Пространственно-временное распределение среднеянварских палеотемператур воздуха на территории Российской Арктики для периода 30-12 тыс. лет назад с высоким временным разрешением

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант №14-05-00795).

Введение

Позднеплейстоценовые сингенетические ледяные жилы широко распространены в арктических прибрежных равнинах, в долинах рек и межгорных котловинах Северной Евразии. Обширные равнины арктические прибрежные равнины в Западной Сибири, Якутии и Чукотки не покрывались покровным оледенениям в течение последних 40 тыс. лет, о чем наглядно свидетельствуют широко развитые здесь сингенетические повторно-жильные льды.

Криолитозона Северной Евразии может быть поделена на две субширотных зоны: а) зона сплошного с поверхности распространения многолетнемерзлых толщ, приуроченная преимущественно к северным районам криолитозоны и б) зона прерывистого с поверхности распространения многолетнемерзлых толщ, приуроченная преимущественно к южным районам криолитозоны на юге. Распределение многолетнемерзлых толщ достаточно тесно широко связано с температурой воздуха. Среднегодовая температура грунтов варьирует от 0°C (в прерывистой криолитозоне до –10, –13°C (в северных районах сплошной криолитозоны). Граница между зонами сплошного и прерывистого распространения многолетнемерзлых толщ примерно соответствует средней годовой температуре воздуха –5.5°C на северо-востоке Европейской части России, –7.0°C в Западной Сибири, в Якутии –7.5°C и –3.5°C на Чукотке. На севере российской криолитозоны сингенетические повторно-жильные льды являются доминирующей формой подземного льда. Сингенетические повторно-жильные льды являются прямым показателем существования "холодных" многолетнемерзлых толщ со среднегодовыми температурами грунтов не выше –1, –3°C. Механизм формирования сингенетических ледяных жил [1[ обеспечивает вертикальную стратификацию повторно-жильных льдов.

Методология палеотемпературных реконструкций на основании исследования едомы была разработана более 30 лет назад [1, 2, 27]; она включает в себя детальный горизонтальный и вертикальный отбора проб больших сингенетических ледяных жил для изотопного анализа и радиоуглеродное датирование вмещающих отложений и органических микровключениях непосредственно в клиньев. Вертикальный отбор из крупных ледяных жил предпочтительнее по сравнению с горизонтальной выборкой, потому при горизонтальном отборе практически невозможно установить точную последовательность формирования жильного льда. Вертикальный интервал отбора обычно составлял 50-100 см. Это позволило построить кривые распределения изотопно-кислородных данных, которые можно было датировать. Реконструкция средней зимы и палеотемператур января выполнена на основе уравнения ^{[1, 27]}, верифицированного с учетом с новым изотопных данных, полученных вплоть до декабря 2016 года.

Верификация уравнения связывающего современные данных по росткам ледяных жил с зимними температурами

Для перевода изотопных значений в палеотемпературные использованы разработанные ранее одним из авторов ^{[1, 27]} уравнения регрессии, связывающие изотопные данные по современным ледяным жилкам со среднеянварскими температурами:

Было показано, что корреляцию среднеянварских температур воздуха со значениями δ¹⁸О в современных жильных ростках можно выразить в форме трех приблизительных зависимостей:

t^o_{среднеянварская}= 1,5δ¹⁸О_жилок (±3^оС) (1)

Точность значений, вычисляемых по уравнению (1), достаточна для ориентировочной оценки современных среднеянварских температурных характеристик и палеотемпературных реконструкций позднего плейстоцена.

Сравнивая между собой изотопный состав современных жилок, сформировавшихся в условиях холодных и сухих зим Центральной Якутии и Забайкалья, и жилок, образовавшихся в более мягких зимних условиях на Ямале и Чукотке ^[1], можно видеть, что степень соответствия их с зимними температурными характеристиками идентична, хотя известно, что зимняя сублимация в Забайкалье или в резко континентальных условиях Якутии может приводить к существенной возгонке снега – часто на плакорах остается лишь очень тонкий снежный покров. Таким образом, можно уверенно говорить о том, что изотопный “термометр”, созданный для современных ледяных жилок, будет адекватно работать и при палеотемпературных реконструкциях прошлых эпох.

