Климатические изменения и природные события позднего Голоцена по данным исследования биогеохимических маркеров в озерных отложениях Средней Сибири

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 проекта 22-17-00185

НазваниеКлиматические изменения и природные события позднего Голоцена по данным исследования биогеохимических маркеров в озерных отложениях Средней Сибири

Руководитель Рогозин Денис Юрьевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" , Красноярский край

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 слова реконструкция климата, Минусинская котловина, Центрально-Тунгусское плато, Тунгусский феномен 1908, элементный анализ, аридность, уровень воды, региональные калибровочные базы данных, длинноцепочечные алкеноны, каротиноиды, фекальные станолы, элементный анализ, хирономиды, спорово-пыльцевой анализ, диатомеи, угольные частицы

Код ГРНТИ39.19.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
К настоящему времени обширная территория Сибири охвачена палеоклиматическими исследованиями очень неравномерно. Имеющиеся реконструкции по озерным отложениям относительно плотно группируются в Западной Сибири, Алтае-Саянской горной области, Байкальском регионе и Якутии. В то же время, обширная территория Средней Сибири, тяготеющая к бассейну р. Енисей, с точки зрения знаний о палеоклимате является до сих пор «белым пятном». Поэтому реконструкция палео-климата данной территории актуальна для равномерного «наполнения» палеоклиматической карты Евразии. Научной целью проекта является реконструкция палеоклимата и развития природной среды Средней Сибири в позднем голоцене с использованием комплекса современных и инновационных палеоэкологических методов, выявление экологических факторов, оказавших наибольшее влияние на эволюцию экосистем региона в исследуемый период времени, а также поиск возможных следов «Тунгусского события 1908 года» для пополнения знаний об этом загадочном явлении. В ходе проекта будут выявлены закономерности формирования состава ряда биохимических, биологических и геохимических индикаторов климатических изменений в донных отложениях озер двух модельных участков из разных климатических зон Средней Сибири: 1) Минусинская котловина (юг Красноярского края и Республика Хакасия) – обособленный регион юга Сибири с полуаридным микроклиматом и большим количеством озер с различной минерализацией; 2) Центрально-Тунгусское плато (Красноярский край) – участок северной тайги на границе вечной мерзлоты, где расположен ряд пресных озер различного происхождения в непосредственной близости от эпицентра «Тунгусской катастрофы» 1908 года. Впервые для вышеуказанных регионов будет исследован новейший класс биохимических маркеров – длинноцепочечные алкеноны, с их помощью будут уточнены колебания солености в бессточных озерах. С помощью мониторинга седиментационных потоков будет выявлена зависимость содержания каротиноидов фототрофных серных бактерий и элементного состава донных отложений от стратификации, на этой основе будет реконструирована динамика уровня воды в бессточных озерах Минусинской котловины. Впервые будут исследованы распределения биохимических маркеров фекальных загрязнений (станолов) и выявлена динамика фекальных поступлений и их предполагаемые источники (природные, антропогенные), что является одним из новых направлений в палеолимнологии, а также оценена эффективность отвода бытовых стоков от оз. Шира, являющегося популярным курортом. С помощью высокоразрешающего рентгено-флуоресцентного сканирования на синхротронном излучении будет выявлен вертикальный профиль элементного состава кернов донных отложений и получены трансферные функции для реконструкции уровня воды, температуры и осадков. Исследование видового состава хирономид и диатомей позволит впервые для региона выполнить количественные реконструкции изменения температуры воздуха позднего голоцена, а также их вариаций солености, гидрологических характеристик и химического состава воды исследуемых озер. Спорово-пыльцевой анализ позволит выявить изменения растительного покрова в позднем Голоцене, а анализ угольных микро- и макрочастиц - реконструировать динамику лесных и степных пожаров на исследуемых участках. С помощью данных сейсмо-акустического профилирования будут выявлены профили и толщина донных отложений, тем самым будет уточнено происхождение озер, что особенно актуально для озер Центрально-Тунгусского плато, происхождение которых недостаточно ясно. В озерах Центрально-Тунгусского плато могут быть выявлены геохимические следы «Тунгусской катастрофы» 1908 года, что даст дополнительную информацию об этом загадочном явлении, а также может способствовать уточнению датировки верхних слоев. Развитием проекта станет моделирование климатических и гидрологических процессов на исследуемой территории, сопоставление полученных в ходе выполнения проекта данных результатами исследований соседних регионов для интеграции информации о палеоклимате Средней Сибири в общую базу данных по палеоклимату Евразии.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Болобанщикова Г.Н., Палагушкина О.В., Рогозин Д.Ю. Diatom complexes in modern bottom sediments of lakes of the Central Tunguska plateau, Evenkia Contemporary Problems of Ecology, №2 (год публикации - 2023)

2. Кривоногов С.К., Жданова А.Н., Солотчин П.А., Казанский А.Ю., Чегис В.В., Лью Ж., Сонг М., Жилич С.В., Рудая Н.А., Цао К., Палагушкина О.В., Назарова Л.Б., Сырых Л.С. The Holocene environmental changes revealed from the sediments of the Yarkov sub-basin of Lake Chany, south-western Siberia Geosciences Frontiers (год публикации - 2022)

3. Рогозин Д.Ю., Дарьин А.В., Зыков В.В., Калугин И.А., Бульхин А.О. Seasonal sedimentation in saline Lake Shira (Siberia, Russia) and meromixis: implications for regional paleoclimate reconstructions Limnology and Freshwater Biology, 2022 (4): 1547-1549 (год публикации - 2022)

4. Синнер Е.К., Бояндин А.Н., Бульхин А.О., Рогозин Д.Ю. Fecal stanoles in sediments of Lake Shira (Siberia, Russia) as a proxy of human impact on surrounding territory in late Holocene Limnology and Freshwater Biology, № 4: 1586-1587 (год публикации - 2022)

5. Бульхин А.О., Зыков В.В., Марченко Д.Н., Бояндин А.Н., Рогозин Д.Ю. Long-chain alkenones in the lake sediments of North-Minusinsk Basin (South Siberia): implications for paleoclimate reconstructions Limnology and Freshwater Biology, №4: 1400-1402 (год публикации - 2022)

6. Рогозин Д.Ю., Крылов П.С., Даутов А.Н., Дарьин А.В., Калугин И.А., Мейдус А.В., Дегерменджи А.Г. Морфология озер Центрально-Тунгусского плато (Красноярский край, Эвенкия): новые сведения по проблеме Тунгусской катастрофы 1908 года. Доклады РАН. Науки о Земле, Т. 510, № 1. 81-85 (год публикации - 2023)
10.31857/S2686739722602861

7. Бульхин А.О., Зыков В.В., Марченко Д.Н., Кабилов М.Р., Батурина О.А., Бояндин А.Н., Анищенко О.В., Рогозин Д.Ю. Long-chain alkenones in the lake sediments of North-Minusinsk Valley (southern Siberia): implications for paleoclimate reconstructions. Organic Geochemistry, 176, February 2023, 104541 (год публикации - 2023)
10.1016/j.orggeochem.2022.104541

8. Рогозин Д.Ю., Дарьин А.В., Зыков В.В., Калугин И.А., Маркович Т.И., Бульхин А.О., Колмакова А.А. Seasonal and inter-annual sedimentation in meromictic Lake Shira (Siberia, Russia) during disturbance of meromixis Journal of Paleolimnology, V. 69: 359–380 (год публикации - 2023)
10.1007/s10933-023-00279-8

9. Бульхин А.О., Зыков В.В., Марченко Д.Н., Калугин И.А., Рогозин Д.Ю. Длинноцепочечные алкеноны в отложениях озера Утичье-3 (юг Сибири, Хакасия) как палеоиндикатор климатических изменений Сибирский экологический журнал (год публикации - 2024)

10. Синнер Е.К., Бояндин А.Н., Рогозин Д.Ю. Станолы в донных отложениях озера Шира (юг Сибири) как палеоиндикатор фекальных поступлений в озеро в позднем голоцене Сибирский экологический журнал (год публикации - 2024)

11. Новиков В.С., Дарьин А.В., Бабич В.В., Дарьин Ф.А., Рогозин Д.Ю. Geochemistry of bottom sediments of Lake Peyungda (Tunguska Nature Reserve) and paleoclimatic reconstructions of the Arctic Territories of Eastern Siberia Геохимия, Т.69, №5. 468-476 (год публикации - 2024)

12. Бульхин А.О., Зыков В.В., Марченко Д.Н., Калугин И.А., Рогозин Д.Ю Long-Chain Alkenones in Sediments of Lake Utichye-3 (Southern Siberia, Khakassia) as a Paleo-Indicator of Climate Change. Contemporary Problems of Ecology, Vol. 17, No. 3. Pp. 469–484 (год публикации - 2024)
10.1134/S1995425524700185

13. Дарьин А.В., Рогозин Д.Ю., Новиков В.С., Мейдус А.В., Бабич В.В., Маркович Т.И., Ракшун Я.В., Дарьин Ф.А., Сороколетов Д.С., Дегерменджи А.Г. Climatic Changes in the Arctic Regions of Eastern Siberia over the Last Millenium according to the Lithological–Geochemical Data on Bottom Sediments of Peyungda Lake (Krasnoyarsk Krai, Evenkia). Doklady Earth Science, Vol. 514, Part 2, pp. 349-353 (год публикации - 2024)
10.1134/S1028334X23603012

14. Рогозин Д.Ю., Дарьин А.В., Калугин И.А., Крылов П.С., Мейдус А.В Sediments and morphology of deep lakes of Central Tunguska Plateau (Krasnoyarsk krai, Evenkia): on the problem of the Tunguska Event at 1908. Limnology and Freshwater Biology, (4): 594-599 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-594

15. Синнер Е.К., Бояндин А.Н., Зыков В.В., Рогозин Д.Ю. Stanols in lake sediments of Central Siberia as an indicator of anthropogenic impact. Limnology and Freshwater Biology, (4): 648-652 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-648

16. Болобанщикова Г.Н., Рогозин Д.Ю. Paleoenvironmental reconstruction of climate by diatoms from sediments of three deep freshwater lakes of Evenkia (Siberia, Russia). Limnology and Freshwater Biology, (4): 256-261 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-256

17. Рогозин Д.Ю., Назарова Л.Б., Рудая Н.А., Фролова Л.А., Болобанщикова Г.Н., Палагушкина О.В., Дарьин А.В., Мейдус А.В. Tracking late Holocene climate change and the 1908 Tunguska impact event from lake sediments in Central Siberia Quaternary Research (год публикации - 2024)
10.1017/qua.2024.35

18. Болобанщикова Г.Н., Палагушкина О.В., Рогозин Д.Ю. Diatom complexes in modern bottom sediments of lakes of the Central Tunguska plateau, Evenkia Сибирский Экологический Журнал, Vol. 16, No. 2. Pp. 103 – 117 (год публикации - 2023)
10.1134/S199542552302004X

19. Синнер Е.К., Бояндин А.Н., Рогозин Д.Ю. Stanols in the Sediments of Lake Shira (Southern Siberia) as an Indicator of Fecal Influx into the Lake in the Late Holocene Contemporary Problems of Ecology, Vol. 17, No. 5, pp. 711–715 (год публикации - 2024)
10.1134/S1995425524020124

20. Синнер Е.К., Бояндин А.Н., Рогозин Д.Ю. Fecal stanols in the bottom sediments of Lake Zapovednoe (Evenkia) indicate an insignificant anthropogenic load in the lake basin in the Late Holocene Contemporary Problems of Ecology, Vol. 17, No. 5, pp. 711–715 (год публикации - 2024)
10.1134/S1995425524700483

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Исследованы донные отложения залива Варча, являющегося обособленным участком Красноярского водохранилища. До создания водохранилища на месте залива располагалось небольшое озеро Варча. Нами проанализированы литологические характеристики керна донных отложений и показано, что озеро Варча было соленым, поскольку в донных отложениях обнаружены кристаллы соли. Показано, что донные отложения отражают периоды существования мелководного соленого озера, затем период затопления, сопровождающийся поступлением значительного количества терригенного материала, затем образование пресного водоема глубиной свыше 40 м в результате поднятия уровня воды р. Енисей более чем на 40 м (для данного участка русла) и проникновения воды в котловину оз. Варча. Тем самым впервые показано, что донные отложения залива Варча являются уникальным архивом для палео-лимнологической реконструкции динамики перехода экосистемы мелководного соленого озера к пресноводному глубокому водоему. На основе многокомпонентного анализа донных отложений озер Заповедное и Пеюнгда (Центрально-Тунгусское плато, Эвенкия) впервые охарактеризованы климатические изменения на данной территории на протяжении до 4500 лет назад. Выявлены признаки короткопериодных климатических флуктуаций, проявившихся на всем пространстве Северо-восточной Евразии, а именно – среднеголоценового потепления, позднеголоценового похолодания, средневекового климатического оптимума, малого ледникового периода и современного потепления. Осуществлена предварительная оценка возраста и многопрофильный анализ палеоиндикаторов в ранее неизученном озере Ессей (заполярье, Эвенкийский район Красноярского края). Получены вертикальные распределения элементного состава, хирономид, макрочастиц древесных углей, спор и пыльцы наземных растений, диатомовых водорослей, длинноцепочечных алкенонов, фотосинтетических пигментов, фекальных станолов. Полученные данные будут анализироваться в дальнейшем для палеореконструкции климатических и экосистемных изменений. Выполнен анализ фотосинтетических пигментов и длинноцепочечных алкенонов в ранее отобранных кернах отложений озер Заповедное и Пеюнгда, а также створок диатомей в керне озера Пеюнгда. Осуществлен очередной годичный этап многолетнего ежесезонного мониторинга вертикальной структуры и гидрологического режима озера Шира. Показано, что озеро в 2024 году оставалось меромиктическим. Обобщены сведения по различным палео-индикаторам солености и стратификации в кернах озера Шира, в том числе по длинноцепочечным алкенонам. В динамике уровня воды озера Шира за последние 4500 лет выявлены эпизоды предположительно наиболее резких колебаний уровня, обусловленные колебаниями влажности климата. В целом таковые согласуются с климатическими реконструкциями по соседним регионам юга Сибири. Интернет-ссылки о результатах по гранту РНФ 22-17-00185 на сайте ФИЦ - https://ksc.krasn.ru/news/donnye_otlozheniya_ozera_shira/ на сайте РНФ - https://www.rscf.ru/news/earth-sciences/istoriyu-zaseleniya-sibirskogo-ozera-shira-rekonstruirovali-s-pomoshchyu-donnykh-otlozheniy/ на сайте РАН - https://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=cdf4b9c6-4925-4064-9c00-43d766fbdc01 Новостной портал "Научная Россия" - https://scientificrussia.ru/articles/donnye-otlozenia-pomogli-prosledit-istoriu-zaselenia-ludmi-okrestnostej-ozera-sira СМИ "Деловой квартал" - https://krasnoyarsk.dk.ru/news/237201849, https://krasnoyarsk.dk.ru/news/237200635 СМИ "Newslab" - https://newslab.ru/news/1277838 Телеканал RT: https://russian.rt.com/partners/article/1383696-paleolimnologiya-uchyonye-issledovanie

Публикации