1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о Земле
  4. T. 490, № 2, 2020

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 490, № 2, стр. 61-64

НОВЫЕ AMS-ДАТИРОВКИ МИКРОВКЛЮЧЕНИЙ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОВТОРНО-ЖИЛЬНЫХ ЛЬДАХ НИЖНЕГО ЯРУСА БАТАГАЙСКОЙ ЕДОМЫ, ЯКУТИЯ

Ю. К. Васильчук 1, *, Дж. Ю. Васильчук 1, Н. А. Буданцева 1, А. К. Васильчук 1

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Москва, Россия

* E-mail: vasilch_geo@mail.ru

Поступила в редакцию 21.11.2019
После доработки 29.11.2019
Принята к публикации 29.11.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Выполнено датирование микровключений органического материала в восьми образцах из нижнего яруса мощных плейстоценовых сингенетических повторно-жильных льдов, вскрывающихся в обнажении Батагайской едомы, расположенной на севере Якутии, в верховьях р. Яны (координаты: 67.58° с.ш., 134.77° в.д.), с помощью ускорительной масс-спектрометрии (AMS). Датированные фрагменты жил формировались в диапазоне от 38 120 до 45 570 радиоуглеродных лет назад (или от 42.1 до 49 тыс. калибр. лет). По изотопным данным рассчитана среднеянварская температура воздуха позднего плейстоцена от 42 до 49 тыс. калибр. лет назад для Батагайского разреза и для ряда опорных разрезов на северо-западе Якутии. Показано, что наиболее низкая среднеянварская температура воздуха (в этот период была в районе Батагайки (–51°С)), тогда как в районах, которые располагаются на 500–600 км севернее, она была выше на 5–7°С. Это объясняется существованием в позднем плейстоцене – от 42 до 49 тыс. калибр. лет назад зимой – Якутского антициклона, он был так же выражен, как и в настоящее время.

Ключевые слова: сингенетический, повторно-жильные льды, ускорительная масс-спектрометрия (AMS), микровключения, радиоуглерод, поздний плейстоцен, Батагай

Основная задача данной работы – датирование микровключений органического материала, представленного органической пылью: осевшими почвенными и биогенными аэрозолями, органическими пылевидными частицами – пыльцой и спорами, полициклическими ароматическими углеводородами и др., из мощных плейстоценовых сингенетических повторно-жильных льдов, вскрывающихся в нижней части обнажения Батагайской едомы с помощью ускорительной масс-спектрометрии (AMS) для решения проблемы установления времени начала накопления едомной толщи.

Батагайский разрез (67.58° с.ш., 134.77° в.д.) позднеплейстоценовой едомной толщи, расположенный в Верхоянском улусе, в 10 км от пос. Батагай (рис. 1) является самым высоким обнажением сингенетических повторно-жильных льдов на Земле.

Рис. 1.

Местоположение Батагайской едомной толщи (1) и едомных толщ (2), формировавшихся на севере Якутии синхронно ледяным жилам нижнего яруса (табл. 2).

Радиоуглеродные определения возраста микровключений органического вещества изо льда жил с применением AMS выполнены в лаборатории радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии Института географии РАН (Москва) и Центра изотопных исследований Университета Джорджии (США), табл. 1.

Таблица 1.

Результаты радиоуглеродного датирования образцов органического материала из ледяных жил Батагайской едомы в ЦКП “Лаборатория радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии” Института географии РАН и Центра изотопных исследований Университета Джорджии (США)

Полевой номер Глубина, м (абс. выс., м) Лабораторный номер 14C, лет назад (1σ) Калибров. лет назад (cal BP) δ18О, ‰ δ2H, ‰
Жила № 5
18-B-VV/30 12.55 (270.45) IGANAMS-6575 41 970 ± 350 44 992–45 640 –34.42 –276.4
18-B-VV/15 14.8 (268.2) IGANAMS-6574 46 785 ± 470 >49 998 –34.32 –255.5
18-B-VV/1 17.0 (266.0) IGANAMS-6573 45 235 ± 370 48 122–49 186 –33.82 –256.0
Жила № 6
18-B-VV/195 16.4 (317.6) IGANAMS-6580 38 120 ± 250 42 116–42 491 –35.01 –274.6
18-B-VV/215 27.4 (306.6) IGANAMS-6581 >55 000** >55 000 –34.26 –262.7
Жила № 7
18-B-VV/80 2.4 (237.6) IGANAMS-6577 48 940 ± 580** 50 890–47 373 –33.21 –260.1
18-B-VV/111 7.0 (233.0) IGANAMS-6578 43 520 ± 320 46 241–47 043 –33.98 –254.1
18-B-VV/150 12.8 (227.2) IGANAMS-6579 45 570 ± 630 >47 019 –34.51 –258.6

Примечание. * – калибровка радиоуглеродных датировок выполнена с использованием программ OxCal 4.3.2 и калибровочной кривой IntCal13, Cal 7.1 [2, 3]. ** – курсивом выделены датировки переотложенной органики.

