ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЛОБАЛЬНЫХ И РЕГИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
КЛИМАТА И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В ПОЗДНЕМ КАЙНОЗОЕ СИБИРИ

Координаторы: акад. Деревянко А. П., акад. Ваганов Е. А., член-корр. РАН Грачев М. А.

Исполнители: ИАЭТ, ЛИН, ИГ, ИГФ, ИЛ, ТФ ИЛ, ИВЭП, ГИН, ИПА, ИЯФ, ИНХ, ИВМ, ИЗК, ИМЗ, ИКЗ, ИМБТ, СИФИБР, ИБПК, БИП, ИГХ СО РАН

Для крупных районов региона дендрохронологами и дендроэкологами получены количественные реконструкции изменений температуры и увлажнения за последние 300—2000 лет, показывающие как пределы естественных колебаний основных климатических переменных, так и наличие сверхвековых (160—170 лет) и внутривековых (45—50, 30—33, 22 и 11 лет) циклов (рис. 1).

Рис. 1. Сопоставление длительных древесно-кольцевых хронологий, полученных по Таймыру и Индигирке (1); хронология, полученная по древесно-кольцевым сериям из Северной Америки, Европы и Азии (2).

Fig. 1. Corelation of the long chronological tree-ring curves: a curve generated on the data from the Taimyr Peninsular and the Indigirka River (1); a curve generated on the tree-ring data from North America, Europe and Asia (2).

По разрезам стоянок Алтая археологами установлены природно-климатические изменения в среднем и верхнем плейстоцене (рис. 2). В среднем плейстоцене определяются четыре фазы палеообстановок от условий теплого и умеренно влажного климата до холодного и влажного. В верхнем плейстоцене в казанцевское время определены параметры теплого и относительно сухого климата, в ермаковское время выделены прохладная влажная, холодная сухая и холодная влажная фазы и две фазы переходного характера, каргинская эпоха отмечена смягчением климатической обстановки, сартанское время — ухудшением и перестройкой структуры биоценозов по современному типу. Стабильность биологических ресурсов, возможно, объясняет характер плавной эволюции культуры палеолита человека, изначально занесенной на Алтай из районов Восточного Средиземноморья и Центральной Азии.

Рис. 2. Хроностратиграфия палеолита Алтая.

Fig. 2. Chronostratigraphic sequence of the Altai Paleolithic.

Лимнологами получена запись биогенных и абиогенных элементов индикаторов изменения климата на оз. Байкал, доказывающая астрономический орбитальный форсинг изменений (рис. 3). Показано, что, в отличие от океана, на континенте отклик на изменения эксцентриситета (100-тысячелетнего цикла) сравним с откликами, обусловленными прецессией и наклонением оси (23, 41 тыс. лет). Это означает, что небольшим изменениям объема глобальных ледовых щитов в океанских записях на континенте соответствуют глубокие оледенения. На тысячелетней шкале обнаружены резкие потепления во время последнего ледникового периода (18—80 тыс. лет), которые соответствуют событиям Дансгаарда—Оешгера, обнаруженным в Гренландии.

Рис. 3. Спектры профилей распределения сигналов теплых (сплошные линии) и холодных (пунктирные) климатов в осадках Байкала последних 780 тыс. лет. Видны периоды орбитального форсинга (числа над пиками - тыс. лет).

Fig. 3. Specters of profiles showing distribution of signals reflecting warm and cold climates obtained for the sediments of Lake Baikal for the last 780 ka. Diagram shows periods of orbital forcing (figures over the peaks mean ages in thousand years).

По данным геотермических исследований установлено, что в максимум сартанского похолодания средняя поверхностная температура в северных районах Сибири была на 10—13 ° С ниже современной, а криолитозона — мощнее на 120—160 м. Реконструкция средней поверхностной температуры в оптимум голоцена, которая на 0,6 ° С выше современной, свидетельствует о быстром переходе от холодной сартанской эпохи к теплому голоцену. Интерпретация термограмм позволила сделать вывод о повсеместном потеплении климата за последние 500 лет в среднем на 1 ° С, причем наибольшее увеличение (на 0,5—0,6 ° С) произошло в XX в. (рис. 4).

Рис. 4. Реконструкция изменений средней температуры приземного слоя воздуха в прошедшее тысячелетие.
1 - вариации среднегодовой температуры (до 1902 г. - оценки, полученные при анализе колонок льда, озерных и других осадочных пород, годовых колец деревьев, характера роста коралловых рифов и др. (геотермические данные не учитывались), в период 1902-1998 гг. - по измерениям на метеостанциях); 2 - осредненные вариации температуры воздуха (окно осреднения 40 лет); 3 - линейный тренд за 1000-1900 гг. Ось 0 °С - среднее за период 1902-1998 гг.

Fig. 4. Reconstruction of changes in the mean temperatures in the air stratum closest to the ground during the past millennium.
1 - variations in the mean annual temperatures: prior to the year 1902 - estimations based on the analyses of ice columns, lacustrine and other sedimentation rocks, tree-rings, features reflecting coral reefs growth, etc. (geothermal data are not included); from 1902 till 1998 - meteo-station records; 2 - smoothed data on the air tem-peratures (averaging time is 40 years); 3 - linear trend for the period from the year 1000 untill 1900. Axis 0 °С shows the average for the period 1902-1998.

