Геофизические процессы и биосфера: статья

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ПОЗДНЕГОЛОЦЕНОВОЕ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЕ В ЧУКОТСКОМ МОРЕ
Е.Г. Вологина 1 М. Штурм 2 Н.В. Кулагина 1 А.С. Астахов 3
1 Институт земной коры СО РАН
2 Швейцарский федеральный институт водных исследований и технологий EAWAG
3 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 22
Номер: 4
Год: 2023
Страницы: 43-54
УДК: 551.35
DOI: 10.21455/GPB2023.4-5
Ключевые слова: Чукотское море, донные отложения, активность 137Cs, скорости современного осадконакопления, гранулометрический состав, минералы легкой и тяжелой фракций, магнитная восприимчивость, пыльца.
Аннотация: Колонка позднеголоценовых донных осадков была отобрана в центральной части Чукотского моря с целью реконструкции условий их накопления. Отложения состоят главным образом из терригенного материала, биогенная часть незначительна. В составе тонко- и мелко-зернистого песка доминируют минералы легкой фракции (до 99.8 %), на долю тяжелой фракции приходится не более 1.4 %. Магнитная восприимчивость осадков находится в пря-мой зависимости от содержания песка и минералов тяжелой фракции и снижается снизу вверх по разрезу. Видовой состав палиноспектров по разрезу изменяется незначительно и в целом отражает современную растительность побережья Чукотского моря. Увеличение ко-личества цист динофлагеллят и других водных палиноморф, а также некоторое повышение содержания крупнозернистого материала в верхней части исследованной колонки, возможно, объясняется современным потеплением климата. Два пика активности 137Cs на глубинах 7.5 и 1.5 см, вероятно, связаны с радиоактивными выпадениями, вызванными авариями на Чернобыльской АЭС в 1986 г. и на АЭС «Фукусима» в 2011 г. соответственно. Полученные скорости осадконакопления (2.5 и 2.7 мм/год) хорошо соответствуют темпам седиментации, определенным датированием по 210Pb (2.0 мм/год).
Список литературы: Астахов А.С., Акуличев В.А., Дарьин А.В., Калугин И.А., Лю Янгуанг, Бабич В.В., Босин А.А., Вологина Е.Г., Плотников В.В. Ледовые условия Чукотского моря в последние столе-тия: Реконструкции по седиментационным записям // Докл. Акад. наук. 2018. Т. 480, № 4. С. 485–490.

Вакуловский С.М., Никитин А.И., Чумичев В.Б. О загрязнении арктических морей радиоактивными отходами западноевропейских радиохимических заводов // Атомная энергия. 1985. Т. 58, № 6. С. 445–449.

Вакуловский С.М., Герменчук М.Г., Жукова О.М. Дальний перенос радионуклидов в атмо-сфере и в водных объектах // Материалы Междунар. науч. конф. «Радиация и экосистемы», г. Гомель, 2008 г. Гомель: РНИУП «Институт радиологии», 2008. С. 9–12.

Вологина Е.Г., Штурм М., Калугин И.А., Дарьин А.В., Астахов А.С., Черняева Г.П., Колес-ник А.Н., Босин А.А. Реконструкция условий позднеголоценового осадконакопления по данным комплексного анализа колонки донных отложений Чукотского моря // Докл. Акад. наук. 2016. Т. 469, № 5. С. 597–601. https://doi.org/10.7868/S0869565216230237

Вологина Е.Г., Калугин И.А., Дарьин А.В., Астахов А.С., Штурм М., Черняева Г.П., Кулаги-на Н.В., Колесник А.Н. Позднеголоценовое осадконакопление в активных геологических структурах Чукотского моря // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9, № 1. С. 199–219. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-1-0345

Вологина Е.Г., Штурм М., Кулагина Н.В., Аксентов К.И. Вещественный состав позднеголоценовых отложений южной части Чукотского моря // Океанология. 2023. Т. 63, № 1. С. 84–94. https://doi.org/10.31857/S0030157423010161

Кожевников Ю.П. Геосистемные аспекты растительного покрова Чукотки. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. 308 с.