При подготовки данной статьи была проведена дополнительная ревизия ранее полученных уравнений с учетом новых изотопных данных по современным жилкам, включая полученные автором с коллегами по Свальбарду ^[30], а также данные 2015 г. - по образцам современных жилок с о.Котельный и близ с.Лорино и пос.Лаврентия (отобранных в 2015-16 гг. аспирантом кафедры криолитологии и гляциологии МГУ А.А.Маслаковым) на востоке Чукотки ^{[4, 5]}, и по образцам из района Бованенково, отобранных Дж.Васильчук (магистранткой кафедры геохимии ландшафтов и географии почв МГУ) в сентябре 2015 г. Отметим, что полученные новые данные полностью подтвердили ранее предполагавшиеся изотопные значения для этих пяти регионов. Безусловно важным доказательством справедливости полученных зависимостей приведено и в публикации Х.Майера, Т.Опеля и А.Деревягина с соавторами ^[14] по разрезу голоценовой сингенетической ледяной жилы (формировавшейся от 7,3 тыс. лет назад до современности) в устье р.Лены, для интерпретации которой авторы использовали зависимость, предложенную ранее Ю.Васильчуком ^[27], проверив ее на изотопно-метеорологической модели PMIP3. Моделирование выполненное К.Хоффман и М.Вернером подтвердило правильность выбранных коэффициентов корреляции температур и изотопного состава жилок.

В связи с этим отметим еще один важный факт, который был установлен нами: в Северной Америке - от Аляски до восточных районов субарктической Канады между изотопным составом жилок и зимними температурами зависимости подобной той которая установлена автором для Евразии нет. Причем не только количественной, но и часто даже качественной, т.е. нами встречены пункты в североамериканской криолитозоне, где изотопный состав в жилках ниже, чем в соседних регионах, а зимние температуры даже выше. Это связано с целым рядом факторов, ведущим среди которых является отсутствие столь закономерного движения воздушных масс, каковое наблюдается в Российской криолитозоне. Этот фактор заставляет искать другие пути для палеотемпературных реконструкций североамериканских едомных толщ.

Повторно-жильных льды, в едомных толщах, датированных по радиоуглероду периодом 32-12 тыс. лет назад

Большие сингенетические повторно-жильные льды широко распространены в Российской криолитозоне, в том числе, например: разрез Сеяха на востоке Ямала (высота полигонально-жильной структуры более 30 м) на севере Западной Сибири; едома Зеленого Мыса (высотой около 40 м), Дуванный Яр (высота около 45 м), Воронцовский Яр (высота около 50 м), Станчиковский Яр (высота около 35 м) и Ойгосский Яр (высота около 40 м) в Якутии [17-23, 28, 31]. В Северной Америке, подобные мощные сингенетические повторно-жильные льды были найдены на п-ове Сьюарда, на северном склоне Аляски, на Клондайке, в долинах рек Титалук и Иткиллик (высота около 30 м), на севере Аляски ^{[12, 24]}. Ширина крупных сингенетических ледяных клиньев варьирует от 1,5 до 3,0 м (очень редко до 4 м).

Автором настоящей работы 34 года назад начаты комплексные изотопно-геохронологические исследования опорных едомных разрезов криолитозоны России ^{[1, 27]}, что позволило составить палеотемпературные карты на ключевые этапы позднечетвертичной истории: 35-30, 22-14 тыс. лет назад ^{[1, 27]}. Продолжение этих исследований как автором, так и некоторыми российско-германскими, российско-японскими, российско-британскими, российско-американскими коллективами привело к получению новой детальной информации о датировании опорных едомных разрезов и к созданию банка данных по распределению стабильных изотопов кислорода и водорода в повторно-жильных льдах. Число новых разрезов, дополняющих предшествующие построения автора сейчас уже составляет десятки. Это на Ямале: Марре-Сале, Бованенково. Основные опорные разрезы Гыданского полуострова: устье реки Еры-Маретаяха, Мыс Паха-Сале ^{[9, 10]}, опорные разрезы Западного Таймыра: Мыс Макаревича - устье р. Крестьянка, Мыс Сопочная Карга ^[10], опорные разрезы Таймыра близ пос. Диксон: в бухте Северо-Восточная и в бухте Южная ^[9], опорные разрезы мыс Саблера и оз.Лабаз ^[25].

