Строение и история развития литосферы
Шрифт:
Проведенное исследование доказало, что на формирование гранулометрического состава донных осадков, особенно на склоне хребта, заметно влияют придонные течения, которые вымывают часть пелитового материала.
Вероятно, можно согласиться с традиционной точкой зрения, что для подводных хребтов пелагиали Северного Ледовитого океана основным механизмом поставки терригенных песчаных фракций является таяние айсбергов. Отметим только, что в Охотском море, где в четвертичных осадках также присутствует песчаный и даже галечный материал ледового разноса, основным механизмом поставки его в осадки является таяние морского льда, т. к. айсберги и в настоящее время, и на протяжении большей части четвертичной истории здесь просто не существовали (Левитан и др., 20072). Мы не можем также полностью исключить присутствие алевритового материала в айсбергах, хотя, по-видимому, роль песчаного вещества в айсбергах была выше, чем алевритового.
Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (начало)
Таблица 2.
Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)
Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)
Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)
Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (продолжение)
Таблица 2. Химический состав донных осадков хребта Ломоносова: % (окончание)
Как уже отмечалось в литературе (O’Regan et al., 2008), граница между контрастными ледниково-межледниковыми отложениями, обусловленными климатическими изменениями, и более однородной толщей марино-гляциальных осадков в приполярном регионе проходит в основании ИКС 6, т. е. примерно на уровне 190 тыс. лет по шкале (Martinson et al., 1987). Для этой нижележащей толщи предполагается подледная седиментация без участия айсбергов, связанных с обширными континентально-шельфовыми ледовыми щитами (Spielhagen et al., 2004; O’Regan et al., 2008). От себя добавим, что наши литологические и геохимические данные о распределении биогенных карбонатов по колонкам свидетельствуют о существовании многочисленных разводий (пространств морской воды, не покрытой льдом) во время накопления полярной толщи. При аккумуляции ломоносовской толщи чередовались условия усиленной поставки айсбергового материала и условия его ослабленного поступления.
Отметим, что в Охотском море нами выявлена сходная картина изменения контрастности климатического режима, однако граница двух выделенных режимов, аналогичных региону хребта Ломоносова, проходит на уровне 415 тыс. лет, в основании отложений ИКС 11 (Левитан и др., 20072). Возможно, свою роль здесь могли сыграть регионально-геологические причины (Левитан и др., 20072). Более вероятным, однако, представляется диахронное развитие климатических изменений, с логичным омоложением событий в занятой обширной акваторией зоне вокруг северного полюса Земли (Van Vliet-Lanoё et al., 2007). Скорее всего, эта проблема нуждается в дальнейшем обсуждении.
Эта проблема уже отражена в статье Р. Шпильхагена с соавторами (Spielhagen et al., 2004). Тем не менее, в контексте проблематики настоящей работы имеет смысл кратко перечислить основные результаты вышеупомянутой статьи. Основные периоды формирования айсбергов в бассейне Северного Ледовитого океана авторы связывают с образованием и историей развития Баренцево-Карского ледового щита, охватывавшего как шельфы, так и прилегающие части Евразии. Они относятся к ИКС 6 (от 190 до 130 тыс. лет), подстадии ИКС 5b (примерно с 90 до 80 тыс. лет), границе между ИКС 5 и ИКС 4 (около 75 тыс. лет), переходу от ИКС 4 к ИКС 3 (65–50 тыс. лет). В то же время, как нам представляется, следует иметь в виду возможные поступления айсбергов в Центральную Арктику за счет других источников: Лаврентийского и Иннуитского ледовых щитов, а также возможных небольших ледовых куполов в районе моря Лаптевых.
