Введение к работе
Актуальность темы. Быстрое изменение климата планеты за последние десятилетия вызывает растущее беспокойство из-за своей неопределенности и непредсказуемости. Последние двести лет характеризуются беспрецедентным увеличением антропогенного воздействия на окружающую среду. И хотя вопрос об антропогенной обусловленности роста глобальной температуры воздуха остается открытым (колебания температуры воздуха подобного и большего масштаба случались и ранее в недалеком геологическом прошлом), несомненно, что вмешательство человека в природные процессы подошло к опасной критической черте.
_,_, итгаучнме
С ИХЦ.ИОНАЛЪНАЯ БИБЛИОТЕКА С. Петербург 09 500
Донные отложения озер, среди других геологических архивов, являются летописями, в которых записана и сохранена информация о прошлых природно-климатических обстановках регионального и планетарного уровня с разрешением от тысячелетий и столетий до года. История развития климата и природной среды на рубеже позднего плейстоцена и голоцена для территорий, прилегающих к Северной Атлантике, к настоящему времени достаточно детально реконструирована (Walker 1995). Для восточных районов Европы, т.е. северо-запада России, ранее были выполнены климатические и палеогеографические реконструкции (Хотинский, 1977; Величко, 1989 и др.). В последние годы уделяется все большее внимание проблеме климатической изменчивости, а также факторам, приводящим к сменам ледниковых и межледниковых эпох. Смена холодного и сухого климата позднего плейстоцена теплыми и влажными условиями голоцена привела к изменению природных обстановок на водосборах озер и их экосистем и, как следствие этого, к трансформации процессов озерного седиментогенеза. Большое внимание в работах специалистов-палеогеографов в последнее время уделяется построению высокоразрешающих летописей природно-климатических изменений, основанных на детальном, послойном изучении разрезов озерных отложений с использованием современных методов исследований (Величко и др., 2001 и др.). А
БИБЛН
исследования по корреляции природно-климатических событий в Атлантическом регионе, по созданию стратотипа для позднего плейстоцена и голоцена на основе ледового керна из Гренландии (Walker et al. 1998).
Актуальность темы диссертации обусловлена необходимостью установления закономерностей озерного седиментогенеза для решения вопросов эволюции озер и детализации природно-климатических изменений в прошлом, особенно на границе позднего плейстоцена и голоцена, и выявления локальных и глобальных факторов, влияющих на осадконакопление, а также недостаточной степенью изученности этих вопросов для территории севера Европейской части России.
Объектом исследования являются донные отложения многочисленных озер севера Европейской части России и прилегающих территорий, расположенных в различных ландшафтно-климатических условиях.
Предметом исследования являются процессы седиментогенеза разнотипных озер Севера Европейской части России в позднем плейстоцене и голоцене.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы заключается в выявлении закономерностей осадконакопления в озерах севера Европейской части России как основы реконструкции истории озер и природных обстановок в позднем плейстоцене и голоцене и для разработки методов геоэкологического мониторинга озер.
В соответствии с целью работы были поставлены и решены следующие задачи:
изучить особенности строения донных отложений озер в различных географических районах Европейской части России;
выявить сходные черты и различия в строении донных отложений озер в зависимости от их положения в рельефе, происхождения и морфометри-ческих характеристик;
определить основные закономерности озерного осадконакопления в позднем плейстоцене и голоцене;
разработать методологические основы геоэкологического мониторинга
озер.
