Новая периодизация голоцена – применение для территории Российской Арктики

Буданцева Надежда Аркадьевна кандидат географических наук старший научный сотрудник, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ) 119992, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, стр. 19 Budantseva Nadine Arkad'evna PhD in Geography Senior Scientific Reserach, the department of Geography, M. V. Lomonosov Moscow State University  119992, Russia, g. Moscow, ul. Leninskie Gory, 1, stroenie 19 nadin.budanceva@mail.ru Другие публикации этого автора

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 20–05–00782, изотопные определения), в рамках госбюджетной темы 1.4. «Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов».

Введение

Проблема изучения изменений природных условий, происходивших в прошлые эпохи, актуальна тем, что, только познав эти древние процессы, можно приблизиться к пониманию современного механизма явлений природы и дать обоснованный прогноз их дальнейшего развития. На общем фоне ритмических и направленных изменений четвертичного периода голоцен, современный этап развития Земли, выступает как межледниковая эпоха, при этом нарастающая сила антропогенного фактора придает большую специфику этому времени. Несмотря на относительно небольшую продолжительность голоцена – около 12 тыс. лет – это время отмечено значительными изменениями природной среды, о чем убедительно свидетельствуют многочисленные геологические, палеогеографические, геоморфологические и многие другие данные. Изменчивость климатических условий последних десятилетий предопределила приоритетность изучения изменений климата Земли в прошлом, а также выявление их причин, закономерностей и последствий. Состояние криолитозоны играет одну из ключевых ролей как в состоянии климатической системы Земли в целом, так и для отдельных регионов криолитозоны. Использование криолитогенных природных архивов голоцена – сингенетических повторно-жильных льдов – дает возможность осуществить палеогеографические реконструкции высокой степени достоверности и детальности.

Прежняя парадигма медленного, постепенного изменения климата ^[1] в начале 21 века была заменена парадигмой событий, в которой изменения климата происходят резко в течение коротких периодов времени, равных столетиям или менее, на фоне сравнительно длинных периодов квазистабильного состояния. Подобные изменения, происходившие в течение зимнего сезона, хорошо фиксируются при помощи изотопного анализа повторно-жильных льдов, поскольку совпадает разрешение, получаемое при исследовании льда, и масштаб быстрых климатических изменений. Актуальность исследования голоценовых повторно-жильных льдов определяется еще и тем, что они являются единственным надежным источником зимней палеотемпературной информации для данной территории. Для Европейского Севера в связи с очень ограниченными находками голоценовых повторно-жильных льдов получение зимней палеоклиматической информации становится важной задачей.

Согласно решению Международной стратиграфической комиссии в 2018 г. голоцен получил новое трехчленное деление ^{[2, 3]}. Основная задача исследования – рассмотреть критерии нового деления голоцена и сопоставить новую периодизацию со схемами, ранее предложенными Блиттом-Сернандером и Н.А.Хотинским, а также схемой деления голоцена для Арктики, предложенной Ю.К.Васильчуком.

Схемы деления голоцена Блитта-Сернандера и Н.А.Хотинского для северной Евразии и Ю.К.Васильчука для российской Арктики: основные критерии выделения периодов

Говоря о разработке схем периодизации голоцена, следует отметить, что они создавались для установления хронологической связи между зональными границами региональных диаграмм, построенных на основе радиоуглеродных, палеоботанических, стратиграфических и других данных. В качестве наиболее раннего эталона периодизации голоцена можно назвать вариант схемы Блитта-Сернандера, используемый в большей части районов умеренного пояса как северного, так и южного полушария. Эта схема включает в себя 6 периодов – арктический (самый древний), субарктический, бореальный, атлантический, суббореальный и субатлантический (самый молодой), критерием деления на периоды в данной схеме было сочетание двух климатических параметров – тепла и влажности. Эта схема, первоначально созданная в начале XX в. для сравнительно узкого региона – Скандинавии – впоследствии широко распространилась и применяется многими исследователями вплоть до наших дней. Широкое применение данной схемы, скорее всего, заключается в том, что она удачно отразила периодизацию истории растительности и климата обширных территорий в голоцене и позволила связать события, происходившие в это время на суше и в морских бассейнах. Детальное радиоуглеродное датирование (33 датировки) 6-м торфяника на юге Швеции, в АгерёдсМоссе, и полученная по нему пыльцевая диаграмма позволила Т.Нильсону ^[4] хронологически привязать периоды голоцена и определить их возрастные границы, при этом введя свою терминологию для обозначения наиболее древних периодов. Нижняя граница голоцена и самый древний период, названный Т.Нильсоном “предбореал”, датирован в 10200 лет, в северо-западной и центральной Европе это периода господства березовых и сосновых лесов и преобладания прохладного и сухого климата. Далее следует бореальный период, нижняя граница которого датирована в 9500 лет – это период потепления климата и появления орешника, смешанных и дубовых лесов. Атлантический период (нижняя граница – 8000 лет), характеризуется максимальным развитием дубовых лесов и соответствует климатическому оптимуму голоцена. Суббореальный период (нижняя граница – 5000 лет) – период относительного похолодания и снижения участия широколиственных пород в составе смешанных лесов. Субатлантический период (нижняя граница 2100 лет) – время увеличения влажности климата и распространения влаголюбивых древесных пород (бука, граба).

