Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Атлантический период, в соответствии с хронологическим эталоном периодизации голоцена для северной Евразии, имеет возрастные рамки 8000 и 4600 радиоуглеродных лет назад (далее – л.н.) [1, 2]. Приведение к астрономическому возрасту [3] определяет их соответственно в 8800 и 5300 календарных лет назад (далее – к.л.н.). Палеогеография южной части о. Сахалин в атлантическом периоде голоцена за последние десятилетия рассматривались неоднократно [4–7]. В этом периоде времени были выявлены три фазы более тёплого климата, нежели современный, обусловившие господство широколиственной растительности, и две – близких к нынешним условиям, с развитием мелколиственных и тёмнохвойных лесов с участием широколиственных пород. Хронология большинства обнаруженных ландшафтно-климатических фаз на тот момент времени не была точно определена. С оптимумом голоцена сопоставлялась позднеатлантическая фаза потепления климата с преобладанием в растительности юга острова широколиственных лесов. В дальнейшем, при изучении голоцена юго-западного побережья Сахалина, появились данные о более раннем наступлении оптимальных климатических условий, отвечающих концу раннего – первой половине среднего атлантика [8]. Новые результаты, полученные при исследовании разреза «Рорэ», позволили уточнить и дополнить картину палеогеографического развития юга Сахалина в атлантическом периоде голоцена.

Рис. 1. Схема расположения разреза «Рорэ»

Целью данного исследования послужило уточнение характера и хронологии ландшафтно-климатических изменений на юге Сахалина, происходивших в среднюю и позднюю фазы атлантического периода голоцена.

Материалы и методы исследования

Проведено исследование голоценовых отложений разреза «Рорэ», расположенного в юго-восточной части о. Сахалин (47 °23'05.1"с.ш., 142 °52'17.7"в.д.), на побережье Охотского моря (рис. 1). Спорово-пыльцевым анализом изучено 18 образцов, отобранных с интервалом 10 см. Обработка проб выполнялась по стандартной методике, с двукратным обогащением в тяжёлой калиево-кадмиевой жидкости [9]. В каждом образце насчитывалось 300–500 зёрен пыльцы и спор, из которых не менее 250 принадлежит древесным растениям. В общем составе спорово-пыльцевых спектров участие групп пыльцы деревьев и кустарников, фригидных кустарников (кедровый стланик, ольховник и кустарниковые берёзы), трав и кустарничков, а также спор устанавливалось от всего количества обнаруженных микрофоссилий. Содержание компонентов спектра подсчитывалось отдельно в группах пыльцы древесных пород (в том числе и фригидных кустарников), пыльцы трав и кустарничков, и спор. Реконструкция палеорастительности выполнялась на основе базы данных по субфоссильным спорово-пыльцевым спектрам Сахалина [10]. Абсолютный возраст отложений определялся в лаборатории палеоклиматологии кайнозоя института геологии и минералогии СО РАН, где было получено 4 радиоуглеродных датировки. Стратиграфическое расчленение голоценовых отложений проведено в соответствии со схемой Блитта – Сернандера, модифицированной для Северной Евразии [1, 2].

Побережье Охотского моря в районе разреза образовано аккумулятивной аллювиально-морской террасой голоценового возраста высотой около 4 м, причленённой к цокольной 8–15-метровой позднеплейстоценовой террасе [5], служащей основным элементом рельефа. Узкий, шириной 100–300 м, террасовый пояс примыкает к выположенному низкогорному подножию северной окраины Сусунайского хребта, представленному мелкосопочником и плосковершинными холмами, не поднимающимися выше 50–70 м даже на расстоянии 2–3 км от моря. Террасы покрыты разнотравными лугами. Низкогорье преимущественно занято каменно-берёзовыми травяно-кустарниковыми лесами, сформировавшимися на месте вырубленных и сохранившихся на более высоких склонах Сусунайского хребта елово-пихтовых лесов [11, 12]. Климат района умеренный муссонный, с достаточно холодной зимой для столь южного положения территории, и прохладным туманным летом. По данным ГМС «Стародубское» [13], ближайшей к месту разреза, средняя температура воздуха самого холодного месяца – января – равняется –13,2 °C, наиболее тёплого – августа – 16,0 °, среднегодовая температура составляет 2,0 °. Среднегодовая сумма осадков приближается к 800 мм, большая часть из которых (555 мм) выпадает в тёплый период, с апреля по октябрь.

