CC BY
186
А СТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№4 (42) 2017. с. 4-14. Науки о Земле
УДК 556+91
ОЗЕРА КАК НАКОПИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И
ИНДИКАТОРЫ КЛИМАТА
12 3
Дмитрий Александрович Субетто ' , Дмитрий Викторович Севастьянов , Татьяна Валентиновна Сапелко4, Владимир Рубенович Бойнагрян5, Иван Михайлович Греков2
хИнститут водных проблем Севера КарНЦРАН, [email protected] 2Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
3Институт наук о Земле СПбГУ 4Институт озероведения РАН 5Ереванский государственный университет, Армения
лимнология; палеогеография; седиментация; базы данных
Рассматриваются наиболее характерные природные особенности озер как накопительных систем, в донных отложениях которых концентрируется информация об изменениях природных процессов прошлого. Накопленные в озерной котловине за время существования озера донные отложения содержат разнокачественную информацию об изменении состояния ландшафтной среды в бассейне озера на протяжении всего времени существования водоёма. Палеолимнологические исследования дают возможность реконструировать историю развития ландшафтов водосборного бассейна озера.
LAKE AS ACCUMULATIVE INFORMATION SYSTEMS AND CLIMATE INDICATORS
D. A. Subetto, D. V. Sevastyanov, T. V. Sapelko, V. Z. Boynagryan, I. M. Grekov.
Hnstitute of water problems of the North RAS Russian State Pedagogical University. A.I. Herzen Institute of Geosciences SpSU Institute of limnology RAS Erevan State University, Armenia
limnology; paleogeography; sedimentation; database
The most characteristic natural features of lakes as accumulated systems are considered. The bottom sediments of lakes concentrate information about changes in the natural processes of the past. The sediments accumulated in the lake basin during the time existence of the lake contain different-quality information about the change in the state of the landscape environment in the lake basin during the entire life of the reservoir. Paleolimnological studies make it possible to reconstruct the history of development of the landscape of the catchment basin of the lake.
Введение
Озеро - весьма распространенный географический объект ландшафтной структуры Земли. С точки зрения гидрологии суши, озеро - это естественный водоем с замедленным водообменом, существующий в углублении рельефа на поверхности суши, не имеющий непосредственной связи с Мировым океаном.
Ландшафтная или экологическая лимнология рассматривает озеро как водную геосистему (лимносистему), развивающуюся во взаимосвязи с ландшафтами водосбора, представляющую составную часть ландшафтной структуры территории.
Широко известно свойство озерных котловин накапливать водные массы и озерные осадки, которые в естественных условиях характеризуются высокой степенью сортированности и горизонтальной слоистостью. Поэтому, озера рассматриваются как природные расходно-накопительные системы, содержащие информацию о состоянии окружающей среды. С одной стороны, в озерных котловинах накапливаются водные массы, поступающие с атмосферными осадками на зеркало озера, а также с поверхностным и грунтовым стоком с водосборного бассейна, что определяет положение уровня воды в котловине и химический состав озерных вод. Расход накопленных в котловине водных масс и водообмен осуществляются посредством внешнего стока и испарения с водной поверхности. Нельзя не отметить, что химический (ионный) состав водных масс озера может нести информацию, например, об особенностях геохимического фона водосбора, о поступающих в озеро атмосферных и водных загрязнениях природного и антропогенного характера, что влияет и на химический состав донных озерных осадков.
Однако, свойства водной массы озера содержат информацию только о современном экологическом состоянии озерной экосистемы и ее водосбора. Колебания уровня озера, отражающие изменения водного баланса, могут характеризовать более длительное развитие климатической системы (похолодание или потепление), проявления вулканической деятельности или антропогенные воздействия на водосбор озера (например, разбор вод притоков на орошение). В отличие от этого, донные озерные отложения, аккумулируемые год за годом, создают непрерывную летопись фоновых природных условий, их длительных по времени изменений, а также могут сохранять следы разных катастрофических событий в бассейне озера, которые сопутствовали жизни и эволюции лимносистемы. Поэтому озеро и его водосбор следует рассматривать как единую природную систему [4, 6].
