мусаева Э.И., Дьяконов В.Ю., Оценка запасов планктона в западной части Берингова и Охотского морей, Океанология, 1997, т.37, 33, С. 408-413.

72. Петелин В.П. Минералогия песчано-алевритовых фракций осадков Охотского моря // Труды института океанологии АН СССР. 1957. Т.22. С.77-88.

73. Петелин В. П. О выборе метода минералогического анализа песчано-алевритовых фракций донных осадков // Труды института океанологии АН СССР. 1961. Т. 50. С. 170-173.

74. Петелин В.П. Гранулометрический анализ морских донных осадков. М.: Наука, 1967. 125 с.

75. Плетнев С.П. Стратиграфия донных отложений и палеогеография Японского моря в позднечетвертичное время, Владивосток, ДВНЦ АНСССР 1985.110с.

76. Плетнев С.П., Гребенникова Т.А., Киселев В.И. Палеосоленость Японского моря в позднем вюрме // Количественные параметры природной среды в плейстоцене. Владивосток, ТИГ ДВО АН СССР, 1988 , С. 26-40.

77. Покровский И.М. Пыльцевой анализ. М.: Наука, 1950, 571 с

78. Пушкарь B.C., Караулова Л.П., Марков Ю.Д. Диатомовый и спорово-пыльцевой анализы верхнеплейстоценовых и голоценовых отложений залива Петра Великого //Рельеф и рыхлые отложения Приморья и Приамурья.

79. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 98-111.

80. Пушкарь B.C. Биостратиграфия осадков позднего антропогена юга Дальнего Востока. М. Наука, 1979. 140 с.

81. Пушкарь B.C. Зональная биостратиграфия глубоководных отложений Северо Западной Пацифики // Древние климаты и осадконакопление в восточной окраине Азии. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 60-76

82. Пушкарь B.C., Черепанова М.В., Горбаренко С.А. Биостратиграфический и палеогеографический анализ диатомовых тафоценозов Северо-Западной Пацифики //Палеогеографические исследования на Дальнем Востоке. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. С. 58-74.

83. Пушкарь B.C., Черепанова М.В., Ковалюх Н.Н. Датированные уровни вымирания Rhizosolenia curvirostris Jouse в Тихом океане // Стратиграфия и корреляция четвертичных отложений Азии и тихоокеанского региона. М. Наука, 1991. С. 196-202.

84. Пушкарь B.C. Палеогеография Северной Пацифики в позднем плиоцене и плейстоцене (Палеоэкосистемный анализ по диатомеям): Автореф. Дис. .д-ра геогр. Наук. Владивосток: ТИТ ДВО РАН, 1998. 52 с .

85. Пушкарь B.C., Черепанова М.В. Диатомеи плиоцена и антропогена северной Пацифики (Стратиграфия и палеоэкология). Владивосток.: Дальнаука, 2001.222 с.

86. Радзиховская М.А. Водный и тепловой баланс Японского моря // Основные черты геологии и гидрологии Японского моря / Под ред. В.Н. Степанова. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 132-145.

87. Радзиховская М.А. Водные массы Японского моря // Основные черты геологии и гидрологии Японского моря / Под ред. В.Н. Степанова. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 108-122.

88. Развитие ландшафтов и климата Северной Евразии / Отв. ред. А.А.Величко. М.: Наука, 1993. 101 с.

89. Репечка М.А. Современные донные отложения Японского моря // Вопросы геологии дна Японского моря. Владивосток: ДВНЦ АНСССР, 1973,1. С. 66-90.

90. Романкевич Е.А. Четвертичные глубоководные отложения северозападной части Тихого океана и их значение для палеогеографии // Изв. АН СССР. 1963. №6. С. 35-49.

91. Романкевич Е.А., Безруков П.Л., Баранов В.И., Христианова Л.А. Стратиграфия и абсолютный возраст глубоководных осадков западной части Тихого океана. М.: Наука, 1966. 167 с.