Колесник О.Н., Колесник А.Н., Вологина Е.Г., Марьяш А.А. Минералогическая характеристика четвертичных осадков южной окраины Чукотского плато, Северный Ледовитый океан // Океанология. 2019. Т. 59, № 4. С. 617–640. https://doi.org/10.31857/S0030-1574594617-640

Копченова Е.В. Минералогический анализ шлихов и рудных концентратов. М.: Недра, 1979. 247 с.

Коучмен Л.К., Очард К., Трини Р.Б. Берингов пролив. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 199 с.

Кошелева В.А., Яшин Д.С. Донные осадки Арктических морей России / Под ред. акад. И.С. Грамберга. СПб.: ВНИИОкеанология, 1999. 286 с.

Ломоносов И.С., Антипин В.С., Ломоносова Т.К., Гапон А.Е. Сопоставление состава и геохимических особенностей коренных пород и твердого стока крупных рек водосборно-го бассейна озера Байкал // Геология и геофизика. 2001. № 1–2. C. 278–297.

Огородников В.И, Русанов В.П. Условия накопления и распределение аморфного кремнезема в донных осадках Чукотского моря // Океанология. 1978. Т. 18, № 6. С. 1049–1052.

Павлидис Ю.А. Обстановка осадконакопления в Чукотском море и фациально-седиментационные зоны его шельфа // Проблемы геоморфологии, литологии и литодинамики шельфа. М.: Наука, 1982. С. 47–76.

Павлов С.Ф., Кашик С.А., Мазилов В.Н., Ломоносова Т.К., Ощепков В.А., Будникова Н.С., Мишарина В.А., Богдашова Л.И. Позднепалеозойский литогенез на востоке Тунгусско-го бассейна. Новосибирск: Наука, 1982. 101 с.

Романкевич Е.А., Ветров А.А. Цикл углерода в арктических морях России. М.: Наука, 2001. 301 с.

Рухин Л.Б. Основы литологии: Учение об осадочных породах. Л.: Недра, 1969. 703 с.

Цой И.Б., Обрезкова М.С., Аксентов К.И., Колесник А.Н., Панов В.С. Позднеголоценовые изменения среды юго-западной части Чукотского моря по результатам диатомового анализа // Биология моря. 2017. Т. 43, № 4. С. 246–255.

Шуйский Ю.Д., Огородников В.И. Условия осадконакопления и основные закономерности формирования гранулометрического состава терригенных осадков Чукотского моря // Литология и полезные ископаемые. 1981. № 2. С. 11–25.

Anderson L., Carlsson K., Hall P. et al. The effect of the Siberian tundra on the environment of the shelf seas and the Arctic Ocean // Ambio. 1999. V. 28. P. 270–280.

Aoyama M., Kajino M., Tanaka T.Y., Sekiyama T.T., Tsumune D., Tsubono T., Hamajima Y., Ino-mata Y., Gamo T. 134Cs and 137Cs in the North Pacific Ocean derived from the March 2011 TEPCO Fukushima daiichi nuclear power plant accident, Japan. Pt. 2. Estimation of 134Cs and 137Cs inventories in the North Pacific Ocean // J. Oceanogr. 2016. V. 72. P. 67–76.

Appleby P.G. Radiometric dating of sediment records in European mountain lakes // Limnology. 2000. V. 59. P. 1–14.

Appleby P.G. Chronostratigraphic techniques in recent sediments // Tracking environmental change using lake sediments / Eds W.M. Last, J.P. Smol. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Acad. Publ., 2001. V. 1. P. 171–203.

Astakhov A.S., Bosin A.A., Kolesnik A.N., Obrezkova M.S. Sediment geochemistry and diatom dis-tribution in the Chukchi Sea: Application for bioproductivity and paleoceanography // Ocean-ography. 2015. V. 28 (3). P. 190–201.

Bartington instruments limited: Preliminary specification for the MS2E sensor. Oxford: Bartington Instruments Ltd., 1995. 2 p.

Baskaran M., Naidu A.S. 210Pb-derived chronology and the fluxes of 210Pb and 137Cs isotopes into continental shelf sediments, East Chukchi Sea, Alaskan Arctic // Geochim. et Cosmochim. Ac-ta. 1995. V. 59 (21). P. 4435–4448.

Berglund B.E., Ralska-Jasiewiczowa M. Pollen analysis and pollen diagrams // Handbook of Holo-cene palaeoecology and palaeohydrology / B.E. Berglund (ed.). New York: Wiley Intersci. Publ., 1986. P. 455–484.

Bossew P., Ichikawa M., Mraz G., Wallner G., Wenisch A. Radiological investigations in the sur-roundings of Bilibino, Chukotka, Russia // J. Environmental Radioactivity. 2000. V. 51. P. 299–319.

Brohan P., Kennedy J.J., Harris I., Tett S.F.B., Jones P.D. Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: A new dataset from 1850 // J. Geophys. Res. 2006. 111:D12106. https://doi.org/10.1029/2005JD006548

Buesseler K., Dai M., Aoyama M., Benitez-Nelson C., Charmasson S., Higley K., Maderich V., Masque P., Morris P.J., Oughton D., Smith J.N. Fukushima Daiichi – derived radionuclides in the ocean: Transport, fate, and impacts // Ann. Rev. Marine Sci. 2017. V. 9. P. 173–203.

Cronin T.M., OʼRegan M., Pearce C., Gemery L., Toomey M., Semiletov I., Jakobsson M. Deglacial sea level history of the East Siberian Sea and Chukchi Sea margins // Сlim. Past. 2017. V. 13. P. 1097–1110. https://doi.org/10.5194/cp-13-1097-2017

de Vernal A., Hillaire-Marcel C. Variability of sea ice cover in the Chukchi Sea (western Arctic Ocean) during the Holocene // Paleoceanography. 2005. V. 20. P. 1–15. https://doi.org/10.1029/2005PA001157. PA4018

Environmental radiation data. Montgomery: US Environmental Protection Agency, 1986. Rep. 46. 125 p.

Fox A.L., Hughesa E.A., Trocinea R.P., Trefrya J.H., Schonbergb S.V., McTigueb N.D., Lasorsac B.K., Konard B., Coopere L.W. Mercury in the northeastern Chukchi Sea: Distribu-tion patterns in seawater and sediments and biomagnification in the benthic food web // Deep sea research. Pt. 2. Topical studies in oceanography. 2014. V. 102. P. 56–67.

Grebmeier J.M., Cooper L.W., Feder H.M., Sirenko B.I. Ecosystem dynamics of the Pacificinflu-enced Northern Bering and Chukchi Seas in the Amerasian Arctic // Progress in Oceanogra-phy. 2006. N 71. P. 331–361.

Honda M.C., Aono T., Aoyama M., Hamajima Y., Kawakami H., Kitamura M., Masumoto Y., Miyazawa Y., Takigawa M., Saino T. Dispersion of artificial caesium-134 and -137 in the western North Pacific one month after the Fukushima accident // Geochem. J. 2012. V. 46. e1–e9.

Johnson-Pyrtle A., Scott M.R., Laing T.E., Smol J.P. 137Cs distribution and geochemistry of Lena River (Siberia) drainage basin lake sediments // The Science of the Total Environment. 2000. V. 255. P. 145–159.

Kumamoto Y., Aoyama M., Hamajima Y., Nishino S., Murata A., Kikuchi T. Radiocesium in the western subarctic area of the North Pacific Ocean, Bering Sea, and Arctic Ocean in 2013 and 2014 // Appl. Radiation and Isotopes. 2017. V. 126. P. 88–92.

Lange R., Dickerson M.H., Gudiksen P.H. Dose estimates from the Chernobyl accident. Livermore: Lawrence Livermore Nat. Lab., 1987. 25 p. CA: UCRL-96934.

Larsen R.J, Sanderson C.G., Lee H.N., Decker K.M., Beck H.L. Fission products detected in Alaska following the Tomsk-7 accident // J. Environmental Radioactivity. 1994. V. 23 (2). P. 205–209.

Lin W., Chen L., Yu L., Ma H., Zeng Z., Lin J., Zeng S. Radioactivity impacts of the Fukushima nu-clear accident on the atmosphere // Atmos. Environ. 2015. V. 102. P. 311–322.

Ma H., Zeng S., Chen L., He J., Yin M., Zeng X., Zeng W. History of heavy metals recorded in the sediment of the Chukchi Sea // J. Oceanography in Taiwan Strait. 2008. V. 27, N 1. P. 15–20.

Neustadt M.I. On problems and subdivision of the Holocene, especially in USSR // Striae. 1982. N 16. P. 91–94.

Obrezkova M.S., Pospelova V., Kolesnik A.N. Distributions of diatoms and dinoflagellate cysts in surface sediments of the Chukchi Sea in relation to sea-surface conditions // Marine Micro-paleontology. January 2023. V. 178: 102184. https://doi.org/10.11016/j.marmicro.2022.102184

Stein R., Fahl K., Schade I., Manerung A., Wassmuth S., Niessen F., Nam S.-I. Holocene variability in sea ice cover, primary production, and Pacific-water inflow and climate change in the Chukchi and East Siberian Seas (Arctic Ocean) // J. Quater. Sci. 2017. V. 32 (3). P. 362–37.

Stocki T.J., Gamberg M., Loseto L., Pellerin E., Bergman L., Mercier J.-F., Genovesi L., Cooke M., Todd B., Sandles D., Whyte J., Wang X. Measurements of cesium in Arctic beluga and caribou before the Fukushima accident of 2011 // J. Environ. Radioactivity. 2016. V. 162–163. P. 379–387.

Stohl A., Seibert P., Wotawa G., Arnold D., Burkhart J.F., Eckhardt S., Tapia C., Vargas A., Yasunari T.J. Xenon-133 and caesium-137 releases into the atmosphere from the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant: Determination of the source term, atmospheric dispersion, and deposition // Atmospheric Chem. and Phys. Discus. 2012. V. 11. P. 28319–28394. https://doi.org/10.5194/acp-12-2313-2012

Takemura T., Nakamura H., Takigawa M., Kondo H., Satomura T., Miyasaka T., Nakajima N. Sim-ulation of global transport of particles from the Fukushima Nuclear Power Plant // SOLA. 2011. V. 7. P. 101–104.

Vologina E.G., Sturm M., Astakhov A.S., Shi Xuefa. Anthropogenic traces in bottom sediments of Chukchi Sea // Quater. Intern. 2019. V. 524. P. 86–92.

Walker M.J.C., Berkelhammer M., Björck S., Cwynar L.C., Fisher D.A., Long A.J., Lowe J.J., Newnham R.M., Rasmussen S.O., Weiss H. Formal subdivision of the Holocene series/epoch: A discussion paper by a working group of INTIMATE (Integration of ice-core, marine and ter-restrial records) and the subcommission on Quaternary stratigraphy (International Commission on Stratigraphy) // J. Quater. Sci. 2012. V. 27, N 7. P. 649–659.

Wilson R., DʼArrigo R., Buckley B., Büntgen U., Esper J., Frank D., Luckman B., Payette S., Vose R., Youngblut D. A matter of divergence: tracking recent warming at hemispheric scales using tree ring data // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D17103. https://doi.org/10.1029/2006JD008318

Yoshida N., Kanda J. Tracking the Fukushima radionuclides // Science. 2012. V. 336. P. 1115–1116.