В восточном секторе Арктики это прежде всего опорные разрезы Мамонтов Клык ^[2008]; Мамонтова Хайота ^[13]; Чекановские разрезы ^[19], многочисленные разрезы Северной Якутии детально изотопически исследованные и датированные автором ^[1] - Зеленый Мыс, Плахинский Яр, устье р.Омолон, Амбарчик, а также позднее повторно датированные и исследованные М.Фукудой с российскими коллегами ^[11]. Особо выделяется детальностью исследований опорный разрез Дуванный Яр, изучение которого ведется уже более 50 лет, ему посвящены десятки палеогеокриологических работ из которых необходимо упомянуть работы Т.Н.Каплиной ^[6-8] и ^[26]. Особо следует сказать об обобщающей монографии, изданной в 2015 г. ^[15] в которой приняли участие российские исследователи - С.Губин, Ю.Васильчук, А.Васильчук, А.Ложкин, Г.Саввинов, А.Тихонов, А. Лупачев, а также Ю.Шур, М.Каневский, T.Gozlar, M.Edwards, M.Bateman, B.Ghaleb, J.Haile, S.Wolfe. В ней детально рассмотрены особенности криогенного строения, новые данные подробного радиоуглеродного датирования, погребенные горизонты почв. В эту монографию автором в приложения включены материалы неоднократных изотопных исследований разных фрагментов этого грандиозного едомного разреза и полученные на их основе палеотемпературные реконструкции. Этот капитальный труд - монография по Дуванному Яру позволил по новому взглянуть на генезис и на палеогеокриологическое развитие едомы - в книгу включена ^{[15, с. 220]} принципиальная схема трехстадийного гетерохронного развития Дуванноярского комплекса, предложенная автором ^[28].

Верификация радиоуглеродных датировок едомных толщ

Все упомянутые выше разрезы весьма детально, хотя и неоднородно датированы и в них выполнены изотопные исследования. Для (по возможности) корректного хронологического сопоставления этих разрезов между собой автором проведена ревизия всех имеющихся датировок и выбраны те из них, которые по мнению автора дают наиболее приемлемые хронологические привязки. Конечно в первую очередь это повторные определения давшие близкие результаты датирования (такие например были получены Ю.Васильчуком ^[1] и позднее М.Фукудой ^[11] по разрезу Плахинского Яра и т.п.). Основным принципом для выбора наиболее достоверной датировки был: наиболее достоверно возраст жил характеризуют более молодые датировки полученные из одного горизонта по сравнению с более древними датами, полученных на той же глубине, вследствие примесей аллохтонного древнего органического материала ^{[3, 29]}.

Автором разработана новая стратегия радиоуглеродного датирования позднеплейстоценовых сингенетических повторно-жильных льдов и точной привязки во времени диаграмм распределения стабильных изотопов включает обязательной использованием ускорительной масс-спектрометрии (AMS).

При датировании синкриогенных толщ необходимо также учитывать их, преимущественно субаквальную природу большей части синкриогенных толщ – морских, аллювиальных, озерных. Переотложение органического материала в процессе накопления синкриогенных толщ происходит неоднократно. Поэтому даже в одном и том же горизонтальном прослое могут быть встречены кости животных и окатанная древесина, заметно более древние, чем осадконакопление. Отобранный из того же горизонта растительный детрит, может быть моложе костей и древесины, но всё же древнее истинного возраста осадконакопления. Cледует тщательно отбраковывать заведомо более древние образцы (и среди них, в первую очередь, имеющие запредельные датировки, которые обычно в полигонально-жильных комплексах переотложены).

Основной проблемой радиоуглеродного датирования синкриогенных многолетнемерзлых отложений является надёжность полученной даты, поскольку может происходить как омоложение, так и удревнение в результате поступления в образец более молодого или более углерода, за счёт привноса современных растворённых карбонатов, почвенных растворов или углекислого газа. Поскольку даже самая незначительная примесь молодого органического материала приводит к существенному омоложению более древних датировок, считалось, что датировки органики могут быть только омоложены, Но это положение справедливо для открытых систем, а для закрытой системы, каковой являются многолетнемёрзлые толщи говорить о возможном сильном омоложении вряд ли справедливо. Зато удревнение дат за счёт примеси переотложенного из более древних отложений материала – проблема для криолитозоны первостепенная. Это предопределяется практически бесконечно длительной сохранностью органического материала в многолетнемёрзлых толщах.

В субаквальных отложениях озёр и морей аномально древние даты неоднократно отмечались среди более молодых. Это особенно характерно для районов активной аккумуляции переотложенного материала. Измерения возраста современного плавника на о. Виктория Канадского Арктического архипелага продемонстрировали, что из 30 бревен, выброшенных на берег в разных точках острова, только одно имело современный возраст, одно было не старше 80 лет, а в основном возраст аллохтонных бревен был древнее: от 1 тыс. лет до 3,2-4,7 тыс. лет. Захоронение переотложенной древесины в прибрежных районах почти не оставляет надежды на адекватное датирование содержащих ее отложений. Датируя по древесине возраст накопления отложений на пляже о. Виктория (или их более древних аналогов), можно ожидать ошибку более чем в 3 тыс. лет.

