Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Трансформация палеобассейнов на территории Карельского перешейка в позднем неоплейстоцене и голоцене

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Трансформация палеобассейнов на территории Карельского перешейка в позднем неоплейстоцене и голоцене"

На правах рукописи

УДК 551.89, 552.5

Кузнецов Денис Дмитриевич

Трансформация палеобассейнов на территории Карельского перешейка в позднем неоплейстоцене и голоцене (по данным изучения донных отложений

озер)

Специальность 25.00.36 - геоэкология (науки о Земле)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 2014

2 ( НАР 2014

005546359

005546359

Диссертация выполнена в лаборатории географии и природопользования Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт озероведения Российской академии наук

Научный руководитель: Субетто Дмитрий Александрович,

доктор географических наук,

директор Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт водных проблем Севера Карельского научного центра Российской академии наук»

Официальные оппоненты: Рыбалко Александр Евменьевич, доктор геолого-

минералогических наук,

Главный научный сотрудник Центра мониторинга геологической среды Балтийского и арктических морей ОАО «Севморгео»,

профессор Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский Государственный университет»

Панин Андрей Валерьевич,

кандидат географических наук,

доцент кафедры геоморфологии и палеогеографии

Федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего

профессионального образования «Московский

Государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение

«Арктический и антарктический научно-исследовательский институт», Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится в _11-00_ час. «22»_апреля_ 2014 г. на заседании совета Д 002.064.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук при Институте озероведения Российской академии наук по адресу: 196105, Санкт-Петербург, ул. Севастьянова, 9, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института озероведения Российской академии наук по адресу 196105, Санкт-Петербург, ул. Севастьянова, 9.

Автореферат разослан «_21_»_февраля_2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

I. Общая характеристика работы

Актуальность исследования.

Одним из важнейших источников данных, используемых для палеогеографических реконструкций, являются донные отложения озер, комплексное послойное изучение которых позволяет выявить как локальные, так и региональные природно-климатические изменения, происходившие в самом бассейне, на его водосборе и окружающей территории. Одной из актуальных палеогеографических и геоэкологических проблем является оценка колебаний уровня крупных внутренних водоемов, вызываемых широким набором климатических, геологических и, в последнее время, антропогенных факторов. Изменения уровня озер в свою очередь вызывают перестройку гидрографической сети в региональном масштабе, оказывая тем самым влияние на всю природную обстановку территории, а также на систему расселения и характер хозяйственной деятельности человека. Территория Карельского перешейка выбрана для исследования по причине его ключевого географического положения между Балтийским морем и Ладожским озером — двумя водными объектами, в истории развития которых в послеледниковое время остается ряд нерешенных или дискуссионных вопросов, несмотря на более чем столетний период изучения. Кроме того, интенсивное социально-экономическое развитие региона требует разработки научных подходов к решению геоэкологических проблем и проблем рационального природопользования.

Изучение отложений озер, расположенных на разных гипсометрических уровнях (далее каскадных) широко применяется в палеогеографических исследованиях по изучению изменений береговых линий моря. Изоляция озер от морского бассейна, либо присоединение к последнему находит отражение в изменении как литологического состава донных отложений, так и в смене микрофаунистического и микрофлористического состава. Радиометрическое датирование переходных горизонтов из серии каскадных озер позволяет выявить хронологию перемещения береговой линии моря. Необходимым методическим условием должно являться относительно близкое расположение изучаемых озер друг к другу, что позволяет исключить влияние региональных изостатических факторов. На территории России такого рода исследования получили широкое распространение только в последние годы. Например, работы по реконструкции динамики древних береговых линий морей - Балтийского (Sandgren et al., 2004, Miettinen et al., 2007), Баренцева (Córner et al., 1999), Белого (Колька и др., 2011., Олюнина, Романенко, 2005), а также авторские исследования, посвященные изоляции озер Соловецкого архипелага (Субетто и др., 2012, Kuznetsov et al., 2010).

Такой подход вполне применим и для реконструкции перемещения береговой линии крупных озер, испытавших на протяжении своей геологической истории значительные изменения уровня, таких, например, как Ладожское озеро. Для территории Приладожья этот подход применялся Saarnisto and Gronlund (1996), Miettinen et al. (2002), а также автором (Субетто и др., 2007, Лудикова и др., 2005, Kuznetsov et al., 2011). Принципиальная схема изменения характера озерного осадконакопления в зависимости от уровня водоема представлена на рисунке 1.

осадконакопления в зависимости от уровня водоема

Изучение донных отложений озер Карельского перешейка с точки зрения реконструкции истории озер началось с 60-х гт. XX века. Однако в то время палеолимнологические реконструкции были ограничены несовершенством многих используемых методов, в первую очередь, методов датирования. При этом основное внимание уделялось палеоклиматическим вопросам. Большинство же реконструкций пределов распространения палеоводоемов было основано на геологических и геоморфологических данных. Между тем, именно палеолимнологический подход является независимым источником информации для реконструкции пространственной и временной динамики палеоводоемов, дополняющим и контролирующим результаты геоморфологических исследований.

Объектом исследования являются донные отложения озер Карельского перешейка.

Предмет исследования - трансформация палеобассейнов Карельского перешейка в позднем неоплейстоцене и голоцене.

Цель исследования - реконструкция этапов развития палеобассейнов Карельского перешейка и Приладожья в позднем неоплейстоцене и голоцене по данным комплексного изучения строения донных отложений озер. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1. обобщение существующих опубликованных данных по строению донных отложений озер региона в контексте исследования;

2. аналитическое и инструментальное изучение строения и состава донных отложений озер региона, расположенных на разных абсолютных отметках;

3. выявление этапов и особенностей развития озер региона в позднем неоплейстоцене и голоцене.

Новизна исследования. Впервые: 1) составлена новая сводка разрезов донных отложений озер Карельского перешейка, включающая как объекты, изученные предшествующими исследователями, так и автором лично; 2) выполнена реконструкция этапов развития палеобассейнов и гидросети Карельского перешейка в позднем неоплейстоцене и голоцене на основе анализа донных отложений озер, расположенных на разных абсолютных отметках, с использованием современных лито-, био- и хроностратиграфических методов, включая радиоуглеродное датирование с использованием масспектрометрии и тефрохронологию; 3) выполнено литостратиграфическое изучение донных отложений озер Приладожья, позволившее уточнить пространственные и высотные пределы распространения ладожской трансгрессии.

Основные защищаемые положения.

1. В строении донных отложений озер Карельского перешейка отражены основные этапы развития крупных палеобассейнов (Балтийского ледникового озера, Анцилового озера, Ладожского озера, Иольдиевого и Литоринового морей), изменение их уровня и изолированное развитие малых водоемов.

2. Одним из главных факторов, обусловивших особенности развития озерных бассейнов Карельского перешейка в голоцене, является их высотное положение, которое определяло степень воздействия на них изменения уровня больших бассейнов (пра-Балтийские бассейны, Ладожское озеро).

