Основы палеолимнологии. Лекция-4

Элементный состав донных отложений:
Сканирующий рентгенофлуоресцентный микроанализ на
синхротронном излучении (РФА СИ):
Позволяет определить содержание различных химических элементов
в керне донных отложений с интервалом 0.02 мм
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-4

Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Методика изготовления твердых препаратов:
Из керна вырезаются «плашки» (= U-channels), лиофильно высушиваются,
заливаются эпоксидной смолой, шлифуются

Элементы - индикаторы:
Терригенно-обломочная часть:
Ti, Rb, Zr, Y – индикаторы выветривания горных пород
на окружающей территории, повышенное содержание указывает
на засушливые и/или ветреные условия
Органическая часть:
Br, Сu – индикатор накопления органики, повышенное содержание указывает
на повышенное содержание органики
Хемогенная часть:
Са, Sr – результат выпадения в осадок карбонатов
Геохимия донных отложений:
Sr – выпадает преимущественно в зимнее время, тогда как Са – летом.
Поэтому колебания отношения Ca/Sr отражают годичные ритмы:
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Mo и Mn – индикаторы редокс-условий: много Мо – аноксигенные условия,
Mn – наоборот, рассматривают отношение Mo/Mn

Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Геохимия донных отложений:

РФА – СИ сканирование твердых препаратов донных отложений
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-4

Повышенное
отложение
карбонатов
(CaCO3, CaCO3∙H2O
MgCO3, CaMg(CO3)2,
SrCO3 и др.)
«Усыхание» озера
Повышенное содержание карбонатных минералов в «белых слоях» обусловлено выпадением карбонатов в осадок при уменьшении объема озера: 1-й «белый слой» соответствует периоду «усыхания» озера (1910-1930-е гг)
Геохимический состав донных отложений оз. Шира
Kalugin I., Darin A., Rogozin D., Tretyakov G. Quaternary International 2013.
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Низкое содержание органического
вещества в «карбонатных» слоях
Повышенная деструкция
органического вещества
Окислительные условия
в придонных горизонтах
(=голомиктический режим)
Орг. вещество, %
Kalugin I., Darin A., Rogozin D.,
Tretyakov G. Quaternary International 2013
Содержание
воды, %
Геохимический состав донных отложений оз. Шира
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Слоистые структуры: пример оз.Заповедное (Эвенкия)
Светлый слой на 16 см соответствует 1908 году («Тунгусский феномен»)

Элементы - индикаторы:
Геохимия донных отложений:
Редокс-чувствительные элементы:
Мо – повышенное содержание соответствует анаэробным условиям
Mn – повышенное содержание соответствует аэробным условиям
Mo/Mn – отражает изменения окислительно-восстановительных условий:
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Геохимия донных отложений:
Меромиксия
Голомиксия
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-4

Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Берем временной ряд характеристики A водоема или климата
за инструментальный период (уровень воды, годовая сумма осадков, температура):
Реконструкция методом трансферных функций:
Выбираем элементы, наиболее коррелирующие с этой характеристикой в керне на участке, соответствующем инструментальному периоду
Методом множественной регрессии находим линейную зависимость
между искомой характеристикой и концентрациями элементов
A = a1*Ca + a2*Fe + …. + an*Mo
Подставляем в функцию значения концентраций элементов на
«до-инструментальном» участке => реконструируем временной ряд

Основы палеолимнологии. Лекция-3
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Биологические палео-индикаторы в донных
отложениях
1. Пыльца и споры растений
2. Панцири водорослей (диатомеи, гаптофиты и пр.)
6. Фотопигменты (каротиноиды, хлорофиллы)
7. ДНК
8. Длинноцепочечные углеводороды (жирные кислоты, липиды и пр.)
3. Останки зоопланктона и зоо-бентоса:
раковины остракод (ракушковых рачков), маллюсков,
головные капсулы хирономид, эфиппии и пр.
Биохимические палео-индикаторы

Основы палеолимнологии. Лекция-3
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
1. Пыльца и споры наземных растений
Спорово-пыльцевая диаграмма донных отложений оз. Шира (Вершинин, Рогозин, 2014)

Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Спорово-пыльцевые спектры
Температура и влажность на окружающей территории,
история земледелия

Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
(Вершинин, Рогозин, 2014)
Индекс SFI (steppe-forest index):
(Artemisia+Chenopodiaceae)
(Artemisia+Chenopodiaceae+древесная)
100%
SFI =
SFI
Оз. Шира

Диатомовые – биоиндикатор состояния озера
SiO2 × nH2O – полимерный опаловый кремнезем
Полимерный опаловый кремнеземный
панцирь на примере диатомовой
Cyclotella tuberculata Makar. et. Log.
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Диатомовые седиментационных ловушек
Видовой состав озера Шира (седиментационные ловушки): 1а,б,в - Cyclotella tuberculata; 2а - Cocconeis placentula var. euglypta, 2б - C. placentula var. placentula, 2в - C. spesiosa; 3а,б, 8 – Amphora spp.; 4а,б – Nitzchia spp.;5,6 – Amphora commutata; 7а,б, 9 – Navicula cinta;
1а
1б
1в
2а
3а
2б
2в
3б
4а
4б
5
6
7а
7б
8
9
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Диатомовые в керне
Диатомовые керна, глубина 60-70 мм: 1,2 – осколок створки
диатомовой Cyclotella tuberculata; 3 – осколок створки диатомовой
Cocconeis placentula; 4 – осколок створки Nitzchia spp.
1
2
3
4
Глубина 60-70 мм (примерно 1980-1975 гг.)
1-ый карбонатный слой
2-ой карбонатный слой
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Результаты анализа керна
Глубина 60-70 мм (примерно 1980-1975 гг.)
1
2
3
Диатомовые керна, глубина 60-70 мм: 1 – осколок створки Nitzchia spp.; 2 – осколок створки Cocconeis spp.; 3 – предположительно осколок створки Navicula spp. (не удалось идентифицировать осколок более точно).
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-4

Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Соленость (diatoma-inferred salinity), температура,
трофический статус водоема (diatoma-inferred phosphorus etc.)
Видовой состав диатомовых

Компоненты танатоценоза оз. Шира в слое 240-245 см
(остатки раковин и эфиппии кладоцер,
моллюски р. Valvata, остракода – ракушковые рачки,
головные капсулы личинок ручейников, семена растений,
фрагменты щетинок кладоцер?).
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Компоненты танатоценоза оз. Шира в слое 105-106 см от начала колонки, отобранной летом 2011 г.
(остатки растений, пыльца хвойных деревьев различных видов, остракода – ракушковые рачки,
яйца коловраток р. Brachionus).
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Компоненты танатоценоза оз. Шира в слое 100-101 см от начала колонки,
(эфиппии рачков р. Moina).
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Компоненты танатоценоза оз. Шира в слое 84-85 см от верха колонки, отобранной летом 2011 г.
(Плохо сохранившиеся остатки панцирей амфипод, пыльца хвойных деревьев,
кусочки сгоревших растений, яйца коловраток р. Brachionus)
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Основы палеолимнологии. Лекция-4

Компоненты танатоценоза оз. Шира в слое 20 см от верха колонки, отобранной летом 2011 г.
(Головные капсулы хирономид, эфиппии рачков р. Moina, фрагменты панцирей амфипод, рачок Arctodiaptomus salinus).
Основы палеолимнологии. Лекция-4
Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016