Впоследствии Н.А.Хотинский ^[5] внес коррективы в данную схему для северной Евразии, сдвинув временные рамки некоторых периодов и предложил, что нижняя граница голоцена датируется в 10500-10300 лет, предбореально-бореальная – 9500-9000 лет, бореально-атлантическая – примерно в 8000 лет, атлантико-суббореальная 5000-4500 лет и суббореально-субатлантическая – в 2500-2200 лет. Данные схемы периодизации голоцена вызывали критические замечания у некоторых исследователей, не согласных с выделением, например, двух ксеротермов, однако, как правило, никто не возражал против главной тенденции, выявленной схемой Блитта-Сернандера, в которой показан переход от холодных условий конца последнего оледенения к послеледниковому климатическому оптимуму и последующему похолоданию.

Для Арктических регионов российской криолитозоны Ю.К.Васильчуком в 1982 г. ^[6] было предложено трехчленное деление голоцена, в рамках которого были выделены три этапа – дооптимальный, оптимальный и послеоптимальный. Временные границы голоценового оптимума были определены от 9 до 4,5 тыс. лет назад, он рассматривался как период повышения среднелетних температур воздуха и существенного улучшения условий вегетации, что выразилось в продвижении древесной растительности далеко в зону современной тундры, усилении процессов термокарста и формировании торфяников в пределах формирующихся термокарстовых котловин. Вместе с тем, зимние условия в период оптимума не были мягче современных, а в отдельные периоды зимы были холоднее, что способствовало интенсивному росту сингенетических повторно-жильных льдов.

Новое деление голоцена, принятое в 2018 г. Международной комиссией по стратиграфии: критерии определения границ и глобальные климатические события

Новому современному трехчленному подразделению голоцена предшествовало уточнение нижней границы голоцена, выполненное на основе анализа изотопных кривых Гренландии и учета всех имеющихся наиболее древних голоценовых образований и особенно процедура калибровки радиоуглеродных дат. В 2008 г. Международной комиссией по стратиграфии (IUGS) граница между голоценом и неоплейстоценом была установлена на рубеже около 11700 калиброванных лет назад. В 2018 г. голоцен был разделён IUGS на три яруса (рис. 1): гренландский (от 11700 до 8200 кал. л.н.), северогриппианский (от 8200 до 4200 кал. л. н.) и мегхалайский (начало 4200 кал. л.н.).

Рис. 1. Новое деление голоцена, согласно решению Международной стратиграфической комиссии в 2018 г. и сопоставление со схемой Блитта-Сернандера.

Новое подразделение голоцена было основано на природном, как правило, кратковременном эпизоде, зафиксированном в климатических прокси-данных (т.е. изменения изотопного состава кислорода в ледниковых кернах и спелеотемах). Два таких прокси-события были использованы для глобальной корреляции границ гренландского/северогриппианского и северогриппианского/мегхалайского периодов ^{[2, 3]}. Нижняя граница гренландского периода как нижняя граница голоцена, выделена в ледниковом керне NorthGRIP2, пробуренном на центральном ледяном щите Гренландии (75,10° с.ш., 42,32° з.д.). Эта граница соответствует первым признакам потепления климата в конце позднего Дриаса, датируемым в 11 703±99 лет назад ^[7]. Нижняя граница северогрипианского периода была определена в гренландском ледниковом керне NorthGRIP1 (75,10° с.ш., 42,32° з.д.), как отчетливый сигнал похолодания климата, датируемый в 8 236±47 лет назад, который был обусловлен сбросом воды из ледниковых озер в Северную часть Атлантического океана после отступания Лаврентийского ледяного покрова. Считается, что эти сбросы нарушили существовавшую модель течений в океане, что привело к глобальному похолоданию. Похолодание 8,2 тыс. кал. лет назад зафиксировано на изотопной кривой гренландского ледникового керна в виде единственного отчетливого отрицательного сдвига значений δ¹⁸O, впоследствии это событие фиксировалось и во многих других палеоархивах ^[8].