В криолитозоне подобные аномальные датировки совсем не исключение, а скорее правило. При ¹⁴С датировании синкриогенных толщ Аляски на мысе Барроу, были обнаружены существенные возрастные аномалии. В повторно-жильном льду были датированы остатки осок и пеллеты леммингов. На расстоянии 2 м от бокового контакта лед был датирован 14500 лет, а в центре ледяной жилы лед датирован 8200 лет. Совершенно очевидно, что дата 14,5 тыс. лет получена по аллохтонному материалу. Инверсии радиоуглеродных датировок получены также в разрезах Фокс Пермафрост туннель и Волт Крик туннель близ г.Фэрбенкс ^[24]. Часть инверсий связана с датированием перенесенных водным потоком костей, которые несколько древнее вмещающих отложений. Неоднородность растительного детрита аллювиального происхождения, датированного вблизи границы более молодого горизонта гравия, и отложений ледового комплекса подчеркивается разницей между датами, полученными из одного горизонта, которая составила около 12 тыс. лет: от 27790 до 43300 тыс. лет. Почти с такой же возрастной аномалией столкнулись Х.Майер и Л.Ширрмайстер при датировании почти аналогичного вышеописанному по составу флювиального синкриогенного повторно-жильного комплекса над золотоносной толщей в тоннеле в 40 км севернее Фэрбенкса, когда материал из жилы ими был датирован 34400 + 4390/-2820 (KIA-25275), а явно переотложенная органика (древесина, органический детрит) из непосредственно вмещающих жилы отложений – от 42 до 52 тыс. лет ^[24]. Ещё более яркий пример – это датирование Р.Е.Нельсоном ^[16] голоценовой террасы реки Икпикпак на Арктическом побережье Аляски. Здесь был получен ряд датировок от запредельных (т.е. старше предела датирования – для криолитозоны это древнее 45-50 тыс. лет) до 9100 лет назад. Наиболее молодые даты (не старше 10 тыс. лет) получены по семенам верблюдки – растения семейства маревых, а также по древесине тополя и пеньку ивы. По древесине ивы получены также более древние даты, в том числе и запредельные. Подтверждение того, что торф в разрезе является аллохтонным получено в результате датирования разных фракций одного и того же образца. Наиболее молодой является фракция размерностью 200 мкм (13730 лет), а наиболее древней и наименее достоверной - фракция размерностью 250-500 мкм (30260 лет) ^[16]. Безусловно, большая часть органического материала в этом голоценовом разрезе была переотложена, хотя и имела прекрасную сохранность.

Ближе всех к истинному времени седиментации и синкриогенного промерзания обычно бывает самая молодая датировка из всей серии полученных из того или иного горизонта дат. Этот принцип, разработанный автором по разному воспринимается исследователями. В связи с эти приведем цитату из работы одной из наиболее опытных и ярких исследователей едомных толщ - Т.Н.Каплиной ^[7]: "Ю.К. Васильчук провел подробный анализ большого количества дат, полученных по различным материалам (в том числе из ледяных жил) и разными методами (с преобладанием метода АМS). Такой анализ позволил ему прийти к важному выводу о том, что многие даты из образцов, отобранных обычным способом (без предварительной сортировки), удревнены переотложенной более древней органикой. Отсюда следует, что наиболее достоверными являются наиболее молодые даты. В результате использования молодых дат Ю.К. Васильчук определил, что “время формирования повторно-жильного комплекса Дуванный Яр датируется примерно от 33–37 до 13 тыс. лет назад” ^{[2, с. 171]}. Нам представляется, что указанный Ю.К. Васильчуком интервал времени для совокупности толщ древнего АК и верхнего ЛК весьма правдоподобен. Такой вывод подтверждается тремя датами из торфяника древнего АК: 35 600 ± 1200 (ГИН-2278), 36 900 ± 500 (МГУ-469) и 38 000 ± 1400 (ГИН-2277). К этому возрастному интервалу относятся даты, полученные О.Г. Заниной из погребенной почвы на уровне торфяника. Поэтому погребенный АК и соответствующую ему почву следует считать раннекаргинскими.... Что касается возраста нижнего ЛК, который С.В. Томирдиаро считал зырянским, то этому противоречит дата (45 500 ± 500) лет назад (ГИН-13485), полученная Ф.А. Романенко из нижнего ЛК" ^{[7, с. 8]}. Это авторитетное мнение беспристрастного и весьма критически настроенного крупного исследователя еще раз убедило нас в правильном в целом принципе отбраковки недостоверных датировок. Автором выполнена работа по ревизии датирования всех использованных в работе разрезов.

