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 22-17-00265

НазваниеСравнительный анализ ландшафтно-климатических изменений в аридных и семиаридных областях Евразии за последний миллион лет по материалам изучения лёссово-почвенной формации юга Восточно-Европейской равнины, Западной Сибири и Забайкалья

РуководительТимирева Светлана Никитична, Кандидат 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, 07-701 - Палеогеография

Ключевые словаПалеогеография, лёссы, палеопочвы, изменения климата, динамика ландшафтов, геохронология, стратиграфия, четвертичный период, оледенение

Код ГРНТИ39.19.29


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Предлагаемый проект направлен на решение фундаментальной проблемы современной науки – изучению истории развития природной среды Северной Евразии для прогноза глобальных и региональных изменений климата и природной среды в ближайшем будущем. Проект предусматривает изучение уникальных палеогеографических архивов четвертичного периода – лессово-почвенно-криогенных серий, в строении которых записана история эволюции ландшафтов и климата древних эпох. В России представлены самые значительные области распространения лёссов в мире, развитые в самых разных геологических и геоморфологических условиях. В современной палеогеографии лёссово-почвенные серии являются одним из основных архивов для реконструкции динамики природной среды четвертичного периода, так как их строение отражает чередование тёплых межледниковых эпох в виде горизонтов палеопочв и холодных этапов оледенений в виде горизонтов лёссов. Изучение лёссово-почвенных серий имеет длительную историю, накоплен значительный объем фактологических данных. Однако в настоящее время отсутствует надежная корреляция лёссово-почвенные серий различных районов для территории России, которые имеют свои особенности, определяемые локальными условиями осадконакопления. Сопоставление лессово-почвенных серий отдельных регионов до настоящего времени проводилось на основе стратиграфического подхода и корреляции с глобальными шкалами методами относительной хронологии. Цель проекта – выявление закономерностей эволюции природной среды пяти опорных районов распространения лёссов в России на основе комплексного междисциплинарного исследования современными методами и массового абсолютного датирования отложений. Реализация проекта позволит выявить степень воздействия глобальных и региональных изменений климата и природной среды на эволюцию рельефа и почв лёссового пояса на территории России в четвертичном периоде, определить их возможное состояния и устойчивость для различных хроносрезов, в том числе для наиболее теплых этапов плейстоцена. В рамках проекта предусмотрены задачи по трем основным направлениям исследований: (1) стратиграфия лёссово-почвенных серий и определение абсолютного возраста отложений; (2) межрегиональные корреляции и сопоставления с глобальными шкалами; (3) палеогеографические реконструкции на основе комплекса современных методов. Для выполнения этих задач будет проведено изучение лёссов в пяти опорных районах: Приазовье, долина Кубани, Таманский п-ов, Приобское лёссовое плато, Забайкалье. Будут выполнены обобщения опубликованной, фондовой и собранной ранее участниками проекта информации, масштабные экспедиционные исследования лёссовых разрезов, значительный комплекс аналитических работ, по классическим (палеопедологические, литологические, палеоландшафтные, палео- и петромагнитные) и новейшим (люминесцентное и космогенное датирование, уран-свинцовое датирование по детритовым цирконам и др) методикам. Важнейшая задача проекта - консолидация значительного задела, имеющегося у различных групп, работающих по лессово-почвенной тематике с дополнением имеющихся результатов новейшими методами. Основа проекта - ряд изученных разрезов (архивов), для которых уже имеются генеральные схемы хроностратиграфического расчленения, первые результаты по палеогеографии; эти разрезы планируется доизучить в рамках современных стандартов палеогеографических исследований лёссово-почвенных серий и на основе применения новейших методов разработать ряд региональных схем развития природной среды, на основе чего – провести межрегиональную корреляцию для различных частей Евразийского лёссового пояса. Предлагаемый проект является логическим продолжением многолетних исследований выполняемых участниками на юге Восточно-Европейской равнины, в Западной Сибири и в Забайкалье. Исследование будет выполнено на современном аналитическом оборудовании в и ИГ РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, ИФЗ РАН, ИГМ СО РАН и ИЗК СО РАН. Коллектив проекта представлен как опытными специалистами палеогеографами и геологами, так и молодыми учеными и аспирантами, которые ведут активные исследования в области геохронологии четвертичного периода. Участники проекта имеют значительный опыт экспедиционных исследований, научных стажировок в ведущих геохронологических лабораториях мира. Масштабный план аналитических исследований проекта опирается на тесные научные контакты с ведущими геохронологическими лабораториями мира. Комплексность проекта, значительные хронологические рамки и география, современные методы исследований, большой задел, опыт проведения экспедиционных и аналитических исследований, активные международные связи, широкая лабораторная база являются основой для успешной реализации задач исследования и подготовки серии научных статей для ведущих отечественных и международных изданий.