Нижняя граница мегхалайского периода датируется в 4250 лет назад по изменению изотопного состава кислорода спелеотем в пещере Маумлух (25°15’44”с.ш., 91°42’54”в.д.) в штате Мегхалая, Северо-Восточная Индия. Пещера длиной 7 км, расположенная на южной окраине плато Мегхалая, образовалась на контакте доломита и песчаника эоценового возраста. Расположение пещеры на возвышенном южном крае (1300 м над уровнем моря) плато, между Бенгальским заливом и Гималаями и Тибетским нагорьем, делает эту область чувствительной к различным процессам, определяющим муссонную деятельность в Азии. Примерно в 2 км к северо-востоку от пещеры находится город Черрапунджи, одно из самых дождливых мест на Земле, где ежегодно выпадает более 11 000 мм осадков. Изотопно-кислородная запись по спелеотемам связывает событием 4,2 тыс. кал. лет назад с заметным ослаблением летнего азиатского муссона, длившимся около 200 лет. Считается, что это событие фиксируется во многих регионах мира, особенно в средних и низких широтах, и в целом оно характеризовалось сухими и прохладными климатическими условиями. В северных высокоширотных регионах в этот период ярко выражены ледниковые условия с заметным продвижением ледников ^{[2, 3]}.

Следует отметить, что в публикациях после 2018 г. новое трехчленное деление голоцена уже активно используется, так как многие прокси данные (в дополнение к ледниковым кернам) отражают события 8,2 и 4,2 тыс. лет, являющиеся границами периодов. Несмотря на то, что некоторые современные исследователи (например, ^{[9, 10]}) в своих публикациях используют схему подразделения голоцен на ранний, средний и поздний, возрастные границы этих периодов соответствуют границам в новом делении, утвержденном Международной комиссией по стратиграфии (11,7, 8,2 и 4,2 тыс. кал. лет назад), а выявленные локальные климатические тренды в течение этих периодов в целом соответствуют глобальным.

Новое трехчленное деление голоцена применялось при исследовании голоценовых торфяников в Аппалачах на востоке США ^{[11, 12]}. При этом все три периода голоцена фиксируются по выраженным климатическим трендам. Гренландский период раннего голоцена характеризовался на востоке США как прохладный и сухой период, который закончился выраженным похолоданием около 8,2 тыс. кал. лет назад. В течение северогриппианского периода в восточной части США отмечено повышение среднегодовой температуры воздуха, кульминацией которого стал климатический оптимум середины голоцена. Климатическим событием начала мегхалайского периода около 4,25 тыс. кал. лет назад явилась масштабная и сильная засуха в средней части страны, на востоке США мегхалайский период в целом характеризовался преобладанием влажных климатических условий. Стратиграфия торфяника и детальное радиоуглеродное датирование позволило сопоставить климатические тренды в голоцене и выявить соответствие основным событиям трех периодов. Показано, что в течение гренландского периода скорость торфонакопления снизилась по сравнению со скоростью в предшествующем позднем Дриасе, и еще более заметное снижение скорости торфонакопления зафиксировано в течение северогриппианского периода. Выявленная очень низкая скорость аккумуляции торфа в течение климатического оптимума, по мнению авторов, является результатом увеличения скорости разложения торфа из-за снижения уровня грунтовых вод, в результате изменения климата от прохладного и влажного, преобладавшего в гренландский период, до теплого и сухого в северогриппианский период. Наиболее быстрая аккумуляция торфа датирована началом мегхалайского периода, в течение которого преобладали влажные условия ^{[11, 12]}.

Граница гренландского и северогриппианского периода (событие 8,2 тыс. кал. лет) фиксируется в высокоразрешающей записи по донным отложениям в северной части Ионического моря (восточная часть Средиземного моря). Холодная фаза, датированная 9-8,2 тыс. лет назад, определяется по притоку более холодных вод, что вызвало перемешивание стратифицированной водной толщи и глубоководных вод с низким содержанием кислорода ^[13]. Событие 8,2 тыс. кал. лет назад отмечено по изотопному составу фораминифер и донным отложениям в районе Сингапура и фиксирует снижение количества атмосферных осадков между 8,14 и 7,96 тыс. кал. лет назад. Эти данные показывают, что в западном тропическом Индо-Тихоокеанском регионе произошло снижение конвективной активности океанических вод, в то же время выражено отставание проявлений данного события от выраженного похолодания в Северной Атлантике и синхронных ему засух в азиатских и индийских муссонных регионах примерно на 100 лет, что, возможно, связано с распространением сигнала с севера на юг по океаническому маршруту, который действует в масштабе сотен лет ^[14].