Результаты исследования и их обсуждение

В 50 м от берега моря расчищено обнажение 4-метровой террасы, нижняя часть которого, глубже 194 см, вскрыта шурфом (рис. 2). Сверху вниз вскрываются следующие отложения, в см:

– 0–2 – луговая подстилка;

– 2–9 – супесь чёрного цвета, гумусированная, с корнями трав;

– 9–42 – песок крупнозернистый серовато-бурого цвета, с корнями трав;

– 42–58 – песок разнозернистый ржаво-бурого цвета, ожелезнённый, с корнями трав;

– 58–79 – глина буровато-серого цвета мягкопластичной консистенции, с корнями трав, в нижней части, в интервале 62–79 см – с многочисленными ризоидами мхов;

– 79–94 – торф, сильно разложившийся светло-коричневого цвета;

– 94–106 – песок крупно-, среднезернистый буровато-серого цвета;

– 106–112 – глина торфянистая бурого цвета;

– 112–120 – песок крупнозернистый буровато-серого цвета;

– 120–194 – глина буровато-серого цвета тугопластичной консистенции, с прослоями мелкозернистого алевритового песка (интервал 155–157 см) и гравия средней крупности (180–183 см);

– 194–208 – алеврит песчанистый буровато-серого цвета с обилием мелкоизмельчённого растительного детрита, включением обломков веток деревьев и обрывков стеблей тростника;

– 208–220 – гравий с алеврито-песчаным заполнителем светло-серого цвета, с включением обрывков стеблей травы;

– 220–298 – алеврит песчанистый, в нижней части (253–298 см) с гравием, серовато-бурого цвета, насыщенный мелкоизмельчённым растительным детритом, с включением обломков веток и стволов деревьев, фрагментов стеблей тростника;

– 298–310 – гравий крупный, плохо окатанный, с алеврито-песчаным заполнителем буровато-серого цвета с обилием мелкоизмельчённого растительного детрита и включением фрагментов стеблей тростника;

– 310–332 – алеврит песчанистый с гравием, синевато-серого цвета, с включением фрагментов стеблей тростника и обломков веток деревьев;

– 332–355 – гравий крупный плохо окатанный с алеврито-песчаным заполнителем синевато-серого цвета, с включением обрывков стеблей тростника.

Рис. 2. Участок побережья Охотского моря в районе разреза «Рорэ» (отмечен стрелкой). В левом углу – буровато-серые алевриты с прослоями гравия, вскрывающиеся глубже русла ручья (интервал 194–355 см)

Изучен только низ разреза (глубже 194 см), представленный аллювиально-озёрными осадками, так как верхняя его часть исследована ранее в разрезе «Стародубское [6]. Накопление осадков, представленных песчанистыми алевритами с горизонтами плохо окатанного гравия, насыщенных тонкодисперсным растительным детритом и окрашенных преимущественно в буровато-серые тона (рис. 2), происходило в мелком озере, в которое впадала река. Озеро располагалось в пределах современного пляжа и верхней части подводного берегового склона Охотского моря (абсолютная отметка кровли осадков не превышает + 1 м), уровень которого в ту пору находился ниже современного. Пресноводный генезис осадков доказывается присутствием диатомовых водорослей Pinnularia lata (Breb.) W. Sm. и обломков створок других видов этого рода.

На спорово-пыльцевой диаграмме отложений (рис. 3) выделяются следующие спорово-пыльцевые комплексы (СПК) и спектры.

СПК «Ro-1» выявлен в интервале 240–355 см. В общем составе комплекса преобладает пыльца деревьев и кустарников (37–59 %), меньшая роль принадлежит спорам (29–54 %), пыльце трав и кустарничков (6–16 %) и незначительная (менее 2 %) – фригидным кустарникам. В группе пыльцы деревьев и кустарников преобладают широколиственные породы (37–62 %), представленные в основном тремя таксонами: дубом (12–38 %), орехом (8–39 %) и ильмом (6–16 %). Пыльца остальных разнообразных широколиственных пород (Carpinus, Phellodendron, Aralia, Araliaceae, Tilia, Corylus, Sambucus, Viburnum, Vitis, Acer) встречена количестве 0,2–0,3 %, реже 0,5–1,4 % каждая. Второе место в данной группе занимает пыльца мелколиственных деревьев, чаще образованная ольхой (15–50 %), нежели берёзами (7–25 %). Пыльца тёмнохвойных пород имеет небольшое значение и чаще представлена елью (2–7 %), чем пихтой (0,2–1,6 %). Среди редкой пыльцы фригидных кустарников заметен лишь кедровый стланик (до 3 %). В группе пыльцы трав и кустарничков ведущая роль принадлежит разнотравью (22–56 %), семейству осоковых (8–51 %) и полыни (6–41 %). Реже встречается пыльца семейств розоцветных (2–18 %) и злаковых (1–11 %). Пыльца вересковых фиксируется в малом количестве (до 3 %) и почти полностью в низах разреза, глубже 330 см. Среди спор наблюдается господство папоротников, в основном Polypodiaceae (81–94 %), намного реже Osmunda (6–22 %) и Ophioglossaceae (до 1,5 %). В малом количестве присутствуют споры плаунов (до 6 %) и сфагновых мхов (не более 1,4 %).

