Influence of Climate Change on Sedimentation Processes of the Spitsbergen Archipelago in the Late Holocene (on the Example of the Little Ice Age and Modern Warming)

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The results of long-term studies of the geochronology of sedimentation processes on the Spitsbergen archipelago are summarized and presented. The response of the sedimentary basin to climate change is demonstrated using climatic fluctuations of the last centuries as an example. The study covers various sedimentation basins of the Spitsbergen archipelago, including lake systems, fjords, bays, straits and the shelf zone of the Spitsbergen archipelago. It was found that variations in the granulometric composition of bottom sediments and sedimentation rates in the study area represent a direct response of sedimentogenesis to climatic fluctuations. The change in the sedimentation regime, which began after the Little Ice Age with lake and fjord basins, spread to the shelf zone of the archipelago by the first half of the 20th century, covering an area with a radius of at least 100 km from the sources of demolition. The studies revealed that in the estuarine zones and fjords up to 90% of the late Holocene bottom sediments were formed during periods of climatic optimums of the Subatlantic time, while for the shelf zone of the Spitsbergen archipelago this figure is about 75%.

Авторлар туралы

N. Meshcheriakov

Murmansk Marine Biological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: meshcheriakov104@mail.ru
Murmansk, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Андреева И.А., Лапина Н.Н. Методика гранулометрического анализа донных осадков Мирового океана и геологическая интерпретация результатов лабораторного изучения вещественного состава осадков. СПб.: ВНИИОкеангеология, 1998. 45 с.
  2. Анциферова А.Р., Мокротоварова О.И., Сиеккинен Е.Д. Изменения климата на архипелаге Шпицберген. Климатические особенности зимы 2013–2014 гг. // Комплексные исследования природы Шпицбергена. М.: ГЕОС, 2014. Вып. 12. С. 16–21.
  3. Безруков П.Л., Лисицын А.П. Классификация осадков современных морских водоемов // Геологические исследования в дальневосточных морях. Труды Института океанологии. 1960. Т. 32. С. 4–14.
  4. Блошкина Е.В., Фильчук К.В. Современное состояние вод фьордов Западного Шпицбергена // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т. 64. № 2. С. 125–140.
  5. Большиянов Д.Ю., Веркулич С.Р. Палеоклимат полярных областей Земли в голоцене. СПб.: ААНИИ, 2018. 204 с.
  6. Борисова О.К. Ландшафтно-климатические изменения в голоцене // Изв. РАН. Сер. географ. 2014. № 2. С. 5–20.
  7. Гусев Е.А., Крылов А.А., Сазонов А.Ю., Элькина Д.В., Карпиков А.А., Хоснуллина Т.И., Зыков Е.А., Пальцев И.О., Лодочникова А.С., Хохуля А.В., Парфенюк С.Н., Рихман М.А., Рогова И.В., Голосной А.С., Бордуков К.Ю., Захаров В.Ю., Крылов А.В. Четвертичные отложения района желоба Стур-фьорд (Баренцево море) // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2024. Вып. 11. С 69–80.
  8. Демин В.И., Иванов Б.В., Ревина А.Д. Восстановление ряда приземной температуры воздуха на Российской станции в поселке Баренцбург (Шпицберген) // Российская Арктика. 2020. № 9. С. 30–40.
  9. Иванов Б.В., Журавский Д.М. Ледовые условия в заливе Грен-фьорд (архипелаг Шпицберген) за период 1974–2008 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. Вып. 2. № 85. С. 29–34.
  10. Иванов М.М., Гуринов А.Л., Голосов В.Н., Кузьменкова Н.В., Александрин М.Ю., Успенский М.И., Шоркунов И.Г., Гаранкина Е.В. Донные осадки как природная летопись дегляциации в бассейне озера Сылтранкель, Приэльбрусье // Криосфера Земли. 2024. T. 28. № 2. C. 33–46.
  11. Ильин Г.В., Мещеряков Н.И., Усягина И.С., Кокин О.В. Северная окраина Баренцевоморского шельфа после Малого ледникового периода (МЛП): изменчивость кромки дрейфующих льдов и динамика осадконакопления // Лед и снег. 2025. Т. 65. № 2. С. 295–314.
  12. Кленова М.В. Геология Баренцева моря. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 367 с.
  13. Кокин О.В., Кириллова А.В. Реконструкция динамики ледника Гренфьорд (Западный Шпицберген) в голоцене // Лед и снег. 2017. Т. 57. № 2. С. 241–252.
  14. Крылов А.А., Малышев С.А., Богин В.А., Захаров В.Ю., Гусев Е.А., Макаров А.С. Особенности распределения псефитового материала в верхнечетвертичных отложениях северной части Баренцева моря // Проблемы Арктики и Антарктики. 2020. Т. 66. № 3. С. 381–395.
  15. Куликов Н.Н., Лапина Н.Н., Семенов Ю.П., Белов Н.А., Спиридонов М.А. Стратификация и скорости накопления донных отложений Арктических морей СССР. Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1970. С. 34–41.
  16. Лисицын А.П. Новый тип седиментогенеза в Арктике – ледовый морской, новые подходы к исследованию процессов // Геология и геофизика. 2010. T. 51. № 1. С. 18–60.
  17. Макаров А.С., Большиянов Д.Ю. Колебания уровня арктических морей России в голоцене // Проблемы палеогеографии и стратиграфии плейстоцена. М.: Географический факультет МГУ, 2011. Вып. 3. С. 315–320.
  18. Матишов Г.Г., Дженюк С.Л., Моисеев Д.В., Жичкин А.П. Климатические изменения морских экосистем европейской Арктики // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 3 (86). C. 7–21.
  19. Мещеряков Н.И. Современное осадконакопление в заливе Грен-фьорд (Западный Шпицберген). Дисс. ... канд. географ. наук. Мурманск, 2017. 120 с.
  20. Мещеряков Н.И., Тарасов Г.А. Осадкообразование и литологическое строение приповерхностной осадочной толщи в приустьевой отмели р. Грёндален (залив Грен-фьорд) // Вестник МГТУ. 2016. Т. 19. № 1-1. С. 101–109.
  21. Мещеряков Н.И., Усягина И.С., Архипов В.В., Мазнев С.В., Слуковский З.И., Сухих Е.А., Кокин О.В. Опыт 210Pb и 137Cs датирования отрицательных форм микрорельефа Баренцево-Карского шельфа: методические аспекты // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-запада России. 2022. № 9. С. 170–174.
  22. Намятов А.А., Усягина И.С., Иванова Н.С., Мещеряков Н.И., Токарев И.В., Блошкина Е.В., Рыжов И.В., Коршунова Н.Н. Донные осадки как архив данных о климатической изменчивости морской среды (на примере залива Билле-фьорд, архипелага Шпицберген, 1880–2024) // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. Материалы ежегодной конференции по результатам экспедиционных исследований. 2024. Вып. 11. C. 243–253.
  23. Новигатский А.Н., Клювиткин А.А., Лисицын А.П. Скорости осадконакопления, вертикальные потоки вещества и абсолютные массы осадков в шельфовой области Российской Арктики // Океанологические исследования. 2018. Т. 46. № 2. С. 167–179.
  24. Русаков В.Ю., Борисов А.П., Соловьева Г.Ю. Скорости седиментации (по данным изотопного анализа 210Pb и 137Cs) в разных фациально-генетических типах донных осадков Карского моря // Геохимия. 2019. Т. 64. № 11. С. 1158–1174.
  25. Сивинцев Ю.В., Вакуловский С.М., Васильев А.П. Высоцкий В.Л., Губин А.Т., Данилян В.А., Кобзев В.И., Крышев И.И., Лавковский С.А., Мазокин В.А., Никитин А.И., Петров О.И., Пологих Б.Г., Скорик Ю.И. Техногенные радионуклиды в морях, омывающих Россию. М.: ИздАТ, 2005. 624 с.
  26. Солотчин П.А., Кузьмин М.И., Солотчина Э.П., Мальцев А.Е., Леонова Г.А., Жданова А.Н., Кривоногов С.К. Осадочная летопись озера Большой Баган (Западная Сибирь): отклик на климатические события голоцена // Докл. РАН. Науки о Земле. 2022. Т. 506. № 2. C. 202–209.
  27. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Т. 1. Типы литогенеза и их размещение на поверхности Земли. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 212 с.
  28. Сыч Ю.Г., Дубинко Л.В. Радиоэкологическая обстановка на архипелаге Новая Земля // Арктика: экология и экономика. 2012. № 1 (5). С. 48–59.
  29. Танцюра А.И. О течениях Баренцева моря // Тр. ПИНРО. 1959. Вып. 11. С. 35–54.
  30. Тарасов Г.А., Погодина И.А., Хасанкаев В.Б., Кукина Н.А., Митяев М.В. Процессы седиментации на гляциальных шельфах. Апатиты: КНЦ РАН, 2000. 473 с.
  31. Чернов Р.А., Муравьев А.Я. Современные изменения площади ледников западной части Земли Норденшельда (архипелаг Шпицберген) // Лед и снег. 2018. Т. 58. № 4. С. 462–472.
  32. Aliev R.A., Bobrov V.A., Kalmykov S.N., Melgunov M.S., Vlasova I.E., Shevchenko V.P., Novigatsky A.N., Lisitzin A.P. Natural and artificial radionuclides as a tool for sedimentation studies in the Arctic region // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2007. V. 274. № 2. P. 315–321.
  33. Appleby P.G. 210Pb dating by low-background gamma // Hydrobiologia. 1986. V. 143. P. 21–27.
  34. Appleby P.G. Chronostratigraphic techniques in recent sediments // Tracking Environmental Change Using Lake Sediments. V. 1. Kluwer Acad. Publ., 2002. P. 171–203.
  35. Dansgaard W., Johnsen S.J., Moller J., Langway Jr. C.C. One thousand centuries of climatic record from the Camp Century on the Greenland Sheet // Science. 1969. V. 166. № 3903. P. 377–381.
  36. Elverhøi A., Svendsen J.I., Solheim A., Andersen E.S., Milliman J., Mangerud J., Hooke R.LeB. Late Quaternary Sediment Yield from the High Arctic Svalbard Area // J. Geology. 1995. V. 103. № 1. P. 1–17.
  37. Førland E.J., Hanssen-Bauer I. Past and future climate variations in the Norwegian Arctic: overview and novel analyses // Polar Res. 2003. V. 22. № 2. P. 113–124.
  38. Forwick M., Vorren T.O. Late Weichselian and Holocene sedimentary environments and ice rafting in Isfjorden, Spitsbergen // Palaeogeogr. Palaeoclimat. Palaeoecol. 2009. V. 280. № 1–2. P. 258–274.
  39. Goldberg E.D. Geochronology with 210Pb // Radioactive Dating. Proc. Symposium on Radioactive Dating Held by the International Atomic Energy Agency in Cooperation with the Joint Commission on Applied Radioactivity, Athens, November 19–23, 1962. Athens, 1963. P. 121–131.
  40. Hughen K.A., Baillie M.G.L., Bar E., Bayliss A., Beck J.W., Bertrand C., Blackwell P.G., Buck C.E., Burr G., Cutler K.B., Damon P.E., Edwards R.L., Fairbanks R.G., Friedrich M., Guilderson T.P., Kromer B., McCorman F.G., Manning S., Bronk Ramsey C., Reimer P.J., Reimer R.W., Remmele S., Southon J.R., Stuiver M., Talamo S., Taylor F.W., van der Plicht J., Weyhenmeyer C.E. Marine04 Marine Radiocarbon Age Calibration, 0–26 Cal Kyr BP // Radiocarbon. 2004. V. 46. № 3. P. 1059–1086.
  41. Ivanova E., Murdmaa I., de Vernal A., Risebrobakken B., Peyve A., Brice C., Seitkalieva E., Pisarev S. Postglacial paleoceanography and paleoenvironments in the northwestern Barents Sea // Quaternary Res. 2019. V. 92. № 2. P. 430–449.
  42. Kautsky H. Investigations on the distribution of 137Cs, 134Cs and 90Sr and the water mass transport times in the Northern North Atlantic and the North Sea // Deutsche Hydrographische Zeitschrift. 1987. V. 40. P. 49–69.
  43. Khalturin V.I., Rautian T.G., Richards P.G., Leith W.S. A Review of nuclear testing by the Soviet Union at Novaya Zemlya, 1955–1990 // Science and Global Security. 2005. V. 13. № 1–2. P. 1–42.
  44. Kokin O., Usyagina I., Meshcheriakov N., Ananiev R., Arkhipov V., Kirillova A., Maznev S., Nikiforov S., Sorokhtin N. Pb-210 Dating of Ice Scour in the Kara Sea // J. Mar. Sci. Eng. 2023. V. 11. № 7. P. 1404.
  45. Łącka M., Zajączkowski M., Forwick M., Szczuciński W. Late Weichselian and Holocene palaeoceanography of Storfjordrenna, southern Svalbard // Clim. Past. 2015. V. 11. № 3. P. 587–603.
  46. Litt T., Brauer A., Goslar T., Merkt J., Bałaga K., Müller H., Rałska-Jasiewiczowa M., Stebic M., Negendank J.F. Correlation and synchronisation of Lateglacial continental sequences in northern central Europe based on annually laminated lacustrine sediments // Quaternary Sci. Rev. 2001. V. 20. № 11. P. 1233–1249.
  47. Mann M.E., Bradley R.S., Hughes M.K. Northern hemisphere temperatures during the past millennium: inferences, uncertainties, and limitations // Geophys. Res. Lett. 1999. V. 26. № 6. P. 759–762.
  48. Matthes F.E. Report of Committee on Glaciers, April 1939 // Eos Trans. AGU. 1939. V. 20. № 4. P. 518–523.
  49. Meshcheryakov N.I., Usyagina I.S., Sharin V.V., Dauvalter V.A., Dukhno G.N. Chronology of sedimentation in Colesbukta, Spitsbergen (Svalbard Archipelago): the results of the 2018 expedition // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2021. V. 937. P. 042081.
  50. Meshcheriakov N.I., Usyagina I.S., Ilyin G.V. The chronology of modern sedimentation in the Storefjorden Strait (Svalbard Archipelago) // Geochem. Int. 2023. V. 61. № 5. P. 529–538.
  51. Meshcheriakov N.I., Usyagina I.S., Namyatov A.A., Tokarev I.V. Stratigraphic chronology and mechanisms of formation of bottom sediments at the mouth of the Grøndalen River (Grøn-Fjord, West Spitsbergen) during the period of climatic changes // Stratigr. Geol. Correl. 2024. V. 32. № 5. P. 631–645.
  52. Meshcheriakov N.I., Kokin O.V., Usyagina I.S., Kasatkina N.E. The proglacial Lake Bretjørna (Ledovoe), West Spitsbergen: history of formation and recent sedimentation // Water Resources. 2025. V. 51. P. S149–S161.
  53. Mörner N.A. The Late Quaternary history of the Kattegatt Sea and the Swedish West Coast: deglaciation, shorelevel displacement, chronology, isostasy and eustasy. Sweden: Sveriges geologiska undersökning, 1969. 487 p.
  54. Nilsen F., Cottier F., Skogseth R., Mattsson S. Fjord–shelf exchanges controlled by ice and brine production: the interannual variation of Atlantic Water in Isfjorden, Svalbard // Continental Shelf Res. 2008. V. 28. № 14. P. 1838–1853.
  55. Nordli Ø., Przybylak R., Ogilvie A.E.J., Isaksen K. Longterm temperature trends and variability on Spitsbergen: the extended Svalbard Airport temperature series, 1898–2012 // Polar Res. 2014. V. 33. P. 21349.
  56. Overpeck J., Hughen K., Hardy D., Bradley R., Case R., Douglas M., Finney B., Gajewski K., Jacoby G., Jennings A., Lamoureux S., Lasca A., MacDonald G., Moore J., Retelle M., Smith S., Wolfe A., Zielinski G.J. Arctic environmental change of the last four centuries // Science. 1997. V. 278. P. 1251–1256.
  57. Ozhigin V., Ingvaldsen R.B., Loeng H., Boitsov V., Karsakov A. Introduction to the Barents Sea // The Barents Sea: Ecosystem, Resources, Management. Half a Century of Russian–Norwegian Cooperation. Trondheim: Tapir Academic Press, 2011. P. 39–76.
  58. Pfirman S., Bauch D., Gammelsrød T. The Northern Barents Sea: water mass distribution and modification // The Polar Oceans and Their Role in Shaping the Global Environment. AGU Geophysical Monograph, American Geophysical Union. 1994. V. 85. P. 77–94.
  59. Polyak L., Levitan M., Gataullin V., Khusid T., Mikhailov V., Mukhina V. The impact of glaciation, river-discharge and sea-level change on Late Quaternary environments in the southwestern Kara Sea // Int. J. Earth Sci. 2000. V. 89. № 3. P. 550–562.
  60. Rusakov V.Y., Borisov A.P. Sedimentation on the Siberian Arctic Shelf as an indicator of the arctic hydrological cycle // Anthropocene. 2023. V. 41. № 3. P. 100370.
  61. Sanchez-Cabeza J. A., Ruiz-Fernández A.C. 210Pb sediment radiochronology: an integrated formulation and classification of dating models // Geochim. Cosmochim. Acta. 2012. V. 82. P. 183–200.
  62. Schönwiese C. Klimaänderungen: Daten, Analysen, Prognosen. Berlin: Springer, 1995. P. 224.
  63. Svendsen H., Beszczynska A., Lafauconnier B., Tverberg V., Gerland S., Hagen J., Orbeak O., Bischof J.B., Papucci C., Zajaczkowski M., Azzolini R., Bruland O., Wiencke C., Whinther J.G., Hodson A., Mumford P. The physical environment of Kongsfjorden-Krossfjorden: an Arctic fjord system in Svalbard // Polar Res. 2002. V. 21. № 1. P. 133–166.
  64. Szczuciński W., Zajączkowski M., Scholten J. Sediment accumulation rates in subpolar–Impact of post-Little Ice Age glaciers retreat, Billefjorden, Svalbard // Estuar. Coast. Shelf Sci. 2009. V. 85. № 3. P. 345–356.
  65. Wei J. Analysis of varved sediment and weather relationships in Lake Linnè, Svalbard. Honors Thesis for the Department of Geology. Tufts University, 2010
  66. Winkelmann D., Knies J. Recent distribution and accumulation of organic carbon on the continental margin west off Spitsbergen // Geochem. Geophys. Geosyst. 2005. V. 6. № 9. P. 1–22.
  67. Yang Y., Leppäanta M., Zhijun L., Cheng B., Mengxi Z., Demchev D. Model simulations of the annual cycle of the landfast ice thickness in the East Siberian Sea // Advances in Polar Science. 2015. V. 26. № 2. P. 168–178.
  68. Zaborska A., Carroll J., Papucci C., Toricelli L., Carroll M., Walkusz-Miotk J., Pempkowiak J. Recent sediment accumulation rates for the western margin of the Barents Sea // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2008. V. 55. № 20–21. P. 2352–2360.
  69. Zaborska A., Mietelski J.W., Carroll J., Papucci C., Pempkowiak J. Sources and distributions of 137Cs, 238Pu, 239,240Pu radionuclides in the north-western Barents Sea // J. Environ. Radioact. 2010. V. 101. № 4. P. 323–331.
  70. Zajączkowski M., Szczuciński W., Bojanowski R. Recent changes in sediment accumulation rates in Adventfjorden, Svalbard // Oceanologia. 2004. V. 46. № 2. P. 217–231.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».