Прокси данные по северной и восточной Африке показывают, что начало мегхалайского периода четко прослеживается как переход от влажных к засушливым условиям, фиксируемый около 4,2 тыс. кал. лет назад ^[15]. По керну отложений озера Гарба Гурача в Эфиопии переход к засушливым условиям мегхалайского периода четко прослеживается по многим параметрам (содержанию общего углерода, значениям δ¹³C, соотношению C/N и др.). Термический максимум датирован от 9 до 5,8 тыс. кал. лет назад, с пиком потепления около 7 тыс. кал. лет назад, что коррелирует с данными по озерным кернам по другим озерам в Африке ^[16]. По изотопно-кислородным записям древесных колец, исследованных в пределах Тибетского плато в Китае показано, что резкая аридизация климата в Китае началась около 2 тыс. лет до н.э., т.е. около 4 тыс. лет назад, в начале мегхалайского периода голоцена. Показано, что в Китае аридизация климата началась еще в середине голоцена, а быстрое снижение влажности климата выявлено между 4000 и 3500 лет назад, т.е. в данном регионе переход к засушливым условиям был не резким и быстрым, а довольно продолжительным, в течение нескольких столетий ^[17].

Мегхалайский период привлекает особое внимание исследователей по всему миру, поскольку есть свидетельства того, что это событие, знаменующее переход к засушливым условиям, оказало влияние на развитие человеческих сообществ в глобальном масштабе и повлекло глобальные социальные перемены, такие как миграцию населения, смена культур и т.д. Так, например засухи в Китае, начавшиеся около 4 тыс. кал. лет назад, способствовали смене неолитических культур и, вероятно, являлись основной причиной миграции населения и социальные преобразования ^[17]. Показано, что засухи, начавшиеся около 4,2 тыс. кал. лет назад, привели к резкому снижению численности населения во всех Ближневосточных регионах (кроме Кипра), что обусловило демографический кризис ^[18]. Последствия события 4,2 тыс. кал лет назад привели к падению аккадской цивилизации в Месопотамии, возможном распаде городских сообществ в южном Леванте, упадку известных поселений в Южной Аравии и значительным изменениям в системах поселений и ирригационных технологиях в Южном Иране; наступившие засушливые условия серьезно повлияли на неорошаемые сельскохозяйственные системы в северной Месопотамии ^[19].

Применение схемы нового трехчленного деления голоцена для российской Арктики

Вопросы периодизации голоцена для арктических районов российской криолитозоны были рассмотрены в кандидатской диссертации Н.А.Буданцевой ^[20], посвященной голоценовой динамике бугров пучения Большеземельской тундры и повторно-жильных льдов на севере Западной Сибири. За основу деления голоцена была взята схема, предложенная в 1982 г. Ю.К.Васильчуком ^[6]. Было выполнено уточнение временных границ периодов голоцена для выделенных регионов российской Арктики – северо-востока Европейской части России и севера Западной Сибири. Наиболее длительным и значительным событием голоцена рассматривался голоценовый оптимум, датируемый от 9,5 до 4,3 тыс. лет назад, дооптимальный период определен от 12 до 9,5 тыс. лет назад, послеоптимальный – от 4,3 тыс. лет назад до настоящего времени. Было установлено, что период голоценового оптимума на севере Западной Сибири повышенной континентальностью климата, когда летние температуры воздуха были на 2-3°С выше современных, а зимние были близки к средним температурам последних 60-70 лет, или на 1-3°С ниже. В течение этого периода происходило активное формирования торфяников в пределах термокарстовых котловин и сингенетический рост в них повторно-жильных льдов. Послеоптимальный период голоцена в целом охарактеризован заметным снижением скорости аккумуляции торфа или полным прекращением торфонакопления, иссушение торфяников привело к почти полному прекращению роста ледяных жил; в течение этого периода сингенетические повторно-жильные льды росли преимущественно на аккумулятивных участках пойм и лайд. Следует отметить, что данное деление голоцена близко соответствует новой схеме периодизации голоцена, предлагающей трехчленное деление на гренландский, северогриппианский и мегхалайский периоды, их возрастные границы и климатические тренды хорошо коррелируют, например, возраст нижней границы мегхалайского (послеоптимального) периода и общая тенденция к снижению увлажненности и похолоданию климата в арктических районах северо-востока Европейской части России и севера Западной Сибири.