Данный СПК не имеет аналогов среди субфоссильных комплексов Сахалина. В то же время его состав близок к характеристике спорово-пыльцевых спектров проб, отобранных в кленово-дубовом лесу на мысе Слепиковского и в дубняках на северной окраине пос. Стародубское [10]. Высокое содержание пыльцы ольхи, в среднем почти равное её количеству в современном аллювии рек южной части острова, свидетельствует о долинном характере комплекса. В большей степени он отражает растительность в долине палеореки, впадавшей в Охотское море вблизи её современного положения, где произрастал полидоминантный широколиственный лес с преобладанием дуба, ореха, ильма и ольхово-ивовые заросли вблизи русла. Подножье и предгорья Сусунайского хребта покрывали многопородные широколиственные леса с господством дуба, а его среднегорная зона, возможно, была занята смешанными берёзово-широколиственными лесами. Влаголюбивые породы ель и пихта встречались в них нечасто и не образовывали больших массивов, как в настоящее время. Климатические условия обитания такой растительности, безусловно, были намного теплее и, вероятно, суше современных. Судя по количеству пыльцы широколиственных пород, они отвечали наиболее оптимальным условиям за весь голоцен, обнаруженным ранее на юге Сахалина [4–8]. Для времени их развития получены радиоуглеродные даты 7500–7300 к.л.н. (таблица), сопоставимые с определениями абсолютного возраста оптимума голоцена в разрезе «Пензенский-III» на юго-западном побережье острова [8], что подтверждает их достоверность. Обилие органического вещества, поступавшего с водосборного бассейна при захоронении осадков, не повлияло, следовательно, на значительное удревнение дат, как это произошло в голоценовых отложениях побережья Восточного Китая [14]. Обнаруженное событие, таким образом, можно отнести к середине атлантического периода голоцена [2].

Рис. 3. Спорово-пыльцевая диаграмма отложений разреза «Рорэ»: 1 – пыльца деревьев и кустарников, 2 – пыльца фригидных кустарников, 3 – пыльца трав и кустарничков, 4 – споры, 5 – содержание < 1 %, 6 – участие таксонов не подсчитано из-за малого числа обнаруженных зёрен пыльцы и спор. Литология: 7 – галька, 8 – гравий, 9 – гравий с песчано-алевритовым заполнителем, 10 – песок крупнозернистый, 11 – песок мелкозернистый, 12 – алеврит, 13 – алеврит песчанистый с гравием, 14 – супесь, 15 – суглинок, 16 – глина, 17 – торф травяно-моховый, среднеразложившийся, 18 – дерновый горизонт современной почвы, 19 – стебли трав, листья и кора деревьев, другой растительный детрит, 20 – обломки веток и стволов деревьев, 21 – ожелезнение, 22 – радиоуглеродная дата, к.л.н.

Радиоуглеродные датировки голоценовых отложений разреза «Рорэ»

Примечание. *калибровка дат выполнена в программе CalPal [3].

СПК «Ro-2» обнаружен в интервале 202–240 см. Общий состав комплекса почти сохраняет черты предыдущего: большая доля принадлежит пыльце деревьев и кустарников (51–67 %), меньшая – спорам (27–43 %) и пыльце травянистых растений (5–14 %), незначительная – фригидным кустарникам. В группе пыльцы древесных пород первенство переходит к мелколиственным деревьям, большей частью представленным берёзами (30–62 %), нежели ольхой и ивами (в сумме 16–30 %). Содержание пыльцы широколиственных пород, по сравнению с предыдущим комплексом, снизилось в среднем почти в три раза (до 9–26 %). Среди них по-прежнему преобладают дуб (2–17 %), ильм (3–8 %) и орех, участие которого падает особенно резко, до 0,5–3 %. Большинство других широколиственных таксонов с редкой (0,2–0,6 %) встречаемостью сохраняют своё присутствие в спектрах: Carpinus, Phellodendron, Aralia, Araliaceae, Corylus, Viburnum. Кроме них, появляется пыльца бука (Fagus), занесённая ветром с островов Хоккайдо и Хонсю, как это отмечается в субфоссильных спектрах Сахалина [10]. Пыльца тёмнохвойных пород, в равных долях представленная елью и пихтой, по-прежнему играет небольшую роль в спектрах, несмотря на более частую встречаемость (5–15 %). В группе пыльцы трав и кустарничков наблюдается преобладание разнотравья (25–45 %), осоковых (8–44 %), полыни (18–29 %) и розоцветных, увеличивших своё присутствие в спектрах в среднем более чем в два раза, до 9–24 %. Незначительно возрастает количество пыльцы злаковых (до 3–16 %). В группе спор по-прежнему господствуют папоротники (Polypodiaceae – до 96 %, Osmunda – до 7 %, Ophioglossaceae – 0,5 %), незначительно представлены плауны и сфагновые мхи (до 4 %).

