Атлантический период, согласно периодизации голоцена для северной Евразии [1], имеет возрастные рамки 8000 и 4600 радиоуглеродных лет назад (л.н.). Приведение к астрономическому возрасту [2] определяет их в среднем в 8800 и 5300 календарных лет назад (к.л.н.). На юге Сахалина для этого интервала времени были выявлены три экспансии широколиственных лесов, развивавшиеся в более теплых, нежели современные, климатических условиях, а также две – мелколиственных и темнохвойных формаций, сменявших их во время похолоданий [3]. Вторая, позднеатлантическая экспансия распространения широколиственных лесов сопоставлялась с оптимумом голоцена. Дальнейшие исследования новейших отложений южной части острова, проведенные в течение 2000–2020 гг., позволили существенно дополнить картину ландшафтно-климатических изменений, происходивших в атлантическом периоде голоцена, и пересмотреть время наступления его оптимальной фазы.

Цель исследования: восстановить эволюцию ландшафтно-климатических изменений на юге Сахалине в атлантическом периоде голоцена.

Материалы и методы исследования

Для восстановления эволюции ландшафтно-климатических изменений была использована палинологическая характеристика 85 образцов разнофациальных отложений из 17 разрезов, датированных радиоуглеродным анализом (рис. 1). Радиоуглеродный возраст отложений (таблица) определялся в лабораториях палеоклиматологии кайнозоя Института геологии и минералогии СО РАН (20 дат, индекс СОАН), физического факультета Дальневосточного государственного, ныне федерального, университета (7 дат, индекс ДВГУ), физического факультета Уральского пединститута (3 даты, индекс УПИ), геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН (2 даты, индекс ГИН), Института наук о Земле СПбГУ (1 дата, индекс ЛУ).

Радиоуглеродные датировки отложений, накапливавшихся на юге Сахалина в атлантическом периоде голоцена

Примечание. *Калибровка радиоуглеродных датировок выполнена в программе quickcal 2007 ver.1.5 (http://www.calpal-online.de) и «Marine04» (Hughen et al., 2004) – для морских образцов.

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ спорово-пыльцевых спектров, размещенных в хронологическом порядке, выявил 12 короткопериодичных ландшафтно-климатических изменений, происходивших в атлантическом периоде голоцена (рис. 2). Палеоклиматические особенности изменений позволяют сгруппировать их в три наиболее продолжительные палеогеографические эпохи: «Вавайскую», «Сусуйскую» и «Мерейскую». Ранняя, «Вавайская», эпоха отличалась наиболее теплым климатом в голоцене, продолжавшимся около 2000 лет в течение ранней и средней фаз атлантического периода. Начало эпохи приурочено к атлантическому периоду, поэтому самая древняя радиоуглеродная дата около 8250 л.н. / 9240 к.л.н. (таблица), полученная для него, явно искажена, поскольку указывает на бореальный период голоцена. Ее действительный возраст, скорее всего, не превышает 8000 л.н. / 8800 к.л.н. «Вавайская» эпоха отвечает расцвету многопородных широколиственных лесов с преобладанием дуба и ореха (Juglans), в меньшей степени ильма, достигавших максимального распространения на территории южного Сахалина. В спорово-пыльцевых комплексах (СПК) «Va-1» и «Va-2» отмечается наибольшее для голоценовых отложений содержание пыльцы теплолюбивых широколиственных пород (рис. 2). В среднем оно составляет 45–52 %, что в 4 раза больше, чем в субфоссильном СПК, развитом на юге острова среди пихтово-еловых лесов с участием широколиственных пород. При этом почти в 60 % случаев ее количество превышает 50 %, достигая максимальных значений в 60–63 %. Среди нее преобладает дуб (до 42 %), реже встречаются орех (Juglans, до 39 %) и ильм (до 16 %). Пыльца остальных 14 таксонов (Tilia, Corylus, Fraxinus, Carpinus, Phellodendron, Aralia, Araliaceae, Viburnum, Vitis, Acer, Syringa, Celastraceae, Fagus, Castanea) встречается в количестве не более 1–1,5 %, и чаще всего – 0,2–0,4 %. Второе место – у мелколиственных деревьев (30–34 %), среди которых пыльца берез встречается в 2–5 и более раз чаще, чем ольхи и ивы. Присутствие пыльцы влаголюбивых темнохвойных пород ели и пихты в среднем в 3–5 раз меньше, чем в субфоссильном комплексе. Состав комплексов отражает растительность, существовавшую в условиях значительно теплее современных и с меньшей влажностью климата, благоприятных для произрастания широколиственных лесов. «Вавайская» эпоха разделена на раннюю и позднюю стадии холодным и влажным эпизодом «Ключи», проявившимся около 7100–6800 л.н. / 7900–7700 к.л.н. Он имел климатические параметры, близкие к современным условиям, и вызвал распространение елово-пихтовых лесов с участием широколиственных пород (рис. 2, СПК «Va-2»). Этот холодный эпизод, возможно, был не первым, прерывавшим теплые климатические условия эпохи. Следов более раннего (возможно, максимального в голоцене) похолодания, известного как «климатическое событие 8.2 к.л.н.» [8, 9], не обнаружено. Причиной этому, скорее всего, послужила низкая влажность климата, препятствовавшая торфонакоплению. Не исключено, что оно не успело оставить свой след из-за кратковременности и разделения потеплением на два холодных эпизода [10]. Окончание «Вавайской» эпохи ознаменовано наступлением глобального позднеатлантического похолодания, около 6000 л.н. / 6900 к.л.н. Средняя, «Сусуйская», эпоха развивалась 1200 лет, охватив большую часть поздней фазы атлантического периода голоцена (6000–5000 л.н. / 6900–5700 к.л.н.). Характеризовалась, в целом, более холодным и влажным климатом и, по-видимому, совпадала с этапом быстрых (или резких) климатических изменений 6–5 тыс. л.н. голоцена [8]. В ее составе удалось проследить 6 ландшафтно-климатических изменений. Наиболее раннее из них, эпизод «Рорэ», продолжалось около 200 лет (6000–5900 л.н. / 6900–6700 к.л.н.). Его условия были лишь немного теплее и суше современных. В растительности распространялись смешанные леса с преобладанием берез, участием широколиственных (среднее содержание пыльцы 15 %) и темнохвойных (13 %) пород (рис. 2, СПК «Su-1»). Второй, тоже холодный, эпизод «Южанка» около 5900–5600 л.н. / 6700–6400 к.л.н., продолжался дольше – 300 лет. Имел климатические условия несколько теплее и влажнее предыдущих, обусловившие появление пихтово-еловых лесов (52 %) с большим участием широколиственных деревьев (19 %), чем в современной растительности (СПК «Su-2»). Во время менее продолжительного эпизода «Черемшанка», около 5600–5450 л.н. / 6400–6300 к.л.н., климат стал существенно теплее и суше, но прохладнее, чем во время «Вавайской» эпохи. Он привел к развитию смешанных лесов с преобладанием мелколиственных (52 %) и широколиственных (31 %), реже – темнохвойных пород (рис. 2, СПК «Su-3»). Вторая половина «Сусуйской» эпохи характеризовалась двумя эпизодами более холодного и влажного климата, разделенными резким потеплением. Эпизод «Владимировка», развивавшийся около 5450–5300 л.н. / 6300–6100 к.л.н., имел температурный фон, близкий к современному, и переменчивую влажность [5]. Начало эпизода и его окончание были несколько суше, что определило развитие смешанных лесов с преобладанием берез, присутствием темнохвойных и широколиственных пород. Середина события имела повышенную влажность, вызвавшую первенство пихтово-еловых лесов (рис. 2, СПК «Su-4»). Близкая картина изменения влажности климата происходила и в более продолжительном эпизоде «Новиково», около 5200–5000 л.н. / 6000–5700 к.л.н. Елово-пихтовая тайга с участием широколиственных деревьев также преобладала в его середине, но смешанные леса в начальную и конечную фазы события играли в растительности меньшую роль (рис. 2, СПК «Su-6»). Кратковременный теплый эпизод «Пензенский-2» (5300–5200 л.н. /6100–6000 к.л.н.), разделяющий похолодания, по термическим условиям был близок к «Вавайской» эпохе, имея при этом большую влажность. Резкое потепление привело к вспышке распространения многопородных широколиственных лесов с преобладанием дуба, меньшей ролью ильма и ореха (СПК «Su-5»). Содержание широколиственных деревьев в спорово-пыльцевых спектрах составило 36–59 %, разнообразие – 9 таксонов.