Главная природная функция озерных котловин - накопительная. Они являются коллекторами и накопителями разнообразного материала, который транспортируется и накапливается на дне озерной котловины в ходе длительного процесса седиментации -осаждения озерных отложений. В итоге это приводит к заполнению озерной котловины аллохтонными и автохтонными осадками и превращению озера в болотную или зандровую (в горных условиях) природную формацию. Этот геологический процесс озерной седиментации происходит на фоне колебаний климата, тектонических и вулканических проявлений, изменений характера растительности и ландшафтов водосбора озера под влиянием природных и антропогенных факторов. Все изменения природной среды, в которой существовало озеро (климатические, гидрологические, литологические, тектонические и др.) так или иначе, отражаются на водном балансе озера и процессах седиментации, формируя разнокачественную слоистость озерных донных отложений. Следовательно, состав и строение донных отложений озер содержат информацию о природных и антропогенных процессах, происходивших на водосборе озера и в его котловине в прошлом.
Таким образом, озерная геосистема или лимносистема обладает способностью накапливать, перерабатывать и сохранять в седиментах - информацию об изменениях окружающей среды и истории развития озерной котловины в прошлом. Извлечением и расшифровкой этой информации об истории развития озер занимается наука палеолимнология.
Накопление и сохранение информации в природных системах
Проблема изучения условий накопления и сохранения информации в природных системах, формы её фиксации, методы её нахождения и возможности её «извлечения», дешифрирования и интерпретации в целях палеогеографических реконструкций в настоящее время приобретает существенное значение и широко обсуждаются при палеогеографических исследованиях. Например, актуальной задачей считается выявление тенденций современных климатических изменений и поиск аналогов подобных колебаний климата в прошлом. В
круге задач, связанных с этой проблемой, лежит выбор наиболее информативных объектов и систем, которые способны накапливать и длительное время сохранять информацию об изменениях окружающей среды. Такими объектами являются озера, если их рассматривать как накопительные системы, улавливающие разнообразные «информационные сигналы» и закрепляющие их в процессе озерной седиментации (Рис. 1). В практике, нередко используются исследования природных слоистых структур, аналогичных слоистости донных отложений озер (например, годичные кольца прироста деревьев, спелеотем, сталактитов или кораллов) [27].
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА
Рис.1. Основные внешние информационные сигналы, поступающие в озерную накопительную систему
В настоящее время с наибольшей определенностью можно говорить о палеоэкологической информативности озерных осадков и рельефа озерных котловин. Озеро и его донные отложения являются конечным звеном аккумуляции в круговороте вещества, а береговой рельеф отражает соотношение эрозионно-аккумулятивных циклов или влияния тектонических, вулканогенных или криогенных процессов на водосборе в зонах распространения многолетней мерзлоты. В случаях изучения слоистых структур минерального происхождения (сталактитов, сталагмитов, кварцевых образований и др.) исследователи относительно достоверно дешифрируют геохимическую, минералогическую, и иную информацию об условиях формирования того или иного объекта в геологическом масштабе времени, но при этом возникают известные трудности интерпретации некоторых особенностей строения и возраста объектов. Для целей исследования палеоэкологии высокогорных областей, несущих современное оледенение, и районов последнего плейстоценового оледенения особый интерес представляет изучение осадков приледниковых озер, которые представлены так называемыми «ленточными глинами», строение которых, как принято считать, отражает взаимодействие климата и оледенения [25, 26].
В целях изучения природных условий и хронологии плейстоцена и голоцена особое внимание исследователи уделяют озерным и болотным отложениям, которые богаты органическими остатками и, по сравнению с другими типами континентальных отложений (например, аллювиальными, коллювиальными, гляциальными), обладают наибольшим информационным потенциалом. Это обусловлено рядом природных факторов: относительной длительностью существования озерных котловин (тысячи и миллионы лет); а
в зоне распространения последнего оледенения - возникновением большинства существующих озер в плейстоцене и голоцене; природной накопительной функцией озерных котловин в процессе круговорота вещества и энергии; накоплением в водной массе и осаждением на дне комплекса аллохтонных и автохтонных веществ и формированием особого генетического типа осадков - донных озерных отложений. Озерные осадки, как известно, обладают такими общими свойствами как: непрерывность формирования в водной среде, горизонтальная слоистость, сортированность, органо-минеральный состав и залегание in situ в данной озерной котловине. Эти и другие специфические свойства озерных отложений широко используются при палеолимнологических исследованиях и описаны нами в ряде работ [4, 15, 18, 22, 29, 30].
Лимно-гляциальные комплексы горных и равнинных территорий
Специфические природные условия высокогорных областей, близкие к холодным полярным широтам, обусловливают необходимость совместного рассмотрения озерного и гляциально-нивального морфолитогенеза. Такой поход позволяет выявить общие закономерности формирования озерно-ледниковых отложений, присущих как высокогорным, так и полярным территориям, а также повысить достоверность проводимых палеогеографических реконструкций, касающихся условий развития озер и ландшафтов зоны последнего (Валдайского) оледенения.
Результаты изучения горных озер Кавказа, Урала, Тянь-Шаня, Памира, Алтая и Хангая, расположенных на разном удалении от современных ледников, в различных ландшафтно-климатических условиях позволили выявить пространственно-временные особенности озерно-ледникового осадконакопления и рельефообразования. Можно с уверенностью утверждать, что в высокогорных условиях наиболее чуткими индикаторами изменений природной среды являются ледники и озера, связанные генетическим единством стока, осадконакопления и эрозионно-аккумулятивного рельефообразования. Изучение таких ледниково-озерных структур в горах позволяет выявить особенности современной динамики оледенения, стока и лимногенеза [1, 5, 11].
При изучении процессов озерного и ледникового морфолитогенеза в горных и равнинных районах, несущих следы древнего оледенения, целесообразно выделять такие характерные элементы ландшафтной структуры, как лимно-гляциальные комплексы (ЛГК). В горах и на равнинах ЛГК выделяются как сложная структура геоморфологических систем (ГС), которая представляет собой совокупность объединенных генетически и взаимодействующих элементов рельефа и отложений, сочетания и взаимосвязи которых формируют целостное единство, отличное от других и с ними сосуществующее в пространстве и во времени. Они обладают разными размерами и возрастным рангом, но каждая из этих систем объединена с другими подобными единым генезисом форм рельефа и осадков [14].
ЛГК гор обычно включают днища межгорных и внутригорных котловин, как области преимущественной аккумуляции древних озерно-ледниковых, озерно-аллювиальных, пролювиальных и других генетических типов отложений; троговые и эрозионные долины, как коллекторы ледникового стока и озерно-ледниковых осадков; скальные высокогорные гляциально-нивальные образования и непосредственно ледники и снежники, формирующие денудационные поверхности, кары, цирки, современные морены и другие образования и связанные с ними озера.
Таким образом, древние и современные ледники, горные реки и озера, составляющие наиболее динамичную часть горных ЛГК, обладают способностью создавать специфические формы рельефа и формировать отложения, состав и строение которых отличается наибольшей палеогеографической информативностью по сравнению с другими генетическими типами рельефа и осадков, как в горах, так и на равнинах. В отличие от
горных, ЛГК равнинных областей, сформированные в зонах покровных оледенений, имеют значительно большую площадь пространственного распространения, более крупные линейные размеры, и ряд других особенностей морфолитогенеза, отличающие их от горных комплексов. Кроме того, они характеризуются меньшей динамичностью и расчлененностью рельефа.
В целом, ЛГК равнин и гор представляют собой сопряженные парагенетические системы, которые характеризуются специфическим набором озерно-ледниковых форм рельефа и типов континентальных отложений. ЛГК областей покровного оледенения в настоящее время являются реликтовыми образованиями, однако они как совокупность форм рельефа и осадков озерно-ледникового генезиса реально существуют и определяют многие свойства современных ландшафтов. При этом следует учитывать, что наибольшую палеоэкологическую информацию в этом комплексе несут отложения именно озерного генезиса, т.к. по сравнению с ледниковыми или аллювиальными они обладают более высокой сортировкой, слоистостью и содержанием органического вещества, имеющего преимущественно автохтонное происхождение. Остатки растений и животных являются индикаторами природных условий времени формирования водоемов. В озерных осадках ЛГК обычно преобладают группы фито- и зоопланктона, а в меньшей степени - остатки макрофитов, личинок насекомых, раковины моллюсков, реже - кости рыб.
В широком смысле - ЛГК охватывают всю совокупность озерных, аллювиальных, ледниковых, водно-ледниковых и переходных форм рельефа и типов континентальных отложений в пределах областей, подвергавшихся воздействию древних оледенений. В более узком смысле, ЛГК может рассматриваться как единый, нередко замкнутый бассейн, где озеро, лежащее в нижнем ярусе рельефа, является конечным приемником и накопителем продуктов деятельности всей расположенной выше сопряженной природной системы: бассейн озера, включающий речную долину, как транзитный коллектор, и ледники, лежащие в верхнем ярусе рельефа, как основной источник талых вод, влекомых и взвешенных наносов (например, бассейн оз. Иссык-Куль на Тянь-Шане или бассейн оз Каракуль на Памире). Относительная сближенность ледниковых, речных и озерных формирований (особенно в ЛГК гор) удобна для проведения корреляций и палеоэкологических реконструкций. В горах Кавказа, Алтая и Внутренней Азии, в высокогорных гляциально-нивальных условиях четко выделяются современные ЛГК, находящиеся в стадии создания: ледник - приледниковое озеро - морена и осадки ими совместно образованные. Не менее четко выделяются ЛГК так называемой "малой ледниковой эпохи" (область незадернованных морен) и более древней "исторической стадии" (комплекс задернованных морен) и др. [14, 16, 24]
Высокогорные озера могут рассматриваться как эталонные объекты для изучения процессов седиментации. Обычно они находятся в относительной изоляции от прямого антропогенного воздействия, не подвержены загрязняющим воздействием хозяйственной деятельности человека. Поэтому их донные отложения являются надежным источником информации при изучении природных климатических изменений, динамики ледников и растительности в горах. Кроме того, подобные озера весьма чувствительны к изменениям климата и атмосферному загрязнению. Как показывают результаты изучения факторов и процессов лимногенеза, в современных условиях неустойчивости климатической системы, с предполагаемым трендом к потеплению, использование индикаторных свойств озерных экосистем становится актуальным направлением палеолимнологических и палеоклиматических исследований горных областей. В частности, озера Тянь-Шаня и Памира, Большого и Малого Кавказа, расположенные на высотах более 3000 м над уровнем моря, имеющие гляциальный и вулканогенный и генезис, представляют существенный интерес для изучения изменений климата и антропогенных влияний на природные лимносистемы. [1, 5, 11].
В основании разрезов озерных отложений в высокогорных морено-запрудных водоемах почти всегда лежит моренный валунник или пески, которые перекрываются тонкодисперсными ледниковыми слоистыми (ленточными) глинами, переходящими в
алевро-пелиты, содержащие небольшое количество органического вещества (потери при прокаливании не превышают 1-5%). Поэтому современные высокогорные озера и ЛГК можно рассматривать как модели развития крупных озер в приледниковых областях в эпоху деградации Валдайского ледникового покрова. [28].
Важным показателем, характеризующим эволюцию озер, является скорость озерного осадконакопления в котловинах, которая зависит от многих факторов. Динамика ЛГК тесно связана с интенсивностью эрозионно-аккумулятивных процессов в высокогорье. Исследования показывают, что наибольшая интенсивность физического выветривания и наиболее высокие скорости эрозии и денудации отмечаются в высокогорных гляциально-нивальных областях. Горные водосборы служат эффективными поставщиками взвешенных и влекомых наносов. В горах, несущих современное оледенение, сток формируется талыми водами сезонных снегов, ледников и снежников, расположенных в высокогорье и сохраняющихся там благодаря высоте и расчлененности рельефа. Эти источники питания горных рек определяют эффективность стока (т.е. отношение речного стока к сумме выпадающих осадков), которая в целом возрастает до определенного предела с увеличением абсолютной высоты и ростом количества осадков. В этом же направлении растет удельная величина твердого стока в горных реках, поставляющих аллювиальный материал в озерные котловины. Наиболее интенсивная аккумуляция продуктов эрозии и выветривания происходит именно в горных котловинах, на склонах которых формируются обширные конусы выноса обломочного материала, а днища котловин и водные массы озер представляют собой седиментационные ловушки для влекомых и взвешенных частиц горных пород, транспортируемых всеми поверхностными водами. Поэтому скорость накопления осадков в высокогорных озерах и внутригорных котловинах должна быть сопоставима со скоростью денудации высокогорий [12, 13].
Особенности озерного осадконакопления
Накопление осадков в озерных котловинах представляет собой сложный многофакторный процесс. В нем проявляются зональные и азональные, эндогенные и экзогенные, природные и антропогенные факторы, проявляющиеся в водосборном бассейне озера. Озерные котловины являются природными седиментационными ловушками на пути транспорта наносов с водосбора. С одной стороны, темпы седиментации зависят от интенсивности поступления в котловину и в озеро терригенных продуктов водным и эоловым путем, которые приводят к накоплению преимущественно минеральных веществ, с другой стороны - от биологической продуктивности озерной экосистемы и вмещающего водоем ландшафта, способствующих накоплению органических веществ. Это, соответственно, аллохтонная и автохтонная составляющие общего озерного осадконакопления. Последняя является функцией тепло- и влагообеспеченности и отражает трофические зональные и высотно-поясные черты горного ландшафта.
Согласно основополагающей работе Н.М. Страхова и др. [23], темпы осадконакопления в малых озерах зависят от величины водосборных бассейнов, поставляющих влекомые и взвешенные наносы, т.е., чем больше площадь бассейна по отношению к площади озерной котловины, тем интенсивнее озерная седиментация.
В ряде геоморфологических работ темпы озерной седиментации используются для оценки скоростей денудации суши на локальном и региональном уровнях. Исследования, выполненные в разных районах мира, свидетельствуют о больших различиях в скоростях денудации в горных и равнинных областях континентов. По данным разных авторов средние показатели снижения поверхности водосборов колеблются от 0,01 до 1,4 мм/год. Для равнин показатели денудации изменяются от 0,12 до 0,195 мм/год. В горных условиях Альп они составляют от 0,4 до 1,2 мм/год, в Гималаях - от 0,72 до 0,98 мм/год. Средние скорости денудации горных областей мира оцениваются от 0,09 до 1,7 мм/год. Разброс величин
исследователи связывают с морфоструктурными, литологическими, высотными и ландшафтно-климатическим особенностями бассейнов. Они изменчивы, в зависимости от высоты гор и их географического положения [3, 9].
Исследователи отмечают, что приводимые оценки средних скоростей денудации горного рельефа значительно занижены. Расчет средней скорости денудации основывается на общем количестве материала, выносимого реками в океан, в то время как значительная часть смытого с гор вещества оседает в межгорных, внутригорных и предгорных впадинах, в озерных котловинах и на платформенных равнинах. Поэтому, истинная скорость денудации горных сооружений с учетом поправок составляет не менее, а скорее более 0.5 мм/год [8]. Отметим, что эта оценка близка к средним скоростям озерного осадконакопления в горных районах Центральной Азии, коррелируется с оценками, полученными на основе натурных наблюдений и расчетов скоростей озерной седиментации на базе большого массива радиоуглеродных датировок озерных осадков, опубликованных в ряде наших работ [15, 17]
Таблица. 1.
Методы комплексного исследования истории озер
Методы Объекты изучения Получаемая информация
Литологический Слои донных отложений Смена типа седиментогенеза в озерах
Варвохронологический Слоистость донных отложений Скорость осадконакопления и возраст отложений
Тефрохронологический Вулканический пепел Хронологически маркирующий горизонт в истории озера
Изотопный анализ Пресноводные карбонаты, органическое вещество Продуктивность озер, изменение палеотемператур и метеорных осадков
Палеомагнитный Магнитная восприимчивость осадков Определение параметров магнитного поля Земли в прошлом. Проточность озера или прекращение стока, источник перемещенного осадка, хронология
Потери при прокаливании Сухие и влажные образцы донных отложений Соотношение органической и минеральной составляющих в различных слоях донных отложений, продуктивность экосистемы, относительные параметры среды (температура и влажность), проточность озера
Геохимический (неорганический) Содержание металлов, соотношение металлов Гидрологический режим озер, эрозионные процессы, соленость, закисление, антропогенное воздействие
Геохимический (органический) Органический углерод; общий органический, неорганический фосфор Гидрологический режим озер, сезонные колебания химического состава и интенсивности биологических процессов, продуктивность озера, относительный возраст осадков, антропогенное воздействие.
Палинологический Пыльца и споры История растительности
озера и его водосбора, эволюция климата и ландшафтов.
Ботанический Макроостатки растений История растительности озера и водосборного бассейна
Фитолитный Фитолиты История растительных сообществ озера и его водосбора, усиление эрозионных процессов
Диатомовый Диатомовые водоросли Реконструкция рН, соленость, трофический статус озера, изменение уровня озера
Остракодологичкеский Остракоды Трофический статус озера, соленость, изменения климата
Хирономидный Хирономиды Продуктивность озера, изменение уровня озера, изменения климата
Кладоцерный Кладоцеры Реконструкция рН, трофический статус озера
Радиометрический 13/Се, 241Лш 210РЬ 3281 14С 230ть/и Возраст осадков за последние 50 лет Возраст осадков за последние 150 лет Возраст осадков за последние 1000 лет Возраст осадков в пределах интервала 500-50000 лет назад Возраст осадков в пределах интервала от 300 до 300-350 тыс. лет.