Для оценки степени выраженности событий голоцена для территории российской Арктики, особенно изменения зимних температурных параметров, были проанализированы данные по изотопному составу (значениям δ¹⁸O) в повторно-жильных льдах, возраст которых определен на основе радиоуглеродного датирования вмещающих отложений или микроорганики, извлеченной из жильного льда. Реконструкции среднеянварской температуры воздуха в голоцене выполнены на основе зависимости значений δ¹⁸O в жильном льду от Т_ср.янв, полученной Ю.К.Васильчуком ^{[21, 22]} и уточненной в последние годы для некоторых регионов российской криолитозоны (севера Западной Сибири и низовий р.Колымы).

Установлено, что в течение большей части голоцена сингенетический рост повторно-жильных льдов происходил в основном в формирующихся торфяниках или заболоченных и заторфованных участках морских и аллювиальных террас. В позднем голоцене сингенетический рост повторно-жильных льдов часто был приурочен к аккумулятивным участкам пойм и лайд. Анализ значительного массива ¹⁴С датировок (около 200 определений, полученных как автором статьи, так и заимствованных из других источников) для четырех регионов российской Арктики – севера Европейской части России, севера Западной Сибири, низовий р.Колымы и востока Чукотки – показал, что гренландский и северогриппианский периоды голоцена (между 11,7 и 4,2 тыс. кал. лет назад) являлись периодами наиболее активного развития торфяников и повторно-жильных льдов. Раннеголоценовые полигональные торфяники (формирование которых происходило только в течение гренландского периода голоцена) описаны в районе г.Воркуты, на п-ове Ямал и Гыданский, о.Белый, в пределах аласов в низовьях р.Колымы, на востоке Чукотки – на п-ове Дауркина и в районе г.Анадырь. Наиболее активно полигонально-жильные массивы формировались в течение северогриппианского периода голоцена – между 8,2 и 4,2 тыс. кал. лет назад, основная часть датировок относится именно к этому периоду. Голоценовые массивы с повторно-жильными льдами, датированные северогриппианским периодом, исследованы на побережье Байдарацкой губы, на Ямале, Гыданском и Тазовском п-овах, на востоке Чукотки. Этот период по времени почти совпадает с установленным ранее голоценовым оптимумом, в течение которого летнее потепление в российской Арктике достигло максимума, что привело к заметной активизации термокарстовых процессов, заболачиванию термокарстовых котловин и аласов и аккумуляции торфяников, в пределах которых в зимнее время происходил интенсивный рост повторно-жильных льдов.

Переход от северогриппианского к мегхалайскому периоду голоцена в исследованных регионах Арктики характеризовался заметным снижением скорости аккумуляции торфяников и/или прекращением их формирования, что обусловлено как снижением летних температур воздуха (на что указывает отступание границы леса к югу, до ее современного положения), так и снижением степени обводненности территорий вследствие развития дренажной сети. Полигональные торфяники на водораздельных поверхностях формировались заметно реже, о чем свидетельствуют их немногочисленные находки на территории российской Арктики – нами описаны массивы в районе пос.Бованенково на п-ове Ямал, в районе пос.Черский в низовьях р.Колымы и пос.Лаврентия на востоке Чукотки, по которым получены ¹⁴С датировки от 5,2 до 2,4 тыс. кал. лет назад. Однако сингенетический рост повторно-жильных льдов в течение данного периода происходил в пределах молодых формирующихся элементов рельефа – поймах рек (например, р.Еркутаяха на п-ове Ямал, р.Колыма и ее протоки), лайды Карского моря у побережья Гыданского п-ова. Возраст формировавшихся здесь жил варьирует от 5 до 0,9 тыс. кал. лет назад.

Приближенные реконструкции среднеянварской температуры воздуха для российской Арктики. Выполненные автором и проф. Ю.К.Васильчуком реконструкции среднеянварской температуры воздуха для четырех регионов российской Арктики показали, что для большей части исследованных районов более высокие среднеянварские температуры получены для гренландского и северогриппианского периодов, и только для востока Чукотки отмечено повышение среднеянварской температуры в мегхалайский период.