3. Смена характера осадконакопления от минерогенного к органогенному в озерах северной части Карельского перешейка, примыкающих к современному Балтийско-Ладожском водоразделу и расположенных на отметках до 14 м над у.м. произошла не ранее 4000 и не позднее 3000 кал.л.н., что свидетельствует в пользу существования на этой территории соединения между пра-Балтийскими бассейнами и Ладожским озером.

Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в том, что раскрыты этапы эволюции палеобассейнов Карельского перешейка в течение последнего ледниково-межледникового цикла, определившие характер освоения человеком данной территории.

Практическая значимость. Представленная сводка изученных разрезов донных отложений может быть использована в качестве основы для создания интерактивной справочной базы данных, призванной способствовать более эффективному поиску информации при дальнейших палеогеографических и геоэкологических исследованиях. Результаты исследования уточняют существующие представления об истории развития существовавших на территории Карельского перешейка палеоводоемов и предоставляют основу для более широких региональных палеогеографических реконструкций, которые, в числе прочего, позволяют решать задачи, связанные с выявлением особенностей расселения и хозяйственной деятельности человека на рассматриваемой территории в голоцене. Полученные в результате исследования данные используются автором при подготовке учебных курсов и проведении лекционных и практических занятий на факультете географии (кафедра физической географии и природопользования) Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена.

Личный вклад. В основу работы положены материалы, полученные автором в ходе полевых и лабораторных работ, начиная с 2001 года. Отобрано и изучено 40 колонок донных отложений из 18 озер на территории Карельского перешейка и Приладожья. Выполнено более 500 литологических, химических и тефрохронологических анализов в лабораториях Института озероведения РАН и Стокгольмского университета. При решении методических вопросов и интерпретации результатов положительное значение имело участие диссертанта в экспедициях в разных частях Европейской России и Украины совместно с коллегами из Института озероведения РАН, Санкт-Петербургского государственного университета, Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена, Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН, Института истории материальной культуры РАН, Лундского университета (Швеция), Университета г. Ньюкасла (Великобритания), Норвежской геологической службы, Финляндской геологической службы, Киевского национального университета им. Т. Шевченко, Института геофизики НАН Украины, Датского исследовательского центра по изучению Черного моря.

Внедрение результатов исследований. Исследования выполнялись в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института озероведения РАН по основным темам: «Закономерности эволюции озерных геосистем по палеолимнологическим данным» (2001-2005); «Особенности озерного осадконакопления на территории России и сопредельных стран в геологическом прошлом и в современную эпоху» (2006-2008); «Установление роли природных и антропогенных факторов в эволюции озер в геологическом прошлом» (2009-2011); по программе Отделения наук о земле РАН (программа ОЮ-14) «Отражение изменений природной среды Северного полушария в позднем плейстоцене и голоцене в донных отложениях озер» (2009-2011). Результаты по теме диссертации получены также в рамках научно-исследовательских проектов РФФИ: №07-05-00192-а «Влияние вулканических извержений на климат и окружающую среду в современную эпоху и в геологическом прошлом» (2007-2009); №07-05-01115-а «Ладожское озеро: история развития и расселение человека в голоцене» (20072009); №10-05-00412-а «Временная изменчивость климата в позднеледниковье/голоцене (последние 10000-13000 лет): возможные причины и механизмы» (2010-2012); №12-06-00348-а «Геоархеология Карельского перешейка» (2012-2013); №13-05-01039 «Динамика уровня морей и крупных озер на восточной и юго-восточной периферии Балтийского кристаллического щита в позднем плейстоцене и голоцене» (2013-2015); международных проектов: российско-шведского проекта: «Reconstruction of environmental and climatic changes in NW Russia and around the Baltic during the last 15,000 ycars» (2001) и VISBY PROGRAMME (2002); международной программы «ИНТАС»: «Waterways and Early Human Movements in North-Western Russia» (2004-2006). Экспедиционные работы также проводились при поддержке РФФИ: №08-05-10027-к (2008); №09-05-10068-к (2009); №11-05-10043-к (2011); СПбНЦ РАН: «Природа и человек западного Приладожья в голоцене (междисциплинарное исследование микрорегиона Отрадное)» (2006).

Степень достоверности и апробация исследования. Достоверность результатов исследования обеспечена применением комплексного палеолимнологического подхода. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях: «Экологическое состояние континентальных водоемов северных территорий», Архангельск, 2005; XVII Международной научной конференции (Школе) по морской геологии, Москва, 2007; «Современные проблемы ландшафтоведения и геоэкологии». IV Международная научная конференция, Минск, 2008; International INQUA-SEQS Conférence, Rostov-on-Don, 2010, APEX Fourth International Conférence and

Workshop, Höfn, Iceland, 2010, INQUA Peribaltic Working Group Meeting, Kevo, Finland, 2011; VII Всероссийском совещании по изучению четвертичного периода, Апатиты, 2011 и других Всероссийских и Международных конференциях (общим количеством 38), а также на заседаниях лаборатории географии и природопользования Института озероведения РАН, Палеолимнологической комиссии Русского географического общества, кафедры физической географии и природопользования Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 работ общим объемом 17 п.л., в том числе 7 статей в журналах из списка ВАК; 3 - в научных изданиях и сборниках, 35 — в материалах конференций.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю, доктору географических наук Д.А. Субетто и всем сотрудникам группы палеолимнологии Института озероведения РАН — доктору биологических наук H.H. Давыдовой, кандидату географических наук A.B. Лудиковой, кандидату географических наук Т.В. Сапелко, кандидату геолого-минералогических наук И.Ю. Неуструевой за неоценимую помощь и поддержку, а также всем коллегам из Института озероведения РАН за многолетнее и разноплановое сотрудничество. Отдельное спасибо кандидату географических наук Н.В. Игнатьевой, О.М. Сусаревой, доктору биологических наук H.A. Петровой, Т.Н. Петровой, кандидату географических наук В.В. Гузиватому за ценные советы и замечания. Особую признательность автор выражает доктору географических наук Д.В. Севастьянову, а также всем участникам совместных полевых работ на Карельском перешейке и отдельно - доктору географических наук М.А. Науменко, кандидату географических наук С.Г. Каретникову, доктору геолого-минералогических наук H.H. Верзилину, кандидату исторических наук Д.В. Герасимову и многим другим за бесценный экспедиционный опыт и помощь.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 4-х глав и заключения. Работа, объемом 141 страницы, включает в себя 22 таблицы и 45 рисунков. Библиографический список включает 112 наименований.

II. Основное содержание работы

Во введении перечислены цели и задачи исследования, сформулированы методические подходы к их решению, обоснована актуальность выбранной темы, раскрываются новизна работы, ее теоретическая и практическая значимость, излагаются сведения о научной апробации и внедрении результатов исследования.

В первой главе приводится физико-географическая характеристика и сводка палеолимнологической изученности территории Карельского перешейка.

