Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Выполненные работы. За отчетный период проведены полевые работы по изучению строения верхнеплейстоценовых и голоценовых лёссово-палеопочвенных серий Предкавказья. Работы включали керновое бурение, расчистку и описание разрезов, отбор проб, на следующих участках: Степное (Ставропольский край), Усть-Лабинск (Краснодарский край), Михайловское (Ростовская область), Темижбекская (Краснодарский край). Произведен отбор референсных проб аллювиальных и эоловых песков для литолого-геохимических исследований в целях поиска потенциальных источников минеральной пыли. В совместной лаборатории ОСЛ датирования при МГУ им. М.В. Ломоносова и Институте географии РАН выполнено люминесцентное датирование 10 образцов из разреза Темижбеская. Вместе с ранее полученными датировками это позволило построить для разреза Темижбекская надежную возрастную модель. Прошли предварительную подготовку 16 образцов из скважины OT-20 (Отказное) и 10 образцов из скважины U-Lab (Усть-Лабинск). Выполнена серия литолого-геохимических исследований для колонок Отказное-2020, Степное, Темижбекская, Пятилетка, Усть-Лабинск, Михайловское: гранулометрический анализ, определение содержания органического вещества и карбонатов, магнитная восприимчивость, частотная зависимость магнитной восприимчивости, измерение цвета, валовой химический анализ. Для анализа влияния климатических условий на эмиссию пыли были использованы результаты климатического моделирования проекта PMIP4 для следующих периодов: последнего ледникового максимума (lgm, 21 т.л.н.), оптимума голоцена (midHolocene, 6 т.л.н.), микулинского межледниковья (lig127k, 127 т.л.н.). Результаты палеоэкспериментов сравнивались с контрольным экспериментом по воспроизведению доиндустриального климата (piControl). Анализировались результаты двух моделей INMCM и MIROC. Рассматривались модельные изменения интенсивности источников пыли. Эти данные отражают климатические условия пылеобразования - преимущественно условия увлажнения. Были проанализированы метеорологические данные, включающие направление и скорости ветра, и их связи с пыльными бурями. Получены данные с сайта Всероссийского научного-исследовательского института гидрометеорологической информации - Мировой центр данных (ВНИИГМИ-МЦД). Всего получено данных по 7 метеостанциям Предкавказья с 1966 года. Построены розы ветров, учитывающие направления при ветре с любой скоростью, со скоростью более 10 м/с (скорость ветра, способная переносить песчаную фракцию) и во время пыльных бурь. За отчетный период исполнители проекта приняли участие в трех российских конференциях, где выступили с устными докладами по результатам проекта. Сдано и приято к печати три статьи. Все статьи выйдут в журналах, индексируемые в WoS и/или Scopus. Основные научные результаты. Установлено, что на всех плакорных участках в строении мезинского педокомплекса выделяется три фазы почвообразования. Брянский интервал выражен значительно слабее, он часто сильно растянут, и имеет 2-3 самостоятельные подфазы эмбрионального почвообразования. Практически во всех изученных ЛПС выделяются два заметных пика песка, которые соответствуют началу МИС 2 и МИС 5b. Прикубанские ЛПС отличаются характерным паттерном изменения гранулометрического состава по глубине, главная черта которого - резкий рост содержания песка в МИС 2 - МИС 1. Наблюдается ярко выраженная связь содержания песчаной фракции в лёссе с расстоянием до массивов аллювиальных песков и супесей, главные из которых распложены на востоке Прикаспийской низменности и на террасах рек Дон и Кубань. На участке Степное наблюдается аномально высокая мощность ЛПС верхнего плейстоцена и голоцена. Так, по предварительным оценкам, в Степном за последние 60 тысяч лет накопилось больше 23 м лёссовидной супеси. Мощности голоценового лёсса могут превышать 3 м на этом участке. Результаты люминесцентного датирования разреза Темижбекская позволили оценить возраст ЛПС над вулканическим пеплом (верхний плейстоцен), собственно вулканического пепла (~220 т.л.) и толщи лёссовидных суглинков под вулканическим пеплом (230-260 т.л.). На основании собственных и литературных материалов (данные по строению ЛПС в 25 спорных разрезах и скважинах Предкавказья) рассчитаны средние темпы осадконакопления для стратиграфических подразделений верхнего плейстоцена. Собранные данные позволяют заключить, что темпы аккумуляции лёссов связаны с расстоянием до песчаных массивов, подвергающихся дефляции. Причем площадь этих областей дефляции (источников минеральной пыли) коррелирует со средними темпами лёссонакопления в прилегающих лёссово-палеопочвенных сериях. Во временном отношении проявляется четкое разделение по средним темпам осадконакопления. В криохроны МИС 4 и МИС 2 средние темпы лёссонакопления по всему Предкавказью в 1.5 и 2.5 раза соответственно превышали средние темпы, установленные для термохронов (МИС 5, МИС 3 и МИС 1). Пространственный анализ строения и состава лёссового покрова показал, что доминирующим источником минеральной пыли для территории Предкавказья на протяжении последних 130 тыс. лет была и остаётся Прикаспийская низменность. Массивы песчаных и супесчаных отложений, сформированные аллювием Терека, Кумы и Волги, в условиях аридного климата дефлируются сильными восточными ветрами, и массы минеральной пыли переносятся далеко на запад вплоть до Азовского моря. Содержание песчаной фракции в лёссах и средние скорости лёссонакопления закономерно уменьшаются с востока на запад – от Терско-Кумской низменности до Приазовья. Террасы и аллювиальные приустьевые равнины Дона и Кубани являются второстепенными источниками минеральной пыли, увеличивая содержание песчаной фракции в лёссах и темпы лёссонакопления на прилегающих к долинам территориях. По результатам модельных экспериментов показано, что общая локализация основных источников минеральной пыли, кардинально не изменялась в рассматриваемом регионе на протяжении последних 130 тысяч лет. Интенсивность пылеобразования в более теплые эпохи, в целом, была ниже, чем в холодные. В тоже время, при сравнении экспериментов на моделях INMCM и MIROC выявляются существенные различия по объемам эмиссии пыли, которые, вероятно, связаны, с различиями в граничных условиях модельных экспериментов и с низким пространственным разрешением моделей. Архивные метеоданные показывают, что западные и восточные направления ветра являются преобладающими для всех рассмотренных метеостанций Предкавказья. При этом доля ветров северных и южных румбов не превышает 10-20%. Во время пыльных бурь резко преобладает восточное направление ветра, доля которого составляет более 80%. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что в процессе пыльных бурь доминирует перенос минеральной пыли с востока на запад.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
За второй год реализации проекта были проведены полевые работы на восьми ключевых участках Предкавказья с целью получения материалов по строению и составу верхнечетвертичной лессово-почвенной серии (ЛПС). В ходе работ выполнялось бурение с отбором керна, расчистка обнажений и шурфовка, описание и документация кернов и стенок разрезов, отбор проб для люминесцентного датирования, литолого-геохимических исследований, петро- и палеомагнитных исследований, палеопочвенных исследований. Были получены предварительные результаты люминесцентного датирования новой серии из 16 образцов для колонки OT-20 (участок Отказное). Даты подтверждают верхнеплейстоценовый возраст вскрытой ЛПС и детализируют ранее проведенную схему стратиграфического расчленения. На участке Отказное в трех горных выработках на уровне крутицкой палеопочвы (МИС 5с) обнаружен ранее не выделявшийся вулканический пепел, рассеянный в лессе. По своей стратиграфической позиции пепел предположительно соответствует тефре Эльбруса, описанной в керне скважине Сарматская (SARM) в донных отложениях Каспийского моря, возраст которой оценивается в 84.6±7.4. Впервые для участка Отказное в расчистке вскрыто строение мезинского педокомплекса (МИС 5), доступного ранее только в кернах скважин. На основании морфологических и микроморфологических признаков проведена диагностика крутицкой (МИС 5с) и салынской палеопочв (МИС 5е). Крутицкая палеопочва относится к Calcic Gypsic Kastanozem Cambic Siltic Tephric по международной классификации WRB (2015) / каштановая по российской классификации (1977) / каштановая гипс-содержащая (2008). Салынская почва определена как Сalcic Gypsic Kastanozem Siltic Cambic / темно-каштановая (1977) / каштановая миграционно-сегрегационная гипс-содержащая (2008) и схожа с современной голоценовой почвой. Салынская почва формировалась в чередующихся влажных и аридных условиях, о чем свидетельствует обилие карбонатных новообразований и крупных железисто-марганцевых конкреций и пятен. В результате петро- и палеомагнитного изучения лессово-почвенных серий в двух разрезах (OT-22R и OT-22Sh2) на участке Отказное было установлено, что преобладающим направлениям палеоветров в районе исследования в начале позднего плейстоцена являлся ВЮВ–ЗСЗ. В ходе первых палеомагнитных исследований в разрезах не удалось выявить ожидаемый для данного временного интервала экскурс геомагнитного поля Блейк (~120 тыс. лет), что может быть связано с особенностями палеомагнитной записи в лессово-почвенных отложениях региона или частичной эрозией осадочной толщи и требует более детальных исследований. Анализ массива геохимических данных показал, что лёссы Предкавказья имеют очень схожий между собой, преимущественно гранодиаритовый состав, обогащенный карбонатами и глиной. Они были значительно преобразованы процессами выветривания перед эоловым осаждением. Надежных геохимических трендов, указывающих на источники эолового материала пока не выявлено. Построены возрастные модели осадконакопления и карты, визуализирующие изменение темпов осадконакопления и содержания песка в ЛПС, для главных термо-и криохронов позднего плейстоцена и голоцена. Из этих результатов видно, что содержание песчаной фракции в лёссах и средние скорости лёссонакопления закономерно уменьшаются с востока на запад – от Терско-Кумской низменности до Приазовья. В лёссах, формировавшихся в криохроны (МИС 4 и МИС 2), содержание песка в среднем в 1,3 раза выше, чем в лёссах термохронов (МИС 5, МИС 3 и МИС 1). Подтверждается, что доминирующим источником минеральной пыли для территории Предкавказья на протяжении последних 130 тысяч лет была и остается Прикаспийская низменность. В Прикаспии массивы песчаных и супесчаных отложений в условиях аридного климата развеиваются сильными восточными ветрами. Ветер переносит массы минеральной пыли далеко на запад вплоть до Азовского моря. Террасы и аллювиальные приустьевые равнины Дона и Кубани являются второстепенными источниками минеральной пыли, увеличивая содержание песчаной фракции в ЛПС на прилегающих к долинам территориях. Результаты сопоставления опорных разрезов позднечетвертичной ЛПС Предкавказья с глобальными и региональными индикаторами палеоклимата позволяют сделать следующие предварительные выводы: 1) изменения в темпах осадконакопления и средних размерах частиц лесса в целом согласуются с изменениями увлажненности климата в Европе и внетропическом пространстве Северного полушария; 2) вероятным ведущим фактором, влияющим на изменение темпов накопления минеральной пыли, является степень аридности в областях дефляции – Прикаспийском регионе; 3) вторым важнейшим фактором, влияющим на интенсивность лессонакопления, является степень развития растительного покрова в областях аккумуляции минеральной пыли; 4) Колебания уровня Каспийского бассейна являются второстепенным фактором лессонакопления даже в восточных районах распространения ЛПС Предкавказья.