КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 22-17-00259

НазваниеТрансконтинентальная система стока Северной Евразии в среднем и позднем неоплейстоцене

РуководительПанин Андрей Валерьевич, Доктор географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской Академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2022 г. - 2024 г. 

Конкурс№68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-702 - Геоморфология

Ключевые словаледниково-подпрудные озера, перестройка речных систем, межбассейновые переливы, древние долины, Кельтминский спиллвей, Тургайский спиллвей, Манычский палеопролив, Узбой, Арал, Каспий

Код ГРНТИ38.43.19


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Перегораживание стока северных рек ледниковыми покровами в холодные фазы четвертичных климатических циклов приводило к формированию обширных приледниковых озер, следы которых установлены на равнинах Северной Евразии. Неоднократно выдвигались гипотезы о переливах этих озер через водораздел Северного Ледовитого океана и формировании каскадной системы стока в Арало-Каспийский и далее в Черноморский бассейн (Трансъевразийской системы стока, ТЕСС). Представления о значительной перестройке континентальной гидрологической системы используются при исследовании трансформации литогеохимических потоков, трансгрессивно-регрессивных событий в бассейнах внутренних озер и морей, процессов расселения живых организмов и человека и других проблем четвертичного прошлого Северной Евразии. В последние два десятилетия установлено, что переливы подпрудных вод через Главный материковый водораздел на Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинах происходили, вопреки ряду популярных концепций, не в последнюю ледниковую эпоху (МИС 2), а значительно раньше. Однако точное время этих переливов остается до сих пор на уровне гипотез. До сих пор не установлено, действовали различные звенья этого каскада одновременно или в разные интервалы времени, и какие палеогеографические события в Арало-Каспийском и Черноморско-Средиземноморском регионах достоверно увязываются с реверсированием северного стока. Цель настоящего проекта – установить хронологию функционирования Трансъевразийской системы стока (ТЕСС) и выявить ее роль в геологических и палеогеографических событиях в Арало-Понто-Каспийском регионе. Будут проведены полевые исследования в районах, представляющих основные звенья ТСС: (1) Волжско-Балтийский и Волжско-Беломорский водоразделы; (2) Камско-Печорско-Вычегодский водораздел; (3) Тургайская ложбина и Северное Приаралье; (4) Кумо-Манычская депрессия. Будут изучены обнажения неоплейстоценовых озерных и речных террас, проведены геофизические изыскания и буровые работы в древних долинах и спиллвеях, установлен генезис их осадочных выполнений и выполнено радиоуглеродное (в том числе AMS) и люминесцентное (OSL, IRSL) датирование. В результате будет разработана хронология перестройки долинной сети в районе современного Главного водораздела Северной Евразии, установлены периоды функционирования каналов стока ледниково-подпрудных вод (спиллвеев), использующих древние долины, оценены объемы этого стока, проведена корреляция с событиями седиментогенеза и регрессивно-трансгрессивной ритмикой внутренних морей. Будет также сделана попытка организовать рекогносцировочные экспедиционные работы на территории Туркмении для изучения древних долин, пересекающих пустыню Каракумы в направлении Каспийского моря. В случае успеха будет получен задел для разработки хронологии стока из Сарыкамышской впадины через Узбой и перестройки долины Аму-Дарьи с переориентацией стока из Каспийского в Аральский бассейн.