Научная новизна работы состоит в том, что:
впервые для территории Европейской части России с использованием комплексного палеолимнологического анализа донных отложений озер выявлены пространственно-временные закономерности озерного седи-ментогенеза в позднем плейстоцене и голоцене и его связь с природно-климатическими процессами;
впервые выполнено литостратиграфическое расчленение донных отложений Ладожского озера с использованием новых данных, полученных на основе отбора длинных колонок и геоакустического зондирования. Новые данные по строению донных отложений послужили основой для палеоре-конструкции развития Ладоги в прошлом;
впервые, благодаря использованию автором метода комплексного палеолимнологического анализа с привлечением новых методов датирования (AMS, тефрохронология), получен стратотипический разрез донных отложений озер для позднего плейстоцена и голоцена для Северо-Западного региона;
впервые выполненные тефрохронологические исследования донных отложений озер показали их перспективность и необходимость развития этого направления в будущем как инструмента для независимого датирования и корреляции озерных отложений;
впервые выявлена резкая смена условий седиментогенеза на рубеже поздний плейстоцен/голоцен, которую автор рассматривает как катастрофическое природное явление;
впервые разработаны принципы и основы геоэкологического мониторинга Ладожского озера.
На защиту выносятся следующие основные положения:
осадконакопление в современных озерах подразделяется на два крупных
этапа: минерогенный (аллохтонный), протекавший в условиях нивального
климата, и органогенный (автохтонный), происходящий в условиях гу-мидного климата. Возрастной рубеж между двумя означенными этапами является синхронным и датируется 9000 |4С л.н.;
донные отложения большинства озер гумидной зоны Северного полушария имеют генерализованно двухчленное строение и состоят из серых минеральных осадков позднего плейстоцена и бурых органогенных отложений (илов, сапропелей) голоцена;
осадконакопление в озерах, являющихся реликтами приледниковых бассейнов, на ранних этапах характеризовалось условиями соответствующими более крупным и глубоководным бассейнам (слоистая структура, большая мощность), чем на более поздних этапах развития;
палеолимнологические исследования Ладожского озера послужили основой для разработки концепции геоэкологического мониторинга крупных озер.
Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в том, что раскрыты закономерности озерного седиментогенеза в течение последнего ледниково-межледникового цикла.
Практическая значимость состоит в том, что результаты работы (1) позволяют проводить реконструкции эволюции озер и природно-климатических изменений в позднем плейстоцене и голоцене, (2) могут быть использованы для стратиграфических целей в четвертичной геологии и палеогеографии и (3) могут служить основой геоэкологического мониторинга озер и природоохранных мероприятий.
Внедрение результатов исследований. Ряд полученных данных были включены в Европейскую и глобальную базу данных изменений уровня озер ( и ). Материалы исследования донных отложений Ладожского озера послужили основой для создания ли-тологической и геоэкологической карт и карты четвертичных отложений 1:1000000 масштаба, изданных Северо-Западным геологическим управлением, а также вошли в «Атлас Ладожского озера» (2002).
Все исследования выполнялись в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института озероведения РАН по основным темам: «Исследование обидах закономерностей эволюции озер в геологическом прошлом» (№ Г.Р. 01.86.0059945, 1986-1990); «Эволюция озерных экосистем в гу-мидных и аридных регионах под воздействием природных и антропогенных факторов» (№3.5.3.2., 1991-1995); «Геоэкологическая индикация природных и антропогенных процессов в эволюции Ладожского озера и озер его бассейна» (№ Г.Р. 01.9.70004019, 1996-2000); «Закономерности эволюции озерных геосистем по палеолимнологическим данным» (№01.200.1.12574, 2001-2005). Результаты по теме диссертации получены также в рамках научно-исследовательских проектов РФФИ («Новые методы геоэкологической индикации природных и антропогенных процессов в эволюции Ладожского озера» №96-05-65174, 1996-1998; «Хронология палеогеографических событий и периодов в истории растительности в голоцене на СЗ России» №96-05-66167а, 1996-1998; «Донные отложения озер СЗ России - высокоразрешающая летопись палеогеографических событий в позднем плейстоцене, голоцене и современной эпохе» №98-05-66167а, 1998-2000; «Эволюция лимногенеза и тенденции развития экотонных зон в лимнологических ландшафтах на СЗ России» №98-05-65632а, 1998-2000; «Лимногляциальные комплексы гор и равнин Евразии и их пространственно-временная структура» №01-05-65163а, 2000-2002); в рамках экспедиционного гранта ФЦП «ИНТЕГРАЦИЯ» («Современная динамика озерных геосистем юга Карелии и палеолимнологические реконструкции голоцена», МО 256-1, 1999-2001); международных проектов «Эволюция, современное состояние и тенденции развития экосистем озер Южного Урала», Soros Grant Foundation N17300, 1994-1996; "Climate and Environment during the Last Deglaciation and the Holocene in NW Russia and around the Baltic", гранта Министерства Северных Стран (№1999-2783-4), российско-финский проект по программе «ТАСИС» (TSP40/97) "Development and implementation of an integrated programme for environmental monitoring of Lake Ladoga: protection and sustainable use of aquatic resources (DIMPLA)" (1999-2000), российско-шведский проект "Lake-Level Data
Base from the Former Soviet Union" (1994-1996), российско-шведский проект "Reconstruction of environmental and climatic changes in NW Russia and around the Baltic during the last 15,000 years" (1996-2000)).