Палеогеографические исследования здесь ведутся более 100 лет. Необходимо отметить работы Г. Де Геера, В. Рамзая, X. Мунте, М. Саурамо, Ю. Айлио, С.А. Яковлева, К.К. Маркова, Е. Хюппя и многих других, сформировавших представления о развитии данной территории в поздне- и послеледниковое время. Новый этап в изучении четвертичных отложений Карельского перешейка начался в 50-е годы 20 века. В это время наряду с данными геологической съемки, проводящейся на территории, появляются первые региональные палеогеографические реконструкции, основанные на результатах биостратиграфических исследований донных отложений озер. Надо отметить, что если ранее хроностратиграфия разрезов основывалась преимущественно на данных спорово-пыльцевого анализа, то в это время появляются первые единичные датировки органических остатков, полученные с использованием радиоуглеродного анализа. Большинство исследований сосредоточено на изучении наземных разрезов, гипсометрического и пространственного положения наземных разрезов, береговых форм рельефа — береговых валов, аккумулятивных и абразионных террасс, и торфяников, лежащих на озерных отложениях, либо перекрытых последними. Интерпретацию этих данных осложняет неравномерность послеледникового гляциоизостатического поднятия приводящая к тому, что элементы рельефа, сформированные в одно время на одном гипсометрическом уровне, в настоящем расположены на разных абсолютных отметках. Меньшая часть исследований посвящена изучению отложений озер, существующих в настоящее время. Между тем изучение строения этих отложений может прояснить некоторые дискуссионные вопросы и дополнить имеющиеся на сегодняшний день представления об истории больших бассейнов, существовавших здесь после отступления ледника. Работы С.А. Абрамовой, Г.С. Бискэ, H.H. Верзилина, Е.М. Вишневской, H.H. Давыдовой, О.М. Знаменской, Д.Д. Квасова, Г.И. Клейменовой, Г.Ц. Лака, Д.Б. Малаховского, А. Миеттинена, М. Саарнисто, Д.В. Севастьянова, Д.А. Субетто, И.М. Экмана и многих других внесли большой вклад в реконструкцию палеогеографических условий в поздне- и послеледниковое время на данной территории.

В главе приводится сводка 20-ти озерных разрезов Карельского перешейка и Приладожья, изученных ранее (рисунок 2, таблица 1). Отложения Балтийского ледникового озера, выделенные по характерному строению в виде ленточных глин, встречены в четырнадцати озерах, расположенных на абсолютных отметках преимущественно до 16 метров. Отложения, вскрытые в основании озерных разрезов, расположенных на более высоких отметках имеют минерогенный состав и формировались в большинстве случаев в условиях изолированных водоемов в

позднеледниковое время. Отложения Анцилового озера, выделенные по характерному составу диатомовых комплексов, и представленные, как правило, серыми гомогенными глинами и глинистыми гиттиями встречены в десяти озерных разрезах, расположенных вблизи Финского залива и в северной части Карельского перешейка, вплоть до северного Приладожья. Отложения Иольдиевого моря встречены в одном разрезе в северном Приладожье. Отложения Литоринового моря, представленные глинистыми гиттиями встречены в одном разрезе вблизи побережья Финского залива. Отложения Ладожского озера, представленные гиттиями и глинистыми гиттиями, встречены в одиннадцати разрезах в северной

Рисунок 2 - Местоположение изученных озерных разрезов Карельского перешейка и северного Приладожья (соответствие номеров на схеме названиям озер приводится в

таблице 1)

Во второй главе описываются методические подходы, использованные в работе. Комплексность и достоверность исследования обеспечиваются сочетанием

результатов, полученных различными методами. На территории Карельского перешейка экспедиционные работы были проведены на 11 озерах (с учетом разрезов, расположенных в северном и юго-восточном Приладожье на 18 озерах), расположенных на разных гипсометрических уровнях (рисунок 3). Пробоотбор донных отложений осуществлялся торфяным буром (длина пробоотборной части 1 м, диаметр 5 и 7,5 см), позволяющим вскрывать отложения мощностью до 10-15 м. Керны отбирались весной со льда, летом со специально оборудованной плавучей платформы, иногда с лодки или со сплавины. Пробоотбор осуществлялся по возможности в центральной, наиболее глубоководной части водоемов, после серии пробных бурений, в ходе которых оценивалась общая мощность и базовая стратиграфия донных отложений. Всего было отобрано 180 кернов донных отложений. Литостратиграфическое описание каждого метрового керна производилось на месте, в дальнейшем составлялось сводное описание всего разреза, корреляция между отдельными кернами осуществлялась по характерным литостратиграфическим границам.

Таблица 1 - Список изученных озер Карельского перешейка и северного Приладожья и абсолютные отметки их уровня

Номер Озеро Высота над уровнем моря, м Номер Озеро Высота над уровнем моря, м

Северное и северозападное Приладожье 20 Ламское 14,2

1 Узловое 11,5(11) 21 Ставок <20 (22)

2 Мянтюлампи 12 Западное Приладожье

3 Суури 12,5 22 Комсомольское 16(14)

4 Глухое (Приозерский район) 12-13 23 Оградное 19,4

5 Лауринлампи 15 24 Гусиное 26 (27)

6 Витсалампи 15 25 Щукинское 36 (38)

7 Ревонлампи 18 26 Лемболовское 42,9

8 Тервалампи 21-22 27 Мал. Кирилловское 44,6

9 Пиени-Кууппаланлампи 27 28 Узорное 55

10 Вуоренлампи 47-49 29 Пасторское 76,6

11 Пикал алампи 57-58 30 Мичуринское 94,1

Привуоксинская низменность 31 Медведевское 102,2

12 Вуокса 9 Юго-западное Приладожье

13 Лопата 9,5 32 Волоярви 16

14 Охотничье (Выборгский район) 10? Парголовская возвышенность

15 Раковое 12 33 Нижнее Суздальское 20,5

16 Красное 16,5 Приморская низменность

17 Вишнево кое 16,7 34 Высокинское 10

18 Победное 26,7 35 Глухое (Курортный район) 9

Район современного Балтийско-Ладожского водораздела (Вещево)

19 Макаровское 11,6(12)

оз. Тсрвалампи

Медведевское оз.

26-24-22-20

0.18-о 2 -

о 16-X

02 -I о

о.!4

^ Ч

ей

Я 12-й Н О

а ю

оз. Вуорснлампи ш

6

4 -2 -0 -

. Суздальское оз.

Отрадное оз.

оз. Лауринлампи Волоярви Комсомольское оз. (Св. Сергия)

X

х х

однородная / слоистая гиттия глинистая / опесчаненная гиттия ^^ торфянистая (детритовая) гиттия / торф (сплавина)

пески / алевриты, опесчаненные шины ^^ ленточные / гомогенные глины

Разбор кернов по образцам производился, как правило, в лабораторных условиях, после чего проводились аналитические исследования. Радиоуглеродное датирование обеспечивало хронологическую основу. Данные тефрохронологического (определение прослоев вулканического пепла, известного возраста) и палинологического анализов обеспечивали возрастной контроль. Данные диатомового анализа служили основой для определения таких морфометрических характеристик водоема как глубина и связь/прекращение связи с большими бассейнами. Определение потерь при прокаливании (ППП, %) проводилось для оценки содержания органического вещества в отложениях -параметра, изменения которого, свидетельствуют об условиях осадконакопления и косвенно характеризуют гидродинамические процессы в водоеме, его трофический уровень, а также процессы, происходящие на его водосборе.