Ранее нам удалось непротиворечиво датировать ледяные жилы верхнего яруса (залегающие на абс. выс. 315–320 м) в Батагайской едомной толще периодом от 27.1 до 33.8 тыс. калибр. лет назад [1].

В данной работе мы представляем результаты датирования двух нижних ярусов ледяных жил Батагайской едомы, залегающих: средний в интервале 260–290 м и нижний от 225 до 260 м абс. высоты (рис. 2).

Рис. 2.

Фрагменты Батагайской едомной толщи с мощными позднеплейстоценовыми сингенетическими повторно-жильными льдами нижнего яруса, из которых был выполнен отбор образцов для AMS 14С-определений: а – ПЖЛ № 5, б – нижний фрагмент ПЖЛ № 7. Белыми кружками показано положение точки отбора, цифрами полевой номер и 14С-датировки.

Жила № 5 высотой около 16 м (но вскрыты только нижние 8 м льда), шириной около 1.5 м, располагается в интервале высот от 266 до 282 м (но верхние около 8 м перекрыты осыпью). Из микро- и мезовключений органического вещества во льду этой жилы получены 3 радиоуглеродные датировки в интервале 266–270.45 м от 45–46.7 до 41.9 тыс. лет (или от 48.1 до 44.9 к тыс. калибр. лет).

Жила № 6 высотой около 28 м, шириной более 1.5 м, располагается в интервале высот от 305 до 333.65 м. Из микро- и мезовключений органического материала во льду нижнего фрагмента этой жилы получены две радиоуглеродные датировки в интервале 306.6–317.6 м от более чем 55 до 38.1 тыс. лет (или до 42.1 тыс. калибр. лет). Запредельная датировка скорее всего получена по органическому веществу, переотложенному из более древних отложений; такое переотложение и высокая степень сохранности заметно более старого органического материала являются обычным явлением для синкриогенного осадконакопления и формирования едомных толщ [4].

Жила № 7 двухъярусная, высотой более 13 м, шириной около 2 м, располагается в интервале высот от 226 до 239 м. Из микро- и мезовключений органической пыли во льду этой жилы получены три радиоуглеродные датировки в интервале 227.2–237.6 м от 48.9 до 43.5 тыс. лет (или до 46.2 тыс. калибр. лет). Датировка 48.9 тыс. лет, по всей вероятности, получена по переотложенному дисперсному органическому веществу.

В распределении радиоуглеродных датировок в трех датированных жилах выявлена вполне закономерная тенденция уменьшения возраста снизу–вверх; особенно явно это видно по распределению датировок в жиле № 5 и в нижних 5 м жилы № 7. Вместе с тем отмечены и аномалии в датировании микровключений органического вещества из жилы № 7 – это более древняя дата – 48.9 тыс. лет – зафиксированная в верхней части жилы, а в жиле № 6 нижняя датировка – более 50 тыс. лет. Но следует признать датирование указанных трех жил вполне удовлетворительным и позволяющим говорить о достаточно достоверном определении начала формирования едомы в толще Батагайского разреза.

Обобщая все полученные из ледяных жил новые радиоуглеродные AMS-датировки, можно с большой долей вероятности заключить, что обследованные авторами мощные плейстоценовые сингенетические повторно-жильные льды, вскрывающиеся в нижней части обнажения Батагайской едомы, формировались 38–47 тыс. лет назад, или примерно 42–49 тыс. калибр. лет назад.

Возраст многолетнемерзлых Батагайских отложений оценивается пока очень противоречиво. В работе Дж. Мёртона с соавторами [5] корешки in situ с глубины 18.5 м датированы 36 300 ± 700 лет (Poz-75782), а древесина с глубины 46–47 м 49 320 ± 3150 лет (МАГ-2047). Дж. Мёртон подчеркивает, что возраст 36.3 тыс. радиоуглеродных лет назад, полученный ими в Батагайке, – это единственная дата, которую можно с уверенностью считать конечной. При этом он полагает, что нижние слои могут быть датированы и 71–130 тыс. лет назад, и 191–243 тыс. лет назад [5].