Для севера Европейской части России показано, что в середине гренландского периода голоцена (между 10,5 и 9-9,7 тыс. кал. лет назад) среднеянварская температура воздуха варьировала между −23 и −25°C, в течение северогриппианского периода голоцена (между 9 и 4 тыс. кал. лет назад) – от −24 до −28,5°C ^[23-25]. Для севера Западной Сибири показано, что в течение гренландского периода голоцена (между 11,7 и 8,2 тыс. кал. лет назад) среднеянварская температура воздуха варьировала между −21,3 и −27,7°C, для гренландского – первой половины северогриппианского периода (между 11,4 и 5,3 тыс. кал. лет назад) среднеянварская температура воздуха варьировала от −22,3 до −27,8°C и с конца северогриппианского – в течение мегхалайского периода (между 5 и 0,9 тыс. кал лет назад) среднеянварская температура воздуха варьировала между −24,1 и −27,8°C ^[26]. При этом отмечено снижение значений температур с западного побережья Ямала к восточным и северо-восточным районам Гыданского п-ова, что характерно и для современных температур.

Для низовий р.Колымы установлено, что среднеянварская температура воздуха в течение голоцена варьировала примерно в одном диапазоне: от –40,7 до –33,8°С в течение гренландского периода, от –38,6 до –33,3°С в течение северогриппианского периода и от –41,5 до –33°С в течение мегхалайского периода. Это, скорее всего, свидетельствует о стабильности зимних климатических условий на севере Якутии в течение голоцена, определяемой влиянием сибирского антициклона ^{[27, 28]}.

Для востока Чукотки нами получены данные, что в первой половине гренландского периода (между 11,7 и 9 тыс. кал. лет назад) среднеянварская температура воздуха варьировала от –23 до –27^оС, в течение гренландского – первой половины северогриппианского периодов (между 11 и 5 тыс. кал. лет назад) среднеянварская температура воздуха варьировала от –24 до –28,5^оС. По одному массиву с повторно-жильными льдами, датированными по вмещающим отложениям мегхалайским периодом (от 4,5 до 2,5 тыс. кал. лет назад) получены данные о среднеянварской температуре воздуха от −22,5 до −20°C, что заметно выше, чем в предыдущие периоды голоцена ^{[29, 30, 31]}.

Голоценовые полигонально-жильные массивы как палеоархивы зимних температурных условий в Арктике. Исследования голоценовых массивов с повторно-жильными льдами как палеоархивов зимних температурных условий голоцена в Арктике проводились в последние 10 лет на севере Западной Сибири, в дельте р.Лена, на севере и в центральной части Якутии, на севере Аляски, северо-западе Канады (Юкон).

Т.Опель с соавторами ^[32] провели детальные исследования голоценовых полигонально-жильных массивов на побережье пролива Дмитрия Лаптева, в обнажении Ойгосский Яр. Датирование органики из вмещающих жилы аласных отложений показало, что они накапливались в течение почти всего голоцена – от гренландского до начала мегхалайского периодов (от 11,5 до 3,6 тыс. кал. лет назад). Датирование органики изо льда наиболее детально опробованной жилы показало, что она формировалась в позднем голоцене, наиболее молодые датировки от 0,25 до 0,5 тыс. лет были получены в центральной части жилы, краевые части жилы датированы в 1,5 тыс. лет. По жиле получена детальная изотопная кривая с разрешением 2,5 см. Показано, что самые высокие значения δ¹⁸O (от –23 до – 21 ‰) расположены в наиболее молодых частях жилы, наиболее низкие значения δ¹⁸O (от –27 до –25 ‰) характерны для наиболее древних фрагментов ^[33]. В этой работе подчеркивается, что выделение теплого периода в середине голоцена не совсем правильно, так как самые теплые зимы присущи современности.

Голоценовые повторно-жильные льды исследованы Х.Майером с соавторами ^[34] в дельте р.Лены. Возраст жил определен по ¹⁴С AMS датировкам микроорганики, извлеченной изо льда, он составил от 7,3 тыс. кал. лет до настоящего времени. По жилам получена изотопно-кислородная запись с высоким разрешением, показан стабильный положительный тренд значений δ¹⁸O за последние 7 тыс. лет от −26, −28, до −23, −24 ‰, что, по мнению авторов, указывает на тренд повышения зимних температур воздуха, особенно заметный во второй половине голоцена – в течение северогриппианского и мегхалайского периодов ^[34]. Впоследствии, С.Веттерих с соавторами ^[35], проводя комплексные исследования голоценовых отложений о.Собо-Сисе в дельте р.Лены, показали, что голоценовые жилы характеризуются довольно низкими значениями изотопного состава (средние значения δ¹⁸O варьируют между −28‰ и −25‰), что ненамного ниже средних значений для позднеплейстоценового льда (средние значения δ¹⁸O варьируют между −30‰ и −29‰), поэтому некорректно однозначно говорить о тренде повышения зимних температур воздуха в голоцене в этом регионе ^[35].