В третьей главе приводятся результаты изучения озерных разрезов, полученные впервые. На рисунке 4 представлено 3 характерных разреза озерных отложений в северо-западном, западном и юго-западном Приладожье. Выявлены пространственные закономерности в строении донных отложений (рисунок 5).

1) Трасса палеостока Ладожского озера. Северная низменная часть Карельского перешейка в голоцене неоднократно заливалась водами крупных бассейнов, начиная с Балтийского ледникового озера. После спуска Анцилового озера здесь располагалась система проток, через которые осуществлялся сток из Ладожского озера. Характерной особенностью строения донных отложений озер, расположенных по обе стороны от современного водораздела между Финским заливом и Ладожским озером, является присутствие в основании разреза промытых разнозернистых песков, характеризующих проточные условия. Гиттия, перекрывающая пески и характеризующая изолированное развитие водоема, начала формироваться по данным радиоуглеродного датирования 3000-4000 календарных л.н.

2) Северное Приладожье. Нижняя часть этих разрезов сложена преимущественно глинистыми гиттиями, часто с большим содержанием алевритовой и песчаной фракций, с низким содержанием органического вещества (ППП преимущественно до 10-15%). Такие же отложения характерны для средне- и позднеголоценовых отложений Ладожского озера, что говорит о соединении котловин данных озер с Ладожским озером на определенном временном этапе. Верхняя часть представлена гиттиями, свидетельствующими об изоляции от Ладожского озера и начавшими откладываться не ранее 4000 календарных л.н.

34—

Щукинское оз.

Стадии развития водоема

изолированное озеро

w 16

14

12—1 10 8 6

4 —'

Балтийское ледниковое озеро ? 0'' 2'0 ' 4'0 60 80 100

Потери при прокаливании, %

оз. Волоярви

Узловое оз.

Стадии развития водоема

изолированное озеро

......

мелководное озеро с низким водообменом зарастание макрофитами

яЗШИШЖШ^КРЗДЯОШё^ИЙйа часть крупного" бассейна

Стадии развития водоема эрозионные процессы на водосборе

изолированное озеро

иддЛЯХШяЖЛадожсХ'аго^зХ'ра

залив Ладожского озера

О 20 40 60 80 100 Потери при прокаливании, %

однородная/ слоистая гиттия

глинистая / опесчаненная гиттия

т

О 10 20 30

Потери при прокаливании, %

торфянистая (дегритовая) гиттия / торф (сплавина)

пески / алевриты, опесчаненные глины

ленточные / гомогенные шины

Рисунок 4 - Характерные разрезы озерных отложений Приладожья

3) Юго-западное Приладожье, где между минерогенными осадками в нижней части разреза и гиттиями в верхней части разреза залегают торфянистые гитгии (ППП около 90%), накопление которых началось 6000-7000 календарных

л.н. Такая стратиграфия свидетельствует о наличии в среднем голоцене здесь мелководных условий с процессами зарастания и заболачивания. Переход к накоплению органогенных илов (гиттии), характерных для небольших изолированных озер, произошел около 5600 календарных л.н.

4) Центральная возвышенность и иные возвышенные территории. В основании данных разрезов залегают минерогенные озерные отложения позднеледникового возраста. Верхняя часть сложена гиттиями, образование которых началось 10000-11000 календарных л.н.

| 4000 -

га х

й

I 5000 —

э

1 7000 —

9000 —

у'-

/ч

/5с

V'

X ч/Ч

>8

>*/

< ;

КХ

.-:Ч'" /Ч

Щ ¡ЙоЙ

' /Ч ', ЧА

ч х ч.х

•ЧЧ

ш /ч. - ./у

КаКХ

11 у ш 7. >5 1 о. чХо ЧУ* >оо

Ю N40 Х.У? ЮчлЯ

Э | Х)<? Х/;</ ЧЧ

* э

о с- 1Ч.ЧК.

— ¡1

II и-й1

Рисунок 5 - Генерализованное строение исследованных автором озерных разрезов

В четвертой главе обсуждаются полученные результаты. Одним из важнейших факторов, определяющих характер строения донных отложений, является гипсометрическое положение водоема. В зависимости от него водоем либо:

- развивался изолированно на протяжении всей своей истории с момента образования после дегляциации территории;

- возник после спуска того или иного крупного палеобассейна и в дальнейшем мог вновь соединяться с ним (и впоследствии изолироваться снова) в ходе трансгрессий/регрессий последнего.

Для первого случая характерным примером являются озеро Медведевское (102 м над у.м.) и иные озера Центральной возвышенности, в строении донных отложений которых непрерывно отражены изменения природной обстановки как регионального, так и глобального масштаба, начиная с позднеледникового времени. Во втором случае строение донных отложений в первую очередь отражает такие этапы развития водоема, как изоляция или соединение с более крупным бассейном, соответственно, возможны эрозионные границы, перерывы осадконакопления. Это необходимо учитывать при реконструкции иных палеогеографических событий, так как резкое изменение таких параметров как площадь водоема и водосбора, система циркуляции и т.п. воздействует на все качественные составлющие в отлагающемся осадке. Примером является Узловое озеро (11 м над у.м.), бывшее в среднем голоцене заливом Ладожского озера. Нижняя часть разреза Узлового озера характеризует условия в Ладожском озере и на его водосборе. В позднем голоцене происходит изоляция от Ладожского озера и верхняя часть разреза, соответственно, характеризует условия, складывающиеся в принципиально иных обстановках (только площадь водосбора уменьшается на четыре порядка). Неравномерное гляциоизостатическое поднятие территории Карельского перешейка в поздне- и послеледниковое время привело к тому, что одновозрастные образования в настоящее время находятся на разных гипсометрических уровнях, что делает невозможным указание корректного диапазона абсолютных высот разрезов при характеристике однотипных отложений для всего Карельского перешейка.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационного исследования.

Исследование донных отложений озер Карельского перешейка позволило выявить пространственно-временные особенности их строения и этапы седиментогенеза в позднем неоплейстоцене и голоцене, включающие:

1) этап озерно-ледникового осадконакопления (ленточные глины) в условиях глубоководного олиготрофного приледникового озера (БЛО), фиксируемый в озерах расположенных на отметках до 16 м над у.м. (интервал времени ранее 11600 календарных л.н.);

2) этап озерного минерогенного осадконакопления (глинистые и песчаные алевриты, пески), фиксируемый в озерах, расположенных на высоких отметках (интервал времени ранее 10000 календарных л.н.);

3) этап озерного органогенного осадконакопления (гиттии), фиксируемый в всех озерах (интервал времени с ~ 10000 календарных л.н. по настоящее время — в большинстве озер; с ~ 3000-4000 календарных л.н. по настоящее время - в озерах, расположенных на трассе Гейниокского пролива на отметках до 14 м);

4) этап минерогенного осадконакопления (пески) в озерах, расположенных на трассе Гейниокского пролива (интервал времени ранее 3000-4000 календарных л.н.)