К. Ашастина [6] на основании анализа полученных OSL датировок (142.8; 160.9 тыс. лет и древнее) предположила, что обнажение имеет возраст, по крайней мере, середины плейстоцена. Но возраст едомных отложений К. Ашастина [6] оценивает от 51 до 12 тыс. лет назад. Т. Опель с соавторами [7] выполнили радиоуглеродное датирование вмещающих жилы отложений в разрезе 2, расположенном поблизости от датированной авторами жилы № 5 и получили две запредельные и две конечные датировки: на глубине 11 м 38 348 ± ± 236 лет и на глубине 20.3 м 47 550 ± 677 лет [7].

Это подтверждает формирование едомной толщи в нижней части Батагайского разреза 38–47 тыс. лет назад, или примерно 42–49 тыс. калибр. лет назад.

По формуле [8] авторами рассчитана среднеянварская температура воздуха позднего плейстоцена от 42 до 49 тыс. калибр. лет назад на северо-западе Якутии для ряда опорных разрезов, расположенных на 300–500 км к северу от Батагайской едомы (табл. 2). Наиболее низкая среднеянварская температура воздуха в этот период была в районе Батагайки (–51°С), тогда как в районах, расположенных на 300–500 км севернее, она была выше на 5–7°С. Это объясняется существованием Якутского антициклона зимой – от 42 до 49 тыс. калибр. лет назад, он был так же выражен, как и в настоящее время.

Таблица 2.

Среднеянварские (tя) палеотемпературы на северо-западе Якутии, 42–47 калибр. тыс. лет назад, реконструированные по изотопно-кислородному составу (δ18Oпжл) повторно-жильных льдов

Пункт, координаты и источник δ18Oпжл, ‰ tя°
42–47 калибр. тыс. лет назад Современные 42–47 калибр. тыс. лет назад Современные
Батагай, 67.58° с.ш., 134.77° в.д. –34 –30 –51 –45
Ойгосский Яр, 72,7 с.ш., 143°30′ [9] –29.5 –24.4 –44 –30.4
Мамонтова Хаята, 71°61′ с.ш., 129°28′ в.д. [10] –30.2 –23 –45 –31
о. Курунгнах 72°20′ с.ш., 126°18′ в.д. [11] –31.8 –24.6 –48 –34.3
Кулар 70°38′ с.ш., 131°53′ в.д. [12] –31 –25 –46 –36

Список литературы

  1. Vasil’chuk Yu.K., Vasil’chuk J.Yu. // Doklady Earth Sciences. 2019. V. 489. Part 1. P. 1318–1321. https://doi.org/10.1134/S1028334X19110096

  2. Stuiver M., Reimer P.J., Reimer R. Radiocarbon calibration program Calib 7.1. 2019. http://calib.org 26 янв. 2019

  3. Reimer P.J., Bard E., Bayliss A., et al. // Radiocarbon 2013. V. 55(4). https://doi.org/10.2458/azu_js_rc.55.16947

  4. Vasil’chuk Yu.K., Vasil’chuk A.C. // Geo Res J. 2017. V. 13. P. 83–95. https://doi.org/10.1016/j.grj.2017.02.004

  5. Murton Ju.B., Edwards M.E., Lozhkin A.V., et al. // Quaternary Research. 2017. V. 87. P. 314–330. https://doi.org/10.1017/qua.2016.15

  6. Ashastina K., Schirrmeister L., Fuchs M., Kienast F. // Climate of the Past. 2017. V. 13. P. 795–818. DOI.org/10.5194/cp-13-795-2017.

  7. Opel T., Murton J.B., Wetterich S., et al. // Climate of the Past. 2019. V. 15. P. 1443–1461. https://doi.org/10.5194/cp-15-1443-2019

  8. Vasil'chuk Yu.K. // Water Resources. 1991. V. 17. № 6. P. 640–647.

  9. Opel T., Wetterich S., Meyer H., et al. // Climate of the Past. 2017. V. 13. P. 587–611. https://doi.org/10.5194/cp-13-587-2017

  10. Meyer H., Dereviagin A.Yu., Siegert C., Hubberten H.-W. // Polarforschung. 2002. B.70. S. 37–51.

  11. Wetterich S., Kuzmina S., Andreev A.A., et al. // Quaternary Science Reviews. 2008. V. 27. Iss. 15–16. P. 1523–1540. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2008.04.007

  12. Васильчук Ю.К. // Доклады АН СССР. 1990. Т. 310. № 1. С. 154–157.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал