Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Методологрія изучения палеомагнитных и петромагнитных параметров осадков озера байкал; основные принципы изучения палеоклимата 9
1.1. Особенности озера Байкал 9
1.2. Строение осадочного чехла в различных местах Байкала 11
1.3. Общие сведения о проекте «Бурение на Байкале» 13
1.4. Палеомагнетизм 15
1.5. Изменения климата и палеоклимат 17
1.6. Циклы Миланковича 18
1.7. Кислородная кривая 5 О 22
1.8. Диатомовые водоросли и биогенный кремнезем 23
1.9. Магнитная восприимчивость 24
1.10. Геохимические профили 25
1.11. Методика исследований 26
ГЛАВА 2. Палеомагнитные исследования 30
2.1. Общие сведения по результатам палеомагнитных исследований 30
2.2. Палеомагнитные исследования скважины BDP-96 37
2.3. Палеомагнитные исследования скважины BDP-98 42
2.4. Палеомагнитные исследования скважины BDP-99 46
ГЛАВА 3. Исследования магнитной восприимчивости и палеоклимата 50
3.1. Дополнительные частоты 50
3.2. Исследования магнитной восприимчивости скважины BDP-93 51
3.3. Исследования магнитной восприимчивости скважины BDP-96 55
3.3.1. Магнитные минералы осадка скважины BDP-96-1 66
3.4. Исследования магнитной восприимчивости скважины BDP-98 67
3.5. Сравнительный анализ результатов исследований осадков скважин BDP-93 и BDP-96 72
Заключение 78
Литература
- Строение осадочного чехла в различных местах Байкала
- Изменения климата и палеоклимат
- Палеомагнитные исследования скважины BDP-96
- Исследования магнитной восприимчивости скважины BDP-96
Введение к работе
Актуальность исследований. Познание закономерностей изменения климата имеет большое значение как для изучения прошлого Земли, так и для прогнозирования её будущего. В то время как палеоклиматические особенности в истории океанов установлены относительно полно, сведения о позднекайнозойском палеоклимате континентов ещё довольно скудные, поэтому новая информация о нем весьма актуальна. Осуществление проекта «Байкал-бурение» дает уникальную возможность по различным признакам осадков получить данные о климатических условиях, существовавших в течение позднего кайнозоя, и их изменении. Данная работа посвящена изучению палеомагнитных свойств осадков озера Байкал, как материала, сохранившего в себе запись континентального палеоклиматического сигнала, и установлению, какие палеомагнитные данные обусловлены палеоклиматиче-скими условиями накопления осадков.
Цель работы - определение возраста байкальских осадков палеомаг-нитным методом, изучение континентального палеоклиматического сигнала, сохранившегося в записях магнитной восприимчивости и сопоставление получившегося результата с данными, полученными по иным параметрам. Внимание также было уделено определению изменения соотношения различных магнитных минералов, фиксирующих палеоклиматический сигнал, в зависимости от климата.
Поставленная цель определила защищаемые положения.
С помощью палеомагнитного метода получена возрастная модель осадков озера Байкал для возраста свыше 7 млн. лет - самой длинной записи непрерывного осадконакопления на континентах.
Магнитная восприимчивость осадков оз. Байкал является надежным индикатором палеоклиматического сигнала, отражающего планетарные изменения климата, как в местах с медленным осадконакоплением (Академический хребет), так и в местах с большим привносом речного материала (Бу-гульдейская перемычка).
Состав магнитных минералов, фиксирующих палеоклиматический сигнал, коррелирует с содержанием диатомовых водорослей в осадках озера, что связано с переходом минералов из одной фазы в другую, при изменении палеоклимата.
Результаты частотного анализа магнитной восприимчивости, проведенного для Байкальских осадков впервые, показали, что палеоклимат Байкальского региона, также как и глобальные изменения климата, зависит от орбитальных параметров Земли.
Защищаемые положения потребовали решения ряда задач, наиболее важными из которых являются следующие:
с помощью палеомагнитного метода установить возраст осадков скважин, полученных в ходе проекта «Байкал-бурение»;
выяснить степень корреляции между магнитной восприимчивостью осадков оз. Байкал и палеоклиматическим сигналом;
определить периоды изменения магнитной восприимчивости и сравнить их с циклами Миланковича;
сравнить полученные результаты с выводами, полученными другими исследователями;
узнать, как меняется содержание магнитных минералов при изменении климата; определить, содержание каких минералов в осадке является превалирующим в периоды относительного потепления/похолодания.