92. Романкевич Е.А. Геохимия органического вещества в океане. М. Наука. 1977. 256 с.

93. Саидова Х.М. Закономерности распределения фораминифер в донных отложениях Охотского моря. //Труды института океанологии АН СССР. 1960. Т. 32. С. 96-157.

94. Саидова Х.М., Лисицин А.П. Стратиграфия осадков и палеогеография Берингова моря в четвертичный период // ДАН СССР. 1961. Т. 139, № 5. С. "1221-1224.

95. Сапожников В.В., Современные представления о функционировании экосистем Берингова и Охотского морей, Комплексные экологические исследования Берингова и Охотского морей. // Океанология, 1994, Т.34, №2, С. 309-312.

96. Семаков Н. Н. Палеомагнитное изучение отложений южной части Охотского моря // Палеомагнетизм мезозоя и кайнозоя Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, Наука. 1976. С. 113-128.

97. Скопинцев Б.А. Карта грунтов Японского моря // Геология моря. М.: Изд-во Гос. океанограф, ин-та, 1944, № 92. С. 78-96.

98. Скорнякова Н.С. Донные осадки // Основные черты геологии и гидрологии Японского моря. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 23-34.

99. Фелицин С. Б., Кирьянов В. Ю. Площадная изменчивость состава тефры некоторых вулканических извержений по данным валового силикатного анализа// Вулканология и сейсмология. 1987. № 1. С. 3-14.

100. Фирсов JI. В. Состав и условия отложения вулканического пепла окрестностей г. Магадан // Бюлл. вулканологических станций. 1966. № 41. С. 50-58.

101. Хидака К. Японское море Океанографическая энциклопедия JI.:

102. Гидрометеоиздат, 1974.С. 626-631.

103. Химический анализ горных пород и минералов / Под ред. Н.П. Попова,

104. И.А. Столяровой ( ВСЕГЕИ). М.: Недра, 1974. 248 с.

105. Хотинский Н. А. Голоцен северной Евразии. М.: Наука, 1977. 198 с.

106. Хусид Т.А., Басов И.А. Позднечетвертичная гидрологическая история

107. Охотского моря по фораминиферам // Стратиграфия. Геологическаякорреляция. 1999. Т.7. Ш. С.41-52. "

108. Черепанова М.В., Диатомовые комплексы и корреляция четвертичныхотложений северо-западной части Тихого океана: Автореф. дис. .Канд. геол.минер. Наук. Владивосток: ДВГИ ДВО РАН, 1999. 25 с.

109. Чернявский В.И., Жигалов И.А., Матвеев В.И. Океанологические основыформирования зон высокой биологической продуктивности //

110. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Т. 9. Охотское море. Вып. 2. СПб.:

111. Гидрометеоиздат, 1993. С. 157-160.

112. Чеховская М.П., Басов И.А. Планктонные фораминиферы в осадках

113. Охотского моря (ст. V34-90): последние 20000 лет// Стратиграфия.

114. Геологическая корреляция. 1999. Т.1. №2. С. 90-101.

115. Чеховская М.П., Басов И.А., Горбаренко С.А. Позднечетвертичныепланктонные фораминиферы северо-восточного окончания Курильскойкотловины (Охотское море, ст. В34-98) // Стратиграфия. Геологическаякорреляция. 2001. Т. 9. № 4. С. 99-112.

116. ЭрлихЭ. Н. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 374 с.

117. Яричин В.Г. Состояние изученности циркуляции вод Японского моря // Тр. ДВНИИ. Владивосток, 1980. Вып. 80. С. 46-61.

118. Aharon P., Chappel J. Oxygen isotopes, sea level changes and temperature history of a coral reef environment in New Guinea over the last 100000 years // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 1986. № 56. P. 337-379.

119. Alderman S.E. Planktonic foraminifera in the Sea of Okhotsk // Population and stable isotope analysis from sediment trap: M.S. Thesis / Massachusetts Institute of Technology. Boston, 1996. P. 99.