Затем были построены изотопные диаграммы привязанные во времени, и рассчитаны средние значения δ¹⁸О для временных отрезков с шагом 2-4 тыс. лет, датируемые временными интервалами 30-28, 24-22, 20-18, 16-12 тыс. лет назад. На основании этих данных были построены карты-схемы распределения значений δ¹⁸О в сингенетических жильных льдах для всей территории Российской криолитозоны (рис. 1).

Рис. 1. Карты распределения среднеянварских палеотемператур воздуха для периода 30-12 тыс. лет назад на территории Российской Арктики. В числителе у точек значение среднеянварской температуры (^оС), в знаменателе - значение среднее δ¹⁸О для данного временного интервала для повторно-жильного льда

Дискуссия

Основной созданный автором метод - сопоставление изотопных значений современных ледяных жил с зимними температурами и использование полученных коэффициентов взаимосвязи для реконструкции зимних палеотемператур по значениям δ¹⁸О в древних повторно-жильных льдах. Этот метод является know-how автора. В рамках этого метода осуществлялась:

а. Верификация радиоуглеродных датировок с использованием принципа наибольшей достоверности более молодых датировок по сравнению с более древними датами, полученных на той же глубине, вследствие примесей аллохтонного древнего органического материала.

б. Верификация и ревизия уравнения связывающего современные данных по росткам ледяных жил с зимними температурами, с использованием изотопных анализов современных ростков жил, полученных автором и коллегами, вплоть до декабря 2016 г.

в. Выделение на изотопных диаграммах повторно-жильных льдов фрагментов формировавшихся в течение временных интервалов 30-28, 24-22, 20-18, 16-12 тыс. лет назад тыс. лет назад.

г. Построение карт реконструированных по значениям распределения δ¹⁸О среднеянварских палеотемператур для временных интервалов 30-28, 24-22, 20-18, 16-12 тыс. лет назад тыс. лет назад.

Х.Майер, Т.Опель и А.Деревягин с соавторами ^[14] исследовали долговременную тенденция к потеплению зимних температур в низовьях р.Лены в среднем и позднем голоцене.

Известно, что в течение последних нескольких десятилетий Арктические районы потеплели значительно сильнее, нежели за последние 2000 лет. Палеореконструкции, основанные на точных палеоклиматических природных данных говорят о долгосрочной тенденции к похолоданию от среднего и позднего голоцена к современности, в отличие от результатов моделирования климата, которые демонстрируют незначительные изменения температуры, и даже потепление. Результаты изотопно-кислородного анализа образцов повторно-жильных льдов дельты реки Лены показали, что за последние 7000 лет содержание тяжелых изотопов, характеризующих температуры холодного периода, стало значительно выше, достигнув беспрецедентных значений в последние пятьдесят лет. Тенденция к потеплению от среднего и позднего голоцена противопоставлена похолоданию, прослеживающемуся по другим палеозаписям. Но, большинство имеющихся палеозаписей посвящены реконструкциям летних температур. По утверждению Х.Майера с соавторами ^[14] выявленная тенденция связана с сезонными изменениями орбитальных параметров Земли, в течение исследуемого периода. Авторы продемонстрировали, что Арктика переживает резко выраженное потепление, заметнее нежели другие регионы. Динамичная реакция на климатические изменения, и связанные с этим механизмы, по мнению авторов делают Арктическую среду крайне неустойчивой к изменениям будущего, а также ключевой для изучения изменений климата.