Установлено, что строение донных отложений озер Карельского перешейка и Приладожья имеет характерные особенности в зависимости от их высотного и пространственного положения.

I. Озера, расположенные до 20-30 м над у.м. и входившие на определенных этапах развития в состав больших бассейнов.

С точки зрения реконструкции колебаний уровня Ладожского озера, изученные разрезы сгруппированы следующим образом.

1) Озера, расположенные на современном водоразделе между Балтикой и Ладогой (на трассе бывшего Гейниокского пролива) на абсолютных отметках до 14 м над у.м. Характерной особенностью строения их донных отложений является присутствие в основании разреза хорошо сортированных разнозернистых песков, характеризующих проточные условия. Выше залегают органогенные илы, общей мощностью до 2 м, содержание органического вещества в которых составляет около 20-25%, иногда увеличиваясь в верхней части до 50%. Начало формирования этих илов относится к времени 3000-4000 календарных л.н. Между песками и гиттиями лежит переходный горизонт, представленный серой глинистой гиттией, мощность которого меняется от 1 до 6 см. Стратиграфия разреза, а также наличие в подстилающих озерные илы осадках специфической диатомовой флоры свидетельствует о проникновении ладожских вод на соответствующую территорию в период существования здесь палеостока из Ладожского озера в Балтийское море вплоть до 3000-4000 календарных л.н.

2) Озера, расположенные в северном и северо-западном Приладожье на абсолютных отметках до 18 м над у.м. Верхняя часть данных разрезов имеет, как

правило, двухчленное строение. Нижняя часть сложена глинистыми, реже опесчаненными гитгиями (содержание органического вещества около 10%), откладывавшимися во время существования здесь Ладожского озера. Верхняя часть сложена гиттиями (содержание органического вещества около от 20% и выше), начало отложения которых свидетельствует об изоляции от Ладожского озера. В зависимости от конкретных условий понижение уровня и изоляция могут быть представлены в осадке как отчетливым эрозионным контактом, так и постепенной границей или отдельным литологическим переходным горизонтом, мощностью до нескольких сантиметров. Начало накопления гиттий датируется возрастом 3000-4000 календарных л.н., мощность их может превышать 2 м.

3) Озера, расположенные в южном Приладожье на отметках до 16 м над у.м. В нижней части отмечается чередование песков и опесчаненных глин, на которых лежит мощный (до 2 м) горизонт торфянистой гитгии (содержание органического вещества около 90%), перекрытый органогенными илами (содержание органического вещества около 70%), мощностью до 1 м. Начало формирования торфянистой гиттии происходит 6000-6600 календарных л.н., после чего в отложениях не отмечается эрозионных следов. В отложениях отсутствуют лито- и биостратиграфические свидетельства проникновения в котловину вод Ладожского озера.

II. Озера, расположенные выше 20-30 м над у.м. и развивавшиеся автономно, начиная со времени образования.

4) Озера, расположенные на Центральной возвышенности. Строение их отложений свидетельствует об автономном развитии данных озер, начиная со времени образование в позднеледниковое время. Данная территория не заливалась водами больших бассейнов. Нижняя часть разреза представлена минерогенной толщей (алевритами, песками, глинами), максимальная вскрытая мощность которой превысила 2 м и формирование которой закончилось не позднее 10000 календарных л.н. Выше залегает гиттия, мощность которой определяется локальными особенностями каждого конкретного водоема и его, как правило, небольшого водосбора и составляет от 1,5 до 5,5 м. Содержание органического вещества в среднем от 20 до 50%, в некоторых разрезах достигает 80%.

Установлено, что смена характера осадконакопления от минерогенного к органогенному в озерах северной части Карельского перешейка, примыкающих к современному Балтийско-Ладожском водоразделу и расположенных на отметках до 14 м над у.м. произошла около 3000-4000 кал. л.н. Отложение сортированных песков в основании озерных разрезов, сменившихся озерными гитгиями не раньше 4000-3000 календарных л.н., расчетные гидрологические параметры палеостока,

показывающие их соизмеримость с современными гидрологическими параметрами для р. Невы, а также присутствие в минерогенных осадках характерных видов диатомовых свидетельствует в пользу существования на этой территории соединения между пра-Балтийскими бассейнами и Ладожским озером (Субетто и др., 2007, Субетто и др., 2009). В это же время произошла изоляция малых озер северо-западного Приладожья, расположенных на близких абсолютных отметках.

Выявлено принципиальное различие в строении осадков малых озер Приладожья, испытывавших влияние Ладожской трансгрессии. В отложениях озер северного Приладожья, ныне расположенных на отметках до 15 м, четко фиксируется смена условий осадконакопления, вызванная изоляцией этих озер от Ладожского озера, и выраженная как в смене литологического состава, так и состава диатомовых комплексов. В отложениях озер южного Приладожья Ладожская трансгрессия не оставила четких литологических границ, то есть, возможно, уровень Ладоги не поднимался до соответствующих высот и влияние трансгрессии выражалось в подъеме уровня грунтовых вод, ухудшении водообмена, и, соответственно, установлении условий в водоемах, благоприятных для развития водной растительности, что приводило к формированию грубодетритовых гиттий.

Список основных работ, опубликованных автором по теме диссертации Статьи в журналах из списка ВАК

1. Dolukhanov, Р.М. Holocene oscillations of the Baltic Sea and Lake Ladoga

levels and early human movements / P.M. Dolukhanov, D.A. Subetto, Kh.A. Arslanov, N.N. Davydova, G.I. Zaitseva, D.D. Kuznetsov, A.V. Ludikova, T.V. Sapelko, L.A. Savelieva // Quaternary International. - 2010. - Volume 220. - С. 102-111.

2. Александровский, А.Л. Новые данные относительно трансгрессии Ладожского озера, образования реки Невы и земледельческого освоения Северо-запада России / А.Л. Александровский, Х.А. Арсланов, Н.Н. Давыдова, П.М. Долуханов, Г.И. Зайцева, А.Н. Кирпичников, Д.Д. Кузнецов, М. Лавенто, А.В. Лудикова, Е.Н. Носов, Л.А. Савельева, Т.В. Сапелко, Д.А. Субетто // Доклады Академии наук. - 2009. - Т. 424. - № 5. - С. 682-687.

3. Субетто, Д.А. Расчеты палеостока по Балтийско-Ладожскому соединению в северной части Карельского перешейка / Д.А. Субетто, О.Б. Аверичкин, Д.Д. Кузнецов // Известия РГО. - 2009. - Вып. 5. - С. 37-51.

4. Dolukhanov, Р.М. The Baltic Sea and Ladoga Lake transgressions and early human migrations in North-western Russia / P.M. Dolukhanov, D.A. Subetto,

Kh.A. Arslanov, N.N. Davydova, G.I. Zaitseva, E.N. Djinoridze, D.D. Kuznetsov, A.V. Ludikova, T.V. Sapelko, L.A. Savelieva // Quaternary International. - 2009. -Vol. 203.-C. 33-51.

