Статья 'Основные элементы стратегии полевого опробования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа' - журнал 'Арктика и Антарктика' - NotaBene.ru
по
Меню журнала
> Архив номеров > Рубрики > О журнале > Авторы > О журнале > Требования к статьям > Порядок рецензирования статей > Ретракция статей > Этические принципы > Политика открытого доступа > Оплата за публикации в открытом доступе > Online First Pre-Publication > Политика авторских прав и лицензий > Политика цифрового хранения публикации > Политика идентификации статей > Политика проверки на плагиат > Редакционный совет > Редакция
Журналы индексируются
Реквизиты журнала
ГЛАВНАЯ > Вернуться к содержанию
Арктика и Антарктика
Правильная ссылка на статью:

Основные элементы стратегии полевого опробования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа

Васильчук Юрий Кириллович

ORCID: 0000-0001-5847-5568

доктор геолого-минералогических наук

профессор, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ), географический факультет, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв

119991, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, оф. 2009

Vasil'chuk Yurij Kirillovich

Doctor of Geology and Mineralogy

Professor, Department of Landscape Geochemistry and Soil Geography, Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University

119991, Russia, Moscow, Leninskie Gory str., 1, of. 2009

vasilch_geo@mail.ru
Другие публикации этого автора
 

 

DOI:

10.7256/2453-8922.2022.3.38895

EDN:

JIITKC

Дата направления статьи в редакцию:

07-10-2022


Дата публикации:

31-10-2022


Аннотация: Основная цель статьи - создание оптимальной стратегии полевого опробования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа. Научная значимость заключается в необходимости детальной изотопной характеристики хорошо датированных разрезов c повторно жильными льдами. Решение этой задачи позволит получить целостный изотопный и палеотемпературный сценарий для голоцена и позднего плейстоцена севера Западной Сибири, Якутии, Чукотки, арктических островов. В результате применения усовершенствованной методики отбора образцов повторно-жильных льдов будут получены достоверные диапазоны значений изотопного состава, что в сочетании с возрастной привязкой получаемых изотопных распределений даст полную картину изотопных вариаций в ледяных жилах в течение определенного периода ее формирования. Сформулированы основные положения оптимальной стратегии полевого опробования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа: инновационность предлагаемой методики заключается в сравнении изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам, вскрывающимся единым обнажением в толщах едомных и голоценовых отложений. Ранее сравнение изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам, вскрывающимся единым обнажением никем не выполнялось. Ранее считалось, что отбор образцов жильных льдов, произведенный из разных жил, вскрываемых одним и тем же обнажением даст одинаковые результаты. Выполненные автором предварительные исследования свидетельствуют о том, что на одних и тех же глубинах по образцам из соседних жил, отобранных параллельно и одновременно получены как одинаковые, так и заметно различающиеся изотопные определения; горизонтальный отбор, должен быть непременно дополнен вертикальным отбором из едомных повторно-жильных льдов. Только при вертикальном отборе можно выработать критерии для исключения более древних датировок по аллохтонному материалу как инверсионных, при горизонтальном отборе это невозможно.


Ключевые слова:

повторно-жильные льды, голоцен, поздний плейстоцен, полевое опробование, изотопный анализ, радиоуглеродный анализ, сравнение изотопных кривых, изоскейпы, криолитозона, север России

Работа выполнена в рамках междисциплинарной научно-образовательной школы Московского университета “Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды” и госбюджетной темы 1.4. “Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов” - номер ЦИТИС: 121051400083-1

Abstract: The main purpose of the paper is to create an optimal strategy for field testing of wedge ice for isotope and radiocarbon analyses. The scientific significance of this task is the need for a detailed isotopic characterization of well-dated sections with ice wedges. The solution of this problem will allow us to obtain a complete isotopic and paleotemperature scenario for the Holocene and the late Pleistocene in the north of Western Siberia, northern and central Yakutia, Chukotka, and the Arctic islands. Reliable ranges of isotopic composition values will be obtained as a result of the application of an improved method of wedge ice sampling. It will give a complete picture of isotopic variations in ice wedges during a certain period of its formation in combination with the age setting of the obtained isotope data. The main provisions of the optimal strategy for field testing of wedge ice for isotope and radiocarbon analyses are formulated. The innovativeness of the proposed technique consists in comparing of oxygen isotope and deuterium curves obtained from two parallel and quasi-synchronous ice wedges exposed by a single outcrop in the yedoma and Holocene deposits. Previously, it was believed that the sampling from different ice wedges in the single outcrop would give the same results. The preliminary studies carried out by the author show that this is not always the case. At the same depths, both identical and noticeably different isotopic determinations were obtained from samples from neighboring ice wedges. Predominantly horizontal sampling from ice wedges in yedoma deposits should still be referred to as an insufficiently developed procedure, it should be supplemented by vertical sampling from ice wedges. It is possible to develop criteria for excluding older 14С dates due to admixture of allochthonous organic material as inversions with vertical sampling only. This is impossible using horizontal sampling.