Геологическими исследованиями установлено значительное похолодание климата к началу четвертичного времени. Количество основных эпох почвообразования и лессонакопления в Западной Сибири совпадает с количеством главных пиков и минимумов байкальской записи. В течение большинства теплых эпох, отражающих 100000-летний орбитальный цикл плейстоцена, субаэральное осадконакопление контролировалось 20000-летним орбитальным циклом. Для последнего оледенения выявлены резкие изменения температуры и увлажненности тысячелетней шкалы с чередованием фаз сильного холода со среднегодовыми температурами до –(12—20) °С и экстрааридными условиями и фаз умеренного холода с температурами до –3 °С и более влажным климатом. Различия в температуре интервалов сильного и умеренного холода составляли от 9 до 17 °С. Отклонение среднегодовой температуры во время интервалов сильного холода от современных значений составляло 13—21 °С (рис. 5).

Рис. 5. Изменение температуры и годовой суммы осадков в сартанское время по данным из отложений оз. Аксор.

Fig. 5. Reconstruction in the temperature and annual precipi-tation change in the Sartan time from deposits of lake Aksor.

Список основных публикаций

  1. Основные закономерности глобальных и региональных изменений климата и природной среды в позднем кайнозое Сибири. Вып. 1. Новосибирск: Изд-во ИАЭТ СО РАН, 2002. 408 с.

  2. Балобаев В. Т., Шепелев В. В. Космопланетарные климатические циклы и их роль в развитии биосферы Земли// Докл. РАН. 2001. т. 379, № 2. с. 1—5.

  3. Гольдберг Е. Л., Федорин М. А., Грачев М. А., Золотарев К. В., Хлыстов О. М. Геохимические индикаторы изменений палеоклимата в осадках озера Байкал// Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 1—2. с. 78—86.

  4. Дучков А. Д., Поллак Г. Н. Вековые тренды изменения климата в историческое время по термограммам скважин// Криосфера Земли. 2002. т. VI, № 1. с. 81—89.

  5. Наурзбаев М. М., Сидорова О. В., Ваганов Е. А. История климата позднего голоцена на востоке Таймыра по данным сверхдлительной древесно-кольцевой хронологии// Археология, этнография и антропология Евразии. Новосибирск, 2001. Вып. 3(7). с. 17—25.

  6. Briffa K. R., Osborn T. J., Schweingruber F. H., Harris I. C., Jones P. D., Shiyatov S. G., Vaganov E. A. Tree-ring width and density data around the Northern Hemisphere: Part 1., local and regional climate signals// Holocene (ADVANCE-10K Special Issue). 2002. V. 12(6). P. 737—757.

  7. Derevianko A. P., Markin S. V., Shunkov M. V., Petrin V. T., Otte M., Sekiya A. Paleolithic of the Altai. Brussels: Richard Liu Foundation, European Institute of Chinese Studies, 2001. 331 с.

  8. Goldberg E. L., Grachev M. A., Phedorin M. A., Kalugin L. A., Khlystov O. M., Mezentsev S. N., Azarova I. N., Vorobyeva S. S., Zheleznyakova Т. О., Kulipanov G. N., Kondratyev V. I., Miginsky E. G., Tsukanov V. M., Zolotarev K. V., Trunova V. A., Kolmogorov Yu. P., Bobrov V. A. Application of synchrotron X-ray fluorescent analysis to studies of the records of paleoclimates of Eurasia stored in the sediments of Lake Baikal and Lake Teletskoye// Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A. (NIMA). 2001. v. 470 (1—2). p. 388—395.

  9. Chebykin E. P., Edgington D. N., Grachev M. A., Zheleznyakova T. O., Vorobyova S. S., Kulikova N. S., Azarova I. N., Khlystov O. M., Goldberg E. L. Abrupt increase in precipitation and weathering of soils in East Siberia coincident with the end of the last glaciation (15 cal kyr BP)// Earth and Planetary Science Letters (EPSL). 2002. v. 200 (1—2). p. 167—175.

  10. Prokopenko A. A., Karabanov E. B., Williams D. F., Khursevich G. K. The stability and the abrupt ending of the last interglaciation in southeastern Siberia// Quaternary Research. 2002. V. 58 (1). p. 56—59.

  11. Prokopenko A. A., Williams D. F., Kuzmin M. I., Karabanov E. B., Khursevich G. K., Peck J. A. Muted climate variations in continental Siberia during the mid-Pleistocene epoch// Nature. 2002. V. 418 (6893). p. 65—68.

  12. Antipin V., Afonina T., Badalov O., Bezrukova E., Bukharov A., Bychinsky V., Dmitriev A. A., Dorofeeva R., Duchkov A., Esipko O., Fileva T., Gelety V., Golubev V., Goreglyad A., Gorokhov I., Gvozdkov A., Hase Y., Ioshida N., Ivanov E., Kalashnikova I., Kalmychkov G., Karabanov E., Kashik S., Kawai T., Kerber E., Khakhaev B., Khlystov O., Khursevich G., Khuzin M., King J., Konstantinov K., Kochukov V., Krainov M., Kravchinsky V., Kudryashov N., Kukhar L., Kuzmin M., Nakamura K., Nomura S., Oksenoid E., Peck J., Pevzner L., Prokopenko A., Romashov V., Sakai H., Sandimirov ., Sapozhnikov A., Seminsky K., Soshina N., Tanaka A., Tkachenko L., Ushakovskaya M., Williams D. The new BDP-98 600-m drill core from Lake Baikal: a key late Cenozoic sedimentary section in continental Asia// Quaternary International. 2001. V. 80 (1). p. 19—36.

  13. Naurzbaev M. M., Vaganov E. A., Sidorova O. V., Schweingruber F. H. Summer temperatures in eastern Taimyr inferred from a 2427-year late-Holocene tree-ring chronology and earlier floating series// Holocene. 2002. V. 12 (6). p. 727—736.

Всего по проекту опубликовано 10 монографий и 142 статьи в рецензируемых журналах.

  Оглавление Далее