5. Dolukhanov, P.M. Evolution of waterways and early human settlements in the eastern Baltic area: radiocarbon-based chronology / P.M. Dolukhanov, A.M. Shukurov, Kh.A. Arslanov, D.A. Subetto, G.I. Zaitseva, E.I. Djinoridze, D.D. Kuznetsov, A.V. Ludikova, T.V. Sapelko, L.A. Savelieva // Radiocarbon. - 2007. - Vol. 49. - N 2. -C. 527-542.

6. Кузнецов, Д.Д. Тефрохронология и ее применение в палеолимнологии / Д.Д. Кузнецов, Д.А. Субетто // Известия РГО. - 2004. - Т. 134. - Вып. 5. - С. 79-82.

7. Субетто, Д.А. Климат Северо-запада России на рубеже плейстоцена и голоцена / Д.А. Субетто, H.H. Давыдова, Т.В. Сапелко, Б. Вольфарт, С. Вастегорд, Д.Д. Кузнецов // Известия РАН. - 2003. - Сер. Географическая. - №5. - С. 80-91.

Статьи в сборниках

8. Сапелко, Т.В. Антропогенные и природные факторы развития Ладожского озера в позднем голоцене по данным комплексного анализа донных отложений / Т.В. Сапелко, Н.В. Игнатьева, Д.Д. Кузнецов // Сохраним природное и культурное наследие Ладожского озера: Сб. научных трудов. - СПб., 2011. - С. 170-181.

9. Сапелко, Т.В. Реконструкция среды обитания человека на территории Карельского перешейка (по материалам исследования многослойного поселения Озерное-3) / Т.В. Сапелко, A.B. Лудикова, М.А. Кулькова, Д.Д. Кузнецов, Д.В. Герасимов, Д.А. Субетто // Хронология, периодизация и кросс-культурные связи в каменном веке. Замятнинский сборник. — Отв. ред. Г.А. Хлопачев. — СПб: Наука, 2008.-Вып. 1.-С. 118-144.

10. Субетто, Д.А. Палеолимнология оз. Медведевского / Д.А. Субетто, Н.Н.Давыдова, Т.В. Сапелко, Д.Д.Кузнецов // Теоретические и прикладные проблемы современной лимнологии. - Минск, 2003. - С. 136-143.

Статьи в материалах конференций

11. Кузнецов, Д.Д. Голоценовые отложения малых озер Приладожья и реконструкция трансгрессивно-регрессивной деятельности Ладожского озера / Д.Д. Кузнецов, Д.А. Субетто, A.B. Лудикова, Т.В. Сапелко // Квартер во всем его

многообразии. Фундаментальные проблемы, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: Материалы VII Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. - Апатиты, 2011. — С. 305-306.

12. Kuznetsov, D.D. Small lakes sediments: what can they tell us about Lake Ladoga level changes? / D.D. Kuznetsov, D.A. Subetto, A.V. Ludikova, T.V. Sapelko // Late Pleistocene Glacigenic Deposits from the Central Part of the Scandinavian Ice Sheet to Younger Dryas End Moraine Zone (PERIBALTIC2011): Abstracts. - Rovaniemi, 2011.-P. 143.

13.Субетто, Д. А. Особенности озерного осадконакопления в озёрах гляциальной и внегляциальной зон России / Д.А. Субетто, Т.В. Сапелко,

A.В. Лудикова, Д.Д. Кузнецов // Материалы ежегодной Всероссийской научно-методической конференции (9-10 апреля 2009 г., Санкт-Петербург). — Отв. ред.

B.П.Соломин, Д.А. Субетто, Н.В. Ловелиус. - СПб.: Астерион, 2009. - Т.1. -

C. 154-161.

14. Кузнецов, Д.Д. О Балтийско-Ладожском соединении в северной части Карельского перешейка в голоцене / Д.Д. Кузнецов, О.Б. Аверичкин, Д.А. Субетто // География и смежные науки. LXI Герценовские чтения: Материалы межвузовской конф. — СПб.: Теса, 2008. — С.65-71.

15. Субетто, Д.А. История Ладожского озера и его соединения с Балтикой / Д.А. Субетто, О.Б. Аверичкин, Д.Д. Кузнецов, А.В. Лудикова, Т.В. Сапелко И Современные проблемы ландшафтоведения и геоэкологии: Материалы IV Междунар. науч. конф., поев. 100-летию со дня рождения проф. В.А. Дементьева (1908-1974). - Минск, 2008. - С. 156-157.

16. Subetto, D. Paleoenvironment history and human adaptation during the last 10,000 years in the Lake Ladoga area / D. Subetto, Kh. Arslanov, P. Dolukhanov, D. Gerasimov, D. Kuznetsov, S. Lisitsyn, A. Ludikova, T. Sapelko, M. Yushkova, G. Zaitseva // Man and environment in boreal forest zone: past, present and future: International Conference. - Central Forest State Natural Biosphere Reserve, Russia, 2008.-P. 92-95.

17. Кузнецов, Д.Д. Новые данные по Балтийско-Ладожскому соединению в позднем голоцене по палеолимнологическим данным / Д.Д. Кузнецов, Д.А. Субетто, Т.В. Сапелко, А.В. Лудикова // Геология морей и океанов:

Материалы XVII Междунар. науч. конф. (Школы) по морской геологии. -TL- М., 2007. - С. 230-232.

18.Субетто, Д.А. История формирования стока из Ладожского озера: новые палеолимнологические данные / Д.А. Субетто, Т.В. Сапелко, Д.Д. Кузнецов, A.B. Лудикова, П.М. Долуханов, Г.И. Зайцева // Радиоуглерод в археологических и палеоклиматических исследованиях: Материалы конф. к 50-летию радиоуглеродной лаборатории Института истории материальной культуры РАН. -СПб., 2007.-С. 381-403.

19. Субетто, Д.А. История формирования стока из Ладожского озера и расселение человека на Карельском перешейке / Д.А. Субетто, Д.Д. Кузнецов, Т.В. Сапелко, П.М. Долуханов, Г.И. Зайцева // Геология, геоэкология и эволюционная география. 6. - СПб., 2006. - С. 150-156.

20. Subetto, D.A. Evolution of the Ladoga-Baltic connection and Early human migration in the Holocene. / D.A. Subetto, P.M. Dolukhanov, Kh.A. Arslanov, D.D. Kuznetsov, A.V. Ludikova, T.V. Sapelko, G.I. Zaitseva // Ecosystem changes and their ecological and socioeconomic impacts: European Large Lakes Symposium. - Tartu, Estonia, 2006.-C. 27.

21. Кузнецов, Д.Д. Тефрохронология — новый инструмент для корреляции и датирования донных отложений / Д.Д. Кузнецов // Экологическое состояние континентальных водоемов северных территорий: Труды Междунар. конф. - СПб.: Наука, 2005. - С. 143-147.

Подписано в печать 20.02.2014г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ № 3398.