Keywords:

Ice wedge, Holocene, Late Pleistocene, field sampling, oxygen and deuterium isotope analysis, radiocarbon analysis, comparison of isotope curves, isoscapes, permafrost, northern Russia

Введение

Основная цель статьи - создание оптимальной стратегии полевого опробования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа

Научная значимость этой задачи заключается в необходимости детальной изотопной характеристики новых хорошо датированных разрезов северных регионов криолитозоны и очень детальном опробовании для изотопного (δ18O и δ2H) анализа новых разрезов. Решение этой задачи позволит получить целостный изотопный и палеотемпературный сценарий для голоцена и позднего севера Западной Сибири, северной и центральной Якутии, Чукотки, арктических островов.

В результате применения усовершенствованной методики отбора образцов повторно-жильных льдов можно получать достоверные диапазоны значений изотопного состава, что в сочетании с возрастной привязкой получаемых изотопных распределений дает полную картину изотопных вариаций в ледяных жилах в течение определенного периода ее формирования. Высокая степень детальности изотопных измерений и воспроизводимости результатов масс-спектрометрического анализа, а также возможность определения соотношения δ18O-δ2H позволит по каждой исследуемой жиле получать наиболее достоверные данные для палеотемпературных реконструкций.

Инновационность предлагаемой методики заключается в сравнении изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам, вскрывающимся единым обнажением в толщах едомных и голоценовых отложений. Необходимо проанализированы их сходство и различия. Это позволяет существенно уточнить решений двух главных проблем возникающих при изучении позднеплейстоценовых едомных толщ – определение возраста повторно-жильных льдов и определение точности изотопной и палеотемпературной интерпретации изотопной записи.

Важной задачей является создание нового протокола данных радиоуглеродного анализа органических остатков, полученных как конвенциональным методом, так и методом AMS, в мало исследованных разрезах едомных и голоценовых отложений. Научная значимость этой задачи заключается в детальном радиоуглеродном датировании новых разрезов для малоизученных регионов севера Сибири и валидации датировок с использованием новейшей системы калибровки Intcal20, масштабность этой задачи может быть реализована в широком региональном охвате малоизученных территорий и детальном опробовании и AMS радиоуглеродном датировании микровключений органики непосредственно из ледяных жил и радиоуглеродном датировании новых разрезов. Новизна этой задачи определяется возможностью провести детальные реконструкции палеоклимата и датировать внезапные и резкие климатические сдвиги, происходившие в течение зимнего сезона за относительно короткие интервалы времени, что невозможно определить другими методами, а также пока маловероятно для регионов, где повторно-жильные льды отсутствуют.

Решением этой задачи будет создание пула изотопных данных: средних значений δ18O в важнейших временных интервалах формирования опорных разрезов позднего плейстоцена и голоцена для ключевых регионов криолитозоны России (север Западной Сибири, Таймыр, север Якутии, центральная часть Якутии, Чукотка, Забайкалье и др.) и построение карт изоскейп значений δ18O, для важнейших временных интервалов позднего плейстоцена и голоцена.

Предшествующий опыт полевого тестирования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа

Полевые исследования повторно-жильных льдов в самых северных районах Российской криолитозоны проводятся автором с 1976 г. В 1979 г. начаты изотопные и радиоуглеродные исследования Сеяхинской едомной толщи на восточном побережье Ямала, в 1983-2022 гг. получены датированные по радиоуглероду детальные изотопные диаграммы полигонально-жильных комплексов более 50 опорных разрезов от Воркуты до Уэлена,[2,5] обеспечивающих возможность прямого хронологического сопоставления изотопных записей подземных и наземных льдов и их надёжную возрастную привязку для периода более чем в 40 тыс. лет. В 1998 г. впервые в мире (в 1998 г.) выполнено прямое датирование повторно-жильных льдов с применением ускорительной масс-спектрометрии посредством радиоуглеродного анализа микровключений органики в повторно-жильных льдах Сеяхинской едомы[8,12], а затем в голоценовых жил в Щучьинской толще на Ямале, едомных разрезов Бизон, Плахинский Яр, Зелёный Мыс, Дуванный Яр,[3-9] Анадырь на Чукотке Мамонтова Гора и Батагай[13] в центральной Якутии.

Методика отбора образцов повторно-жильного льда в 1976-1978 гг. применялась автором для палинологического и гидрохимичесого анализа, а начиная с 1979 г. для изотопных определений.