СПК «Ro-2» не имеет аналогов среди субфоссильных комплексов, но близок к составу спорово-пыльцевых спектров озёрных осадков и луговых подстилок, отобранных на юге Сахалина [10], в растительности которого из-за вырубок пихтово-еловых лесов в прежние десятилетия высока роль берёз. Значительная доля пыльцы ольхи и ивы, как и в нижележащем слое осадков, говорит о долинном характере комплекса. Он отразил развитие мелколиственных, преимущественно берёзовых лесов, с дубом, ильмом, орехом и ольхово-ивовых зарослей вдоль берегов речного и озёрного палеоводоёмов. Подножья и склоны северной окраины Сусунайского хребта покрывали смешанные леса с преобладанием берёз, участием разнообразных широколиственных деревьев и, в меньшей степени, тёмнохвойных пород. Последние были представлены елью, пихтой и, возможно, тисом (Taxus cuspidata Siebold Zucc.). Климатические условия произрастания этой растительности были холоднее, чем во время предыдущего события, но по-прежнему оставались немного теплее и суше современных. Направленное уменьшение количества пыльцы широколиственных пород от подошвы к кровле слоя зафиксировало постепенное снижение температурных показателей, вначале превышавших современные на юге Сахалина, а затем и приблизившихся к ним. Радиоуглеродная дата около 6800 к.л.н. (таблица), полученная из верхней части слоя, позволяет отнести событие к началу позднего атлантика [2]. Выявленное похолодание носило глобальный характер, так как совпадает с началом этапа резких климатических изменений голоцена (ЭРКИ 6000–5000 л.н.), отметившегося снижением термического режима в разных районах Земли [15].

Кровля озёрно-аллювиальных осадков, в интервале 194–202 см, содержит спорово-пыльцевой спектр «Ro-3», в общем составе которого усиливается роль древесных пород (73 %) и снижается значение трав (3 %). Среди пыльцы первых почти половину занимают тёмнохвойные породы, с равным участием как ели (24 %), так и пихты (22 %), далее следуют мелколиственные деревья, чаще берёзы (33 %), чем ольха (7 %). Подчинённая роль у пыльцы широколиственных пород (11 %), представленной дубом (6 %), ильмом (3 %), орехом (1 %), реже лещиной. Состав спектра соответствует субфоссильному комплексу пихтово-еловых лесов с участием широколиственных пород южного Сахалина, свидетельствующего о наступлении второй, более влажной фазы относительного похолодания начала позднего атлантика, близкого к нынешним климатическим условиям. Скорее всего, влажная фаза похолодания началась около 6700 к.л.н., так как результаты её датирования (6778 ± 64 к.л.н.) в долине р. Южанка [6] очень близки к возрасту предыдущего события (6824 ± 135 к.л.н.). В отличие от первой фазы, она продолжалась дольше, возможно до 6400 к.л.н. [8].

Выводы

Детальное исследование озёрно-аллювиальных отложений нижней части разреза «Рорэ» позволило выделить в истории голоцена на юге Сахалина следующие ландшафтно-климатические изменения: 1 – оптимальная климатическая фаза середины атлантического периода, определившая максимальное распространение многопородных широколиственных лесов с преобладанием дуба, развивавшаяся около 7500–7300 к.л.н. 2 – сухая фаза относительного похолодания начала позднего атлантика, близкая к современному климату, но немного теплее его, обусловившая произрастание смешанных, преимущественно берёзовых, лесов с участием широколиственных и темнохвойных пород около 6800 к.л.н. 3 – влажная фаза относительного похолодания начала позднего атлантика, близкая к современному климату, вызвавшая экспансию пихтово-еловых лесов с участием широколиственных пород, скорее всего, после 6700 к.л.н.

Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Дальневосточного отделения Российской академии наук (15-I-2-063).