Предмет исследования - донные осадки озера Байкал, полученные при выполнении проекта «Байкал-бурение».
Работа базируется на фактическом материале - осадках озера Байкал, отбор образцов которых происходил из кернов, полученных в рамках проекта «Байкал-бурение». Количество измеренных образцов составляет свыше 4000. Лично автором работы было отобрано свыше 1000 образцов, магнитная восприимчивость была измерена у 2000 образцов, остаточная намагниченность -у 600 образцов. Непосредственно под руководством автора работы сотрудни-
6 ками лаборатории была измерена остаточная намагниченность еще у 1500 образцов (скважины BDP-98 и BDP-99). Кроме того, автор принимал участие в измерении магнитной восприимчивости у керна скважины BDP-98 без нарушения естественной стратификации осадка. Также автор работы самостоятельно проводил частотный анализ, написал несколько программ на Turbo Pascal, необходимых для получения конечных результатов. В заключительной части исследовательской работы автором был осуществлен сбор и обобщение литературных данных, обработка и интерпретация всех данных по измерениям, участие в подготовке статей к публикации в отечественных и зарубежных журналах.
Теоретическая и методическая база исследования. Теоретически работа базируется на принципах сохранения записи палеомагнитного сигнала в осадочных породах, а также на зависимости магнитной восприимчивости от климатических условий момента формирования осадка. Методически работа основана на стандартном ступенчатом размагничивании в переменном магнитном поле; на измерении магнитной восприимчивости в слабых полях; на методах частотного анализа и линейной корреляции.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые получены возрастные реперные шкалы разрезов континентальных осадков на возрастном интервале, превышающем 7 млн. лет; получены новые и подтверждены некоторые старые данные о палеоклимате позднего кайнозоя Юга Восточной Сибири; определены новые палеоклиматические частоты, не зафиксированные ранее предыдущими исследователями, и сделана попытка их интерпретации; впервые найден коэффициент корреляции между составом магнитных минералов и содержанием диатомовых водорослей, что подтвердило сведения о зависимости состава осадков от палеоклимата. Проведенные исследования охватывают широкий круг теоретических и методических проблем. Наиболее существенные новые результаты состоят в следующем:
1. С помощью палеомагнитного метода определен возраст осадков, взятых из скважин, пробуренных в ходе выполнения проекта «Байкал-бурение».
7 В самой глубокой скважине BDP-98 вскрытая толща осадков имеет возраст свыше 7 млн. лет, что является самой длинной записью непрерывного осад-конакопления на континентах.
Проведенные исследования магнитной восприимчивости, сопоставление полученных по ней данных с данными по биогенному кремнезему, геохимическим профилям, кривой кислорода 5180 в океанах, а также частотный анализ магнитной восприимчивости показали, что, во-первых, осадки озера Байкал содержат запись палеоклиматического сигнала через различные параметры, в том числе, через петромагнитные и петрохимические, во-вторых, изменения климата на Байкале, фиксируемые магнитной восприимчивостью, связаны с орбитальными циклами Земли, как с каждым циклом в отдельности, так и с их взаимосвязанным влиянием на палеоклимат. Полученные результаты позволяют утверждать, что климат в районе оз. Байкал изменялся по той же модели, что и планетарный.
Изучение состава фракции магнитных минералов показало, что в различных климатических условиях главенствующую роль в увеличении значения магнитной восприимчивости играли разные минералы. Основной вклад в величину магнитной восприимчивости осадков Байкала дают магнетит, гетит, ильменит. Наблюдается значимая обратная корреляция между содержанием магнетита и диатомовых водорослей в осадке.
Практическая значимость. Результаты работы позволили составить возрастные реперные шкалы разрезов, что дает возможность с большей эффективностью анализировать данные, полученные другими исследователями, а также сопоставить различные части разреза.
Результаты изучения палеоклимата позволили улучшить понимание причин, влияющих на континентальный палеоклимат, а также могут использоваться как базовые для построения модели континентального палеоклимата.
Апробация работы. Материалы, послужившие основой для представленной работы, были апробированы на Международной Геофизической кон-
8 ференции EGS-2000 (2000); конференции молодых ученых «Современные проблемы геохимии» (Иркутск, 2000); XXXIX Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2001), Международном семинаре «Проект бурение на Байкале и Хуб-сугуле» (Улан-Батор, 2001), Совместной ассамблее американского, европейского и канадского геофизических союзов (Ницца, 2003).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 113 страницах и состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, который включает 57 источников. Работа содержит 30 рисунков и 5 таблиц в приложении, пояснения к которым даны в тексте работы.
По теме диссертации опубликовано 11 научных работ в соавторстве и лично.
Благодарности. Автор благодарит за неоценимую помощь, оказанную при проведении данной работы, в первую очередь своих руководителей: Кузьмина М. И. и Кравчинского В. А., дававших на протяжении всего времени разнообразные советы, помогавших отвечать на возникающие вопросы, а также способствовавших финансированию моих исследований; наш дружный коллектив инженеров, без которых никогда не удалось бы получить такой большой объем данных: Засыпкина А. С. и Садовникову Н. А., отдельная благодарность Хузину М. 3., обеспечивавшего нашей аппаратуре рабочее состояние; Булдыгерова В. В. за консультацию; Канайкина В. С, Кочнева А. П., Булнаева А. И. Альмухамедова А. И. за внимательное рецензирование работы; а также большой коллектив моряков и буровиков, обеспечивших саму возможность бурения.
Строение осадочного чехла в различных местах Байкала
Исследования осадков оз. Байкал ведутся, начиная с 19 века (первые исследования донных осадков были проведены Дыбовским) [Галазий, 1987], но бурение с целью получения информации за длительный период началось только в 1992 году. Первая глубоководная скважина на Байкале была пробурена в 1993 году [Коллектив..., 1995]. С тех пор результативное бурение производилось в 1996, 1997, 1998 и 1999 г.г. В 1993 году бурение производилось недалеко от устья р. Бугульдейка, и пробурено было две 100-метровых скважины. В 1996 и 1998 г.г. скважины бурились на Академическом хребте, причем в 1996 году было получено 100 метров осадка с одной скважины и 200 метров - с другой, а в 1998 году 600 метров осадка было получено в совокупности с трех скважин. В 1999 году бурение проводилось на Посольской банке, и было получено 350 метров керна осадка. Соответственно, осадок скважин BDP-96 и BDP-98 накапливался в условиях медленного осадконако-пления с отсутствием привноса речного материала, в то время как условия осадконакопления для скважин BDP-93 и BDP-99 были прямо противоположными. В настоящей работе освещается палеомагнитное и петромагнитное исследование осадков скважин всех 4-х лет бурения.
Следует отметить, что геологические условия районов бурения разных лет резко различны. Как уже отмечалось, скважины BDP-96 и BDP-98 были пробурены на подводном Академическом хребте, разделяющем Северную и Центральную впадину оз. Байкал. Средние глубины верхней части хребта 400 м, при этом он возвышается над дном озера на 600 м и более с северо-запада и более чем на 1 км с юго-востока. Поверхность фундамента хребта перекрыта осадочной толщей до полутора километров [Коллектив..., 2000].
При бурении скважин использовались буровые комплексы «Недра-Байкал-600» и «Недра-Байкал-2000», разработанные ГНПП «Недра». Скважины 1993 и 1996 годов бурились первым комплексом, а 1998 и 1999 - вторым. Буровой комплекс «Недра-Байкал-600» был собран на барже грузоподъемностью 400 т и способен проводить бурение дна озера при глубине воды до 400 м. Комплекс «Недра-Байкал-2000» был собран на барже грузоподъемностью 1300 т. Для него расчетная предельная глубина воды для бурения составляет 900 м, хотя как показала практика 1997 года, оно оказалось возможным и на глубине 1400 м [Коллектив..., 2000].
