ДИНАМИКА КЛИМАТА И
РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ
Региональные реконструкции палеоклимата и растительности
четвертичного периода базируются на спорово-пыльцевых данных, литологии и
строению опорных разрезов. Для реконструкций в пределах позднего плейстоцена
в последнее время проводится систематическое бурение илистых озерных осадков,
которые часто содержат органический материал для возрастной привязки
горизонтов к региональным и местным климато-стратиграфическим шкалам.
Наиболее детально исследована вторая половина позднего плейстоцена - диапазон
(до 45 тыс.л.), в пределах которого широко применяется датирование по
радиоуглероду С14. В пределах побережья Тауйской губы наиболее
представительным эталоном позднеплейстоцен-голоценовых отложений может
рассматриваться разрез в песчаном карьере долины р. Танон (правый приток р.
Ола), детально изученный А.В.Ложкиным и О.Ю.Глушковой (Андерсон и др,
1997; 1998; 2000). Разрез привязан 10 радиоуглеродными датировками и
характеризует палеогеографические условия района последних 35-45 тыс. л.
(рис. 18). Вскрываемые здесь карьером осадки Ольской впадины
являются достаточно типичными для Тауйско-Кавинской системы неотектонических
депрессий. В северной части разреза на протяжении до 800 м обнажена толща
позднеплейстоценовых озерно-аллювиальных песков, залегающих на плиоценовых
(?) конгломератах (Позднечетвертичные..., 2002). В слое песка на глубине 8 м от поверхности в ходе
карьерных работ были обнаружены два бивня мамонта, по одному из которых
получена радиоуглеродная датировка 21,6 тыс.л. (ГИН-6309).
Позднеплейстоценовые пески имеют субгоризонтальную или слабонаклонную
(фациальную) слоистость и включают многочисленные рассеяные по слойкам
фрагменты корней травянистых растений и тонкую углефицированную органику.
Встречаются псевдоморфозы по повторно-жильным льдам, достигающие в ширину до 2 м. Мощность плейстоценовой
части разреза составляет 10-12
м.
Рис. 18. Соотношение основных растительных таксонов в
спектрах осадков обнажения на р. Танон По данным А.В.Ложкина и О.Ю.Глушковой
(Позднечетвертичные..., 2002)
Позднеплейстоценовые пески перекрыты прерывистыми линзами
слоистых глинисто-песчаных голоценовых осадков, включающих погребенные
почвенные и торфяные горизонты. Нередко наблюдаются стволы и ветви деревьев,
кустарники, травяный опад, разорванные горизонты вулканического пепла.
Современная растительность ландшафта здесь представлена лиственничным лесом,
влажными прибрежноохотскими лесотундровыми и интразональными долинными
лугово-кустарниковыми растительными группировками. Мощность голоценовых
осадков варьирует от 30 до 270
см.
По соотношению концентрации основных таксонов внутри спектра
ясно выделяются три пыльцевые зоны. В нижней зоне (ТА1) доминирует пыльца
кедрового стланика (13-33%), берез (7-14%), ольхи (3-8%), злаковых (6-20%),
осок (8-12%), полыни (6-30%), гвоздичных (3-30%) и постоянно присутствует до
4% пыльцы лиственницы, несмотря на ее похую сохраняемость в осадках по
сравнению с другими таксонами. Зона ТА2 содержит пыльцу злаковых (до 37%),
осоковых (до 23%) , полыней (до 30%), много Плаунка сибирского (до 55%). В
зоне ТА3 представлены высокие содержания пыльцы кустарников - березы
(36-65%), кедрового стланика (8-38%), ольхи (10-27%) и стабильные
концентрации пыльцы лиственницы. Споры сфагновых мхов (40-290%) наиболее
многочисленны среди споровых растений.
По интерпретаци А.В.Ложкина и О.Ю.Глушковой
(Позднечетвертичные..., 2002) нижняя пыльцевая зона (ТА1) относится к
каргинскому (последнему позднеплейстоценовому) межледниковью. Растительный
покров того времени здесь представлял лиственничную лесотундру, сменявшуюся в
ландшафтных поясах на высококустарниковую тундру с кедровым стлаником,
кустарниковыми березами, ивами и ольховником. Предполагается, что в то время
кедровостланиковые ассоциации образоваывали сосновый пояс вдоль склонов гор,
окружавших Ольскую впадину. Верхняя граница лесного пояса располагалась на
более низких, по отношению к современным, гипсометрических отметках, и
зональная высокоствольная древесная растительность была привязана к равнинным
прибрежным территориям. Присутствие в спектрах Плаунка сибирского
предполагает наличие нарушенных земель и несплошного растительного покрова.