Х.Майером с соавторами ^[14] был проведен анализ образцов из десяти ледяных жил в толще первой надпойменной террасы Лены (высота которой 10-12 м, над современной поймой), и из трех ледяных жил из голоценовых вкладок в толще третьей надпойменной террасы Лены, высотой около 25 м. Все образцы были отобраны в обнажениях, расположенных вдоль русла, по течению р.Лены. Образцы из ледяных повторно-жильных льдов – шириной около 1,5 см (каждый включающий около десяти элементарных ледяных жилок - событий заполнения морозобойных трещин), были растоплены и проанализированы на изотопно-кислородный состав. Исходя из того, что морозное трещинообразование – повторяющийся процесс, который происходит не каждую зиму, авторы отнесли каждый образец к периоду порядка 20 лет. Для обеспечения точной хронологии по значениям δ¹⁸О, Х.Майер с соавторами ^[14] использовали только образцы повторно-жильных льдов, содержащие достаточное количество органического материала для ускорительной спектрометрии (AMS датирования) по ¹⁴C. Все 42 образца датированных с помощью AMS (37 с первой террасы Лены; 5 из верхней части ледового комплекса) были использованы для создания непрерывной записи значений δ¹⁸О в ледяных жилах (повторно-жильных льдах) центра дельты Лены, в результате преобразованной реконструкцию зимних температур среднего и позднего голоцена. В качестве современного аналога был проведен анализ 12 образцов из ростков ледяных жил, относящихся, вероятно к последним десяти годам.

AMS датировки по ¹⁴C показали, что повторно-жильные льды формировались начиная с 7,3 тыс. калиброванных лет вплоть до нашего времени. Согласно данным, полученным дельте Лены, отчетливо прослеживается значительный рост значений δ¹⁸О за последние 7 тыс. лет, что можно проинтерпретировать, как средне-позднеголоценовую тенденцию к потеплению (0,45 ± 0,16) промилле / 1000 лет). Это голоценовое потепление может быть связана либо с региональными особенностями развития региона дельты Лены и/или с сезонностью температурных данных, получаемых по повторно-жильным льдам (зима). Для оценки влияния сезонности и понимания причин несоответствия между данными из дельты Лены и существующими температурными реконструкциями, Х.Майер с соавторами ^[14] проанализировали группу современных климатических моделей, проекта палеоклиматического моделирования: фаза взаимного сопоставления» (PMIP3) для среднего голоцена (6 тыс. лет назад) и доиндустриальной эпохи (1850 н.э.). Большинство модельных расчетов (10 из 14) по территории низовий Лены, показывают на зимнее потепление, что соответствует реконструкциям по изотопному составу ледяных жил в дельте Лены. В отличие от зим, в летний период все модели, а по среднегодовым значениям большинство моделей (11 из 14) демонстрируют похолодание. Эти температурные тенденции распространяются на большую часть полярных регионов. Противоположные тенденции для зимних и летних температур в моделях могут объясняться сезонными различиями влияния орбитальных характеристик на климат. В то время как инсоляция на 60^о с.ш. с мая по октябрь начала снижаться 9 тыс. лет назад, зимняя инсоляция, отраженная в изотопной записи повторно-жильных льдов, выросла за тот же период на сопоставимые величины. Среднегодовая инсоляция к северу от 45^о с.ш. снизилась в результате прецессии - изменения угла наклона земной оси. Этот эффект усиливается при движении к полюсам. В дополнение к прямой реакции на изменение инсоляции, оказали влияние нелинейные обратные связи, вызванные изменением в океанах, вариациями площади морских льдов и изменением растительного покрова ^[14]. Эти обратные связи являются более важными для зимы, чем для лета. Моделирование, вероятно недооценивает зимний тренд к потеплению, поскольку содержание CO2 использовавшееся в моделях считалось постоянным, в то время как в атмосфере его содержание за моделируемый период времени увеличилось на 23 части на миллион, Поэтому Х.Майер с соавторами ^[14] пришли к выводу, что на тенденцию к потеплению, судя по изотопной записи по повторно-жильным льдам в низовьях Лены, повлияло воздействие парниковых газов на зимние температуры, а также активная роль инсоляции, влиявшей как на зимние, так и на летние температуры в Арктике. Дополнительно, для интерпретации изотопной кривой, построенной по анализу ледяных жил, авторами рассмотрены региональные изменения в окружающей среде в голоцене. Район моря Лаптевых по их мнению ^[14] подвергся морской трансгрессии, сформировавшей современный уровень моря, примерно 5 тыс. лет назад. Затопление шельфа моря Лаптевых сократило площадь исследуемого района, за счет смещения береговой линии Северного Ледовитого океана, практически на 400 км. Из этого следует снижение степени континентальности, что означает более низкие годовые амплитуды температуры, что естественно сказалось на зимних температурах. Тем не менее, общая тенденция к потеплению, следующая из изотопного анализа, при анализе образцов древнее 5 тыс. лет до настоящего времени, остаётся устойчивой. Большая часть AMS датированных образцов повторно-жильного льда дельты Лены (31 шт.) относятся к последним 2,3 тыс. лет, что дает возможность более детально изучить последние два тысячелетия. В этот период времени, изотопно-температурная запись демонстрирует значительную положительную корреляцию. В ходе настройки возрастной модели с учетом неопределенности углеродного АМS датирования была получена хорошая корреляция. Эту корреляцию можно отнести к схожим изменениям векового масштаба, таким как локальное потепление 1 тыс. лет назад, последующее похолодание прошлого тысячелетия (малый ледниковый период), за которым последовало резкое потепление до современного арктического максимума температуры. Тем не менее, существуют значительные расхождение между общими тенденциями в Арктике выявленными по климатическим моделям с использованием анализа изотопного состава повторно-жильных льдов дельты Лены, что, вероятно, связано с сезонной изменчивостью. Недавнее беспрецедентное потепление, нашедшее свое отражение в составе повторно-жильных льдов дельты Лены, является, по меньшей мере, региональным, что подтверждается также изучением голоценовых повторно-жильных льдов Ойогосского Яра (72,7^о с.ш., 143,5^о в.д.), в которых максимум значений δ¹⁸О, также относится к самым молодым образцам последних двух тысячелетий ^[14].