Непосредственно для бурения использовалось керноотборное устройство «Байкал-2» со съемными керноприемниками. Для верхних интервалов, сложенных неуплотненными осадками, использовался гидропоршневый кер-ноприемник, сбрасываемый с комплекса и внедряющийся в осадок со скорость 6 м/с. Данный метод наиболее оптимален для последующих палеомаг-нитных исследований, ибо он практически не разрушает структуру осадка. Ниже использовались гидроударный (керн отбирался серией высокочастотных ударов) и роторный керноприемники. При этих методах происходит час тичное (иногда весьма сильное) разрушение структуры осадка, что затрудняет его использование для палеомагнитных исследований.
Магнитное поле Земли непостоянно. Оно подвержено различного рода изменениям, которые можно разделить на 2 группы. Во-первых, меняется направление магнитного поля. В прошлом оно не раз менялось на противоположное. Длительные периоды с одинаковой полярностью называются эпохами. Так, сейчас мы живем в эпоху прямой полярности Брюнес, которая началась 780 тыс. лет назад. До этого была эпоха обратной полярности Матуяма и т.д. Кратковременные изменения полярности называются экскурсами, а изменения внутри экскурсов - событиями [Channel, 1995] .
Существует международная геомагнитная шкала. Таким образом, если получить непрерывный разрез образцов, то по изменениям направления магнитного поля в них можно привязаться к временной шкале. Данный способ определения возраста является самым быстрым, и независимым от других исследований.
Каким же образом в породах фиксируется направление магнитного поля? Данный механизм различен для осадочных и магматических пород. Рассмотрим механизм фиксации направления магнитного поля в осадочных породах. В породах присутствуют как низкокоэрцитивные, так и высококоэрцитивные минералы. Первые из них меняют свою намагниченность постоянно с изменением магнитного поля, вторые же, однажды намагнитившись (при более высокой температуре - около своей точки Кюри) уже не перемагничи-ваются, представляя собой маленькие магнитики. При опускании в толще воды и формировании осадка, когда его плотность еще не велика, эти магнитики ориентируются по магнитному полю Земли на текущий момент. В дальнейшем, после уплотнения осадка, они уже не могут свободно вращаться, и их направление остается неизменным.
Изменения климата и палеоклимат
В 30-х годах 20 века Миланковичем была предложена теория об орбитальных циклах Земли и их влиянии на солнечную инсоляцию земной поверхности, а, следовательно, и на климат [Milankovitch, 1941].
Параметры земной орбиты непостоянны, а меняются с течением времени. К переменным факторам относятся эксцентриситет орбиты, наклонение земной оси к плоскости эклиптики, кроме того, направление оси вращения Земли непостоянно, оно совершает один оборот за 26 тыс. лет - это явление называется прецессией (рис. 2). Последний процесс накладывается на прецессию равноденствий - вращение точки перигелия вокруг Солнца с периодом 22 тыс. лет, что дает 2 гармоники прецессии: 19 и 23 тыс. лет [Crowley and North, 1991].
Эксцентриситет земной орбиты е меняется от 0.0007 до 0.0658 с периодами около 100 и 400 тыс. лет. Угол наклонения є меняется от 22.068 до 24.568 с периодом около 41 тыс. лет. Прецессия орбиты (параметр esimz, где 7Г - долгота перигелия - углового расстояния самой близкой к Солнцу точки орбиты Земли от направления на точку весеннего равноденствия) колеблется от 0.03 до 0.07 со средним периодом около 21 тыс. лет [Климишин, 1991]. Рассмотрим вкратце, каким образом данные параметры влияют на солнечную инсоляцию Земли.
Изменение эксцентриситета влияет на неравномерность солнечной инсоляции в течение года: при круговой орбите величина солнечной инсоляции постоянна, при максимальном значении эксцентриситета она меняется в течение года на 30% [House, 1995], при этом, так как Земля быстрее движется в перигелии, нежели в афелии, то общая солнечная инсоляция Земли при увеличении эксцентриситета уменьшается.
Изменение наклонения влияет на климат Земли двояко: во-первых, при увеличении наклонения более резкими становятся сезонные колебания, а во-вторых, изменяется температурный градиент полюс - экватор, от которого зависят климатические и океанические циркуляции [House, 1995].
Прецессионные колебания противоположно влияют на разные полушария - в одном из них зима более короткая и теплая, а лето более длинное и прохладное; в другом - зима более длинная и холодная, а лето более короткое и жаркое - или другими словами, в одном полушарии климат более мягкий, нежели в другом.