120. Alfutis M. A., Martin S. Satellite passive microwave studies of the Sea of Okhotsk ice cover and its relation to oceanic processes // J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 13013-13028.

121. Alley R.B., Clark P.U. The deglaciation of the Northern hemisphere: a global perspective. Annual Review of Earth and Planetary // Science. 1999. N 27. P. 149182.

122. Bard E., Arnold M., Maurice N., Duprat J., Moyes J., Duplessy C. Retreat velocity of the North-Atlantic polar front during the last deglaciation determined by 14C accelerator mass spectrometry // Nature. 1987. N 328. P. 791-794.

123. Bard E. Geochemical and geophysical implications of the radiocarbon calibration // Geochimica Cosmochimica Acta. 1998. N 62. P. 2025-2038.

124. Bassinot F., Labeyrie L., Vincen E., Quidelleur X., Shackleton N., Lancelot Y. The astronomical theory of climate and the age of the Brunhes-Matuyama magnetic reversal // Earth and Planetary Science Letters. 1994. N. 126. P. 91-108.

125. Bauch D., Carstens J., Wefer G. Oxygen isotope composition of living Neogloboquadrina pachyderma (sin) in the Arctic Ocean // Earth and Plan. Sci. Lett. 1997. N146. P. 47-58.

126. Bemis В.Е., Spero Н J., Bijma J., Lea D.W. Reevaluation of the oxygen isotopic composition of the planktonic foraminifera: Experimental results and revised paleotemperature equations //Paleoceanography. 1998. N 13. P. 150-160.

127. Braitseva O. A., Sulerzhitsky S. D., Litasova S. N., Melekestsev I. V. Radiocarbon dating and tephrochronology in Kamchatka // Radiocarbon. 1993. V. 35, N. 3. P. 463-476.

128. Bond G., Broecker W., Johnson S., McManus J., Labeyrie L., Jouzel J., Bonani G. Correlation between climate records from North Atlantic sediments and Greenland ice//Nature. 1993. N. 365. P. 143-147.

129. Bond G., Showers W., Cheseby M., Lotti R., Almasi P., deMenocal P., Priore P., Cullen H., Hajdas I., Bonani G. Apervasive millennial-scale cycle in North Atlantic Holocene and Glacial climates //Science. 1997. N278. P. 1257-1266.

130. Broecker W. S., Andre M., Bonani G., Wolfli W., Oeschger H., Klas M., Mix A., Curry W. Preliminary estimates for radiocarbon age of deep water in glacial ocean //Paleoceanography. 1988. V. 3. P. 659-669.

131. Broecker W.S. Thermohaline circulation? The Achilles heel of our climate system: will man-made C02 upset the current balance // Science. 1997. V. 278. P. 1582-1588.

132. Charles C.D., Fairbanks R.G. Evidence from Southern Ocean sediments for the effect of North Atlantic deep-water flux on climate // Nature. 1992. N 355. P. 416-419.

133. Chinzei K., Fujioka K., Kitazano H., Koizumi I., Oba Т., Oda M., Okada H., Sakai Т., Tanimure Y. Postglacial environmental change of the Pacific Ocean off the coast of central Japan // Marine Micropalaeontology. 1987. N 11. P. 273-291.

134. Climate: Long-Range Investigation, Mapping and Prediction (CLIMAP), seasonal reconstruction of the earth's surface at the Last Glacial Maximum // Geol. Soc. Am. Map, Chart Ser. 1981. V. 36. P. 1-18.

135. COHMAP Members. Climatic changes of the last 18000 years: Observations and model simulations// Science. 1988. N 241. P. 1043-1052.

136. Conolly J., Ewing M. Ice-rafted detritus in Northwest Pacific deep-sea sediments //Geological Society of American Bulletin. 1970. N 126. P. 219-231.

137. Cruise Report of R/V Akademik M.A. Lavrentjev: GREGORY//German Russian expedition for geological-geophysical Okhotsk Sea Research, September-October 1996/ (Ed. by Nuernberg V., Baranov В., Karp B.) 1997. Kiel. 143 p.

138. Cruise Report KOMEX I and II, RV professor Gagarinsky cruise 22, RV Akademik M.A. Lavrentyev 28, July-September / (Ed. by N. Biebow , E. Huetten). 1999. Kiel. 188 p.

139. Cruise Report KOMEX V and VI, RV professor Gagarinsky cruise 26, MV Marshal Gelovany Cruise 1, July-September / (Ed. by N. Biebow, T. Ludmann, B. Karp, R. Kulinich ). 2000. Kiel. 296 p.

140. Crusius J., PedersenT.R, Calvert S.E., Cowie G.L., ObaT. A36 kyr geochemical record from the Sea of Japan of organic matter flux variations and changes in intermediate water oxygen // Paleoceanography. 1999. V. 2. P. 248-260.

141. Dodimead A. J., Favorite R, Hirano T. Salmon of the North Pacific Ocean-II, Review of oceanography of the Subarctic Pacific region // Bull. Int. North Pacific Comm. 1963. N 13. P. 1-195.

142. Dokken Т.М., and Jansen E. Rapid changes in the mechanism of ocean convection during the last glacial period // Nature. 1999. V 401. P. 458-461.

143. Duplessy L.C., Shackleton F.G., Fairbanks L., Labeyrie D., Oppo S., Kallel N. Deepwater source variations during the last climatic cycle and their impact on the global deepwater circulation // Paleoceanography. 1988. N 3. P. 343-360.

144. Epstein S, Buchsbaum R., Lowenstam H.A. Urey H.C. Revised oxygen-water temperature scale // Bull. Geol. Soc. Amer. 1953. V. 64, N 11. P. 1315.

145. Fairbanks R.G. A17000-year glacio-eustatic sea level record: influence of glacial melting rates on the Younger Dryas event and deep-ocean circulation // Nature. 1989. N 342. P. 637-642.

146. Falkovski P.G., Barber R.T., Smetacek V. Biogeochemical controls and feedbacks on ocean primary productivity // Science. 1998. N 281. P. 200-206.

147. Gamo Т., Horibe Y. Abyssal circulation in the Japan Sea // Oceanogr. Soc. Jap. 1983. N39. P. 220-230.

148. Gohara Y. Climatic fluctuations and sea level changes during the latest Pleistocene and early Holocene. Pacific // Geology. 1976. N 11. P. 87-98.

149. COHMAP member. Climate changes of the last 18000 years: Observations and model simulations // Science. 1988. V. 241 P.1043-1052.

150. Gorbarenko S.A., Pliss S G., Southon J.R., Kashgarian M., Verkhovskaya N.V.,

151. Kundyshev A.S. Detailed carbonate stratigraphy of the Japan Sea sediments during last Glaciation Holocene // Terrestrial, Atmospheric and Ocean Sciences. 1995. V.6, N 1. P. 103-113.

152. Gorbarenko S.A. Stable isotope and lithological evidence of late-glacial and Holocene oceanography of the Northwestern Pacific and its marginal seas // Quatern. Research. 1996. V. 46. P. 230-250.

153. Gorbarenko S.A., Southon J.R. Detailed Japan Sea paleoceanography during the last 25kyr: constrain from AMS dating and d180 planktonic foraminifera. // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2000. N 156. P. 177-193.

154. Hays J.D., Imbrie J., Shackleton N.J. Variations in the earth's orbit: Pacemaker of the ice ages //Science. 1976. 194. P. 1121-1132.

155. Heinrich H. Origin and consequences of cyclic ice rafted in the Northeast Atlantic ocean during the past 130000 years //.Quat. Res. 1988. N29. P. 142-152.