Во время лодочного маршрута по р. Танаме в верховьях реки в пойменной толще была встречена многоярусная ледяная жила с полностью сохранившимся первичным строением в виде семи вложенных друг в друга жилок (рис. 1), каждая из которых состояла из 10-50 элементарных годичных жилок, но элементарные жилки сохранились не так хорошо, как образованные ими жилы 7 ярусов. Жила каждого последующего яруса расклинивала предыдущую и при этом сохранились все индивидуальные контакты жил всех 7 ярусов. Такое строение этой голоценовой жилы предопределило подход к наиболее полному отбору льда различного состава. Как видно, при вертикальном отборе трансекта пересекает жилы всех 7 ярусов, тогда как при горизонтальном отборе нижняя и верхняя трансекты пересекают жилы только трех ярусов. Таким образом, при отборе этой жилы для гидрохимических определений мы сочли необходимым выполнить детальный отбор по вертикальной трансекте и по двум горизонтальным, хотя при изучении голоценовых жил возникает соблазн ограничиться только горизонтальным отбором. Но на этом ярком примере видно, что, если производить только горизонтальный отбор, это, как правило, снижает представительность получаемой информации.

Рис. 1. Позднеголоценовая многоярусная ледяная жила с полностью сохранившимся первичным строением в виде семи вложенных друг в друга жилок в верховьях реки Танамы, в пойменной толще. Зарисовка выполнена автором в поле и воспроизведена без изменений.

В дальнейшем, начиная с 1979 г. автору посчастливилось работать на многих едомных разрезах Западной Сибири, Якутии, Чукотки, арктических островов. Это потребовало разработки унифицированной методики отбора из жил в едомных толщах для гидрохимических, палинологических и изотопных определений.[2] В наиболее общем виде разработанная автором и применявшаяся на всех исследованных разрезах едомных толщ унифицированная методика схематически отображена на рис. 2. Согласно этой методике, отбор выполнялся по вертикали из наиболее крупных жил в разрезе и дополнялся несколькими горизонтальными трансектами из этой же жилы, подробно отбирались образцы из погребенных мелких жилок и из текстурообразующих льдов вмещающих едомных отложений. Эти отборы изо льда обязательно сопровождались отбором разнообразного органического материала из вмещающих жилы сингенетических едомных отложений (см. рис. 2).

Рис. 2. Схема принципиального отбора образцов в повторно-жильных льдах. Из Ю.К.Васильчук, В.М. Котляков [4, стр. 357]. Лёд: 1 – мощной транзитной сингенетической жилы; 2 – погребенных маленьких жилок; 3 – ледяных шлиров; 4 – органическое вещество в толще: а – торф и рассеянные детриты, б – древесина, в – кости; 5 – супесь; 6 – отбор образцов на радиоуглеродный и изотопный анализы: а – органики на радиоуглеродный анализ, б – текстурообразующего льда шлиров на изотопный анализ, в – жильного льда на изотопный анализ

Эта методика реализована в полной мере, например, при изучении разреза Дуванного Яра (рис. 3), где выполнен изотопный анализ как по вертикальному, так и по горизонтальным трансектам. Этот изотопный анализ сопровождался датированием органического материала разного состава из вмещающих отложений, что позволило заметно уточнить палеогеографию Дуванноярского массива.

Рис. 3. Строение нижней части разреза синкриогенных позднеплейстоценовых отложений Дуванного Яра и изотопно-кислородные диаграммы повторно-жильных льдов по образцам, отобранным: А – по вертикали, Б – по горизонтали: 1 – крупные (транзитные) сингенетические повторно-жильные льды; 2 – мелкие (погребенные) сингенетические повторно-жильные льды; 3 – сегрегационные шлировые льды; 4 – органика в супесчаной толще: а – торф и корешки, б – кости; 5 – супесь; 6 – отбор образцов на изотопно-кислородный анализ: а – льда крупных (транзитных) жил, б – льда сегрегационных шлиров, в – льда мелких (погребенных) жилок. Из Ю.К.Васильчук, В.М. Котляков [4, стр. 390]

Начиная с 1998 г., когда автору удалось напрямую датировать сингенетические повторно-жильные льды в едомных толщах вначале в Сеяхинском разрезе [8], а затем Дуванноярского, Зеленомысского, Плахинского на р.Колыма, Мамонтовой Горы на р.Алдан [9], разреза Феникс в среднегорье Магаданской области. Особенно полно удалось датировать разрез Бизон в низовьях Колымы, где был выполнен отбор образцов для датирования микровключений органики, гуминовых вытяжек и спорово-пыльцевого концентрата (рис. 4). Важной особенностью изучения разреза Бизон стал очень детальный отбор образцов для изотопно-кислородных и дейтериевых определений. Из трех высотой до 7-9 м было отобрано и проанализировано более 150 образцов, что дало возможность очень подробные изотопные диаграммы для периода от 26 до 33 тыс. лет.

Рис. 4. Схема отбора образцов повторно-жильных льдов в разрезе Бизон, низовья р.Колымы: 1 – ледяная жила, 2 – точка отбора проб на изотопно-кислородный и дейтериевый анализ, черные цифры – номера проб, 3 – точка отбора на анализ 14С методом AMS

Основные элементы полевого тестирования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа

В результате применения усовершенствованной методики отбора образцов повторно-жильных льдов автор предполагает получить достоверные диапазоны значений изотопного состава, что в сочетании с уверенной возрастной привязкой получаемых изотопных распределений даст полную картину изотопных вариаций в ледяных жилах в течение определенного периода ее формирования. Высокая степень детальности изотопных измерений и воспроизводимости результатов масс-спектрометрического анализа, а также возможность определения соотношения δ18O-δ2H позволит по каждой исследуемой жиле получать наиболее достоверные данные для палеотемпературных реконструкций.

На сегодня самой инновационной задачей изотопного и радиоуглеродного анализа повторно-жильных льдов автору видится сравнение изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум соседним, параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам (рис. 5), вскрывающимся единым обнажением в едомных (рис. 6) и голоценовых разрезах северных районов криолитозоны.

Рис. 5. Параллельный одновременный отбор образцов повторно-жильного льда из двух соседних ледяных жил Батагайской едомной толщи

Рис. 6. Схема отбора образцов из повторно-жильного льда Батагайской едомной толщи, выполненного в 2019 г.: на изотопный анализ: красные точки – из жил, желтые треугольники – из текстурных льдов; на радиоуглеродный – желтые квадраты

Ранее в мировой практике это не выполнялось. Замысел этой задачи возник у автора в связи с ранее практически не обсуждавшемся вопросом о степени объективности изотопной записи, получаемой по произвольно выбранной ледяной жиле. Как правило этот выбор делается исходя из полноты вскрытия повторно-жильного льда и фронтальности обнажения по отношению к направлению залегания жилы. По умолчанию считалось, что отбор произведенный из других жил, вскрываемых обнажением даст те же результаты. Выполненные нами предварительные исследования свидетельствуют о там, что это не всегда выполняется. На одних и тех же глубинах по образцам из соседних жил получены как одинаковые, так и заметно различающиеся изотопные определения. Внедрение в практику опробования ключевых едомных разрезов параллельный отбор из двух жил позволит существенно повысить точность и достоверность изотопной записи.

Отбор образцов для изотопного анализа. Возможность очень детального отбора образцов из соседних жил для получения высокоточных изотопных определений связана с апробированной сравнительно новой методикой полевого отбора образцов с помощью электродрелей Makita DDF481rte 18В и Bosch GSR 36 VE-2-LI со стальными коронками для льда диаметром 51 мм с титановыми насадками. Пробы отбираются на расстоянии не более 0,2-0,3 м как по вертикальной, так и по горизонтальной осям обнаженной жилы. Это позволяет отбирать из жилы высотой 10 м более 100 образцов по вертикали, что обеспечивает детальность отбора с шагом около 100 лет. Кроме того отбор образцов с помощью электродрелей дает возможность весьма детального отбора по горизонтали, что также необходимо для подтверждения полноты изотопной записи. Для каждой из опробованных жил производится отбор в не менее чем в 3 горизонтальных профилях на каждые 10 м высоты жилы. Выполнение вертикального и горизонтального опробования повторно-жильных льдов (рис. 7) позволяет сравнивать пространственные изотопные вариации внутри разных жильных льдов.

Рис. 7. Схема отбора образцов из повторно-жильного льда Вилюйской едомной толщи, выполненного в 2021 г.: 1 – на изотопный анализ; 2 – на радиоуглеродный анализ. Из [14]

По принятой авторами методике для зачистки места отбора приповерхностные 5 см льда снимались с помощью бура и далее отбирались более глубинные образцы из той же лунки (рис. 8). Буровая коронка очищается перед отбором каждого нового образца. Из жил высверливается образец льда высотой 4-6 см (рис. 9), диаметром 5 см (рис. 10).

Рис. 8. Отбор образцов повторно-жильного льда с помощью электродрели

Рис. 9. Высота образца повторно-жильного льда, выбуренного с помощью электродрели

Рис. 10. Диаметр образца повторно-жильного льда, выбуренного с помощью электродрели

Объем пробы составляет около 20-30 см3, В каждом образце подсчитываются одиночные элементарные жилки. Количество одиночных жилок в каждой пробе, как правило не превышает 10-15 шт (см. рис. 10). Масса каждого образца составляет около 20-35 г. Отбор льда сопровождается подробным описанием цвета, прозрачности, структуры льда, толщины ледяных и грунтовых прожилок, включений, формы и размера ксенолитов, пузырьков воздуха. Образец льда упаковывался в полиэтиленовые пакеты. Координаты разреза и отдельных жил регистрируются с помощью GPS. Особо важным является определение высотной отметки образцов - для этого авторами используется портативный лазерный дальномер Leica DISTO 5910, позволяющий измерять параметры обнажения на расстоянии до 300 м, точность измерений высоты и расстояния которого составляет ± 1,0 мм.

Лёд растапливается в пакетах при температуре от +5 до +20°С. С помощью рН- и ЕС-метров измерялись кислотность и электропроводность воды из растаявшего льда. Точность измерения рН-метра HANNA pHep 4 HI98127 следующие: диапазон рН – от 0,0-14,0; точность измерения – до 0,1 единицы рН, Точность измерения ЕС-метра HANNA HI 98311 – до 0,1 μS/см. Талая вода переливается в пластиковые флаконы ёмкостью 10 мл с плотно закрывающейся крышкой. Флаконы выполнены из высококачественного пластика.

Отбор образцов для радиоуглеродного анализа. Создание нового протокола данных радиоуглеродного анализа органических остатков, полученных как конвенциональным (сцинтилляционным) методом, так и методом AMS, в мало исследованных разрезах. Радиоуглеродный анализ органических остатков, во вновь исследованных едомных и голоценовых разрезах выполняется как во вмещающих сингенетические жилы отложениях, так и непосредственно по органическим микровлючениям из ледяных жил, в которых радиоуглеродный анализ выполняется с применением AMS[8,9]. Научная значимость этой задачи заключается в детальном радиоуглеродном датировании новых разрезов и валидации датировок с использованием новейшей системы калибровки Intcal20, масштабность этой задачи будет реализована в широком региональном охвате малоизученных территорий и детальном опробовании и AMS радиоуглеродном датировании микровключений органики непосредственно из ледяных жил и радиоуглеродном датировании новых разрезов. Новизна этой задачи определяется возможностью провести детальные реконструкции палеоклимата и датировать внезапные и резкие климатические сдвиги, происходившие в течение зимнего сезона за относительно короткие интервалы времени, что невозможно определить другими методами и для регионов, где повторно-жильные льды отсутствуют.

Автором разработана апробированная методика отбора образцов микро- и макровключений органического материала из повторно-жильных льдов и из вмещающих их отложений для конвенциальных (сцинтилляционных) [6,7] и для AMS [8,9] радиоуглеродных определений. Ранее разработанная стратегия интерпретации радиоуглеродных данных [11] позволяет выполнить отбор валидных радиоуглеродных датировок из массивов даже со значительной примесью аллохтонного органического материала и, как следствие - со значительными инверсиями радиоуглеродных датировок.

Здесь хотелось обсудить один неочевидный момент: в последние годы в работах наших коллег проявляется тенденция к преимущественному горизонтальному отбору образцов из жильных льдов в едомных отложениях [15, с.4537] и эта тенденция усиливается Если для голоценовых жил такой приоритетный отбор можно рассматривать как возможный (но выше показано, что лучше его дополнять вертикальным отбором), то для позднеплейстоценовых жил возникает непреодолимое противоречие при исключительно горизонтальном отборе. Представим себе ситуацию, которая обычно встречается при AMS 14С датировании микровключений в плейстоценовых сингенетических жилах, когда среди поля датировок, например, от 30 до 35 тыс. лет, встречается одна или две более древние датировки. Если это происходит при вертикальном отборе образцов, то мы можем на основании выявленной тенденции распределения датировок в синкриогенных толщах (более молодой лед в синкриогенных жилах едомных толщ, как правило, располагается над более древним), например, от 35 внизу до 30 тыс. лет вверху, более древнюю датировку среди них исключить как явно переотложенную.[11] Если же это фиксируется при горизонтальном отборе, то оснований для исключения более древней датировки как инверсионной, нет, ибо жила могла формироваться первоначально в этот более древний период, а затем возобновить свой рост. Как известно направление роста в ширину ледяных жил может быть довольно произвольным. Хотя, чаще всего, прирост льда происходит в центральной осевой части жил, и лед обычно древнее к боковой периферии жилы, но иногда зона преимущественного растрескивания и накопления более молодого льда может смещаться к краевым частям жил и в этих случаях более молодой лед отмечается в периферийной части жил. Это в частности наблюдается и в жилах разреза Бизон, где более древний лед встречен в центральной части жил (см. рис. 4) Поэтому переход к преимущественному горизонтальному отбору образцов из жильных льдов в едомных отложениях пока следует отнести к недостаточно продуманным действиям и он, несомненно, всегда должен быть дополнен вертикальным отбором из едомных повторно-жильных льдов.

Изложенная методика отбора для изотопных и радиоуглеродных определений может быть с успехом использована для получения более полной и достоверной изотопной характеристики едомных и голоценовых повторно-жильных льдов. Она уже реализована в недавних исследованиях, выполненных автором на Сеяхинском и Батагайском едомных разрезах [12,13]. А такая полная и проверенная изотопная и геохронологическая характеристика является важным критерием для изучения пространственно-временной изменчивости зимних климатических условий.[2,5,10] Важным элементом этого изучения является построение карт изоскейп (т.е. линий равных изотопных значений) для ключевых этапов позднего плейстоцена и голоцена (рис. 11) отдельных геокриологических регионов и криолитозоны России в целом.