Периоды усиления притока пресных вод (за счет речного стока, таяния ледовых щитов и
Полученные геохимические данные однозначно указывают на мезозойские складчатые пояса как главный источник осадочного материала для изученного региона хребта Ломоносова. В Северной Евразии, прилегающей к Северному Ледовитому океану, такого рода структуры развиты только на северо-востоке: это Верхояно-Колымская покровно-складчатая система и структуры Чукотки (Хаин, 2001). Приведенные нами материалы по тяжелым минералам хребта Ломоносова после сравнения с аналогичными данными по поверхностным осадкам моря Лаптевых (Behrends, 1999; Behrends et al., 1999), современным донным осадкам Лены, плейстоценовым моренам Верхоянских гор и четвертичным лессам из этого же района (Popp et al., 2007) позволили однозначно считать именно Верхояно-Колымскую систему (с небольшим дополнением плато Путоран, дренируемым р. Хатангой, впадающей в море Лаптевых) главной питающей провинцией для осадков хребта Ломоносова. В теплые эпохи, соответствующие нечетным ЛХСГ ломоносовской толщи и полярной толще, основными агентами транспортировки осадочного материала служили реки (прежде всего, Лена и ее притоки), а также морские течения в различных горизонтах водной толщи и (в минимальной степени) морской лед, переносимый Полярной ветвью Трансполярного дрейфа.
В холодные эпохи, соответствующие нечетным ЛХСГ ломоносовской толщи, наряду с перечисленными агентами транспортировки заметно возрастала роль айсбергов, поскольку указанные различия в химическом составе четных и нечетных ЛХСГ, как представляется, обусловлены изменениями в агентах транспортировки осадочного материала, а не сменой питающей провинции. На большое значение айсбергов в поставке осадочного вещества в район хребта Ломоносова уже указывалось ранее, например, в (Spielhagen et al., 2004; O’Regan et al., 2008; Талденкова и др., 2009). Однако во всех этих работах речь шла о ведущей роли в образовании айсбергов Баренцево-Карского ледового щита. Наши геохимические данные опровергают это предположение. Поэтому в качестве источника айсбергов следует рассмотреть три варианта в применении к рассматриваемому региону: 1) шельфово-континентальный ледовый щит в районе моря Лаптевых и прилегающей суши; 2) относительно небольшие по площади ледовые купола в том же районе; 3) выводные ледники Верхоянских гор. Первый вариант уже опровергнут в ходе работ по международному проекту QUEEN (Svendsen et al., 2004). Второй вариант представляется возможным, за исключением сплошного купола на Новосибирских островах, т. к. на Большом Ляховском острове, например, за последние 200 тыс. лет его не было (Andreev et al., 2004, 2008). Эфемерные ледниковые купола могли существовать во время оледенений на осушенном шельфе моря Лаптевых, на поверхности едомы. История их развития должна быть тесно связанной, в частности, с историей атмосферной циркуляции, вариациями температуры и влажности воздуха, колебаниями уровня моря. Третий вариант нуждается в дополнительных исследованиях, т. к. стратиграфия плейстоценовых горных морен Верхоянских гор сейчас пересматривается в сторону удревнения горизонтов ледниковых отложений и окончательная шкала еще не выработана (Popp et al., 2007). Тем не менее, существование здесь выводных ледников в некоторые эпохи предполагается рядом исследователей.
В целом Баренцево-Карский ледовый щит если и играл какую-то роль, то явно подчиненную по сравнению с более восточными районами. Однако для лаптевоморского окончания хребта именно этот щит, возможно, имел наиболее важное значение в качестве источника айсбергового материала (Талденкова и др., 2009), хотя думается, что этот вывод нуждается в существенно более надежном обосновании.
Сравнение отношения Si/Al для трех исследованных колонок (см. рис. 6) показало, что состав айсбергового материала в одни и те же периоды времени отличался для приполярного района и района расположения кол. PS70/358. Наряду с большей мощностью синхронных горизонтов на лаптевоморском окончании хребта это обстоятельство свидетельствует о существовании субпараллельных поверхностных течений, переносящих осадочный материал из различных питающих провинций в различных средах (морской воде, морском льду, айсбергах). При этом более близкие к материку течения, естественно, сильнее нагружены осадочным веществом, отражая циркумконтинентальную зональность осадконакопления в Северном Ледовитом океане. В близко расположенной к Гренландии колонке GreenICE core 11, напротив, обнаружены минимальные мощности и скорости седиментации, что объясняется осадконакоплением в специфических подледных условиях и дефицитом сноса терригенного материала с суши, закрытой в позднем плейстоцене почти неподвижным ледовым щитом (Левитан и др., 20071).