Предполагается, что климатические условия того времени были холоднее
современных, но более умеренные по сравнению с последующей сартанской
ледниковой эпохой.
Зона ТА2 датируется сартанским интервалом. Растительность той
эпохи представляла собой доминирующую травянистую тундру (злаково-моховую и
тассок) со стелющимися формами ивы и ее небольшими зарослями вдоль ручьев.
Верхняя зона ТА1 характеризует послеледниковье (голоцен) и свидетельствует о
распространении здесь лиственничных лесов, вероятно, включавших
высокоствольную березу. Кедровый стланик представлен в растительном покрове
как в подлеске, так и в самостоятельных ассоциациях на склонах. Состав
растительности зоны и климат весьма близок к современному.
В качестве климатостратиграфического эталона (страторипа) конца
позднего плейстоцена континентальной части Приохотского района рассмотрим
разрез донных осадков большого Эликчанского озера (оз. Гранд) включающий
отложения каргинского и сартанского времени, а также голоценовый интервал.
Изучение этого разреза проведено П.М.Андерсон и А.В.Ложкиным
(Позднечетвертичные..., 2002). Озеро расположено в 180 км к северу от г.
Магадана на Охотско-Колымском междуречье в неотектонической впадине и дает
начало р. Майманджа (Яма). Конфигурация берегов озера обусловлена
субширотными тектоническими уступами. Его форма изометрична, длина достигает 3,9 км, а ширина 1,3 км. В строении южного
и северного берегов озера активное участие принимают селевые и
проллювиально-селевые щебнисто-глыбовые отложения, сформировавшие
предсклоновый шлейф из слившихся аккумулятивных конусов. Отдельные
конусообразные генерации прослеживаются под водой в прибрежной части
северного берега. Проллювиальные и селевые щебнистые отложения выше и ниже по
долине образовали серию плотин и более мелких подпрудных озер. Активные
селевые процессы наблюдаются здесь в настоящее время и периодически разрушают
участок грунтовой дороги, ведущей в долину р. Майманджи. По данным
О.Ю.Глушковой в позднем плейстоцене территория вокруг озера не
покрывалась ледниками.
Батиметрическое обследование дна озера показало, что его
дно весьма неровное, и, очевидно, также как и берега в нижней части сложено
грубообломочными склоновыми осадками, перекрытыми сверху
позднеплейстоценовыми озерными преимущественно супесчано-суглинистыми
отложениями, мощность которых сильно варьирует. В основании разреза вскрыт
песчано-гравийный горизонт. В ходе бурения со льда в центральной части озера
с 9-метровой глубины был поднят керн длиной 9,5 м
(Позднечетвертичные..., 2002). Спорово-пыльцевая колонка привязана
шестнадцатью радиоуглеродными датировками, максимальные из которых указывают
на запредельный для метода возраст (>40 тыс. л.н.). На глубине 213 см обнаружены прослои
вулканитеского пепла (эликчанская тефра) датированные в 7650±50 л.н. (Андерсон и др.,
1998).
По интерпретации П.М.Андесон и А.В.Ложкина пыльцевая
диаграмма осадков озера (рис. 19) представляет наиболее полную летопись
изменений растительности Охотско-Колымского водораздела в позднем плейстоцене
(Позднечетвертичные..., 2002). В нижней зоне (EL1), соответствующей
зырянскому ледниковому интервалу, доминирует пыльца злаков (до 48%), осоковых
(до 35%) и споры Плаунка сибирского (до 70%). В небольших количествах
присутствует пыльца ив (<5%), полыней (<10%) верескоцветных (<5%).