Абсолютные максимумы значений δ¹⁸О, а, следовательно, и самые теплые зимние условия, во всей анализируемой толще ледяных повторно-жильных льдов дельты Лены (а также, вероятно, и во всей Арктике последних двух тысячелетий) наблюдаются в последнее время. Это согласуется с анализом современных повторно-жильных льдов, в которых наблюдаются схожие значения δ¹⁸О. В течение прошлого столетия, радиационное воздействие, обусловленное антропогенным увеличением выбросов парниковых газов, повлияло на зимние и летние температуры. Последнее Арктическое потепление оказало наибольшее влияние именно на зимний сезон, что отчетливо видно в зимней голоценовой палеореконструкции в низовьях Лены ^[14].

Отметим, что эти реконструкции в основном повторяют полученные автором ранее реконструкции по хорошо датированным голоценовым жилам в долине р.Чары, по голоценовому многоярусному жильному комплексу Мерзлый Яр в верховьях Енисея ^[2], и в существенной мере близки к нашим выводам полученным при сопоставлении изотопных палеореконструкций по ледяным жилам, формировавшимся в последние 2-3 тыс. лет на Свальбарде и Ямале ^[30]. И тем более странно, что Х.Майер, Т.Опель и А.Деревягин не сослались на наши, хорошо известные им работы ^[14], хотя каждый из них, передавал мне, что монография автора ^[1] является его настольной книгой.

Работами И.Д.Стрелецкой с соавторами ^[10] и Г.Е.Облогова ^[9] дополнена база данных по значениям изотопного состава разновозрастных сингенетических ПЖЛ в западном секторе Российской Арктики для разных морских изотопных стадий – от современных до МИС 4. Ими подтверждены, ранее сделанные автором ^[1] выводы, что: а) от 50–60 тыс. лет назад до настоящего времени направление атмосферного переноса в Российской Арктике в зимний период принципиально не изменялось; б) формирование ледниковых щитов в Карском море в позднем неоплейстоцене и их деградация не оказывали существенного влияния на направление зимней атмосферной циркуляции. Несомненно, ледники имели ограниченные площадь и мощность. На основе сравнения значений изотопного состава современных ПЖЛ (элементарных жилок) и климатических характеристик (средних за 1961–1990 гг. значений температуры воздуха) им уточнены ранее полученные корреляционные зависимости между значением δ¹⁸О и зимними температурами воздуха.

Чтобы сравнить оценки палеотемператур холодного периода с ранее опубликованными автором ^{[1, 2]} в качестве первого приближения И.Д.Стрелецкой с соавторами ^[10] использована линейная интерпретация и получены уравнения регрессии, описывающие связь δ¹⁸O и соответствующих температур:

t_{ср. янв} = 1,12 δ¹⁸O – 6,43 (2)

Это уравнение регрессии использовано И.Д.Стрелецкой с соавторами ^[10] и Г.Е.Облоговым ^[9] для восстановления температуры формирования ПЖЛ по значениям изотопного состава.