Ожидаемые результаты
1. Коррекция максимальной границы поздневалдайского оледенения в юго-восточном секторе Скандинавского ледникового щита. 2. История межбассейновых переливов в бассейне Волги с конца среднего неоплейстоцена. 3. Картирование питающих провинций для современного и древнего аллювия в бассейне Волги и для выполнения Тургайской ложбины, что позволит судить о направлениях стока воды и транспорта твердого вещества. 4. История формирования Тургайского спиллвея с выделением эпох транзитного стока и определением направления стока. 5. Реконструкция этапов функционирования Манычского пролива, его временных рамок и палеоэкологических обстановок. 6. История Арало-Каспийских соединений по долине Узбоя и перестроек долины Амударьи (получение результата зависит от организационных обстоятельств). Построение валидной хронологии межбассейновых переливов в Арало-Понто-Каспийском бассейне позволит уточнить и скорректировать целый ряд региональных палеогеографических концепций от причин трансгрессий Каспийского моря до моделей миграции отдельных видов фауны и расселения древнего человека.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проект направлен на изучение перестроек континентальной гидрологической системы Северной Евразии в связи с оледенениями среднего и позднего неоплейстоцена. Изучаются участки межбассейновых переливов на севере Восточно-Европейской равнины, юге Западной Сибири, в Арало-Каспийском и Понто-Каспийском регионах. На этапе 2022 г выполнены исследования по периферии последнего Скандинавского ледникового щита, в Тургайской ложбине и в Манычской депрессии. Получены следующие результаты. 1. Проведен комплекс работ по коррекции границы в пределах восточного сектора последнего ледникового покрова в бассейнах озер Белое и Кубенское (Вологодская область). Установлено, что ледниковые языки по линиям Онежское озеро – оз. Белое и оз. Лача – Воже – Кубенское являлись самостоятельными языками и могли соприкасаться лишь в районе юго-восточного склона Кирилловской гряды. Ледниковый язык по линии оз. Лача – Воже – Кубенское продвинулся южнее чем язык по линиям Онежское озеро – оз. Белое. Не подтверждена граница последнего оледенения в районе Чухломского озера, предложенная Larsen et al., 2013. Эту границу более правильно сопоставлять с комплексом краевых образований, простирающемся к северо-востоку от г. Вологда. 2. Проведены полевые работы с целью изучения древних долин и спиллвеев в Вычегодской впадине и на Вычегодско-Печорском водоразделе, а также в среднем течении р. Северной Двины. Заложено 9 скважин механического бурения и изучено 3 обнажения в бассейне р. Вычегды на территории Усть-Куломского района респ. Коми, 2 скважины на правобережье р. Северной Двины в окрестностях с. Красноборск (Архангельская область). Впервые установлено, что в верховьях р. Вычегды (по левому берегу на субширотном участке) в обнажениях вскрываются отложения среднеплейстоценового, по-видимому, печорского, оледенения (МИС 8) и перекрывающие их флювиогляциальные осадки, ранее описанные только в скважинах. Установлено, что Кадамское расширение долины Вычегды во время максимального (вычегодского, МИС 6) среднеплейстоценового оледенения было заполнено подпрудным приледниковым озером. Подпор располагался в районе современного Усть-Кулома. Краевая зона оледенения здесь пересекала Вычегду и далее лопастью вдавалась по коренным породам на восток, формируя возвышенность Джеджим-Парму. Акватория приледникового озера распространялась на юго-восток, в Кельтминскую ложбину, и сток его был в бассейн Камы – Волги – Каспия. Подтверждено положение погребённой долины р. Вычегды и предположения о её древнем возрасте. 