156. Hendy I.L., Kennett J.P. Dansgaard-Oeschger cycles and the California current system: planktonic foraminiferal response to rapid climatechange in Santa Barbara Basin, Ocean Drilling program hole 893A// Paleoceanography. 2000. N 15. P. 30-42.

157. Hofmann M., Broecker W. S., Lynch-Stieglitz J. Influence of a C02(aq). dependent biological C-carbon fractionation on glacial 13C/12C ratios in the ocean // Global Biogeochem. Cycles. 1999. V. 13, N 4. P. 873-883.

158. Kanaya Т., Koizumi I. Interpretation of the diatom thanatocenouses from the North Pacific applied to a study of core V 20-130 // Sci. Repts., Tohoku Univ. 2nd Ser. 1966. V.37,N2. P. 89-130.

159. Karlin R., Lyke M., Zahn R., Carbonate variations in the northeast Pacific during the Late Quaternary//Paleoceanography. 1992. V. 7. No 1. P. 43-61.

160. Katsui Y. Evolution and magnetic history of some Krakatoan calderas in Hokkaido, Japan // Journ. Fac. Sci. Hokkaido Univ. 1963. ser. IV, V. 11. P. 631-650.

161. Keigwin L.D., Jones G. A., Froelich P.N. A 15000 year paleoenvironmental record from Meiji Seamount, far northwestern Pacific //Earth Planet. Sci. Lett. 1992. N111. P. 425-440.

162. Keigwin L.D. Stable isotope stratigraphy and chronology of the Upper Quaternary section at Site 883, Detroit Seamount // Proc. Ocean Drill. Program, Sci. Results. 1995. V. 145. P. 257-264.

163. Keigwin L.D. Glacial-age hydrology of the far northwest Pacific ocean // Paleoceanography. 1998. N 13. P. 323-339.

164. Kent D., Opdyke N.D., Ewing M. Climate changes in the north Pacific using ice-rafted detritus as a climate indicator//Geol. Soc. Am. Bull. 1971. N 82. P. 27432754.

165. Kent D. V. Apparent correlation of paleomagnetic intensity and climatic records in deep-sea sediment//Nature. 1982. N 299. P. 538-539.

166. Kiefer Т., Sarnthein M., Erlenkeiseuser H., Grootes P.M., Roberts A. F. North Pacific response to milennial-scale changes in ocean circulation over the last 60 kyr / /Paleoceanography. 2001. V. 16, N 2. P. 179-189.

167. Kimura N., Wakatsuchi M. Processes controlling the advance and retreat of sea ice in the Sea of Okhots// J. Geophys. Res. 1999. V. 104, CS. P. 11137-11150.

168. Kitani K. An oceanographic study of the Okhotsk Sea: particularly in regard to cold waters // Bull. Far. Sea Fish. Res. Lab. 1973. V. 9. P. 45-77.

169. Koizumi I. Holocene pulses of diatom growths in the warm Tsushima current in the Japan sea// Diatom. Res. 1989. N 4(1). P. 55-68.

170. Kotilainen A.T., Shackleton N.J. Rapid climate variability in the North Pacific ocean during the past 95000 years // Nature. 1995. N 377. P. 323-326.

171. Machida H., Arai F. Extensive ash falls in and around the Sea of Japan from large Late Quaternary eruptions // Volcanol. Geotherm. Res. 1983. N 18. P. 151-164.

172. Machida H., Arai F. Atlas of tephra in and around Japan. Tokyo.: Tokyo University Press, 1992. 276p. (In Japanese).

173. Maeda L., Kawahata H., Nohara M., Fluctuation of biogenic and abiogenic sedimentation on the Shatsky Rise in the western North Pacific during the Late Quaternary. //Marine Geology. 2002. V. 189. P. 179-214.

174. Mangerud J., Andersen S.T., Berglund B.E., Donner J.J. Quaternary stratigraphy of Norden, a proposal for terminology and classification // Boreas. 1974. V.3. P. 109-128.