Но все вышеперечисленные факторы не могут объяснить, почему ледниковые периоды начались в принципе, ведь солнечная инсоляция за последние несколько сот миллионов лет менялась в небольших пределах. Хаин В. Е. [Хаин, 2003] приводит следующую возможную причину начала ледниковых периодов. По его теории современное положение континентов создало предпосылки к накоплению льда в полярных областях из-за того, что теплые воздушные и водные потоки практически не достигают высоких широт, и снег, накопившийся за зиму не успевает растаять за лето. В дальнейшем он прессуется и превращается в лед. Данная теория также объясняет, как относительно слабые изменения солнечной инсоляции способны так радикально менять климатические условия на всей планете - основным фактором является не общее количество солнечной энергии, достигшей Земли, а то, насколько теплым являлось лето, т.к. основным фактором для наступления оледенений является не количество снега, выпавшего зимой, а тот факт, растает ли он летом.
Другими исследователями выдвигаются иные предположения о возможном усилении влияния астрономических циклов какими-либо иными причинами. Так, в работе [Косов, 2003] высказывается предположение, что изменение эксцентриситета ведет к увеличению солнечных приливов в земной коре, которые усиливают вулканическую активность Земли. Повышенная же вулканическая активность, в свою очередь, ведет к похолоданию, ибо частицы вулканического пепла мешают проникновению солнечного света на поверхность Земли. Свою гипотезу он основывает на предположительном 100-тысячелетнем цикле вулканической активности.
Также хочется отметить исследования, описанные в работе Э. Д. Кузнецова [Кузнецов, 1999]. Изменения потока солнечного тепла могут вызывать существенные климатические изменения, например, оледенения. Перераспределение воздушных и водных масс, рост или уменьшение ледникового покрова в высоких широтах ведут к изменению динамического сжатия Земли. А это ведет к изменению скорости прецессии оси вращения Земли. Прецессия вызывается притяжением экваториального избытка массы Земли Луной и Солнцем и возмущениями гелиоцентрического движения Земли со стороны планет. В современную эпоху скорость прецессии составляет 50.4712" в год. Частота возмущающей силы, вызываемой движением перицентров Юпитера и Сатурна и долготы восходящего узла Юпитера равна 50.3021" в год. Томсон в 1990 г. оценил изменение скорости прецессии за счет изменения динамического сжатия Земли при переходе от межледниковья к ледниковому периоду.
Палеомагнитные исследования скважины BDP-96
Для проведения палеомагнитных исследований осадка скважины BDP-96 было промерено 492 образца скважины BDP-96-1 и 389 образцов скважины BDP-96-2. При этом для верхних 27 м скважины BDP-96-2 средний шаг измерений составил 90 см, ниже - 20 см. Для скважины BDP-96-1 средний шаг измерений составлял 40 см, в местах смены полярности он уменьшался до 10 см. Результаты измерения магнитного наклонения осадка скважин BDP-96-1 и BDP-96-2 приведены на рис 9. Видна хорошая корреляция между наклонениями двух скважин и реперной геомагнитной шкалой [Cande et al., 1995; Channel, 1995]. Данные о том, каким глубинам соответствуют смены полярности приведены в таблице 2 в приложении. Кроме России, палеомагнитные исследования проводились также в США и в Японии. Высокая сходимость результатов подтвердила их достоверность.
Таким образом, возраст скважины BDP-96-1 глубиной 200 метров был оценен в 5 млн. лет, а возраст скважины BDP-96-2 глубиной 100 метров в 2.5 млн. лет соответственно. Отсюда следует, средняя скорость осадконакопле-ния осадка скважины BDP-96 составляла 4 см/тыс. лет. На основе этих измерений была построена возрастная модель (рис. 10). Из графика видно, что скорость осадконакопления на Академическом хребте за последние 5 млн. лет была практически постоянной (с учетом его непрерывности, подтвержденной стратиграфическими исследованиями) [Коллектив..., 1998].
Для 1114 точек скважины BDP-96-1 и для 1014 точек скважины BDP-96-2 была рассчитана магнитная палеонапряженность, определяемая частным от значения магнитной интенсивности на 10 мТ и магнитной восприимчивостью.
