|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ФИЦ ПХФ и МХ РАН |
||
Палеоциклы углерода-азота в экосистемах бугристых и полигональных торфяников, едомы и в пластовых льдах на севере России (РНФ)НИР
Carbon-nitrogen paleocycles in ecosystems of palsa and polygonal peatlands and ground ice of the North of Russia
- Руководитель НИР: Васильчук А.К.
- Ответственные исполнители: Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К.
- Участники НИР: Блудушкина Л.Б., Васильчук Д.Ю., Гинзбург А.П., Илюшин И.К., Катеман Е.Й., Литвинский В.А., Самочкина А.Д., Слышкина Е.С., Шилова О.С.
- Подразделение: Научно-исследовательская лаборатория геоэкологии Севера
- Срок исполнения: 15 мая 2023 г. - 31 декабря 2025 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 23-17-00082
- Номер ЦИТИС: 123062100036-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Глобальные и региональные изменения окружающей среды и общества
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Рациональное природопользование
- Критическая технология России: Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения
-
Ключевые слова:
голоцен, азот, пластовый лед, пальза, пыльца и споры, повторно-жильный лед, стабильные изотопы углерода, едома, диатомеи, торф, углерод
yedoma, diatoms, ice wedges, nitrogen, peat, palsa, pollen and spores, stable carbon isotopes, carbon, holocene -
Описание:
Глобальные изменения существенно отражаются на круговороте углерода и азота в криолитозоне. Биогеохимические циклы углерода (C), азота (N) тесно связаны в экологических взаимодействиях и процессах, однако относительные изменения этих элементов при разных состояниях многолетнемерзлых пород недостаточно изучены. Изменения природной среды хорошо идентифицируются в торфяниках, едомных отложениях и подземных льдах палинологическим методом, колебаниями содержания и отношения углерода и азота, изменениями изотопного состава углерода, а также вариациями состава диатомовых комплексов, поскольку возникает возможность выделения циклитности локального, регионального и глобального масштабов. Поэтому исследование палеоциклов углерода и азота в бугристых и полигональных торфяниках, накопившихся в голоцене, а также в синкриогенных едомных отложениях, накопившихся в позднем плейстоцене, позволяет проследить новые аспекты изменений природной среды, востребованные в последние годы в связи с моделированием последствий глобальных преобразований окружающей среды, а также отделить природные циклы от результатов антропогенного воздействия. На основании изучения колебаний значений С, N, δ13С и С/N будут реконструированы субаквальные и субаэральные фазы развития выпуклобугристых массивов, подтвержденные результатами палинологического и диатомового анализов. Впервые будет установлен региональный или локальный ранг выделенных циклов углерода-азота, в пределах стабильных и протаявших пальза-массивов. Содержание органического углерода и азота, а также отношение С/N, изотопный состав углерода будут использованы для определения скорости перехода отложений в многолетнемерзлое состояние в пределах полигональных торфяников; впервые будет получена статистика распределения С/N в датированных образцах из торфа полигональных торфяных массивов.
-
Abstract:
Global changes significantly affect the circulation of carbon and nitrogen in the permafrost. The biogeochemical cycles of carbon (C) and nitrogen (N) are closely related in ecological interactions and processes, but the relative changes of these elements under different conditions of permafrost are insufficiently studied. Studying the dynamics of organic matter is crucial for understanding the processes of redistribution and circulation of carbon and nitrogen. The increase in temperature and precipitation observed in connection with global warming increase the depth of thawing and the availability of nitrogen to plants and microorganisms, contribute to an increase in primary productivity, and this leads to an increase in carbon uptake. Conversely, these factors have an impact on the increase in greenhouse gas emissions, the rate of "respiration" of the soil and the mobilization of carbon in permafrost deposits. In general, these changes are very complex, and largely compensate for each other, manifesting themselves both globally and locally. Changes in the natural environment are well identified in peatlands, yedoma and ground ice by the pollenl method, fluctuations in the content and ratio of carbon and nitrogen, changes in the isotopic composition of carbon, as well as variations in the composition of diatom complexes, since it is possible to isolate cyclicity of local, regional and global scales. Therefore, the study of carbon and nitrogen paleocycles in palsa and polygonal peatlands accumulated in the Holocene, as well as in syncreogenic yedoma deposits accumulated in the late Pleistocene, allows us to trace new aspects of environmental changes that have been in demand in recent years in connection with modeling the consequences of global environmental transformations, as well as to separate natural cycles from the results of anthropogenic impact.