175. Martin S., Drucker R., Yamashita K. The production of ice and dense shelf water in the Okhotsk Sea polynias //J. Geoph. Res. 1998. N 103, С 12. P. 2777127782.

176. Martinson D.G., Pisias N.G., Hays J.D., Imbrie J., Moore T.C., Shackleton N.J. Age dating and the orbital theory of the ice ages: development of a high-resolution 0 to 300000-year chronostratigraphy // Quatern. Res. 1987. V. 27, №. 1. P. 1-29.

177. Morley J.J., Hays J.D., Robinson S.W. Stratigraphic framework for the late Pleistocene in the northwest Pacific Ocean // Deep-Sea Research. 1982. V. 29, N 12 A. P. 1485-1499.

178. Morley J.J., Robinson S.W. Improved method for correlating late Pleistocene/ Holocene records from the Bering Sea: application of a biosoloceous/geochemical stratigraphy // Deep-Sea Research. 1986. V. 33. N 9. P. 1203-1211.

179. Mortlock R.A., Froelich N.F. A simple method for the rapid determination of biogenic opal in pelagic marine sediments // Deep-Sea Research. 1989. V. 36, N 9. P. 1415-1426.

180. Muller P.J., Suess E. Productivity, sedimentation rate, and sedimentaiy organic matter in oceans -1. Organic carbon preservation // Deep Sea Res., V. 26A. P. 13471362.

181. Nechaev V.P., Sorochinskaya A.V., Tsoy I.В., Gorbarenko S.A. Clastic components in Quaternary sediments of the northwest Pacific and their paleo-oceanic significance // Marine Geology. 1994. N 118. P. 119-137.

182. O'Brien S.R., Mayewski P. A., Meeker L.D., Meese D.A., Twickler M.S., Whitlow S.I. Complexity of Holocene climate as reconstructed from a Greenland ice core // Science. 1995. N. 270. P. 1962-1964.

183. Ohtani K. To confirm again the characteristics of the Oyashio water // Bull. Hokkaido Nation. Fish. Res. Inst. 1991. V. 55. P. 1-24.

184. Oba T. Paleoenvironment of the sea of Japan since the last glaciation // Chikyu (Monthly, the Earth) 1983. N 5(1). P. 37-46 (in Japanese).

185. Oba Т., Katon M., Kitazato H., Koizume I., Omura A., Sakai Т., Takayama T. Paleoenvironmental changes in the Japan Sea during the last 85000 years // Paleoceanography. 1991. N 6. P. 499-518.

186. Oba Т., Marayama M., Matsumoto E., Nakamura T. // The Quaternary Research. 1995. N34/4. P. 289-296.

187. Oba T. Environmental changes of the Japan Sea during last 85 thousands years //Kagaky. 1989. N 5(10). P. 672-681 (in Japanese).

188. Oba Т., Pedersen T.F. Paleoclimatic significance of eolian carbonates supplied to the Japan Sea during the 1st glasial maximum // Paleooceanography. 1999. V. 14, N 1. P. 34-41.

189. Okazaki Y., Takahashi K., Yoshitani H., Nakatsuka Т., Ikehara M., Wakatsuchi1. Список литературы

190. М. Radiolarians under the seasonally sea-ice covered conditions in the Okhotsk Sea: flux and their implications for paleoceanography // Marine micropaleontology. 2003. N49. P. 195-230.

191. Ohkuochi N., Kawahata H., Okada M., Murayama M., Nakamura Т., Taira A. Was deep water form in the North Pacific during the late Quaternary?: cadmium evidence from the Northwest Pacific //Earth Planetary Science Letters. 1994. N 124. P. 185-194.

192. Opdyke N.D., Foster J.H. Paleomagnetism of cores from the North Pacific // Geol. Soc. of Amer. Mem. 1970. V. 126. P. 83-119.

193. Pace M.L., Knauer G.A., Karl D.M., Martin J.H., Primary production, new production and vertical flux in the eastern Pacific ocean // Nature. V. 325. P. 803-804.