Получившийся результат был сопоставлен с мировой шкалой палеона-пряженности (рис. 11, 12) [Guyodo et al., 1999]. Данная шкала (SINT-800) была получена осреднением данных по нескольким разрезам. На основе полученных результатов была построена возрастная модель для последних 780 тыс. лет (см. ниже рис. 22).
Для исследования осадков скважины BDP-98 было отобрано около 5400 образцов со средним интервалом 10 см. В настоящей работе описываются результаты, полученные при исследовании российской части образцов (1472 шт.).
До глубины 270 метров бурение в основном велось с помощью поршневого керноотборника, а глубже - с помощью роторного. В данной работе более подробно рассматриваются результаты, полученные при исследовании только поршневого отрезка бурения (270 метров), поскольку использование осадка, полученного методом роторного бурения для палеомагнитных исследований затруднено. Данные по размагничиванию образцов с верхних 270 метров приведены в табл. З в приложении.
Для верхних 270 метров были получены следующие результаты при величине поля 10 мТ (рис. 13). Были выделены эпохи Брюнеса, Матуямы, Гаусса и Гилберта. Их нижние границы были определены на глубинах 31.7, 95, 140 и 230 метров соответственно. Средняя скорость осадконакопления составила, как и для скважины BDP-96 4 см/тыс. лет. Проинтерпретировав полученную величину, были выделены субхроны внутри этих эпох, а также начало субхроны C3A.nl и СЗА.п2. А для самого нижнего поршневого керна (270 м) возраст был определен в 6.85 млн. лет. Общая информация приведена в табл. 2, которая включает в себя соответствующие данные для скважин BDP-96-1HBDP-96-2.
Также нами была сделана интерпретация возраста и для более глубоких частей скважины (рис. 14). Как видно из графика, он был определен нами в 11.2 млн. лет.
Возрастная модель, построенная на результатах этих исследований представлена на рис. 15. Для верхних 270 м скважины BDP-98 средняя скорость осадконакопления также как и для BDP-96 составила около 4 см/тыс. лет. Если сделать расчеты скоростей осадконакопления для отдельных интервалов, то мы увидим, что колебания скорости не превышают 0.2 см/тыс. лет.
Значит, можно утверждать, что за последние 6.85 млн. лет скорость осадконакопления на Академическом хребте была стабильна (ее отклонения от среднего значения не превышали 5%) и составляла около 4 см/тыс. лет.
Для нижней части скважины по результатам нашей возрастной модели средняя скорость осадконакопления были около 7.7 см/тыс. лет, в то же время на данном интервале отмечается увеличение ее неравномерности.
Следует отметить, что в ряду исследователей нет согласия в вопросе о возрасте 600-метровой скважины. Так, авторы статьи [Antipin et al., 2001], по иному проинтерпретировав палеомагнитные данные, оценили возраст скважины в 8.4 млн. лет. Авторы работы [Kerber et al., 2003] определили возраст в 7.8 млн. лет с помощью частотного анализа биогенного кремнезема. Близкий результат (8 млн. лет) получился и у специалистов, использовавших для определения возраста данные по бериллию-10 [Sapota et al., 2003]. Все это свидетельствует о том, что возраст глубинных горизонтов скважины BDP-98 остается открытым и требует для своего разрешения комплексного подхода со стороны различных исследователей.
Исследования магнитной восприимчивости скважины BDP-96
Магнитная восприимчивость скважины BDP-96-1 была промерена в 4658 точках, а скважины BDP-96-2 - в 3116 точках.
Для составления композиционной колонки за опорную была взята BDP-96-2. Это было сделано потому, что у колонки BDP-96-1 в верхней части имеется значительная (6.3 м) потеря осадка. Были выбраны опорные точки, используемые позже при составлении зависимости магнитной восприимчивости от возраста. Между этими точками осадконакопление принималось равномерным. Причем до 1.354 млн. лет (-60 м) точки выбирались визуальным сопоставлением графиков ODP и BDP-96-1, BDP-96-2 (рис 20). Для более древних отложений такой метод оказался непригоден, по причине уменьшения амплитуды колебаний магнитной восприимчивости и видимого слияния пиков (аналогичное явление было отмечено и при изучении китайских лессов [Bloemendal et al., 1995J), поэтому для осадков, расположенных ниже отметки 60 метров использовалась корреляция по магнитостратиграфи-ческой шкале, полученная ранее [Коллектив..., 1998, Кравчинский и др., 1998, Williams et al., 1997] (см. рис. 9).