Рис. 11. Изоскейпы значений δ18O по повторно-жильным льдам на севере Западной Сибири: A – по современным жильным росткам, Б – по жилам, датированным концом северогриппианского – мегхалайским периодами голоцена (5,2–0,9 тыс. кал. лет назад), В – по жилам, датированным гренландским – первой половиной северогриппианского периода голоцена (11,4–5,3 тыс. кал. лет назад), Г – по жилам, датированным гренландским периодом голоцена (11,7–8,2 тыс. кал. лет назад). Из Н.Буданцева, Ю.Васильчук[1]

Выводы

Сформулированы основные положения оптимальной стратегии полевого опробования повторно-жильных льдов для изотопного и радиоуглеродного анализа:

1. Инновационность предлагаемой методики заключается в сравнении изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам, вскрывающимся единым обнажением в толщах едомных и голоценовых отложений. Предполагается детальный анализ сходства и различий изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным повторно-жильным льдам. Это позволит существенно уточнить решение двух главных проблем возникающих при изучении позднеплейстоценовых едомных толщ – определение возраста повторно-жильных льдов и определение точности изотопной и палеотемпературной интерпретации изотопной записи. Ранее сравнение изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам, вскрывающимся единым обнажением не выполнялось никем в мире.

2. Ранее считалось, что отбор образцов жильных льдов, произведенный из разных жил, вскрываемых одним и тем же обнажением даст одинаковые результаты. Выполненные автором предварительные исследования свидетельствуют о там, что это не всегда выполняется. На одних и тех же глубинах по образцам из соседних жил, отобранных параллельно и одновременно получены как одинаковые, так и заметно различающиеся изотопные определения.

3. Преимущественно горизонтальный отбор образцов из жильных льдов в едомных отложениях пока следует считать недостаточно обоснованной процедурой, горизонтальный отбор, несомненно, должен быть дополнен вертикальным отбором из едомных повторно-жильных льдов. Только при вертикальном отборе можно выработать критерии для исключения более древних датировок по аллохтонному материалу как инверсионных, при горизонтальном отборе это, пока практически невозможно.

Библиография
1.
Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородные изоскейпы голоценовых повторно-жильных льдов Ямало-Гыданского региона // Сборник докладов Шестой конференции геокриологов России «Мониторинг в криолитозоне» с участием российских и зарубежных ученых, инженеров и специалистов. МГУ имени М.В. Ломоносова, 14-17 июня 2022 г.: сборник статей [электронное издание сетевого распространения]. М.: «КДУ», «Добросвет», 2022. С. 685–692.
2.
Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций). М.: Изд. Отдел. Теоретических проблем РАН. МГУ, ПНИИИС. 1992. В 2–х томах. Т.1. – 420 с. Т.2 – 264 с.
3.
Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды; гетероцикличность, гетерохронность, гетерогенность. М.: Изд-во Моск. ун-та. 2006. – 404 c.
4.
Васильчук Ю.К., Котляков В.М. Основы изотопной геокриологии и гляциологии. Учебник. М.: Изд-во Моск. ун-та. 2000. – 616 с.
5.
Vasil'chuk Yu. K. Syngenetic ice wedges: cyclical formation, radiocarbon age and stable-isotope records // Permafrost and Periglacial Processes. 2013. Vol. 24. N1. P. 82–93. doi:10.1002/ppp.17643.
6.
Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C. Radiocarbon dating and oxygen isotope variations in Late Pleistocene syngenetic ice-wedges, northern Siberia // Permafrost and Periglacial Processes. 1997. Vol.8. N3. P. 335–345. doi: 10.1002/(SICI)1099-1530(199709)8:33.0.CO;2-V.
7.
Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C. 14С and 18O in Siberian Syngenetic Ice Wedge Complexes // Radiocarbon. 1998. Vol. 40. N2. P. 883–893. doi: 10.1017/S0033822200018853
8.
Vasil'chuk Yu.K., van der Plicht J., Jungner H., Sonninen E., Vasil'chuk A.C. First direct dating of Late Pleistocene ice-wedges by AMS // Earth and Planetary Science Letters. 2000. Vol.179. N2. P. 237–242. doi: 10.1016/S0012-821X(00)00122-9.
9.
Vasil'chuk Yu.K., Kim J.-C., Vasil'chuk A.C. AMS 14C dating and stable isotope plots of Late Pleistocene ice-wedge ice // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2004. Vols. 223-224. P. 650–654. doi: 10.1016/j.nimb.2004.04.120.
10.
Vasil’chuk Yu., Vasil’chuk A. Spatial distribution of mean winter air temperatures in Siberian permafrost at 20-18 ka BP using oxygen isotope data // Boreas. 2014. Vol. 43. Iss. 3. P. 678–687. doi: 10.1111/bor.12033.
11.
Vasil’chuk Yu.K., Vasil’chuk A. C. Validity of radiocarbon ages of Siberian yedoma // GeoResJ. 2017. Vol. 13. P. 83–95. doi: 10.1016/j.grj.2017.02.004.
12.
Vasil'chuk Yu., Vasil'chuk A., Budantseva N. 2022. AMS 14С dating of Seyakha yedoma and January air palaeotemperatures for 25-21 cal ka BP based on the stable isotope compositions of syngenetic ice wedges // Radiocarbon. 2022. doi :10.1017/RDC.2022.15.
13.
Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk J.Yu., Budantseva N. A., Vasil'chuk A.C. MIS 3-2 paleo-winter temperature reconstructions obtained from stable water isotope records of radiocarbon-dated ice wedges of the Batagay Yedoma Ice Complex (Yana Upland, eastern Siberia) // Radiocarbon. 2022. doi:10.1017/RDC.2022.60.
14.
Vasil’chuk Yu.K., Budantseva N.A., Vasil’chuk A.C., Ginzburg A.P. 2022. Radiocarbon Age and Stable Oxygen and Hydrogen Isotopes in a Late Pleistocene Ice Wedge in the Vilyui River basin. Doklady Earth Sciences. Vol. 506, part 2. P. 834–838. doi: 10.1134/S1028334X22600451.
15.
Wetterich S., Kizyakov A., Fritz M., Wolter Ju., Mollenhauer G., Meyer H., Fuchs M., Aksenov A., Matthes H., Schirrmeister L., Opel T. The cryostratigraphy of the Yedoma cliff of Sobo-Sise Island (Lena delta) reveals permafrost dynamics in the central Laptev Sea coastal region during the last 52 kyr // The Cryosphere. 2020. Vol. 14. P. 4525–4551. doi: 10.5194/tc-14-4525-2020.
References
1.
Budantseva, N. A. & Vasil’chuk, Yu. K. (2022). Oxygen isotope isoscapes of Holocene ice wedge in the Yamal-Gydan area. In Reports of the Sixth Conference of geocryologists of Russia "Monitoring in the permafrost" with the participation of Russian and foreign scientists, engineers and specialists. Lomonosov Moscow State University, June 14-17, 2022: collection of articles [electronic edition of network distribution]. Moscow: "KDU", "Dobrosvet", 685–692).
2.
Vasil'chuk Yu. K. (1992). Oxygen isotope composition of ground ice (application to paleogeocryological reconstructions). Volume 1, 420 pp., Volume 2, 264 pp. Theoretical Problems Department, Russian Academy of Sciences and Lomonosov Moscow University Publications, Moscow (in Russian with English contents section).
3.
Vasil'chuk, Yu.K. (2006). Ice Wedge: Heterocyclity, Heterogeneity, Heterochroneity. Moscow University Press; 404 pp. (In Russian).
4.
Vasil'chuk, Yu.K., Kotlyakov, V.M. (2000). Principles of Isotope Geocryology and Glaciology. A comprehensive textbook. Moscow University Press. 616 pp.
5.
Vasil’chuk, Yu. K. (2013). Syngenetic ice wedges: cyclical formation, radiocarbon age and stable-isotope records. Permafrost and Periglacial Processes, vol, 24, N1, 82–93. doi:10.1002/ppp.17643.
6.
Vasil'chuk, Yu.K. & Vasil'chuk, A.C. (1997). Radiocarbon dating and oxygen isotope variations in Late Pleistocene syngenetic ice-wedges, northern Siberia // Permafrost and Periglacial Processes, vol.8, N3, 335–345. doi: 10.1002/(SICI)1099-1530(199709)8:33.0.CO;2-V.
7.
Vasil'chuk, Yu.K. & Vasil'chuk, A.C. (1998). 14С and 18O in Siberian Syngenetic Ice Wedge Complexes. Radiocarbon, vol. 40, N2, (Proceedings of the 16th International 14C Conference. Eds. Mook W.G. and van der Plicht J.), 883–893. doi: 10.1017/S0033822200018853
8.
Vasil'chuk, Yu.K., van der Plicht, J., Jungner, H., Sonninen, E. & Vasil'chuk A.C. (2000). First direct dating of Late Pleistocene ice-wedges by AMS. Earth and Planetary Science Letters, vol.179, N2, 237–242. doi: 10.1016/S0012-821X(00)00122-9.
9.
Vasil'chuk, Yu.K., Kim, J.-C. & Vasil'chuk, A.C. (2004). AMS 14C dating and stable isotope plots of Late Pleistocene ice-wedge ice. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, vols. 223-224, 650–654. doi: 10.1016/j.nimb.2004.04.120.
10.
Vasil'chuk, Yu. & Vasil'chuk, A. Spatial distribution of mean winter air temperatures in Siberian permafrost at 20-18 ka BP using oxygen isotope data. Boreas, 2014, vol. 43, iss. 3, 678–687. doi: 10.1111/bor.12033.
11.
Vasil'chuk, Yu.K. & Vasil'chuk, A. C. (2017). Validity of radiocarbon ages of Siberian yedoma. GeoResJ, vol. 13, 83–95. doi: 10.1016/j.grj.2017.02.004.
12.
Vasil'chuk, Yu. & Vasil'chuk, A. & Budantseva, N. (2022). AMS 14С dating of Seyakha yedoma and January air palaeotemperatures for 25-21 cal ka BP based on the stable isotope compositions of syngenetic ice wedges. Radiocarbon, doi:10.1017/RDC.2022.15.
13.
Vasil'chuk, Yu.K., Vasil'chuk, J.Yu., Budantseva, N. A. & Vasil'chuk, A.C. (2022). MIS 3-2 paleo-winter temperature reconstructions obtained from stable water isotope records of radiocarbon-dated ice wedges of the Batagay Yedoma Ice Complex (Yana Upland, eastern Siberia). Radiocarbon. doi:10.1017/RDC.2022.60.
14.
Vasil'chuk, Yu.K., Budantseva, N.A., Vasil'chuk, A.C. & Ginzburg, A.P. (2022). Radiocarbon Age and Stable Oxygen and Hydrogen Isotopes in a Late Pleistocene Ice Wedge in the Vilyui River basin. Doklady Earth Sciences, vol. 506, part 2, 834–838. doi: 10.1134/S1028334X22600451.
15.
Wetterich, S., Kizyakov, A., Fritz, M., Wolter, Ju., Mollenhauer, G., Meyer, H., Fuchs, M., Aksenov, A., Matthes, H., Schirrmeister, L. & Opel, T. (2020). The cryostratigraphy of the Yedoma cliff of Sobo-Sise Island (Lena delta) reveals permafrost dynamics in the central Laptev Sea coastal region during the last 52 kyr. The Cryosphere, vol. 14, 4525–4551. doi: 10.5194/tc-14-4525-2020.