Отпечатано в ООО «Издательство "ЛЕМА''» 199004, Россия, Санкт-Петербург, 1-я линия В.О., д.28 тел.: 323-30-50, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izd_lema@mail.ru http://www.lemaprint.ru

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Кузнецов, Денис Дмитриевич, Санкт-Петербург

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт озероведения Российской академии наук

На правах рукописи

04201456853

Кузнецов Денис Дмитриевич

Трансформация палеобассейнов на территории Карельского перешейка в позднем неоплейстоцене и голоцене (по данным изучения донных отложений озер)

Специальность 25.00.36 - геоэкология (науки о Земле)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель: Субетто Дмитрий Александрович, доктор географических наук, профессор

Санкт-Петербург 2014

Оглавление

Введение...........................................................................................3

Глава 1. Палеолимнологическая изученность Карельского перешейка.......12

1.1 Географическое положение Карельского перешейка.......................................12

1.2 История палеолимнологических исследований.......................................14

1.3 Строение донных отложений озер Карельского перешейка по данным

предыдущих исследований......................................................................23

Глава 2. Материалы и методы исследований...........................................52

2.1 Полевые исследования........................................................................52

2.2 Лабораторные исследования...............................................................57

Глава 3. Строение донных отложений озер Карельского перешейка.............61

3.1 Донные отложения озер, расположенных вдоль палеостока Ладожского

озера.................................................................................................61

3.2. Донные отложения озер Приладожья.....................................................71

3.3 Донные отложения озер Центральной возвышенности и к югу от нее...........96

Глава 4. Эволюция озер и гидрографической сети Карельского перешейка в голоцене...........................................................................................105

4.1 История Балтийского моря...............................................................105

4.2 Основные этапы озерного осадконакопления........................................107

4.3 Закономерности строения донных отложений изученных озер Карельского

перешейка........................................................................................114

Заключение......................................................................................125

Список литературы...........................................................................129

Введение

На сегодняшний день особую актуальность приобретают вопросы изменения природно-климатических обстановок. Причем не существует единства мнений о причинах этих изменений. Соотношение природных и антропогенных составляющих в процессах, вызывающих наблюдаемый с середины 20 века положительный тренд среднегодовых температур, является одним из наиболее дискуссионных вопросов. Также существующие прогнозы расходятся не только в количественных оценках, но и в самом направлении климатических изменений. Поэтому особенно важной представляется необходимость ясного представления о развитии природно-климатических обстановок в прошлом. На протяжении только последних 12000 лет на территория Северо-запада России существовали как более теплые, так и более холодные условия, по сравнению с наблюдаемыми с конца 19 века - времени начала инструментальных метеорологических наблюдений. В более широких пределах изменялся режим увлажнения, менялся уровень Мирового океана. Таким образом, точная оценка масштаба и направленности изменений природно-климатических условий, происходивших на протяжении геологической истории, а особенно, в четвертичный период, является важной информационной составляющей для любых исследований, направленных на прогнозирование и моделирование сценариев развития климата в будущем. Одним из важнейших источников данных, используемых для палеогеографических реконструкций, являются донные отложения озер, комплексное послойное изучение которых позволяет выявить как локальные, так и региональные природно-климатические изменения.

Изучение озерных отложений для решения палеогеографических задач началось в первой половине 20 века (напр. Перфильев, 1927, Дзенс-Литовский, 1936). Эти задачи, в зависимости от получаемой информации, можно сгруппировать по нескольким направлениям, среди которых реконструкция и датирование 1) палеоклиматических условий окружающей территории, в первую очередь температуры и увлажненности. 2) природных событий, вызванных

эндогенными процессами, таких как вулканизм и тектонические движения. 3) антропогенных процессов, происходивших как непосредственно в водоеме и на его водосборе, таких, например, как антропогенное эвтрофирование, сведение лесов, распашка территории, так и в планетарном масштабе, как например выброс в атмосферу радиоактивных изотопов. 4) палеогидрографических условий окружающей территории, таких например, как положение и динамика береговых линий более крупных пресноводных или морских бассейнов, направление и характер стока и т.п.

Во многих случаях интерпретация полученных данных зависит от размера водоема, донные отложения которого исследовались. Чем крупнее водоем и его водосборная территория, тем более сглаженной является получаемая информация, соответственно с уменьшением размера водоема, в его донных отложениях фиксируются более локальные природно-климатические (и даже микроклиматические) колебания. Иногда возникает обратная ситуация, как например, с отложением вулканического пепла, который на значительном отдалении от источника выброса проще идентифицируется именно в небольших по площади озерах с малым водосбором, тогда как в крупных бассейнах концентрация частиц пепла снижается в силу большого распределения по площади и определить его наличие в отложениях гораздо сложнее.

Одной из актуальных палеогеографических задач является оценка колебаний уровня крупных внутренних водоемов, вызываемых широким набором климатических, геологических а, в настоящее время, и антропогенных факторов. Изменения уровня озер в свою очередь вызывают перестройку гидрографической сети в региональном масштабе и тем самым сами начинают оказывать влияние на всю природную обстановку территории (современным примером такого рода событий является ситуация с изменением уровня Аральского моря).

Проблемой любого исследования является оценка достоверности полученных результатов, а точнее интерпретации последних. В этой связи, в любом исследовании желательно иметь несколько независимых друг от друга источников данных. Традиционно для реконструкции уровня больших бассейнов

и состояния гидрографической сети в прошлом используются геологические и геоморфологические методы (напр. Марков, 1951). В то же время изучение донных отложений современных озер позволяет получить дополнительную независимую информацию о положении береговых линий водоемов, направлении стока и т.п. вопросов и таким образом подтвердить или опровергнуть представления, сложившиеся на основе использования вышеупомянутых методов.

На примере исследований озерных отложений Карельского перешейка показано их значение в решении такого вопроса как определение пространственных и временных границ Ладожской трансгрессии. Для данного исследования был выбран ряд озер, расположенных на Карельском перешейке и сопредельных территориях, находящихся на разных высотных отметках. Территория Карельского перешейка выбрана по причине его ключевого положения между Финским заливом Балтийского моря и Ладожским озером -крупнейшими водными объектами на Северо-западе России, оказывавшими влияние на все послеледниковое развитие данного региона, и в истории развития которых в период после последнего оледенения, несмотря на более чем столетний -период изучения, остается много вопросов. Донные отложения озер, являясь детальным архивом палеогеографической информации, могут дать точную картину происходивших на данной территории природно-климатических изменений. Около 10 лет автором в составе группы палеолимнологии ИНОЗ РАН выполняются комплексные палеолимнологические исследования на ряде водоемов Карельского перешейка, с привлечением новых методов и точной хронологической привязкой, что позволило получить новые данные по развитию данной территории в голоцене и уточнить имеющиеся представления об истории Ладожского озера.

Актуальность темы исследования. Одним из важнейших источников данных, используемых для палеогеографических реконструкций, являются донные отложения озер, комплексное послойное изучение которых позволяет выявить как локальные, так и региональные природно-климатические изменения, происходившие в самом бассейне, на его водосборе и окружающей территории.