В пределах эпохи Брюнес был рассчитан коэффициент корреляции между величинами магнитной восприимчивости осадка скважин BDP-96-1 и BDP-96-2 и кислородной кривой ODP677 5180. Относительная магнитная восприимчивость
Корреляция магнитной восприимчивости осадков скважин BDP-96-1 и BDP-96-2 с вариациями 5180 ODP-677. Были сопоставлены 419 значений 5180 и 1п(к) для BDP-96-2 и 325 для BDP-96-1. Коэффициент корреляции г оказался равным в обоих случаях 0.41. Надежность результата была проверена по критерию Стъюдента [Ван-ден-Варден, 1960], служащей для определения достоверности коэффициента корреляции. С вероятностью, превышающей 99.99%, можно утверждать о нали 1 S чий прямой линейной зависимости между значениями 5 О ODP677 и логарифмом магнитной восприимчивости. Меньшее значение коэффициента корреляции, по сравнению с таковым для китайских лессов (для них значение равно 0.7) [Bloemendal et al., 1995] можно объяснить: - потерями осадка (значительные потери в верхней и нижней части кернов, частые небольшие потери осадка между кернами из-за шлама), - неравномерностью осадконакопления на разных участках скважины (см. [Кравчинский и др., 1998]), - а также различием методик измерений магнитной восприимчивости (для измерения магнитной восприимчивости китайских лессов использовались кубики стандартных размеров, при изучении же байкальского осадка магнитная восприимчивость измерялась у керна целиком без его вскрытия, заполнение же последнего часто было неоднородным, имелись разрывы).
Но, сравнивая значение коэффициента корреляции с величиной, полученной для верхней части скважины, равной 0.2268 [Peck et al, 1994], можно увидеть, что результат по скважине 1996 года намного лучше, чем по 1993. Видимо причина в том, что верхняя часть осадка (которая и была получена по гравитационным колонкам в 1993 году) характеризуется более неравномерным осадконакоплением.
Учитывая получившийся надежный результат (как показано выше, вероятность зависимости каппы и кривой SPECMAP 99.99%), можно с уверенностью утверждать о корреляции магнитной восприимчивостью осадков озе-ра Байкал с 5 О, а следовательно и с климатом. Результаты, полученные при обсчете композиционной колонки, приведены на рис. 21. Верхние ее 100 метров представляют суперпозицию магнитной восприимчивости скважин BDP-96-1 и BDP-96-2, нижние же - только BDP-96-1, ибо скважина BDP-96-2 имеет только 100-метровую глубину.
Для последних 780 тыс. лет по корреляции магнитной восприимчивости с кислородной кривой была построена еще одна возрастная модель. На рис. 22 приведено сопоставление двух возрастных моделей для BDP-96-1 и BDP-96-2 - по палеонапряженности и магнитной восприимчивости. В качестве опорной точки был выбран переход Брюнес-Матуяма. Видно хорошее соответствие между моделями.
Частотный анализ проводился для различных участков композиционной колонки. Сначала рассмотрим результаты, получившиеся при обсчете верхней части колонки (до возраста 1.35 млн. лет (см. табл. 4 в приложении), до которого, как уже отмечалось, удалось провести визуальную корреляцию О и 1пк). Они представлены на рис. 23а, где показаны и результаты по ODP677. На рисунке можно увидеть пять пиков значительной амплитуды: второй из них соответствует периоду 106 тыс. (цикл Миланковича, соответствующий эксцентриситету); пятый - периоду 41 тыс. лет (цикл Миланковича, соответствующий наклонению земной оси). Эти два цикла широко известны и зарегистрированы во многих разрезах китайских лессов и скважин ODP [Shackleton et al., 1990, Bloemendal et al., 1995]. Первый пик (помечено цифрами на рис. 23), по-видимому, соответствует одной из гармоник эксцентриситета, выделяемой в [Berger, 1978; Berger, Loutre, 1991]. Большой интерес представляют третий и четвертый пики. Сначала остановимся на четвертом, соответствующем периоду 68 тыс. лет.