Ожидаемые результаты
В результате работ по Проекту будут получены следующие научные результаты: (1) Разработаны стратиграфические схемы опорных разрезов для пяти ключевых районов распространения лёссово-почвенных серий российского лёссового пояса: Приазовье, долина Кубани, Таманский п-ов, Приобское лёссовое плато, Забайкалье. (2) Разработана новая хронологическая основа для лёссово-почвенных серий Приазовья, долины Кубани, Таманского п-ова, Приобского лёссового плато, Забайкалья для последних 200-250 тыс. лет методом оптически-стимулированной люминесценции. (3) Определения абсолютного возраста горизонтов лёссов и почв в опорных разрезах для временного интервала 0,25-2 млн лет методом датирования по наземным космогенным радионуклидам. (4) Определено положения границы брюнес/матуяма и уточнена палеомагнитная шкала для опорных разрезов изучаемых районов распространения лёссово-почвенных серий. (5) Подробная реконструкция лёссовой седиментации в этапы оледенений и межледниковий для последнего 1 млн лет на основе анализа литологических и петромагнитных свойств отложений, выявление методами абсолютного датирования эпизодов неполноты геологической летописи (хиатусов). (6) Детальная характеристика наиболее значимых межледниковых этапов среднего и позднего плейстоцена на основе детального изучения палеопочв. (7) На основе применения метода U/Pb датирования детритовых цирконов будут выявлены источники материала при формировании лёссов юга Восточно-Европейской равнины и юга Западной Сибири. (8) Реконструкция степени влияния циркуляции атмосферы в различные этапы плейстоцена (муссоны, сибирский максимум, западный перенос) на палеоэкологические события в результате применение комплекса современных палеогеографических методов (анизотропия магнитной восприимчивости, морфоскопия песчаных кварцевых зерен и др.). (9) Реконструкция палеогеографических условий для южной части лёссового пояса России в наиболее теплые этапы плейстоцена (МИС 5, 7, 9, 11). (10) Схема корреляции лессово-почвенных серий опорных районов с основными регионами распространения лёссов Евразии (Китайское лессовое плато, Иранское лессовое плато, Средняя Азия, Восточное и Западная Европа) и глобальными шкалами. Полученные результаты будут иметь большое значение для решения одной из наиболее значимых проблем в изучении четвертичного периода – определения характера климатических и ландшафтных изменений на территории обширных пространств Евразии за последний 1 млн. лет. В ходе реализации проекта будет создана обширная база данных, как по стратиграфии опорных районов распространения лёссов в России, так и по основным палеогеографическим событиям позднего и среднего плейстоцена. Будут определена степень влияния климатических изменений на трансформацию различных составляющих древних ландшафтов (рельефа, почв, растительности, животного мира). Выполнение проекта позволит поставить опорные районы распространения лёссов в России на один уровень с детально изученными регионами Китайского лессового плато и Западной Европы. Полученный массив абсолютных датировок возрастов решит ключевую проблему корреляции значительных по протяженности районов Северной Евразии а также, создаст предпосылки для уточнения существующей хроностратиграфической схемы четвертичного периода для Восточно-Европейской равнины, Западной и Восточной Сибири. Комплексность исследования и значительный список современных методов полностью соответствует современному мировому уровню.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проект посвящен изучению уникального исторического архива природы – лёссово-почвенных серий, в которых записана эволюция климата и ландшафтов четвертичного периода. Россия – страна с наибольшими площадями лёссов, и, не смотря на детальные многолетние исследования, остается множество нерешенных проблем в реконструкции природной среды древних эпох, в нашем понимании закономерностей эволюции климата. Лёссово-почвенные серии отражают крупные изменения природы – ледниково-межледниковые циклы. В рамках проекта коллектив, объединяющий ведущих специалистов нашей страны по изучению лёссов и древних почв, исследует три региона, где эти отложения имеют большую мощность и сложное строение, что позволяет максимально полно реконструировать динамику климат и ландшафтов четвертичного периода за последний 1 млн лет. В первый год реализации проекта проведены исследования лёссово-почвенных серий (ЛПС) трех опорных регионов проекта: 1. Юга Восточно-Европейской равнины (ВЕР); 2. Юга Западной Сибири; 3. Забайкалья. В каждом регионе были развернуты экспедиционные работы, выполнены аналитические исследования, изучение и обобщение полученных результатов. При этом, согласно плану работ, основной упор был сделан на изучение ЛПС Забайкалья. На юге Восточно-Европейской равнины проведены рекогносцировочные исследования с целью выбора разрезов и отбора образцов для определения источников материала при формировании ЛПС региона. Изучены обнажения в Среднем Поволжье, Предкавказье, Приазовье, Крыму, на Таманском полуострове и северо-западе Прикаспийской низменности. Из разрезов в этих районах были отобраны образцы для уран-свинцового датирования детритовых цирконов. В первую очередь, внимание уделено горизонтам типичного лёсса, а также потенциальным источникам сноса в регионе – горизонтам аллювия рек Дон и Кубань, а также морским отложениям на побережье Азовского моря. В Восточном Приазовье – регионе, где описаны ключевые разрезы ЛПС ВЕР – проведены работы в Беглице и Чумбур-косе. Целью работ 2022 года стало уточнение стратиграфии разрезов и отбор образцов для палеомагнитных и петромагнитных исследований. Анализ особенностей магнитных свойств отложений позволил определить характер магнитной текстуры отложений. Масштабные работы проведены на Таманском полуострове (разрез Тузла): выполнено его детальное описание, уточнена стратиграфическая схема, отобраны образцы для различных анализов и датирования. Мощность описанной толщи составила почти 10 м: здесь присутствуют мощная двухметровая современная почва и пять палеопочвенных уровней, каждый из которых перекрыт лёссовыми отложениями. Этот разрез выделяется значительной толщей позднеплейстоценовых лёссов и серией развитых палеопочв, что делает его важным архивом для реконструкции истории природы за последние 130 тыс. лет. В разрезе Пекла в ходе полевых работ уточнено строение разреза и отобрана партия образцов для космогенного датирования и выделения детритовых цирконов. Выполнены комплексные аналитические исследования для разреза Пекла: изучена морфоскопия кварцевых зерен и агрегатов в естественном состоянии для оценки агрегированности материала, установления их типа и характера цементации. В Западной Сибири коллективом проекта в течение первого года в составе экспедиционного отряда проведено исследование разрезов лёссово-почвенных отложений юго-восточной части равнины. В рамках проделанной работы для определения времени формирования различных горизонтов ЛПС были вскрыты и изучены некоторые ключевые разрезы, проведено их описание и отбор образцов для проведения люминесцентного и радиоуглеродного датирования. Создана базы данных по стратиграфии ЛПС Евразии: проведена ревизия литературных данных по датированию отложений юго-востока Западной Сибири. В базу данных были внесены результаты изучения разрезов Ложок, Красногорское, Солоновка, а также множество радиоуглеродных датировок из других разрезов лёссово-почвенных отложений Западной Сибири. В Забайкалье проведены масштабные работы по изучению 23-метрового разреза Тарбагатай (бассейн р. Селенги), выполнено его описание, детальный отбор образцов на различные виды анализов. Выделено 17 палеопочвенных уровней. Изучение этого разреза позволит существенно уточнить представления о развитии природной среды Забайкалья во вторую половину четвертичного периода. Для изучения истории рельефа и развития реки Селенга изучено строение разреза Вознесеновка и отобраны образцы на литологические исследования и ОСЛ-датирование. Первые результаты датирования данного разреза позволяют предположить молодой возраст отложений (МИС 4-3). Для обсуждения современного состояния исследований ЛПС в различных опорных регионах проекта был организован научный семинар «Российский сектор лёссового пояса Евразии: состояние исследований и новые данные». В.С. Зыкин и Ю.В. Рыжов представили обобщающие доклады, вызывавшие большой интерес у коллег и оживленную дискуссию. Коллектив проекта активно принимал участие в работе международных и отечественных совещаний. За первый год было подготовлено и представлено 9 докладов. Подготовлено и передано в печать две статьи. Информация о проекте и ходе его реализации представлены на специально подготовленном сайте http://loessbelt.ru/.

 

Публикации

1. Мещерякова О.А., Курбанов Р.Н., Павлов В.Э. Experience in reconstructing of the paleowind’s directions in the Pleistocene by the anisotropy of magnetic susceptibility of the loess-soil series of Tajikistan and the Azov Sea Region Izvestiya, Physics of The Solid Earth, - (год публикации - 2023)

2. Рыжов Ю.В., Голубцов В.А., Смирнов М.В. Позднеледниковые и голоценовые лёссовые породы и почвы в бассейне р. Куйтунки (Западное Забайкалье): строение, состав, генезис, этапы формирования Геоморфология, - (год публикации - 2023)

3. Мещерякова О.А., Курбанов Р.Н. Магнитные методы в изучении лессово-почвенных серий Материалы Международной научно-практической конференции «Водная безопасность - основа устойчивого развития», С. 178-179 (год публикации - 2022)

4. Погосян Л.А., Голубцов В.А., Рыжов Ю.В., Таратунина Н.А., Смирнов М.В. Строение почвенно-седиментационной серии Западного Забайкалья на примере разреза Тарбагатай Материалы VI конференции молодых ученых «Почвоведение: Горизонты будущего», С. 90-91 (год публикации - 2022)

5. Таратунина Н.А., Тимирева С.Н., Кононов Ю.М., Курбанов Р.Н. Нерешенные вопросы эволюции климата лессового пояса Евразии в позднем плейстоцене Материалы Международной научно-практической конференции «Водная безопасность - основа устойчивого развития», С. 182-185 (год публикации - 2022)

6. Тимирева С.Н., Курбанов Р.Н., Таратунина Н.А., Лебедева М.П., Кононов Ю.М. Reconstruction of the stages of loess sedimentation and paleosol development in the Pekla section (Taman peninsula, Russia) Book of abstracts: The 2022 INQUA LoessFest, С. 50-51 (год публикации - 2022)

7. Токарева О.А., Тимирева С.Н., Лебедева М.П., Кононов Ю.М., Таратунина Н.А., Курбанов Р.Н. New data on the structure of the loess-paleosol series of the middle Kuban River valley Book of abstracts: The 2022 INQUA LoessFest, С. 52-53 (год публикации - 2022)


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Во второй год работы по проекту продолжены в рамках четырех главных блоков: изучение лёссово-почвенных серий Западной Сибири (I), Забайкалья (II), юга Восточно-Европейской равнины (III), обобщение результатов (IV). Основной упор в 2023 году бы сделан на изучение четвертичных отложений юга Западной Сибири, где была проведена комплексная экспедиция и получены новые значимые данные о строении лёссово-почвенных серий, абсолютные даты. Работы по лёссово-почвенным сериям юга Западной Сибири включали масштабные полевые работы для поиска наиболее полных и перспективных лёссово-почвенных разрезов. По итогам этих исследований определено два наиболее значимых разреза на севере Новосибирской области, в районе г. Тогучин и Линево, в пределах Приобского Лёссового плато. Во второй этап произведено комплексное изучение этих разрезов, отобраны образцы для серии различных анализов. Аналитические исследования позволили реконструировать этапы развития природной среды в этом регионе. В этапы снижения темпов экзогенных процессов в лёссовидных отложениях преобладали процессы почвообразования, формировались различные по мощности органо-аккумулятивные части профиля почвы. В Забайкалье изучены уникальные для этого региона разрезы, отличающиеся сложным строением палеопочв и лёссов. Наиболее ярко динамика педогенеза в ответ на ландшафтно-климатические изменения в кайнозое в Забайкалье раскрывается при рассмотрении крупных подразделений в разрезах региона. Здесь проведен отбор проб на ОСЛ датирование и для выявления глубины залегания границы Брюнес-Матуяма. Продолжены исследования в бассейне р. Селенга, выполнены описания разреза Куйтун на левобережье р. Куйтунка (правого притока р. Селенга). Для разрезов региона выполнен значительный объем аналитических исследований. Для разреза Вознесеновка получена серия новых люминесцентных дат. Датирование выполнено по современной методике параллельно по зернам кварца и полевых шпатов (14 новых датировок). В разрезах Забайкалья был осуществлен отбор ориентированных образов на палео- и петромагнитный анализ. Проведены палеопедологические исследования на разрезах Забайкалья, описана серия палеопочв. Завершены гранулометрический анализ и изучение карбонатов в отложениях из разрезов Забайкалья. Проведено исследование содержания карбонатов и анализ их основных морфологических форм, выполнен анализ гранулометрического состава отложений и почв разреза Тарбагатай. По лёссово-почвенным сериям юга Восточно-Европейской равнины проведены полевые исследования. Выполнены работы в долине р. Кубань, где основной фокус был сосредоточен на изучении нижней части разреза Кропоткинский, в которой вскрывается толща субаэральных и аллювиальных отложений. Проведено детальное описание строения двух пачек нижней половины субаэральной толщи. Проведена работа по пробоподготовке образцов для ОСЛ датирования из разреза Кропоткинский. Получена серия подготовленных зерен кварца и полевых шпатов для люминесцентных измерений. Выполнены первые методические измерения. Выполнены работы на разрезе Тузла, где особое внимание уделялось последовательной характеристике строения и свойств палеопочв. Получены новые аналитические данные по разрезу Пекла на п-ове Тамань. В отложениях разреза выделено четыре гранулометрические зоны, характеризующиеся спецификой механического состава, и, следовательно, условий осадконакопления и постседиментационных процессов. Исследование зерен кварца на сканирующем электронном микроскопе показывает разнообразие микротекстур, созданных под воздействием механических процессов (раковистые сколы, трещины, серповидные и V-образные борозды) и химических процессов (растворение и осаждение кремнезема). Для каждого выделенного в разрезе уровня присущи свои текстурные особенности поверхности. За второй год работ наиболее детальные материалы получены для объектов в Забайкалье, где масштабные работы были начаты в первый год реализации проекта. Материалы работ по наиболее продвинувшимся направлениям проекта были представлены в трех докладах. Материалы вошли в основу шести статей, четыре из которых поданы в журналы из списка RSCI.

 

Публикации

1. Вольвах А.О., Вольвах Н.Е., Курбанов Р.Н. Палеоклиматические изменения и короткопериодические события позднего плейстоцена в записи лёссовых отложений разреза Солоновка, юго-восток Западной Сибири Геоморфология и палеогеография, - (год публикации - 2024)

2. Зыкина В.С., Зыкин В.С., Маликова Е.Л. Лëссово-почвенная последовательность и эоловый рельеф плейстоцена Западной Сибири: хронология и особенности их формирования Геоморфология и палеогеография, - (год публикации - 2024)

3. Рыжов Ю.В., Смирнов М.В., Голубцов В.А., Опекунова М.Ю., Демберел С. Structure, Age, and Formation Stages of the First River Terraces in the Selenga Drainage Basin Geography and Natural Resources, Vol. 44, Suppl. 1, pp. S99–S108. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1134/S1875372823050153

4. Тимирева С.Н., Кононов Ю.М., Хохлова О.С., Сычева С.А., Симакова А.Н., Батхишиг О., Болормаа Т., Бьямбаа Г., Тельмен Т., Золзая М., Филиппова К.Г. Позднеледниковые и голоценовые изменения окружающей среды на севере Центральной Монголии (Дарханско-Селенгинский район) Геосферные исследования, № 2. С. 102–122. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.17223/25421379/27/8

5. Зыкина В.С., Зыкин В.С., Маликова Е.Л. Эоловый рельеф Западной Сибири XXXVII пленум Геоморфологической комиссии Российской академии наук. Тезисы докладов. Иркутск: ИЗК СО РАН. (Иркутск, 5–10 сентября 2023 года), С.134-138. (год публикации - 2023)

6. Рыжов Ю.В., Голубцов В.А., Смирнов М.В. Аккумуляция лёссовидных отложений в западном Забайкалье в позднеледниковье и голоцене. XXXVII пленум Геоморфологической комиссии Российской академии наук. Тезисы докладов. Иркутск: ИЗК СО РАН. (Иркутск, 5–10 сентября 2023 года), С.288-293. (год публикации - 2023)