3. Проведен цирконовый анализ 9 проб современного аллювия, аллювия речных террас и ледниково-водно-ледниковых отложений Валдайской возвышенности (включая долину верхней Волги) и Камского Приуралья (долина верхней Камы). Установлено, что возраст наиболее представительной популяции зерен детритного циркона в пробах из Камского Приуралья попадают в диапазон от ~450 до ~250 млн лет. Первичные источники этих зерен циркона находятся в кристаллических (магматических и метаморфических) комплексах Палеоуральского эпигерцинского складчатого сооружения, ограничивающего Восточно-Европейскую платформу с востока. В противоположность этому, в пробах с Валдайской возвышенности массово присутствуют зерна циркона со свеконорвежскими (0.9 – 1.7 млрд лет) и свекофенскими (1-75 – 2.1 млрд лет) возрастами. Все это в совокупности указывает на то, что первичными источниками зерен циркона в пробах четвертичных отложений Валдайской возвышенности были в основном кристаллические породные комплексы, слагающие Свеко-Норвежский и Свеко-Феннский домены Балтийского щита, или их аналоги. То есть снос материала, аккумулированного в четвертичном аллювии и моренах, распространенных на Валдайской возвышенности и в древнем и современном аллювии Камы (Пермское Предуралье) происходил с северо-запада и с востока, соответственно. Столь контрастное различие в провенанс-сигналах двух частей бассейна Волги позволяет заключить о перспективности цирконового анализа в качестве инструмента для выявления питающих провинций для отложений каспийских трансгрессий, что позволит в следующие фазы проекта прояснить существующие дискуссионные вопросы, главный из которых – имело ли место значительное поступление талых ледниковых вод в ходе хвалынской трансгрессии Каспия. 4. Выполнено электромагнитное зондирование методом становления поля в ближней зоне по профилю через центральную часть Тургайскую ложбины (Северный Казахстан). На этой основе уточнен геологический разрез заполнения ложбины. Выполненная геолого-геофизическую интерпретация электротомографического профиля показывает, что максимальные мощности заполнения ложбины характерны для ее западной части, но более песчанистый состав отложений – для восточной части. Принято решение о локализации скважины, бурение которой намечено на 2023 г. 5. Проведено комплексное исследование керна четырех скважин, пробуренных в центральной части Манычской депрессии. Выполнены литологический, малакофаунистический и геохронологический анализы. Полученные результаты позволили выделить в позднечетвертичной истории центральной части Манычской депрессии семь этапов: карангатский, карангатско-гирканский, гирканский, буртасский, гудиловский этапы затопления со стороны Каспийского или Черного морей и два эрозионных этапа: первый - между буртасским и гудиловским, соответствующий ранневалдайскому стадиалу Восточно-Европейской равнины (морская изотопная стадия (МИС) 4), второй – после гудиловского, соответствующий первой половине поздневалдайского стадиала (МИС 2).

 

Публикации

1. Баранов Д.В. Tver proglacial lake (Tver region, Russia): myth or reality Limnology and Freshwater Biology, №4, с. 1383-1384 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.31951/2658-3518-2022-A-4-1383

2. Баранов Д.В., Зарецкая Н.Е., Панин А.В., Качалов А.Ю., Луговой Н.Н., Ван В.Г., Чупраков Н.Р. Исследования плейстоценовых перетоков и подпрудных озёр в бассейне Вычегды – Северной Двины Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России, 9? cnh/ 320-325 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.24412/2687-1092-2022-9-320-325

3. Борисова О.К., Нарышкина Н.Н., Уткина А.О., Панин А.В. О разнообразии интерстадиальных обстановок среднего-позднего плейстоцена в Ярославском Поволжье (по палинологическим данным) Актуальные проблемы современной палинологии: Материалы XV Всероссийской палинологической конференции / Отв. редактор Н.С. Болиховская. М.: ГЕОС, 2022., С. 91-96 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.54896/9785891188532_2022_17

4. Зарецкая Н.Е., Баранов Д.В., Панин А.В., Уткина А.О. Proglacial lakes at the periphery of the southeastern LGM limit: configuration, chronology, degradation Limnology and Freshwater Biology, (4): 1620-1622 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.31951/2658-3518-2022-A-4-245

5. Карпухина Н.В., Маккавеев А.Н., Захаров А.Л., Константинов Е.А., Курбанов Р.Н., Бричева С.С., Сычев Н.В., Баранов Д.В. The glaciolacustrine terrace in the Izborsk-Malskaya valley (the north-west of Russia): Composition, age, and origin Doklady Earth Sciences, 1, 506, 73–83 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1134/S1028334X22600311

6. Семиколенных Д.В., Курбанов Р.Н., Янина Т.А. Late Pleistocene lakes of the Manych Depression (Caspian and Azov-Black Sea basins, Russia) Limnology and Freshwater Biology, No. 4. P. 1571–1573. (год публикации - 2022) https://doi.org/10.31951/2658-3518-2022-A-4-1571

7. Уткина А.О., Панин А.В. Строение и история формирования долин прорыва верхней Волги Геоморфология, том 53, № 5, с. 162–172 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.31857/S0435428122050182


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Проект направлен на изучение перестроек континентальной гидрологической системы Северной Евразии в связи с оледенениями среднего и позднего неоплейстоцена. Изучаются участки межбассейновых переливов на севере Восточно-Европейской равнины, юге Западной Сибири, в Арало-Каспийском и Понто-Каспийском регионах. На этапе 2023 г выполнены исследования по периферии последнего Скандинавского ледникового щита, в бассейне верхней Камы, в Арало-Тургайском регионе и в Манычской депрессии. Получены следующие результаты. 1. Проведены работы по дешифрированию данных дистанционного зондирования Земли и построению гляциоморфологической карты в краевой зоне поздневалдайского оледенения в окрестностях оз. Кубенское и Белое. Выделено 163 конечно-моренных гряд, 148 камов, 105 озов, 39 долин стока талых ледниковых вод, 16 гляциокарстовых котловин, 2 области распространения озерно-ледниковых равнин. Возраст комплекса краевых образований оценен в 20 тыс.л. 2. Проведено бурение на нескольких ключевых участках в бассейне верхней Камы, которая в прошлом текла в Вычегду через пересекающую нынешний водораздел (Северные Увалы) Кельтминскую палеодолину. Возраст этой перестройки, а также возможность перелива в разное время через Кельтминскую палеодолину ледниково-подпрудных вод является одним из наиболее дискутируемых вопросов региональной палеогеографии. Как выше, так и ниже по течению Кельтминской долины бурением вскрыто переуглубление долины, по-видимому, начала позднего плейстоцена, но в некоторых случаях с явно более древним компонентом (оторфованный суглинок под базальным аллювием). Аналогичное переуглубление вскрыто и ниже по течению в скважине у пос. Керчевский, на пересечении моренной гряды ранненеоплейстоценового донского оледенения перед впадением Вишеры. Исходя из этого можно утверждать, что предположения о молодом (последняя ледниковая эпоха) возрасте перестройки долины Камы не оправдываются, эта перестройка произошла значительно раньше последней ледниковой эпохи. Более определенно о времени этого события можно будет говорить после проведения люминесцентного датирования образцов аллювия из скважин. 3. Получена серия люминесцентных дат по ранее пробуренным водораздельным ложбинам (предполагаемым в ряде работ палеодолинам) на междуречье Печора-Березовка (бассейн Камы) и Нем-Березовка (басс. Вычегды - Камы). Установлено, что в МИС 2 переливов вод между бассейнами Печоры, Камы и Вычегды не происходило. В период 28-16 тыс.л.н. имели место мощные эрозионные процессы, приводившие к размыву и переотложению более древних отложений, углублению речных долин и сопровождавшиеся высокими речными паводками. Люминесцентный возраст перемывавшихся древних песчано-галечных толщ указывает на позднюю МИС 9 – раннюю МИС 8, что с учетом возможной неполной засветки и некоторого удревнения возрастов позволяет выдвинуть гипотезу о принадлежности этих отложений к флювиогляциальным образованиям Печорского оледенения (МИС 8). В этом случае границу вычегодского оледенения (МИС 6) следует проводить несколько севернее, чем считается большинством исследователей. 4. Проведены маршрутные исследования в долинах рек Кама, Ока, средняя Волга и их притоков, а также в Манычской впадине с отбором 10 проб для выделения зерен детритового циркона (dZr) с целью определения источников сноса материала. Отобранные и проанализированные в 2022-2023 гг пробы покрывают всю основную часть бассейна Волги, а также область стока каспийских вод в черноморский бассейн. Полученные в 2022-2023 гг результаты позволяют охарактеризовать сигналы разных источников сноса, зафиксированные в аллювии рек бассейна Волги и транзитной каспийско-черноморской области. Выделены следующие провенанс-сигналы: а) Скандинавский - характеризуется отсутствием палеозойской части спектра распределения дат dZr; б) Уральский – два типа: палеозойские («уральские») датировки резко доминируют над «гренвильскими» и «гренвильские» в количественном отношении доминируют над «уральскими» или представлены примерно в равных количествах. Причина различий – в дренировании верховьями водотоков разных областей Уральского герцинского горного сооружения; в) Кавказский – присутствие существенных количеств мезозойских (преимущественно юрских) датировок. 5. Проведены буровые работы в Арало-Тургайском регионе. Верхние 26.5 м геологического разреза Тургайской ложбины указывают на отсутствие следов действия больших потоков текучей воды – осадконакопления или размывов. Это чередование эоловых, делювиальных и озерных отложений. ОСЛ и 14С возраст этих отложений, который планируется получить в 2024 г, покажет, в течение какого времени через тургайскую ложбину заведомо не происходило межбассейновых перетоков. По итогам датирования будет принято решение о продолжении бурения в 2024 г на большую глубину или отсутствия такой необходимости. Пробурена скважина в центре обсохшего дна Арала. Под ранее известными морскими отложениями стадии МИС 2 и залегающими ниже континентальными отложениями (аллювиально-дельтовыми) обнаружена еще одна пачка глубоководно-морских отложений мощностью 8 м, залегающая на коренных палеогеновых породах. Таким образом, установлен ранее неизвестный наиболее древний этап развития Арала, который можетр быть связан как с переливом вод из Западной Сибири, так и с динамикой Амударьи и Сырдарьи. Это предстоит установить на последнем этапе проекта. 6. Проведенное бурение и датирование отложений Манычской депрессии, выполненный комплекс литологических анализов позволяют охарактеризовать ее развития в позднем плейстоцене. 1. Отложения, слагающие грядовый рельеф центральной части Манычской депрессии, скорее всего, образовались существенно раньше, чем предполагалось ранее. 2. Гирканский переток (конец МИС 5) был самым обширным в позднеплейстоценовой истории Манычской депрессии, его отложения распространены в долине реки Зап. Маныч и её притоках практически повсеместно. 3. В позднем плейстоцене хвалынский сток открывался в Манычской депрессии единожды и существовал около 18-14 тыс. лет назад (по данным ОСЛ-датирования). По результатам АМС-датирования установлено время завершающего осадконакопления — 14.5±0.2 тыс. лет назад. 4. Следов голоценового (позднехвалынского) стока в пределах Манычской депрессии обнаружено не было.

 

Публикации

1. Баранов Д.В., Зарецкая Н.Е., Качалов А.Ю., Карманов В.Н., Трофимова С.С., Мицкевич В.И. Долина реки Печоры в контексте трансконтинентальной системы стока Северной Евразии в среднем и позднем плейстоцене Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. Выпуск 10, с. 14-17 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.24412/2687-1092-2023-10-14-17

2. Демаков Д.А., Лычагина Е.Л., Зарецкая Н.Е.,Копытов С.В.,Чернов А.В.,Лаптева Е.Г.,Трофимова С.С.,Косинцев П.А. Kosa Mesolithic Sites in the Context of the Palaeoenvironmental History of the Upper Kama Basin in the Late Glacial and Early Holocene Doklady Earth Sciences, Vol. 507, Suppl. 1, pp. S92–S103 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1134/S1028334X22601201

3. Зарецкая Н.Е., Уткина А.О.,Баранов Д.В., Панин А.В., Трофимова С.С.,Симакова А.Н., Курбанов Р.Н. Limited extension of the MIS 2 proglacial lake in the Severnaya Dvina valley, south-eastern margin of the last Scandinavian Ice Sheet Journal of Quaternary Science, DOI: 10.1002/jqs.3570 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1002/jqs.3570

4. Зарецкая Н.Е.,Панин А.В.,Уткина А.О., Баранов Д.В. Aeolian sedimentation in the Vychegda river valley, north-eastern Europe, during MIS 2–1 Quaternary International, DOI: 10.1016/j.quaint.2023.05.022 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.quaint.2023.05.022

5. Семиколенных Д., Панин А. New Data on the Age of the Khvalynian Strait Complex Investigation of the World Ocean (CIWO-2023). Springer Nature Switzerland AG, 2023, Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences Part F1676. P. 319–325. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1007/978-3-031-47851-2_38

6. Зарецкая Н.Е.,Баранов Д.В., Уткина А.О., Панин А.В.,Трофимова С.С., Симакова А.Н. Event geochronology at the edge of the last glaciation XXI INQUA Congress 2023 Abstracts, 2864 (год публикации - 2023)

7. Зарецкая Н.Е.,Панин А.В., Баранов Д.В. Вычегодско-Камский "гидроузел" и формирование южного реверсивного стока в среднем и позднем неоплейстоцене Тридцать восьмое пленарное межвузовское коорди- национное совещание по проблеме эрозионных, русло- вых и устьевых процессов: доклады и сообщения, стр.127-128 (год публикации - 2023)

8. Панин А.В, Сидорчук А.Ю., Украинцев В.Ю. Ледниковый и речной сток в хвалынский Каспий Материалы Всероссийской конференции Каспий в плейстоцене и голоцене: эволюция природной среды и человек, С. 151–153 (год публикации - 2023)

9. Семиколенных Д.В., Панин А.В. Новые данные о возрасте хвалынского пролива ПАЛЕОСТРАТ–2023. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН., С. 63–63 (год публикации - 2023)

10. Семиколенных Д.В., Панин А.В. Новые данные о возрасте хвалынского пролива Комплексные исследования Мирового океана. Материалы VII Всероссийской научной конференции молодых учёных, г. Санкт-Петербург, С. 392–393 (год публикации - 2023)

11. Уткина А.О., Панин А.В, Курбанов Р.Н. The Upper Volga River formation history reconstructed: a casestudy of Rybinsk-Plyos valley section XXI INQUA 2023 Abstracts, 1878 (год публикации - 2023)

12. Уткина А.О., Панин А.В, Курбанов Р.Н., Чой Чжон-Хон Новые геохронологические данные для бассейнов крупных рек северо-запада русской равнины Материалы Всероссийской конференции Каспий в плейстоцене и голоцене: эволюция природной среды и человек, С. 186–187 (год публикации - 2023)

13. Астахов В.И. Последний перигляциал Русской равнины в сравнении с соседними регионами Перигляциал Восточно-Европейской равнины и Западной Сибири. Материалы Всероссийской научной конференции., стр. 11 – 16 (год публикации - 2023)

14. Баранов Д.В., Уткина А.О., Карпухина Н.В. Особенности покровных отложений Тверского Поволжья Перигляциал Восточно-Европейской равнины и Западной Сибири. Материалы Всероссийской научной конференции., стр. 17 – 22 (год публикации - 2023)

15. Зарецкая Н.Е., Панин А.В., Баранов Д.В. Катастрофические перестройки речной сети по юго-восточной периферии последнего Скандинавского оледенения Перигляциал Восточно-Европейской равнины и Западной Сибири, стр. 35-37 (год публикации - 2023)

16. Панин А.В., Сорокин А.Н.,Украинцев В.Ю.,Баранов Д.В. O существовании гипотетического Тверского приледникового озера в контексте первичного заселения Дубнинской низины Перигляциал Восточно-Европейской равнины и Западной Сибири. Материалы Всероссийской научной конференции., стр. 82 – 89 (год публикации - 2023)

17. - Ю.Дризе. На реконструкции – былое. Палеография изучает прошедшее ради понимания настоящего Поиск. Еженедельная газета научного сообщества., №14 (1764) 17 апреля 2023 г. (год публикации - )