Поздняя, «Мерейская», эпоха имела наименьшую – около 500 лет – продолжительность в конце атлантического периода (5000–4600 л.н. / 5800–5300 к.л.н.). Отличалась, в целом, преобладанием более теплого и сухого, чем современный на юге Сахалина, климата. Последний был отмечен двумя эпизодами: «Пензенский-3», около 5000–4800 л.н. / 5700–5500 к.л.н., и «Пензенский-1», около 4700–4600 л.н. / 5400–5300 к.л.н. По термическому режиму они уступали «Вавайской» эпохе и были ближе к условиям эпизода «Черемшанка». В отличие от него, они имели большую влажность, которая усиливалась в начале и конце события. Растительность во время обоих эпизодов составляли смешанные леса с почти равным участием широколиственных (33–37 %) и мелколиственных (36–39 %) деревьев, а также с подчиненной ролью темнохвойных пород (рис. 2, СПК Me-1, Me-3). Теплые эпизоды разделялись холодным эпизодом «Невзрачный» (4800–4700 л.н. / 5500–5400 к.л.н.), имевшим теплообеспеченность, близкую к современной, и более высокую влажность климата. Последняя вызвала максимальное в атлантическом периоде распространение пихтово-еловых лесов (85 %) с присутствием широколиственных деревьев (рис. 2, СПК Me-2).

Заключение

Проведенный детальный анализ ландшафтно-климатических изменений показал, что оптимальное соотношение теплообеспеченности и увлажненности климата, которое принято называть оптимумом голоцена, на юге Сахалина отмечалось в течение ранней и средней фазы атлантического периода, с 8000 л.н. / 8800 к.л.н. до 6000 л.н. / 6900 к.л.н. В течение этого довольно длительного времени (за исключением коротких холодных эпизодов общей продолжительностью около 400 лет) многопородные широколиственные леса преобладали в растительности юга острова. Во многих других частях Евразии оптимум голоцена чаще сопоставляется с поздней фазой атлантического периода [8, 11, 12]. На сопредельной территории материка, в Нижнем Приамурье, оптимум голоцена также приходится на этот же хронологический интервал [13]. На соседнем с Сахалином о. Хоккайдо в то же время атлантического периода (6000 л.н.) с лежащего южнее о. Хонсю происходила миграция теплолюбивого бука (Fagus crenata) [14]. Для Курильских островов допускаются более раннее начало оптимума (около 6600 л.н.), совпадающее со второй половиной «Вавайской» эпохи, и окончание его в позднюю фазу периода [15]. На юге Сахалина позднеатлантическое время в целом заметно уступало по теплообеспеченности ранней и средней фазам периода. Даже наиболее теплый, заключительный его отрезок продолжительностью около 500 лет был прохладнее.