Научная апробация работы. Отдельные вопросы диссертации обсуждалась на заседаниях Лаборатории географии и природопользования Института озероведения РАН с 1994 г. Ряд положений исследования докладывались на заседаниях Ученого Совета Института озероведения РАН и на заседаниях палеолимнологической комиссии и комиссии горных стран Русского географического общества. Материалы и результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на международных и российских совещаниях и конференциях различного уровня: Первый Международный Симпозиум по Ладожскому озеру, Санкт-Петербург (1994); Первый Международный Лимногеологический Симпозиум, Копенгаген, Дания (1995); Второй Международный Симпозиум по Ладожскому озеру, Йенсуу, Финляндия (1996); Конгресс ИНКВА, Берлин, Германия (1996); Рабочее совещание по программе QUEEN, Санкт-Петербург (1998); Международный Симпозиум в Петрозаводске: «Папеоклиматы и эволюция палеогеографических обстановок в геологической истории Земли» (1998); Всероссийское совещание «Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления исследований в XXI веке», Санкт-Петербург (1998); Международная конференция по четвертичной геологии, Тарту, Эстония (1999); Международное совещание по программе NORFA, Санкт-Петербург (1999); Третий Международный симпозиум по Ладожскому озеру, Петрозаводск (1999); Рабочее совещание PAGES, Лунд, Швеция (1999); Международная конференция, по четвертичной геологии Скандинавии, Лунд, Швеция (2000); Международная конференция «Озера холодных регионов», Якутск (2000); 3-е Верещагинское совещание, Иркутск (2000); Международное совещание, посвященное проблемам изменения климата и природных обстановок на СЗ России и на территориях прилегающих к Балтийскому морю, Санкт-Петербург (2001); Международная конференция, посвященная проблемам быстро изменяющейся Земли, Амстердам, Голландия (2001), PAGES-РЕРШ конференция во Франции, Aix-en-Provence (2001); Международная конференция, посвященная Балтийскому морю, Стокгольм, Швеция (2001); Международная морская геологическая конференция «Baltica-7", Калининград (2002); Международная конференция PAGES «High Latitude Paleoenvironments», Москва (2002); Четвертый Международный Симпозиум по Ладожскому озеру. Великий Новгород (2002); Третье Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода, Смоленск (2002).
За 8-ми томное издание «История озер» диссертант в 2000 году как один из соавторов был награжден дипломом Русского географического общества.
Публикации. Результаты исследований отражены более чем в 80 публикациях, в том числе в 18 коллективных монографиях, в 25 статьях в рецензируемых отечественных и зарубежных журналах, а также в научных статьях, в сборниках, препринтах и тезисах докладов на международных и всероссийских конференциях и совещаниях различного уровня.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 378 страниц машинописного текста, включающая 43 таблицы и 105 иллюстраций. Цитированная литература содержит 580 названий, из них 160 иностранных. Работа состоит из введения, 7 глав и заключения.