Для низовий р.Колымы (район г.Походск) С.Веттерихом с соавторами ^[36] было показано, что наиболее активно термокарстовые процессы происходили в наиболее теплую фазу голоцена, между 10,5 и 8 тыс. лет назад (т.е. в течение гренландской стадии), стадия заболачивания аласа датирована между 10,5 и 3,5 тыс. лет назад. В мегхалайский период голоцена, после 3,5 тыс. лет назад, в пределах формирующегося торфяника происходит рост повторно-жильных льдов, для которых получено среднее значение δ¹⁸O –26,6 ‰, близкое к значениям в голоценовых жилах других участков Нижнеколымского района ^[36]. По данным Г.Швамборна с соавторами ^[37] в северной Якутии (район Беенчиме-Салаатинского кратера) термокарстовая активность достигала максимума между 7,6 и 6,1 тыс. кал. лет назад (в течение северогриппианского периода голоцена), в этот период происходило активное формирование термокарстовых озер. Между 5,7 и 1,5 тыс. кал. лет назад (в конце северогриппианского – мегхалайском периоде) началась аккумуляция торфа и формирование повторно-жильных льдов, среднее значение δ¹⁸O во льду одной из исследованных жил составляет –26‰ ^[37], что близко к значению для жил этого возраста, исследованных в низовьях р.Колымы.

Для севера Якутии и Чукотки установлено, что летние условия в начале голоцена (гренландский период голоцена) были заметно более тёплыми и влажными по сравнению с современными. Это способствовало активизации термокарстовых процессов, формированию озёр и болот в центре полигонов и широкому распространению торфяников, которые ввиду теплофизических свойств торфа зимой были участками наиболее интенсивного формирования повторно-жильных льдов. Для Нижнеколымской низменности показано, что в течение голоценового оптимума около 50% поверхности едомных толщ были изменены под влиянием термокарстовых процессов и превращены в аласные понижения. В позднем голоцене еще около 11% едомных комплексов были преобразованы аласами. В настоящее время около 30% территории низменностей заняты озерными котловинами, развитие которых продолжается и в настоящее время ^[38]. Радиоуглеродные датировки (от 9,5 до 8 тыс. лет назад) остатков высокоствольных берёз, крупных кустов ольховника и ивы, обнаруженных в голоценовых отложениях Колымской низменности, островов Новосибирского архипелага и Северной Чукотки, показывают, что в начале голоцена (вторая половина гренландского периода) лесная растительность произрастала гораздо севернее их современного ареала ^[39].

Во многих арктических регионах Аляски и Канады формирование повторно-жильных льдов в начале и середине голоцена, вероятно, было очень ограниченным из-за глубокого протаивания и развития термокарста. На Аляске возобновление роста ледяных жил датируется не ранее чем 5 тыс. лет назад. На Аляске Х.Майер с соавторами и М.Каневский с соавторами ^{[40, 41, 42]} исследовали позднеголоценовые жилы в туннеле Волт Крик и в районах Прудо Бэй и Барроу. ¹⁴С датировки по древесным остаткам из вмещающих жилы отложений в туннеле Вотл Крик (2500 и 3445 лет) показали, что жилы формировались во время мегхалайкого периода, 3-2,5 тыс. лет назад.

М.Гринтер с соавторами ^[43] проводили исследования голоценовых жил на плато Блэкстоун, центральный Юкон, возраст которых определен от 6,4 до 0,9 тыс. кал. лет. По данным авторов, в первой половине среднего голоцена (11,7-6,5 тыс. кал. лет назад – гренландский – первая половина северогриппианского периода голоцена) ледяные жилы не формировались в виду преобладания тёплых и влажных климатических условий: летняя температура воздуха была на 2-7°C выше, количество осадков в 1,5-2 раза выше современных, что способствовало усилению термокарста, увеличению мощности активного слоя на Аляске и в западной части Арктической Канады и частичной деградации ранее образовавшихся ледяных жил. Рост ледяных жил возобновился около 6,5 тыс. кал. лет назад, с пиком активности между 4 и 0,9 тыс. кал. лет назад, т.е. в течение мегхалайского периода, что подтверждено данными по другим районам арктической Канады и Аляски ^[43].