Палеолимнологический информационный комплекс
Палеолимнологические исследования, выполненные в последние годы на равнинных и горных территориях Евразии, в Северо-Западном регионе РФ, и особенно изучение донных отложений Ладожского и Онежского озер, позволили дополнить и уточнить имеющиеся сведения об особенностях природной среды в период дегляциации региона, о процессах возникновения, эволюции и деградации озер [2, 7, 22, 29].
В донных отложениях озер, относящихся к разным стадиям деградации последнего покровного оледенения, фиксируются общие черты седиментационных циклов разного ранга, несущих информацию о характере изменчивости природных процессов в послеледниковое время, о флоре и фауне бассейна озера. Эти палеоэкологические сведения выявляются комплексом различных экологических индикаторов, входящих в состав озерных отложений (литология осадков, включения минеральных образований, створки диатомовых водорослей, споры, пыльца и плоды растений, фрагменты частей растений, хитиновых покровов насекомых и ракообразных, раковины моллюсков, чешуя и кости рыб и др.). Сопоставление и анализ возможно большего комплекса палеолимнологических индикаторов позволяет реконструировать палеогеографические особенности природной среды, в которой развивалось озеро.
Таким образом, комплексная палеоэкологическая информация об изменениях климата и рельефа, стока и оледенения, характера растительности, сейсмических проявлений и др. накапливается и фиксируется в формах рельефа озерных котловин, в составе и строении
озерных осадков, в гидрохимическом составе озерных вод. Полученная информация может быть дешифрирована в ходе изучения озерного морфолитогенеза при помощи различных аналитических методов: например, литологического, геохимического, палинологического, диатомового, ботанического, зоологического и других, перечисленных в таблице (Табл. 1).
В результате применения каждого из методов мы можем получить важную информацию о природных событиях, связанных с развитием озера. Но в результате сопоставления результатов, полученных комплексом палеолимнологических методов исследования, могут быть получены более объективные выводы. Для каждого вида исследований может быть определена так называемая ошибка метода. Чем более широкий спектр методов применяется, тем больше вероятность сокращения этих ошибок. Применение в комплексе новых методов наряду с испытанными, давно применяемыми методами, также дает возможность получения качественно новой дополнительной информации. Например, при палинологическом анализе помимо пыльцы и спор в последнее время стали определять непыльцевые палиноморфы, что дает дополнительную информацию или её уточнение по палиноспектрам [10].
Комплексное изучение особенностей возникновения и эволюции озер в зоне последнего оледенения, дает основание полагать, что на начальном этапе деградации и отступания Валдайского ледникового покрова в позднем плейстоцене в условиях холодного сухого нивального климата в приледниковых равнинных озерах происходило накопление, преимущественно минерогенного материала, поставляемого с ледникового щита (аналогично современным процессам, протекающим в приледниковых озерах высокогорных районов мира).
По мере деградации края ледника водный сток и влекомые им осадки постепенно сокращались, что нашло отражение в постепенной смене ленточных глин гомогенными, а позднее органо-минеральными отложениями.
В позднеледниковое время в обширных приледниковых водоемах, акватории которых включали Ладожскую, Онежскую и другие крупные озерные котловины, происходило накопление характерных лимно-гляциальных осадков (светло-серых слоистых «ленточных» глин), с незначительным содержанием органического вещества (до 1-2%). Это было обусловлено холодным климатом приледниковых областей, низкой температурой воды и обильным поступлением терригенного материала с ледниковым стоком в озеро, что ограничивало развитие гидробионтов и не способствовало накоплению органического вещества в водных экосистемах. Отложение ленточных глин постепенно, а в некоторых озерах - довольно резко, сменялось накоплением «гомогенных» глин, в составе которых содержание органического вещества несколько возрастает, а затем - типичным озерным осадконакоплением с повышенным содержанием органического вещества (до 12 -20% и более). Наибольшей биологической продуктивности озера этого региона достигали в середине голоцена при «оптимальных» (более теплых и влажных, чем современные) климатических условиях, в которых начали формироваться сапропели и торфянистые озерно-болотные отложения. В результате исследований донных отложений озер СевероЗападного региона РФ на основе бурения и применения комплекса методов исследования осадков, было установлено, что они имеют трехчленное строение [18]. На коренных породах или ледниковой морене лежат озерно-ледниковые ленточные глины, которые выше переходят в гомогенные глины, окрашенные окислами железа и с более высоким содержанием органического вещества, а их перекрывают типичные озерные органо-минеральные отложения [18-22].