194. Paterne M, Guichard F., Labeyrie J., Gillot P.Y., Duplessy J.C. Tyrrenenian Sea tephrochronology of the oxygen isotope record for the past 60000 years // Marine Geology. 1986. N 73. P. 259-285.

195. Peng T-H, Broecker W.S. Reconstruction of radiocarbon distribution in the glacial ocean // Radiocarbon after four decades / Ed. R.E. Taylor, A. Long, R.S. Kra. 1992. P. 75-92.

196. Pisias N.G., Martinson D.G., Moore T.C., Shackleton N.J., Prell W., Hays J., Boden G. High resolution stratigraphic correlation of benthic oxygen isotopic records spanning the last 300000 years // Marine geology. 1984. N 56. P. 119-136.

197. Porter S.C., An Z. Correlation between climate events in the North Atlantic and China during the Last glaciation // Nature. 1994. N 375. P. 305-308.

198. Prentice I.C., Guiot J., Huntley В., Jolly D., Cheddadi R. Reconstructing biomes from palaeoecological data: a general method and its application to Europian pollen data at 0 and 6 ka, //Climate Dynamics. 1996. N 12. P. 185-194.

199. Proceeding of the Ocean Drilling Program // Initial Reports /Ed. S. Stewart. 1993. V. 145. 1040 p.

200. Riser S.C., Ohshima K., Volkov Y. Water masses and circulation pathways in the Okhotsk. Seaobserved using profiling floats // Third Workshop on the Okhotsk Sea and adjacent areas, 4-6 June 2003, Vladivostok, Russia.

201. Rogachev K. A. Recent variability in the Pacific western subarctic boundary currents and Sea of Okhotsk // Progress in Oceanography. 2000. N 47. P. 299-336.

202. Sancetta C. Oceanography of the North Pacific during the last 18000 years: evidence from fossil diatoms // Marine Micropaleontology. 1979. N 4. R 103-123.

203. Sancetta C. Oceanographic and ecologic significance of diatoms in surface sediments of the Bering and Okhotsk seas, //Deep-Sea Research, 1981. 28A, 8, P. 789-817.

204. Sancetta C., Robinson S.W. Diatom evidence on Wisconsin and Holocene Events in the Bering Sea // Quaternary Research. 1983. N 20. P. 232-245.

205. Sancetta C., Heusser L., Labeyrie L., Naidu A.S., Robinson S. W. Wisconsin-Holocene paleoenvironment of the Bering Sea: evidence from diatoms, pollen, oxygen isotopes and clay minerals // Marine Geology. 1985. N 62. P. 55-68.

206. Sancetta C. Primary production in the glacial North Atlantic and North Pacific / /Nature. 1992. N 360. P. 249-251.

207. Schlitzer R. Ocean-Data-View, http://www.avi-bremenhaven.de/GEO/ODV, 2002.

208. Schrag S.P. Hampt G., Murray D/W/. Pore fluid constraints on the temperature and oxygen isotopic composition of the glacial ocean. // Science. 1996. V. 272. P. 1930-1932.

209. Sernander R. Die schwedischen torfmoore als Zeungen postglazialer Klimaschwankungen. / In: Intern. Geol. Congr., 11* Stockholm, 1910, P. 203-211.

210. Shackleton N.J. Variation du climat au cours du Pleistocene / Ed. J.Labeyrie,1. CNRS, Paris. 1974. 203 р.

211. Shackleton N. J. Oxygen isotope, ice volume and sea level // Quatern. Sci. Rev. 1987. N6. P. 183-190.

212. Shiga K., Koizumi I. Latest Quaternaiy oceanographic changes in the Okhotsk Sea based on diatom records//Mar. Micropaleontol. 2000. N 38. P. 91-117.

213. Siddall M., Rohling E.J., Arnold-Labin A., Hemleben Ch., Meischner D., Schmetzer I., Smeed D.A. Sea-level fluctuations during the last glacial cycle //Nature. . 2003. V. 423. P. 853- 858.