Исследования развития полигональных ландшафтов проводили Дж.Уолтер с соавторами ^[44] на прибрежной равнине Юкона в Канаде. Согласно полученным ими выводам, в середине голоцена (7-6 тыс. кал. лет назад – северогриппианский период, голоценовый оптимум) преобладали условия сильной обводненности, полигонально-жильные массивы формировались в субаквальных условиях. Затем последовал перерыв в развитии массивов, длительностью около 5-6 тыс. лет. Возобновление роста повторно-жильных льдов датировано последним тысячелетием. По мнению авторов, основными факторами развития полигональных массивов являлись изменения геоморфологических и гидрологических условий, связь с климатическими флуктуациями не прослеживалась. Единственным экстремальным климатическим фактором являлся голоценовый термический оптимум, в течение которого началась аккумуляция торфяников на обширных пространствах прибрежной равнины Юкона ^[44].

Заключение

Согласно решению Международной комиссией по стратиграфии (IUGS) в 2018 г. голоцен был разделён на три периода: гренландский (от 11 700 до 8200 кал. лет назад), северогриппианский (от 8200 до 4200 кал. лет назад) и мегхалайский (начало 4200 кал. лет назад). Новое подразделение голоцена было основано на природном, как правило, кратковременном эпизоде, зафиксированном в климатических прокси-данных (т.е. изменения изотопного состава кислорода в ледниковых кернах и спелеотемах), но, которые, тем не менее, привели к климатическим изменениям в глобальном масштабе: начало гренландского периода, как переход от позднего плейстоцена к голоцену, фиксирует переход к более теплым климатическим условиям, “событие 8,2 тыс. лет назад” фиксирует кратковременное похолодание климата и “событие 4,2 тыс. лет назад” – переход к засушливым условиям. Последнее событие обусловило не только изменения в природной среде, но и оказало существенное влияние на существовавшие к тому времени человеческие цивилизации.

Для полярных и субполярных областей России широко применялась схема деления голоцена, предложенная Н.А.Хотинским (1977), согласно которой нижняя граница голоцена датируется в 10500-10300 лет, при этом внутри голоцена выделено 5 периодов (предбореальный, бореальный, атлантический, суббореальный и субатлантический). В 1982 г. для Арктических регионов российской криолитозоны Ю.К.Васильчуком в 1982 г. было предложено трехчленное деление голоцена, в рамках которого были выделены три этапа – дооптимальный, оптимальный и послеоптимальный. Временные границы голоценового оптимума были определены от 9 до 4,5 тыс. лет назад, он рассматривался как период повышения среднелетних температур воздуха, но при этом зимние условия в период оптимума не были мягче современных, а в отдельные периоды зимы были холоднее, что способствовало интенсивному росту сингенетических повторно-жильных льдов.

Для четырех ключевых регионов российской криолитозоны – севера Европейской части России, севера Западной Сибири, низовий р.Колымы и востока Чукотки – показано, что с учетом новой периодизации голоцена гренландский и северогриппианский периоды голоцена (между 11,7 и 4,2 тыс. лет назад) являлись временем наиболее активного развития торфяников и одновременного формирования в них повторно-жильных льдов. Мегхалайский период голоцена характеризовался заметным снижением развития торфяников, но сингенетический рост повторно-жильных льдов продолжался в пределах формирующихся пойм и лайд, особенно в пределах оторфованных участков. Реконструированные среднеянварские температуры воздуха для четырех ключевых регионов российской криолитозоны показали, что гренландский и северогриппианский периоды голоцена характеризовались немного более высокими значениями (в среднем на 1-2^оС выше), чем мегхалайский, исключение составляет восточная Чукотка, для которой отмечено повышение среднеянварской температуры воздуха в течение мегхалайского периода.

В отличие от российской криолитозоны, для многих арктических регионов Аляски и Канады формирование повторно-жильных льдов в начале и середине голоцена (до середины северогриппианского периода), вероятно, было очень ограниченным из-за глубокого протаивания и развития термокарста. На Аляске возобновление роста ледяных жил датируется не ранее чем 5 тыс. лет назад, на севере Канады – около 6,5 тыс. лет назад, при этом во многих районах в течение мегхалайского периода отмечено активное формирование повторно-жильных льдов.