На протяжении всей зоны EL2, соответствующей каргинскому межледниковью, в
значительном количестве (>20%) присутствует пыльца гаплоидных сосен
(кедровый стланик), которые в зоне EL1 не встречается. На отдельных
интервалах содержание кедрового стланика падает ниже 20%, при этом возрастает
содержание злаков (до 27%), осоковых (до 35%) и полыней (до 20%). Для этой
зоны отмечаются единичные зерна лиственницы и высокие концентрации пыльцы
березы и ольхи, достигающие на отдельных интервалах до 50 и 65%
соответственно. В зоне EL3, отвечающей сартанскому похолоданию, резко
уменьшается суммарное количество древесных и кустарниковых таксонов (<5%),
при этом возрастает роль полыней (до 20%), злаков (до 62%), осоковых (до 35%)
и Плаунка сибирского (до 30%). В зоне EL4, соответствующей началу голоцена,
резко возрастает содержание пыльцы берез (до 58%), а в конце зоны и ольхи (до
77%). Количество трав и кустарничков по сравнению с предыдущей зоной резко
сокращается. Граница зоны EL5 проводится по резкому увеличению пыльцы
кедрового стланика (45-65%) до современного уровня, при этом
отмечается постоянное небольшое количество зерен лиственницы и снижение по
отношению к предыдущей зоне концентраций березы (<20%) и ольхи (<30%).
Полученные П.М.Андерсон и А.В.Ложкиным палинологические данные,
а также палеогеографические схемы распространения позднеплейстоценовых
ледников (см. рис. 7) и исследованные разрезы соответствующих ледниковых и
водно-ледниковых осадков позволяют реконструировать следующий ход
палеогеографических событий в пределах современного бассейна Тауйской губы с
начала зырянского похолодания, проявившегося около 74 тыс. л.н.
(Позднечетвертичные..., 2002). Это похолодание привело к значительному
снижению местной снеговой границы до отметок 450-600 м, в результате чего
значительные участки горного расчлененного рельефа оказались в пределах
хиносферы и подверглись оледенению. Поверхность снеговой границы имела
существенный наклон с севера на юг, снижаясь от Охотско-Колымского
водораздела в сторону Охотского моря. В начале зырянского похолодания климат
был несколько мягче, чем в его поздние фазы. В ходе снижения уровня
океана до отметок ниже -100
м береговая линия существенно отодвинулась к югу.
Уменьшение глубин способствовало большей изоляции охотоморского бассейна,
формированию замкнутых внутренних течений, снижению среднегодовых температур
морской воды. Большую часть года поверхность Охотского моря была покрыта
льдом, вероятно, что с отдельных участков суши (п-ов Кони) в акваторию
сползали ледники, которые раскалывались и превращались в мелкие айсберги,
тороссы и способствовали общему увеличению ледовитости бассейна. Уменьшение
испаряемости с морской акватории на протяжении зырянской эпохи сопровождалось
возрастанием континентальности климата в регионе, что, в конечном итоге,
привело к формированию устойчивого холодного антициклона над Охотским морем.
На участках резкорасчлененного рельефа слившиеся долинные ледники образовали
оледенение сетчатого типа, а в бортах некоторых впадин - ледники подножий.
Нижние участки долины крупных рек, берущих начало на Охотско-Колымском
водоразделе, (Яна, Армань, Ола) оказались в зоне абляции ледников. Вне
зоны влияния ледников на протяжении всего позднего плейстоцена оставалась
лишь долина р. Тауй, расположенная в широкой и протяженной субширотно
ориентированной неотектонической впадине.
Рис.
19. Соотношение основных растительных таксонов в спектрах осадков большого
Эликчанского озера (оз. Гранд) (Позднечетвертичные..., 2002)
Поступательное иссушение климата привело к формированию на
свободных от ледников пространствах (в основном днища впадин) растительности
типа обедненных степей и ксерофитных злаково-осоковых тундр и незадернованных
участков. В интразональных комплексах на бровках террас растительный
покров образовывали сообщества с Плаунком сибирским, кустарничковыми ивами,
лишайниками и мхами, змееголовником, чабрецом и др. По данным А.В.Ложкина и
П.М.Андерсон (Позднечетвертичные..., 2002) спорово-пыльцевые спектры
зырянской эпохи отличаются значительным разнообразием второстепенных травянистых
таксонов, например, сложноцветных, маревых, гвоздичных, лютиковых, что
отражает широкий спектр условий местообитания - от влажных и нивальных до
сухих и каменистых. Такой спорово-пыльцевой комплекс в сочетании с
палеонтологическими данными позволил некоторым исследователям использовать
термин мамонтово-степной биом. Полагают, что он продуцирован растительностью
с преобладанием травянисто-ивовой и тундрово-степной компоненты
(Позднечетвертичные..., 2002).