В настоящее время актуален вопрос систематизации и анализа имеющихся научных данных по изученным озерам России и мира [21]. Палеоэкологические исследования требуют обзора большого объема информации, это становится возможным благодаря созданию различных баз данных. Структура баз данных создается по сходному алгоритму, каждый объект содержит данные по нескольким категориям: наименование, географическое положение, включающее точные координаты местоположения, регион или страну, высоту
над уровнем моря, данные о генезисе и детальное описание, если это необходимо, кроме того предоставляется информация о проведенных исследованиях, а также ссылка на авторов и источники получения информации [29,30]. Данный подход упрощает обработку, анализ и генерализацию и большого объема информации, и, кроме того, позволяет визуализировать данные на карте.
Заключение
Таким образом, совмещенный анализ древнего и современного рельефа, состава и строения донных осадков в озерных котловинах зоны последнего покровного оледенения, а также в горно-ледниковых долинах и современных приледниковых озерах в горах, несущих современное оледенение, дает наиболее полное представление об особенностях развития естественных природных условий в прошлом, позволяет установить продолжительность и хронологические рубежи резких изменений климата и ландшафтов в горах и на равнинах в поздне- и послеледниковое время и определить долговременные тенденции в развитии климата и природных комплексов. Реконструкция природных условий, производимая по разрезам (буровым колонкам) донных отложений озер, обобщение этих реконструкций на больших территориях позволяет получить ценные данные о динамике крупномасштабных природных процессов, об основных трендах развития климатической системы и растительности на протяжении послеледникового времени, о колебаниях уровней озер и темпах осадконакопления.
Следовательно, озерные котловины, а точнее - озерные геосистемы - являются накопителями палеогеографической и палеоэкологической информации. В донных отложениях озер формируется уникальный «банк данных» об изменениях природных процессов прошлого. Необходимо подчеркнуть, что важное свойство озерных геосистем накапливать и сохранять в формах рельефа и осадках информацию о палеоэкологических условиях прошлого и адекватно реагировать на современные изменения климата и общей увлажненности может быть эффективно использовано для более детальной индикации изменчивости современных природных условий и в целях общего геоэкологического прогнозирования. Палеолимнологические реконструкции, позволяющие выявить тренды развития природных процессов, являются одним из актуальных направлений развития системы наук о Земле.
Литература
1. Бойнагрян В.Р. Озера Армянского нагорья. Ереван: Изд. Ереванского ун-та, 2007. 98 с.
2. Давыдова Н.Н. Диатомовые водоросли - индикаторы экологических условий водоемов в голоцене. Л., Наука. 1985. 244с.
3. Дедков А.Л., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань. 1984.264 с.
4. Драбкова В.Г., Сорокин И.Н. Озеро и его водосбор - единая природная система. Л. Наука. 1979.
256 с.
5. Ефремов Ю.В. Горные озера Западного Кавказа. Л. 1984. 112 с.
6. История озер СССР. Общие закономерности возникновения и эволюции озер. Методы изучения истории озер / Отв. Ред. Д.Д.Квасов. Л., Наука 1986. 256 с.
7. Клейменова Г.И., Севастьянов Д.В. Палеогеографические критерии установления поздне -послеледникового рубежа в равнинных и горных странах Евразии // Вестник СПбГУ, сер.7, 2008, вып. 3, с.64-73
8. Литвин В.М. Оценка роли процессов денудации и аккумуляции в формировании глобального рельефа Земли // Геоморфология. 1994. Ш3.С.22-28
9. Маккавеев Н.И. Денудационная составляющая баланса вещества в системе океан-суша, ее роль в формировании пенепленов // Водные ресурсы. 1982. N23. С.147-155.