214. Southon J.R., Kashgarian M., Gorbarenko S.A., Harasewych M.G. Radiocarbon age of pre-bomb surface water in North Pacific region // EOC. Transaction. Am. Geophysical Union. 1993. P. 198.

215. Stuiver M., Grootes P., Braziunas T.R The GISP d180 climate record of the past 16500 years and the role of the Sun, ocean, and volcanoes // Quatern. Res. 1995. N44. P. 341-354.

216. Stiuver M, Reimer P.J., Bard E., Becik J.W., Burr G.S., Hughen K.A., Kromer B, McCormac F.G., Plicht J.v.d., Spurk M. INTCAL98 radiocarbon age calibration 24000-0 cal BP, // Radiocarbon. 1998. N 40. P.1041-1083.

217. Sugimoto T. A. Review of recent physical investigations on the straits around the Japanese islands // The Physical oceanography of the Sea Straits / Ed. L.J. Pratt. 1990. P. 191-209.

218. Tada R., Irino Т., Koizumi I. Land-ocean linkages over orbital and millennial timescales cycles recorded in late Quaternary sediments of the Japan Sea.// Paleoceanography. 1999. V. 14. P. 236-247.

219. Talley L.D. An Okhotsk sea water anomaly: implications for ventilation in the North Pacific// Deep Sea Research. 1991. Part A., N 38. S171-S190.

220. Talley L.D., Nagata Y. The Okhotsk Sea and Oyashio region // Working Group 1, North Рас. Mar. Sci. Org. (PICES), rep. 2, Sidney, В. C. 1995. 227 p.

221. Thorndike A.S., Conoly R.L. Sea ice motion in response to geostrophic winds //J. Geophys. Res. 1982. N 87. P. 5845-5852.

222. Thunnel R.C., Locke S.M., Williams D.F. Glacioeustatic sea-level control on the Red Sea salinity//Nature. 1988. N 334. P. 601-604.

223. Toggweiler J.R., Samuel B. Effect of Drake Passage on the global thermohaline circulation // Deep Sea Res., 1995. V. 42. P. 477-500.

224. Tsukada M. Vegetation in prehistoric Japan: the last 20000 years // Windows on the Japanese past: Studies in archaeology and prehistory, Published by Center for Japanese Studies. 1986. University of Michigan, Ann Arbor / Ed. by R.J. Pearson. 629 p.

225. UNESCO/IOC, WESTPAC Paleogeographic Maps. The last glacial maximum paleogeographic map for the western Pacific region. 1995. Tongii University, Shanghai.

226. Volat J-L., Pastoulet L., Vergnaud-Grazzini C. Dissolution and carbonatefluctuations in Pleistocene deep-sea cores: a review // Mar. Geol. 1980. P. 1-28.

227. Wang Y.J., Cheng H., Edwards R.L., An Z.S., Wu J. Y., Shen C.-C., Dorale J.A. A high-resolution absolute-dated late Pleistocene monsoon records from Hulu Cave, China // Science. 2001. V. 294. P. 2345-2348.

228. Warren B.A. Why is no deep water formed in the North Pacific? //J. of Marin. Res. 1983.V. 41. P. 327-347.

229. Wong C.S., Matear R.J., Freeland H.J., Whitney F.A., Bychkov A.S. WOCE Line. PIW in the Sea of Okhotsk, 2, CGCs and the formation rate of intermediate water//J. Geophys. Res., 1998. P. 15625-15642.

230. Yanagisawa Y. Diatom assemblages as an indicator of bathimetry. // J. Sed. Soc. Japan. 1996. N. 43. P. 59-67.

Информация о работе

Горбаренко, Сергей Александрович
доктора геолого-минералогических наук
Владивосток, 2004
ВАК 25.00.28

Диссертация

Палеоокеанология дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана в позднем плейстоцене и голоцене - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы