Модель накопления почвенно-осадочной последовательности ледового комплекса Колымской низменности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На примере обнажения на мысу Малый Чукочий разработана модель накопления почвенно-осадочной последовательности ледового комплекса Колымской низменности. Измерено распределение магнитной восприимчивости осадка по глубине последовательности, которое имеет периодическую форму. Удельная магнитная восприимчивость материала на уровне (5–25) × 10⁻⁸ м³/кг определяется присутствием в нем дисперсных кристаллов магнетита. Обоснована гипотеза об аутигенном происхождении магнетита ледового комплекса. Благодаря его накоплению магнитная восприимчивость почвы увеличивается на протяжении времени жизни материала в сезонно-талом слое, а ее распределение в почвенно-осадочной последовательности отражает информацию об истории накопления толщи. Предлагаемая модель описывает почвенно-осадочную последовательность как результат поступления осадка на поверхность почвы с непостоянной во времени интенсивностью потока осадочного вещества, что определяет длительность времени жизни осадка в сезонно-талом слое и срок накопления магнетита в почве. Проведено сопоставление вычисленного распределения степени трансформации осадка в профиле последовательности с измеренным распределением магнитной восприимчивости. По данным об этом распределении с помощью модели выполнена реконструкция истории накопления почвенно-осадочной последовательности.

Об авторах

В. Е. Остроумов

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.ostroumov@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-6127-4203
Россия, ул. Институтская, 2, Московская область, Пущино, 142290

Список литературы

  1. Водяницкий Ю.Н. Соединения железа и их роль в охране почв. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2010. 155 с.
  2. Водяницкий Ю.Н., Мергелов Н.С., Горячкин С.В. Диагностика оглеения в условиях низкого содержания оксидов железа (на примере почв тундры Колымской низменности) // Почвоведение. 2008. № 3. С. 261–279. https://doi.org/10.1134/S1064229308030010
  3. Губин С.В., Лупачев А.В. Почвообразование в тундровой зоне приморских низменностей северо-востока Сибири // Почвоведение. 2020. № 10. C. 1182–1191. https://doi.org/10.31857/S0032180X2010008
  4. Ершов Э.Д. Криолитогенез. М.: Недра, 1982. 212 с.
  5. Конищев В.Н. Формирование состава дисперсных пород в криолитосфере. Новосибирск: Наука, 1981. 197 с.
  6. Разумная Е.Г., Ершова К.С. Методы сепарации и их применение в минералогической практике // Современные методы минералогического исследования. М.: Недра, 1969. Ч. II. C. 201–250.
  7. Ривкина Е.М., Федоров-Давыдов Д.Г., Захарюк А.Г.., Щербакова В.А., Вишнивецкая Т.А. Свободное железо и железовосстанавливающие микроорганизмы в почвах и многолетнемерзлых отложениях северо-востока Сибири // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1247–1261. https://doi.org/10.31857/S0032180X20100160
  8. Романовский Н.Н. Формирование полигонально-жильных структур. Новосибирск: Наука, 1977. 216 с.
  9. Alekseev A., Alekseeva T., Ostroumov V., Siegert C., Gradusov B. Mineral Transformations in Permafrost-Affected Soils, North Kolyma Lowland, Russia // Soil Sci. Soc. Am. J. 2003. V. 67. P. 596–605. https://doi.org/10.2136/sssaj2003.0596
  10. Baker Ch.C.M., Barker.A.J., Douglas T.A., Doherty S.J., Barbato R. Seasonal variation in near-surface seasonally thawed active layer and permafrost soil microbial communities // Environ. Res. Lett. 2023. V. 18. P. 055001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/acc542
  11. Kanevskiy M., Shur Y., Fortier D., Jorgenson M.T., Stephani E. Cryostratigraphy of Late Pleistocene Syngenetic Permafrost (Yedoma) in Northern Alaska, Itkillik River Exposure // Quat. Res. 2011. V. 75. P. 584–596. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2010.12.003
  12. Konishchev V. The Nature of Cyclic Structure of the Ice Complex, East Siberia // Geogr. Environ. Sustain. 2013. V. 6. P. 4–20. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2013-6-3-4-20
  13. Konishchev V.N., Rogov V.V. Investigations of Cryogenic Weathering in Europe and Northern Asia // Permafrost Periglacial Process. 1993. V. 4. P. 49–64. https://doi.org/10.1002/ppp.3430040105
  14. Murton J.B., Goslar T., Edwards M.E., Bateman M.D., Danilov P.P., Savvinov G.N. et al. Palaeoenvironmental Interpretation of Yedoma Silt (Ice Complex) Deposition as Cold-Climate Loess, Duvanny Yar, Northeast Siberia // Permafrost Periglac. Process. 2015. V. 26. P. 208–288. https://doi.org/10.1002/ppp.1843
  15. Patzner M.S., Kainz N., Lundin E., Barczok M., Smith Ch., Herndon E., Kinsman-Costello L., Fischer S., Straub D., Kleindienst S., Kappler A., Bryce C. Seasonal Fluctuations in Iron Cycling in Thawing Permafrost Peatlands // Environ. Sci. Technol. 2022. V. 56. P. 4620–463. hpttps://doi.org/10.1021/acs.est.1c06937
  16. Schirrmeister L., Dietze E., Matthes H., Grosse G., Strauss J., Laboor S., Ulrich M., Kienast F., Wetterich S. The Genesis of Yedoma Ice Complex Permafrost – Grain-Size Endmember Modeling Analysis from Siberia and Alaska // E&g Quat. Sci. J. 2020. V. 69. P. 33–53. https://doi.org/10.5194/egqsj-69-33-2020
  17. Schirrmeister L., Fedorov A.N., Froese D., Iwahana G., van Huissteden K., Veremeeva A. Yedoma Permafrost Landcapes as past Archives, Present and Future Change Areas // Frontiers in Earth Science. 2022. V. 10. https://doi.org/10.3389/feart.2022.929873
  18. Schirrmeister L., Kunitsky V.V., Grosse G., Wetterich S., Meyer H., Schwamborn G., Babiy O., Derevyagin A., Siegert C. Sedimentary characteristics and origin of the Late Pleistocene Ice Complex on North-East Siberian Arctic coastal lowlands and islands – A review // Quaternary International. 2011. V. 241. P. 3–25. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2010.04.004
  19. Schirrmeister L., Wetterich S., Schwamborn G., Matthes H., Grosse G., Klimova I., Kunitsky V.V., Siegert C. Heavy and light mineral associations of late Quaternary permafrost deposits in Northeastern Siberia // Front. Earth Sci. 2022. V. 10. P. 741932. https://doi.org/10.3389/feart.2022.741932
  20. Schwamborn G., Schirrmeister L., Mohammadi A., Meier H., Kartosiia A., Maggioni F., Strauss J. Fluvial and permafrost history of the lower Lena River, north-eastern Siberia, over late Quaternary time // Sedimentology. 2023. V. 70. P. 235–258. https://doi.org/10.1111/sed.13037
  21. Shmelev D., Cherbunina M., Rogov V., Opfergelt S., Monhonval A., Strauss J. Reconstructing permafrost sedimentological characteristics and post-depositional processes of the Yedoma Stratotype Duvanny Yar, Siberia // Frontiers in Earth Science. 2021. V. 9. P. 727315. https://doi.org/10.3389/feart.2021.727315
  22. Strauss J., Schirrmeister L., Wetterich S., Borchers A., Davydov S.P. Grain-size properties and organic-carbon stock of yedoma ice complex permafrost from the Kolyma lowland, Northeastern Siberia // Glob. Biogeochem. Cycles. 2012. V. 26. P. GB3003. https://doi.org/10.1029/2011GB004104
  23. Wetterich S., Tumskoy V., Rudaya N., Andreev A., Opel T., Meyer H., Schirrmeister L., Hüls M. Ice Complex formation in arctic East Siberia during the MIS3 Interstadial // Quat. Sci. Rev. 2014. V. 84. P. 39–55. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2013.11.009
  24. Winklhofer M., Petersen N. Paleomagnetism and Magnetic Bacteria // Magnetoreception and Magnetosomes in Bacteria / Eds. Schüler D. Springer-Verlag, 2006. P. 256–273. https://doi.org/10.1007/7171

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распределение магнитной восприимчивости материала почвенно-осадочной последовательности ледового комплекса. Обнажение на мысу Малый Чукочий.

Скачать (113KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость производной магнитной восприимчивости материала почвенно-осадочной последовательности от производной радиоуглеродного возраста ледового комплекса по глубине (по данным [18], обнажение ледового комплекса на п-ове Быковский).

Скачать (110KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Динамика интенсивности осадка, поступающего на поверхность почвы (а), профиль возраста осадка (b), распределение времени жизни осадка в сезонно-талом слое (c) и распределение степени трансформации осадка при почвообразовании (d) по глубине почвенно-осадочной последовательности.

Скачать (267KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Вычисленные значения степени трансформации осадка при почвообразовании (Ts, сплошная кривая) и измеренные сглаженные нормированные величины удельной магнитной восприимчивости (χ, пунктир).

Скачать (126KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024