10. Сапелко Т.В. Значение непыльцевых палиноморф в палинологических исследованиях озерных отложений // Материалы ЬХ1 сессии Палеонтологического общества. Санкт-Петербург, 13-17.04.2015, Изд-во ВСЕГЕИ, СПб, 2015, с. 110-112
11. Севастьянов Д.В. Малые озера Внутреннего Тянь-Шаня / Озера Тянь-Шаня и их история. (Отв. ред. А.В. Шнитников. Л., Наука. 1980. С.150-221.
12. Севастьянов Д.В. Факторы и процессы лимногенеза в горных системах Внутренней Азии // География и современность. 1999, вып. 8. С.132-150.
13. Севастьянов Д.В. Осадконакопление в горных озерах Центральной Азии, как отражение денудации гор // Известия РГО, т. 134, 2002, вып.2. с. 31-40.
14. Севастьянов Д.В., Селиверстов Ю.П. Пространственно-временная структура лимно-гляциальных комплексов гор и равнин // Вестник СПбГУ, сер.7. Геология. География. 2003, вып.3, с.33-40.
15. Севастьянов Д.В., Субетто Д.А., Арсланов Х.А., Денисенков ВЛ., Чернова Г.М. Процессы седиментации в озерно-болотных геосистемах северо-западного Приладожья // Изв. РГО. 1996. Т.128, ВЫП.5. С. 36-47.
16. Селиверстов Ю.П. Пространственно-временная организация геоморфологических систем. Л. 1990. 292 с.
17. Субетто Д.А. Строение, особенности и история формирования донных отложений. Ладожское озеро: прошлое, настоящее, будущее. (Ред. ДрабковаВ.Г., Румянцев В.А.) СПб. 2002. С. 122-136.
18. Субетто Д.А. Донные отложения озер: палеолимнологические реконструкции. СПб. 2009. 339 с.
19. Субетто Д.А., Давыдова Н.Н., Вольфархт Б., Арсланов Х.А. Лито-, био- и хроностратиграфия озерных отложений Карельского перешейка на границе позднего плейстоцена-голоцена. //Изв. РГО. 1999. Т. 131. Вып. 5. с.56-69.
20. Субетто Д.А., Вастегорд С., Сапелко Т.В., Вольфарт Б., Давыдова Н.Н. Прослой вулканического Ведде-пепла Исландии в озерных отложениях северо-запада России // Прикладная лимнология. Вып. 3. Минск. 2002. С.132-138.
21. Субетто Д.А., Назарова Л.Б., Пестрякова Л.А., Сырых Л.С., Андроников А.В., Бискаборн Б., Дикманн Б., Кузнецов Д.Д., Сапелко Т.В., Греков И.М., Палеолимнологические исследования в российской части северной Евразии: обзор // Сибирский экологический журнал, 4 (2017), 369-380.
22. Субетто Д.А., Севастьянов Д.В., Савельева Л.А., Арсланов Х.А. Донные отложения озер Ленинградской области как летопись Балтийских трансгрессий и регрессий // Вестник СПбГУ. Сер. 7. Геология, география. 2002, вып.4. С.77-87.
23. Страхов Н.М., Бродская Н.Г., Князева Л.М. и др. Образование осадков в современных водоемах. М. 1954. 791 с.
24. Шнитников А.В., Внутривековая изменчивость компонентов общей увлажненности. Л. Наука. 1969. 244 с.
25. Шостакович В.Б. Слоистые иловые отложения и некоторые вопросы геологии//Изв. ВГО. 1941. т.73, вып. 3. С.393-404.
26. De Geer G. Geochronologia Suecica Principles // Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens handlingar. Ser.III, 18(6). 1940. P.1-376.
27. Pages News, 2003, v.11, №2,3.
28. Sevastyanov D. V., Subetto D.A. Reflection of climatic fluctuations on Lake Ladoga relief and bottom sediments. Monitoring and sustainable management of Lake Ladoga and other large lakes // Reports to 3-rd International Lake Ladoga Simposium, (aug. 23-27,1999) , Petrozavodsk. P. 34.
29. Tarasov P.E., Pushenko V.Ya, HarrisonS.P., Subetto D.A.et al. Lake Status Record from the Fomer Soviet Union and Mongolia: Documentation of the Second Version of the Database Second version // Publ. Ser. Report No5. Boulder, Colorado, USA. 1996. 224 p.
30. Subetto D.A., Wohlfarth B., Davydova N.N., et al. Climate and environment on the Karelian Isthmus, northwest Russia, 13000-9000 cal.yrs BP //Boreas.2002.Vol.31. P.1-19.