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Предметом исследований является обоснование и разработка усовершенствованной методики отбора образцов повторно-жильных льдов для получения достоверных диапазонов значений изотопного состава, что в сочетании с возрастной привязкой получаемых изотопных распределений даст полную картину изотопных вариаций в ледяных жилах в течение определенного периода ее формирования. Инновационность предлагаемой методики заключается в сравнении изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам, вскрывающимся единым обнажением в толщах едомных и голоценовых отложений. Предполагается детальный анализ сходства и различий изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным повторно-жильным льдам. Это позволит существенно уточнить решение двух главных проблем возникающих при изучении позднеплейстоценовых едомных толщ – определение возраста повторно-жильных льдов и определение точности изотопной и палеотемпературной интерпретации изотопной записи. Ранее сравнение изотопно-кислородных и дейтериевых кривых, полученных по двум параллельным и квази-синхронным повторно-жильным льдам, вскрывающимся единым обнажением не выполнялось. Поскольку считалось, что отбор образцов жильных льдов, произведенный из разных жил, вскрываемых одним и тем же обнажением даст одинаковые результаты. Выполненные автором предварительные исследования свидетельствуют о там, что это не всегда верно. На одних и тех же глубинах по образцам из соседних жил, отобранных параллельно и одновременно получены как одинаковые, так и заметно различающиеся изотопные определения. В то же время, выполненные автором исследования позволяют утверждать, что преимущественно горизонтальный отбор образцов из жильных льдов в едомных отложениях пока следует считать недостаточно обоснованной процедурой. Горизонтальный отбор, несомненно, должен быть дополнен вертикальным отбором из едомных повторно-жильных льдов. Только при вертикальном отборе можно выработать критерии для исключения более древних датировок по аллохтонному материалу как инверсионных, при горизонтальном отборе это, пока практически невозможно.
Стиль, структура и изложение материала в статье соответствуют требованиям, предъявляемым к научным публикациям. Рисунки информативны. материал изложен достаточно подробно и грамотно. Дополнений и разъяснений не требуется. Библиографический список соответствует содержанию статьи. К сожалению, автор не приводит достаточного количества зарубежных источников информации, хотя претендует на мировое значение разрабатываемой новой методики. Данное замечание не снижает научной и практической ценности статьи. Выводы полностью вытекают из содержания. Статья представляет интерес прежде всего для специалистов геокриологов узкого направления, однако стиль изложения и представленные результаты будут интересны и широкому кругу читателей журнала. Статья удовлетворяет требованиям, предъявляемым к научным рукописям, и рекомендуется к публикации в журнале "Арктика и Антарктика"
Ссылка на эту статью

Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также попробовать найти похожие статьи


Другие сайты издательства:
Официальный сайт издательства NotaBene / Aurora Group s.r.o.