Разница оценок температур по формуле (2), приведенной И.Д.Стрелецкой с соавторами ^[10] и по формуле (1) по Ю.К. Васильчуку ^[1] составляет менее 2°С. На основе полученных уравнений регрессии И.Д.Стрелецкой с соавторами ^[10] рассчитаны средние палеотемпературы января и холодного периода для временных интервалов МИС 1, МИС 2, МИС 3 и МИС 4. Ими реконструированы температуры января и зимы в целом для Приенисейских районов Российской Арктики начиная с 60 тыс. лет назад до настоящего времени. Ими: "Подтверждено, что МИС 3 характеризовалась сравнительно низкими зимними температурами воздуха ^[1]" ^{[10, с. 105]}.

Важные результаты наших палеоклиматических реконструкций в Северной Евразии 30-12 тыс. лет назад заключаются в следующем:

(1) Сингенетические ледяные жилы активно формировались в едомных толщах в Арктических районах в течение всего периода 30-12 тыс. лет назад.

(2) Период интенсивного роста конкретного массива ледяных жил в том или ином регионе мог отличаться от соседней области и даже от соседнего массива, и он длился, как правило, не более 10-15 тыс. лет, затем рост мог либо прекратиться совсем, либо временно приостановиться из-за смены режима обводнения, и затем снова возобновиться, но уже в рамках другого цикла осадконакопления.

(3) Построены изотопные диаграммы по сингенетическим ледяным жилам, привязанные во времени, и затем рассчитаны средние значения δ¹⁸О для временных отрезков с шагом 2-4 тыс. лет, датируемые временными интервалами 30-28, 24-22, 20-18, 16-12 тыс. лет назад.

(4) Построены карты-схемы распределения значений δ¹⁸О в сингенетических ледяных жилах, датируемых временными интервалами 30-28, 24-22, 20-18, 16-12 тыс. лет назад.

(3). Выполнена палеореконструкция среднеянварских температур, на основании значений δ¹⁸О в сингенетических ледяных жилах, для временных интервалов 30-28, 24-22, 20-18, 16-12 тыс. лет и построены карты-схемы распределения зимних палеотемператур для этих временных интервалов для всей территории Сибири.

(4) Тенденции в распределении δ¹⁸O в ледяных жилах формировавшихся в течение всего периода 30-12 тыс. лет назад аналогичны современным, т.е. значения δ¹⁸O становились в позднеплейстоценовых жилах более отрицательными при движении с запада на восток примерно на 8-10 ‰, в среднем составляя: в Западной Сибири –23, –25‰ (в современных жилах –17, –19‰), в Северной Якутии –31 до –33 ‰ (в современных жилах –25, –27‰); При дальнейшем продвижении на восток они повышались от –28, –31 ‰ в Северной Чукотке (в современных жилах –22, –27‰) и центральных районах Магаданской области, до –25 до –28 ‰ в Восточной Чукотке (в современных жилах –16, –20‰).

(5) Средние температуры января над Российской Арктикой были примерно на 8-12^oC меньше, чем современные. В районах с изменяемыми климатическими условиями, такими как Чукотке, диапазон средних температур января был до 17-18^oC меньше, чем в наше время.

(6) Евразийская криолитозона в течение всего периода 30-12 тыс. лет назад была похожа на современную криолитозону якутского сектора.

(7) Тенденции распределения значений δ¹⁸О в сингенетических ледяных жилах в Сибири 30-12 тыс. лет назад свидетельствуют о том, что транспортировка воздушных масс транспорта по всей Субарктической зоне Сибири была похожа на современный воздушный перенос. Влияние Атлантических воздушных масс было доминирующим над территорией севера Сибири, преобладая от полуострова Ямал до северо-восточной части Якутии, но это влияние, возможно, были слабее, то в настоящее время, из-за более частой адвекции холодного и сухого арктического воздуха. Также вероятно, влияние воздушных масс Тихого океана была незначительной в восточной части Северной Азии. По-видимому, континентальный антициклонический режим доминировал в районах Тихоокеанского побережья, особенно в зимний период.

Наши палеоклиматические реконструкции исключают каких-либо значительные изменения в характере распределения многолетнемерзлых толщ в разные этапы внутри периода 30-12 тыс. лет назад на севере Сибири. Равномерные тенденции значений δ¹⁸О в повторно-жильных льдах на обширной территории севера Сибири свидетельствует о равномерной атмосферной циркуляции в то время. Это в свою очередь служит наглядным свидетельством отсутствия мощных ледниковых покровов на равнинах Сибири, наличие которых могло значительно повлиять не только на характер распределения значений δ¹⁸О в сингенетических ледяных жилах, но и на сам факт развития мощных ледяных жил, которые конечно же не формируются под ледниковым покровом.