Одной из актуальных палеогеографических и геоэкологических проблем является оценка колебаний уровня крупных внутренних водоемов, вызываемых широким набором климатических, геологических и, в последнее время, антропогенных факторов. Изменения уровня озер в свою очередь вызывают перестройку гидрографической сети в региональном масштабе, оказывая тем самым влияние на всю природную обстановку территории, а также на систему расселения и характер хозяйственной деятельности человека. Территория Карельского перешейка выбрана для исследования по причине его ключевого географического положения между Балтийским морем и Ладожским озером - двумя водными объектами, в истории развития которых в послеледниковое время остается ряд нерешенных или дискуссионных вопросов, несмотря на более чем столетний период изучения. Кроме того, интенсивное социально-экономическое развитие региона требует разработки научных подходов к решению геоэкологических „ проблем и проблем рационального природопользования.

Степень разработанности темы исследования. Изучение отложений озер, расположенных на разных гипсометрических уровнях (далее каскадных) широко применяется в палеогеографических исследованиях по изучению изменений береговых линий моря. Изоляция озер от морского бассейна, либо , присоединение к последнему находит отражение в изменении как литологического состава донных отложений, так и в смене микрофаунистического и микрофлористического состава. Радиометрическое датирование переходных горизонтов из серии каскадных озер позволяет выявить хронологию перемещения береговой линии моря. Необходимым методическим условием должно являться относительно близкое расположение изучаемых озер друг к другу, что позволяет исключить влияние региональных изостатических факторов. На территории России такого рода исследования получили широкое распространение только в последние годы. Например, работы по реконструкции динамики древних береговых линий морей - Балтийского (Sandgren et al., 2004, Miettinen et al., 2007), Баренцева (Córner et al., 2001), Белого (Колька и др., 2012., Романенко, Шилова, 2012), а также авторские исследования, посвященные

изоляции озер Соловецкого архипелага (Субетто и др., 2012, Kuznetsov et al., 2010). Данный подход к реконструкции изменений уровня больших бассейнов имеет следующие преимущества. 1) однозначно фиксируемая смена биологических сообществ в донных отложениях свидетельствующая о смене гидрологических условий. 2) на современном уровне развития техник датирования возраст данного перехода от морских к пресноводным условиям (или наоборот) легко определяется. 3) не требуется масштабных по протяженности полевых изысканий. Традиционные геоморфологические методы изучения береговых форм рельефа, таких как террасы, береговые валы и т.п. имеют ограничения, связанные с не всегда ясной выраженностью в современном рельефе из-за последующего разрушения в ходе длительной регрессивно-трансгрессивной деятельности моря и прочих эрозионных процессов. Кроме того незначительные флуктуации уровня могут и не сформировать данного рода образования вовсе. Проблему представляет определение возраста формирования той или иной береговой формы рельефа из-за недостатка пригодного для датирования материала. Таким образом, изучение отложений каскадных озер позволяет е альтернативным способом реконструировать хронологию изменений уровня моря, что является важным достоинством данного подхода, т.к. достоверной может считаться только хронология, основанная на нескольких, независимых друг от друга методиках. Такой подход вполне применим и для реконструкции перемещения береговой линии крупных озер, испытавших на протяжении своей геологической истории значительные изменения уровня, таких, например, как Ладожское озеро. Для территории Приладожья этот подход применялся Saarnisto and Gronlund (1996), Miettinen et al. (2002), Лудикова и др. (2005), а также автором (Субетто и др., 2007, Кузнецов и др., 2011). Изучение донных отложений озер Карельского перешейка с точки зрения реконструкции истории озер начались с 60-х гг. XX века. Однако в то время палеолимнологические реконструкции были ограничены несовершенством многих используемых методов, в первую очередь, методов датирования. При этом основное внимание уделялось палеоклиматическим вопросам. Большинство же реконструкций пределов

распространения палеоводоемов было основано на геологических и геоморфологических данных. Между тем, именно палеолимнологический подход является независимым источником информации для реконструкции пространственной и временной динамики палеоводоемов, дополняющим и контролирующим результаты геоморфологических исследований.

Цели и задачи исследования. Цель исследования - реконструкция этапов развития палеобассейнов Карельского перешейка и Приладожья в позднем неоплейстоцене и голоцене по данным комплексного изучения строения донных отложений озер. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи: 1) обобщение существующих опубликованных данных по строению донных отложений озер региона в контексте исследования; 2) аналитическое и инструментальное изучение строения и состава донных отложений озер региона, расположенных на разных абсолютных отметках; 3) выявление этапов и особенностей развития озер региона в позднем неоплейстоцене и голоцене.

Научная новизна. Впервые: 1) составлена новая сводка разрезов донных ^ отложений озер Карельского перешейка, включающая как объекты, изученные предшествующими исследователями, так и автором лично; 2) выполнена. реконструкция этапов развития палеобассейнов и гидросети Карельского перешейка в позднем неоплейстоцене и голоцене на основе анализа донных отложений озер, расположенных на разных абсолютных отметках, с использованием современных лито-, био- и хроностратиграфических методов, включая радиоуглеродное датирование с использованием масспектрометрии и тефрохронологию; 3) выполнено литостратиграфическое изучение донных отложений озер Приладожья, позволившее уточнить пространственные и высотные пределы распространения ладожской трансгрессии.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в том, что раскрыты этапы эволюции палеобассейнов Карельского перешейка в течение последнего ледниково-межледникового цикла, определившие характер освоения человеком

данной территории. Представленная сводка изученных разрезов донных отложений может быть использована в качестве основы для создания интерактивной справочной базы данных, призванной способствовать более эффективному поиску информации при дальнейших палеогеографических и геоэкологических исследованиях. Результаты исследования уточняют существующие представления об истории развития существовавших на территории Карельского перешейка палеоводоемов и предоставляют основу для более широких региональных палеогеографических реконструкций, которые, в числе прочего, позволяют решать задачи, связанные с выявлением особенностей расселения и хозяйственной деятельности человека на рассматриваемой территории в голоцене. Полученные в результате исследования данные используются автором при подготовке учебных курсов и проведении лекционных и практических занятий на факультете географии (кафедра физической географии и природопользования) Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена.

Методология и методы исследования. Исследование основывалось на j принципах комплексного палеолимнологического подхода (Handbook of Holocene..., 1986, Tracking Environmental..., 2001, Birks, Birks, 2006).

Комплексность и достоверность исследования обеспечиваются сочетанием результатов, полученных различными методами. На территории Карельского перешейка экспедиционные работы были проведены на 11 озерах (с учетом разрезов, расположенных в северном и юго-восточном Приладожье на 18 озерах), расположенных на разных гипсометрических уровнях. Проботбор донных отложений осуществлялся торфяным буром (длина пробоотборной части 1 м, диаметр 5 и 7,5 см), позволяющим вскрывать отложения мощностью до 10-15 м. Керны отбирались весной со льда, летом со специально оборудованной плавучей платформы, иногда с лодки или со сплавины. Пробоотбор осущес