Основы палеолимнологии. Лекция-1

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Предмет палеолимнологии
Лимнология – изучение озер
Палео – греч. Παλαιό, palaios древний
Палеолимнология - наука о происхождении, возрасте и развитии озер на основе анализа донных отложений за все время их существования, с древнейших времен до наших дней.

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Предмет палеолимнологии
В донных отложениях озер «записывается» информация о состоянии биоты и физико-химических свойствах самого озера
Следовательно, и о климатических вариациях
Вопрос: Для чего изучать озера ?

Терригенные минеральные частицы,
Пыльца наземных растений
Зоопланктон,
Микроводоросли,
Бактерии,
Личинки насекомых,
Маллюски,
Остатки высших растений
Хемогенные
минеральные частицы
Донные отложения
Потоки вещества в донные отложения озер:
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Вопрос:
Для чего изучать климат прошлого ?
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-1

будущее
прошлое
Вопрос: Для чего изучать климат прошлого ?
настоящее
Температура
или какой-либо
другой фактор среды
Ответ: для выявления периодических процессов
Примеры: ледниковые периоды, циклы солнечной активности,
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-1

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-1

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Происхождение озер
Тектонические:
А. Остатки от древних «морей» после поднятия земной коры:
Каспий, Арал
Б. Рифтовые – заполнение разломов земной коры:
Байкал, Танганьика, Малави,
Как правило, это древние озера, возрастом более 1 млн лет
Байкал – 30 млн лет – самое старое озеро на Земле

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Происхождение озер
2. Вулканические:
Кратерные, мааровые
3. Метеоритные
4. Оползневые
5. Карстовые

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Происхождение озер
2. Озера, возникшие в результате работы ледника
и его таяния (много типов, трудно классифицировать) :
В Северном полушарии самая распространенная причина
образования озер
Поэтому время непрерывного существования большинства
озер в Северном полушарии ограничено Голоценом (Holocene):
10 -11.7 тыс. лет назад

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Хроно-стратиграфия верхнего плейстоцена
Изотопно-
кислородные
cтадии (MIS)
Возраст,
тыс. лет
10
27
59
74
85
94
107
117
133

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Плейстоценовые циклы совпадают с:
Морскими изотопно-кислородными стадиями
Marine Isotopic Stages (MIS до 22) – эталон для сравнения:
Относительное содержание легкого изотопа кислорода 16О
возрастает в водах океана в межледниковые периоды и падает
во время глобальных оледенений, т.к. «тяжелая» вода, в состав
которой входит изотоп 18О, испаряется медленнее, чем «легкая».
Профиль δ-18О в океанических осадках отражает объем
полярных ледовых щитов Земли
δ-18О карбонаты океанических фораминифер
(жгутиковые зеленые водоросли с карбонатным панцирем)

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
НО
Похожих по климату оледений и межледниковий не было!

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
За последние 5 млн. лет ритмы глобальных изменений определялись:
Изменением наклона оси вращения Земли (от 22.1º до 24.5 º)
Период 41 тыс. лет
2. Прецессией оси Земли
Период 23 тыс. лет
3. В последние 600 тыс. лет наибольший вклад
вносил период 100 тыс. лет (эксцентриситет земной орбиты)
Природные циклы как причина ритмов плейстоценовых
глобальных изменений:
Астро-планетарный фактор
Орбитальные циклы (циклы Меланковича)

Милутин Миланкович (1879-1958)
«Канон поступления солнечной радиации», 1941 г. (на немецком языке), где впервые дана математическая разгадка тайны периодичности наступления ледниковых периодов на Земле
Выдающийся сербский ученый,
основатель климатологии
как точной науки,
климатического моделирования

Вид астрономического цикла прецессии
с точки за пределами Земли. Ось вращения Земли меняет положение по отношению к неподвижным звездам и вершиной описывает полный круг на небесном своде
2. Прецессией оси Земли
Период 23 тыс. лет
Александр Петрович
КАНОН ЛЕДНИКОВОГО ПЕРИОДА
МИЛУТИН МИЛАНКОВИЧ
И АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА, 2011

Периодические изменения наклона оси вращения Земли
за последние 400 000 лет. Изменения наклона оси влияют
на продолжительность полярной ночи и приводят
к существенным сезонным изменениям поступления
солнечной радиации в высоких географических широтах
Александр Петрович
КАНОН ЛЕДНИКОВОГО ПЕРИОДА
МИЛУТИН МИЛАНКОВИЧ
И АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА, 2011
Изменением наклона оси вращения Земли (от 22.1º до 24.5 º)
Период 41 тыс. лет

Осцилляция изменения эксцентричности земной орбиты
за последние 400 000 лет
3. В последние 600 тыс. лет наибольший вклад
вносил период 100 тыс. лет (эксцентриситет земной орбиты)

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Природные циклы как причина ритмов глобальных изменений:
Гео-планетарный фактор:
Автоколебания в системе океан-атмосфера-суша-ледники,
период ~ 10 тыс.лет

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Циклы солнечной активности:
Природные циклы как причина ритмов глобальных изменений:
Цикл Швабе-Вольфа
11 лет и другие

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Океанские температурные осцилляции
Природные циклы как причина ритмов глобальных изменений:
Северо-Атлантическая Осцилляция
(North Atlantic Oscillation = NAO)
Эль-Ниньо (El Niňo ~ 3-8 лет)
Атлантическая Мультидекадная Осцилляция
(Atlantic Multidecadal Oscillation = AMO, ~ 70 лет)
=

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Голоцен
Колебания климата голоцена в Западной Сибири: выявлено 10 ритмов по ~1 тыс лет (по Архипов и др., 1998)
Тысячелетний ритм
Теплый интервал
500 – 600 лет
Холодный интервал
500-600 лет
Тепло-сухая фаза
250 – 300 лет
Тепло-влажная фаза
250 – 300 лет
Холодно-сухая фаза
250 – 300 лет
Холодно-влажная фаза
250 – 300 лет
Реконструировано по спорово-пыльцевым спектрам
озерных, болотных, речных (аллювиальных) отложений,
датировано радиоуглеродным методом

Основы палеолимнологии. Лекция-1
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Поздний голоцен:
V – IX-X вв – холодный период
IX в – XIV в – «климатический оптимум» средневековья, температура
выше средней
XIV в – XIX в Европе «Малый Ледниковый Период», температура
ниже средней
По историческим сведениям:
6000-5500 лет назад – «Климатический оптимум голоцена»,
Климат теплее и суше современного (по Зыкин и др., 1998)
Голоцен