В пределах этого биома в районе низменной осушенной части
Тауйской губы и особенно в бассейне Палеотауя на более увлажненных участках
могли сохраняться фрагменты кустарниковых ерниково-ольховниковых тундр, а на
таликах - лесотундр с елью и лиственницей. Кедровый стланик во флоре региона
тогда отсутсвовал. Растительный покров в нижнем и среднем течении Палеотауя,
возможно, имел некоторые общие черты с современной растительностью хребта
Брукс.
Около 65 тыс л.н. началось потепление и таяние зырянских
ледников, климат стал более умеренным и влажным. В растительном покрове
распространились березово-ольховниковые ассоциации, мохово-осоковые тундры, в
долинах рек луковые и пойменные кустарниковые комплексы, площадь ксерофитных
сообществ значительно сократилась. В начале каргинского потепления
значительные незадернованные пространства осваивались пионерной травянистой
растительностью и кустарниковыми березками. В ходе сукцессионных смен и
развития почвенного покрова сформировались зональные комлексы лиственничной
лесотундры и долинных лиственничников с кедровым стлаником. Последний как
новый берингийский вид проник на Северо-Восток в начале каргинского
потепления и благодаря мощной экологической толерантности быстро внедрялся в
разные типы растительного покрова, вытесняя мене конкурентоспособные
древесные и кустарниковые эдификаторы. Так к концу каргинской эпохи в
растительном покрове региона возникли новые устойчивые зональные комбинации,
эдификаторами в которых в разном соотношении являлись кедровый стланик и
лиственница, кедровый стланик и кустарниковая ольха, кедровый стланик и
гипоарктические кустарнички, а в предгольцовой зоне на склонах гор обособился
самостоятельный сосновый пояс, состоящий преимущественно из кедрового
стланика. На протяжении каргинского межледниковья продолжавшегося примерно до
28 тыс.л.н. происходили существенные колебания температур и влажности, в
целом считается, что климат был сходен с современным или несколько более
умеренным.
На основании спорово-пыльцевых спектров позднеплейстоценовых
осадков П.М.Андерсон и А.В.Ложкин внутри каргинского потепления
выделили три относительно теплых интервала, разделенных двумя холодными.
Пыльцевые стратотипы первых трех отчетливо выражены и охарактеризованы из
осадков большого Эликчанского озера. Первый теплый интервал,
проявившийся 60-44 тыс.л.н. авторами предложено называть «Эликчан-4».
Следующий за ним холодный киргилляхский интервал, имевший место 44-40
тыс.л.н., также отчетливо выражен в спорово-пыльцевых спектрах того же
озера. Малохетский теплый интервал или среднекаргинское потепление проявился 40-34
тыс.л.н. Конощельский холодный интервал имел место 34-31 тыс.л.н. Наконец,
позднекаргинсий теплый интервал 31-27,4 тыс.л.н. недостаточно ясно выражен в
разрезах озерных осадков Северного Приохотья (Позднечетвертичные..., 2002).
