Реконструкция экосистем Янского плоскогорья в плейстоцене-голоцене на основе криолитологических, палеопочвенных и палеонтологических данных термоденудационной котловины "Батагай"

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 23-27-00242

НазваниеРеконструкция экосистем Янского плоскогорья в плейстоцене-голоцене на основе криолитологических, палеопочвенных и палеонтологических данных термоденудационной котловины "Батагай"

Руководитель Лупачев Алексей Владимирович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук» , Московская обл

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-701 - Палеогеография

Ключевые слова почвы, многолетнемерзлые породы, ледовый комплекс, Берингия, палеореконструкция, тундростепь, синлитогенное почвообразование

Код ГРНТИ39.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Анализ исторической динамики изменений природной среды в прошлые геологические эпохи и в условиях меняющегося современного климата является важной составляющей для разработки стратегий развития территории. В особой степени данные исследования актуальны для регионов Российской Федерации, расположенных в криолитозоне и находящихся на этапе интенсификации антропогенного освоения. Программа развития территорий российского сектора Арктики, находящихся в ареале распространения многолетнемерзлых пород, и, в частности, слабоизученных районов Восточной Сибири, требует сбора, систематизации и анализа широкого комплекса сведений, включающих информацию о прошлых палеогеографических обстановках формирования ландшафтов и их откликов на современное изменение климата. На северо-востоке Якутии, в Верхоянском районе Янского плоскогорья находится широко известный в мире, крупнейший регрессивный термоденудационный овраг «Батагай» (мощность ~ 80-100 м), который вскрывает непрерывную стратиграфическую последовательность многолетнемерзлых отложений, накопленных за период среднего-позднего плейстоцена (~ 650-11 тыс. лет назад) и частично трансформированных в течение голоцена. Предлагаемый к изучению уникальный природный объект является ценнейшим архивом палеогеографических данных о развитии региона, где широко распространены высокольдистые отложения ледового комплекса. Особую значимость имеет своевременность проведения данных работ – по современным оценкам, стенки оврага «Батагай» ежегодно отступают на 3-5 метров, оттаивающий материал в огромном количестве выносится по тальвегу ручьев в близлежащие водотоки и безвозвратно исчезает возможность его детального исследования. Необходимо также подчеркнуть, что Батагайское обнажение многолетнемерзлых пород является уникальным в отношении временного периода, вскрываемого им стратиграфически – на территории России больше нет столь масштабных и доступных для исследования мерзлотных обнажений, содержащих в себе столь мощные толщи среднеплейстоценового возраста – абсолютное большинство опорных разрезов ледового комплекса позднеплейстоценового возраста ограничено отложениями позднего плейстоцена. В период с 2011 года, коллективом сотрудников НИИПЭС СВФУ, ИМЗ СО РАН, музея мамонта им. П.А. Лазарева НИИПЭС СВФУ, ИФХиБПП РАН проводились рекогносцировочные исследования строения обнажения и определения первичных физико-химических свойств, состава и строения отложений, анализ содержащихся в них палеонтологических находок (в т.ч. микрофоссилий), опубликованы предварительные результаты. В 2020м году были пробурены три опорных стратиграфических скважины (две глубиной около 80 м и одна – более 30 м), произведен полный отбор керна мерзлых отложений ледового комплекса (включая полигонально-жильные льды). На сегодняшний день, коллективом проведен ряд предварительных исследований полученных кернов отложений обнажения «Батагай»: определены основные стратиграфические единицы, установлен предварительный возраст отдельных слоев материала, получены первичные данные о физико-химических свойствах отложений, их криолитологическом и микроморфологическом строении. Научная новизна проекта заключается в получении уникальных стратиграфических, палеопочвенных, палеонтологических и геокриологических данных об историческом развитии основных компонентов природной среды (почвенно-растительного покрова и позднеледниковой фауны) слабоизученного региона Янского плоскогорья и их сравнение с ранее исследованными (в т.ч. членами предлагаемого коллектива) районами в тундровой и таёжной зоне Севера Якутии. Предполагаемые к получению в результате реализации проекта уникальные данные являются чрезвычайно актуальными и позволят значительно расширить знания об эволюции природной среды исследуемого региона и сформировать прогноз ее дальнейшего развития в условиях глобальных изменений климата и локальных антропогенных воздействий.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. А.В. Лупачев, Я.В. Тихонравова, П.П. Данилов, О.Г. Занина, М.Ю. Чепрасов, Г.П. Новгородов Палеоэкологические индикаторы условий формирования многолетнемерзлых отложений Батагайской термоденудационной котловины Криосфера Земли (год публикации - 2024)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Отложения разреза «Батагай» достаточно однородны и состоят, преимущественно из SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, CaO, MgO и TiO2. Среднее содержание большинства этих элементов выше в стадиальных отложениях, имеющих более легкий гранулометрический состав. Осадочные отложения формировались из продуктов разрушения окружающих гранитов и железистых сланцев, их источник не изменялся в течение рассматриваемого интервала плейстоцена. Выветривание полевых шпатов происходило неоднородно. В первую очередь разрушались кальциевые и калиевые полевые шпаты. Возможно, это связано с различной устойчивостью полевых шпатов к криогенным процессам. С помощью геохимических показателей в разрезе Батагай уверенно выделяются 3 палеопочвы. Наибольшей степенью выветривания первичных минералов характеризуется современная почва, палеопочвы МИС-5е и МИС-7, в меньшей степени интерстадиальная почва МИС-3. Наибольшей степенью накопления органического вещества и активности протекания биогенных процессов характеризуется палеопочва МИС-5е. Пики магнитной восприимчивости хорошо маркируют палеопочвенные образования, коррелируя с содержанием ила и потерями при прокаливании. Такие показатели, как SiO2/Al2O3 и TiO2/Al2O3 уменьшаются в палеопочвах, отражая их более глинистый состав. Охарактеризовано криолитологическое строение ключевого участка и дана оценка потоков талых отложений и талых вод с момента начала активизации эрозионных процессов. В качестве выносимого был рассмотрен только мобилизованный материал, который сохранялся в замороженном состоянии, а затем оттаял и переместился со своего места изначального залегания в формирующуюся котловину и далее в окружающую гидросеть.

Публикации

1. Мертон Дж.Б., Опель Т., Томс Ф., Вуд Дж., Бокслейтнер К., Саввинов Г., Данилов П., Боескоров В., Гослар Т., Роджерс Г., Лупачев А., Тихонравова Я. Preliminary paleoenvironmental analysis and luminescence dating of late Middle Pleistocene permafrost deposits of the Ulakhan Sular Formation, Adycha River, East Siberia QUATERNARY RESEARCH, Примечание: к сожалению, даже сжатый ПДФ статьи превышает максимально возможный объем для загрузки (3 Мб), поэтому в приложенном ПДФ отсутствуют рисунки (15 шт., их пришлось удалить, чтобы сократить объем файла). (год публикации - 2025)
10.1017/qua.2024.36

2. Лупачев А.В., Губин С.В., Данилов П.П., Занина О.Г. Признаки педогенных процессов в строении и свойствах позднеплейстоценовых отложений термоденудационной котловины «Батагай» М-52 Мерзлотные почвы в антропоцене [Электронное издание]: сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции (Салехард – Лабытнанги, ЯНАО, Россия, 20-26 августа 2023) / отв. ред.: А.В. Лупачев, Е.М. Лаптева. – Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2023. – 289 с., Мерзлотные почвы в антропоцене [Электронное издание]: сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции (Салехард – Лабытнанги, ЯНАО, Россия, 20-26 августа 2023) / отв. ред.: А.В. Лупачев, Е.М. Лаптева. – Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2023. С. 53-54. (год публикации - 2023)
10.5281/zenodo.8199526

3. Лупачев А.В., Тихонравова Я.В., Данилов П.П., Занина О.Г., Чепрасов М.Ю., Новгородов Г.П. Палеоэкологические индикаторы условий формирования многолетнемерзлых отложений Батагайской термоденудационной котловины. К познанию цельного образа криосферы Земли : изучение природных явлений и ресурсного потенциала Арктики и Субарктики : сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, г. Тюмень, 29–30 ноября 2023 г. / отв. ред. Р. Ю. Фе- доров, А. В. Хомутов ; Институт криосферы Земли Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук [и др.]. — Тюмень : ТюмГУ-Press, 2023. — 312 с. — Текст : электронный., Лупачев А.В., Тихонравова Я.В., Данилов П.П., Занина О.Г., Чепрасов М.Ю., Новгородов Г.П. Палеоэкологические индикаторы условий формирования многолетнемерзлых отложений Батагайской термоденудационной котловины. К познанию цельного образа криосферы Земли: изучение природных явлений и ресурсного потенциала Арктики и Субарктики: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, г. Тюмень, 29–30 ноября 2023 г. / отв. ред. Р. Ю. Федоров, А. В. Хомутов; Институт криосферы Земли Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук [и др.]. — Тюмень: ТюмГУ-Press, 2023. С. 188-191. (год публикации - 2023)

4. Лупачев А.В., Данилов П.П. Особенности микроморфологического строения современных, погребенных почв и многолетнемерзлых отложений Батагайской термоденудационной котловины Почвы – опора России: тезисы докладов IX съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Казань, 12-16 августа 2024 г.). /Отв. ред.: П.В. Красильников, Н.О. Ковалева, Е.М. Столпникова. – Москва-Казань: МАКС-Пресс. 2024. 800 с., Лупачев А.В., Данилов П.П.. Особенности микроморфологического строения современных, погребенных почв и многолетнемерзлых отложений Батагайской термоденудационной котловины. // Почвы – опора России: тезисы докладов IX съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Казань, 12-16 августа 2024 г.). /Отв. ред.: П.В. Красильников, Н.О. Ковалева, Е.М. Столпникова. – Москва-Казань: МАКС-Пресс. 2024. С. 570-572 (год публикации - 2024)

5. Новгородов Г. П., Тихонов А.Н. Новые данные по местонахождениям мамонтовой фауны в среднем течении р. Яна (Северо-Восток Якутии) Вестник Северо-Восточного Федерального Университета (год публикации - 2024)

6. Лупачев АВ, Тананаев НИ, Мертон Дж, Калинин ПИ, Малышев ВВ, Данилов ПП Microstructure and geochemical properties of modern and buried soils and hosting permafrost sediments of the Batagay retrogressive thaw slump Quaternary Research (год публикации - 2024)
10.1017/qua.2024.58

7. Кизяков А.И., Коротаев М.В., Веттерих С., Опель Т., Правикова Н.В., Фритц М., Лупачев А.В., Гюнтер Ф., Шепелев А.Г., Сыромятников И.И., Федоров А.Н., Зимин М.В., Гроссе Г. Characterizing Batagay megaslump topography dynamics and matter fluxes at high spatial resolution using a multidisciplinary approach of permafrost field observations, remote sensing and 3D geological modeling Geomorphology, Geomorphology 455 (2024) 109183 (год публикации - 2024)
10.1016/j.geomorph.2024.109183

8. Лупачев А.В., Тананаев Н.И., Мертон Дж., Калинин П.И., Малышев В.В., Данилов П.П. Микростроение и геохимические свойства современных и палеопочв и многолетнемерзлых отложений Батагайской котловины Почва как компонент биосферы: актуальные проблемы в условиях изменений климата. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 120-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.А. Ковды / ИФХиБПП РАН. – Пущино: 2024. – 200 с., Лупачев А.В., Тананаев Н.И., Мёртон Дж., Калинин П.И., Малышев В.В., Данилов П.П. Микростроение и геохимические свойства современных и палеопочв и многолетнемерзлых отложений Батагайской котловины. Почва как компонент биосферы: актуальные проблемы в условиях изменений климата. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 120-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.А. Ковды / ИФХиБПП РАН. – Пущино: 2024. С. 166-167 (год публикации - 2024)

Возможность практического использования результатов
Неочевидно