Сартанское похолодание, начавшееся около 28 тыс.л.н., привело к
изменению умеренных климатических условий позднекаргинского времени к
очередному иссушению и похолоданию, которое вновь вызвало распространение
сухих травянистых тундр и степей на больших участках не занятой ледниками
суши. В интразональных комплексах на склонах и бровках террас
распространялись кустарничковые тундры с большим значением Плаунка
сибирского, кустарничковых берез, мхов и лишайников. В поймах рек
развивались тундрово-луговые и луговые ассоциации. В изолированной горной
котловине долины Палеотауя в составе интразональных ландшафтных комплексов
могли сохраняться местообитания с более умеренными климатическими условиями,
в которых в виде изолированных островков сохранялись сообщества
лиственнично-кедровостланикового редкостойного леса, ерниковые и
ольховниковые комбинации. Такие условия в настоящее время наблюдаются,
например, на некоторых участках арктического пояса в Анадырской низменности,
где мохово-пушицевые тундры являются зональным типом растительности, но
кедровый стланик проникает далеко внутрь пояса (до 60-80 км) по долинам рек в
составе интразональных комплексов и существует в виде сообществ из угнетенных
стелющихся форм на южных склонах террас и оврагов. Подобные местообитания,
вероятно, существовали во время сартанского похолодания в пределах бассейна
Тауйской губы и представляли собой определенные рефугиумы, в которых
значительная часть местной флоры пережила последний ледниковый
максимум. Косвенными признаками является постоянное присутствие в
спорово-пыльцевых спектрах осадков перигляциальной зоны сартанской эпохи
небольшого количества пыльцы кедрового стланика (до 8-10%), изредка зерен
лиственницы и других таксонов.
Сартанское оледенение носило каровый и горно-долинный характер и
не распространялось за пределы высокогорий. Снеговая граница имела больший
наклон от суши к морю, вследствие близости открытой акватории. Так, высоты
днищ сартанских каров опускаются от 900-1000 м на
Охотско-Колымском водоразделе до 500-600 м в горах п-ва Кони. Представляется, что
на протяжении сартанского времени ледники в регионе имели более влажный
морской тип. На это указывает несоответствие центров зарождения зырянских и
сартанских ледников. Географическое размещение и масштабы последних
определяются не только высотно-широтной зональностью, но и близостью к
морскому побережью. Этот факт позволяет полагать, что в центральной части
Охотского моря на протяжении сартанской эпохи имела место циклоническая
деятельность.
Около 12,5 тыс.л.н. климат начал постепенно теплеть и
становиться более влажным, ледники начали таять. В начале голоцена на
протяжении первых 4-5 тыс. лет уровень моря поднимался со средней скоростью
0,5 см/год, что естественно не вызавало никаких резких изменений в прибрежных
ландшафтах, но в конечном итоге привело к формированию в бассейне Тауйской
губы умеренного морского климата, повлекшего за собой соответствующие
изменения в структуре растительного покрова. На протяжении голоцена
выделяется несколько климатических интервалов, отличающихся по основным
климатическим показателям - среднегодовой температуре и увлажненности. В
переходный интервал от 12,5 до во время таяния ледников растительный покров
представлял собой ерниковую тундру, сменившейся березково-ольховниковой.
Примерно 8 тыс.л.н. повсеместно распространяется кедровый стланик, который
вместе с лиственницей становится одним из доминантов в зональных сообществах.
Многочисленные голоценовые палинологические спектры свидетельствуют о том,
что на территории Северного Приохотья голоценовый термический оптимум или
бореальный интервал по шкале Блитта-Сернанда практически не выражен в
изменении состава растительности, в то время как он отчетливо
идентифицируется в спектрах осадков континентальных районов бассейна
Колымы и Индигирки. Это объясняется значительным сглаживанием глобальных
тепрературных колебаний в зоне влияния Охотского циклона. К середине
голоцена около 6,5 тыс. л.н. уровень моря уже был близок к современному, а
береговая зона Тауйской губы приняла наблюдаемые в настоящее время ее очертания.
На протяжении голоцена по спорово-пыльцевым спектрам выделяется
два похолодания - около 7,5-7,9 тыс.л.н. и 4,5 тыс.л.н.
(Позднечетвертичные..., 2002). Анализ геоморфологических и
палеогеографических позволил установить, что в конце атлантического интервала
около 4,5 тыс. л.н. произошло кратковременное глобальное похолодание,
ознаменовавшее начало неогляциальной эпохи голоцена. С ним связано зарождение
небольших каровых ледничков и формирование каменных глетчеров в
перигляциальной зоне горных районов бассейна Тауйской губы. Мелкие
климатические осцилляции установлены 2,5, 2, и 1 тыс. л.н. (Галанин, 2002).
Незначительные похолодания отмечены в XII-XIII и XVIII-XIX вв., на
территории Северного Приохотья с ними связано распространение предгольцовых
курумных образований на склонах, активизация процессов оползания и
солифлюкции. В структуре зональных типов растительного покрова региона эти
изменения практически не отразились.
|