-
Планируемые результаты:
В конце первого года ожидаются следующие конкретные научные результаты. Полевые исследования позднеплейстоценовых разрезов Центральной Якутии: в Батагае или в долине р. Вилюй, Отбор из обнажений образцов льда и вмещающих отложений, лабораторные определения содержания углерода и азота, изотопного состава углерода, лабораторная обработка образцов и проведение палинологического анализа, радиоуглеродного анализа (суммарно около 100 образцов),сбор гербария современных растений для пополнения палинологической коллекции и для определения содержания углерода и азота, изотопного состава углерода. Отбор по профилям торфа и из обнажений образцов льда и торфа из полигональных торфяников и обнажений пластовых льдов, сбор гербария современных растений - близ г.Анадырь и пос. Лорино на Чукотке для определения содержания углерода и азота, изотопного состава углерода, радиоуглеродного анализа, палинологического анализа (не менее 15 новых AMS датировок микровключений изо льда). (суммарно около 75 образцов)сбор гербария современных растений для пополнения палинологической коллекции и для определения содержания углерода и азота, изотопного состава углерода./ или исследования торфяников на полигоне Хановей - отбор по профилям образцов торфа и из льда и торфа из скважин на вершинах пальза, их склонах и в понижениях, для определения содержания углерода и азота, изотопного состава углерода, радиоуглеродного анализа, палинологического анализа, сбор гербария современных растений для пополнения палинологической коллекции и для определения содержания углерода и азота, изотопного состава углерода
-
Научный задел:
Авторами проекта накоплен опыт изучения бугристых и полигональных торфяников, подземных льдов, едомных отложений в частности изучения палиноспектров, включая непалинологические палиноморфы, радиоуглеродного AMS датирования микро-органических включений и спорово-пыльцевого концентрата интерпретации данных результатов (Vasil'chuk et al., 2022a,b, в журнале Radiocarbon top-25) . Авторами получены результаты пилотных исследований почв в окрестностях Батагайского мегаоврага, сингенетических повторно-жильные льдов и вмещающих их едомных отложений Батагайского мегаоврага. Авторами получены данные по содержанию углерода и азота в ледяных жилах на разных уровнях верхнего едомного комплекса. Проведены исследования содержания углерода, азота и изотопного состава углерода в полигональных ландшафтах на побережье залива Онемен, Чукотка. На основании проведенных исследований сформулированы (Vasil’chuk, Vasil’chuk, 2017) новые положения, стратегии адекватного радиоуглеродного датирования синкриогенных толщ. Палинологическое изучение нескольких разнотипных залежей пластовых льдов, вскрытых в разрезах на Ямале и Гыданском полуострове (Vasil'chuk, Vasil'chuk, 2021 -в журнале PPP top-25) позволило верифицировать выделенные признаки и оценить происхождение залежей.
-
Основные результаты:
палеогеографических задач: 1. На основании изучения массивов пальза Большеземельской тундры будут выделены палеоциклы углерода и азота, основных элементов, отражающих динамику органического вещества на основании изучения протаявших в 21 веке пальза у пос. Абезь и стабильно существующих начиная с середины нортгриппианского – начала мегхалайского периодов голоцена пальза у пос. Елецкая, а также в районе формирования пальза в настоящее время у пос. Хановэй. При помощи палинологического и диатомового анализов будет определен ранг циклов, одни из которых были локальными, а вторые региональными или глобальными, такими же как современный цикл потепления в Арктике в зоне прерывистого распространения многолетнемерзлых пород; 2. На основании изучения полигональных торфяников на побережье Карского моря (устье р.Оюяха, Сеяха), на Центральном Ямале (Бованенково), на побережье Берингова моря (Анадырь, Лорино) будут выделены палеоциклы углерода и азота разного ранга в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород с привязкой к геохронологической шкале. Подробное 14С датирование торфяников позволит получить общую картину динамики органического вещества торфяников в западной и восточной частях криолитозоны; 3. На основании геохимического изучения едомных толщ с использованием подробного радиоуглеродного датирования на примере наиболее выразительных криосферных объектов самой западной едомы - на Ямале в устье р.Сеяха и, разрезов едомных отложений в Центральной Якутии – в долине р.Вилюй и Батагай будут установлены циклы процессов торфонакопления и почвообразования в ходе субаэрально-субаквального циклического накопления едомы, в визуально однородных едомных толщах; Комплексное изучение изменений природной среды с использованием гетерогенных природных архивов (едомные отложения с сингенетическими повторно-жильными льдами, многолетнемерзлые отложения с пластовыми льдами Чукотки и севера Западной Сибири, полигональные торфяники) дает возможность получить палеогеографические реконструкций высокой степени детальности, поскольку двух-компонентные системы (лед и вмещающие отложения) несут в себе дополнительные возможности для реконструкций, так как позволяют выделять два палеоклиматических и геохимических сигнала взаимодополняющих друг друга. Будет получено обоснование синхронности процессов торфонакопления и почвообразования с активизацией процессов формирования повторно-жильных льдов в ходе субаквальной-субаэральной цикличности формирования едомных толщ; 4. С использованием предложенного в проекте комплекса методов будет определен генезис пластовых залежей выделены циклы углерода и азота, отразившихся в пластовых льдах в разных регионах криолитозоны на Центральном Ямале (Бованенково), на побережье Берингова моря (Лорино).
- Добавил в систему: Васильчук Алла Константиновна
Источник финансирования НИР
| грант РНФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 15 мая 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Палеоциклы углерода-азота в экосистемах бугристых и полигональных торфяников, едомы и в пластовых льдах на севере России |
| Результаты этапа: 1). Выполнено обобщение имеющихся данных по изотопному составу углерода (δ13С) и содержанию углерода (С) и азота (N) в отложениях пальза и литальза. Для пальза массива Елецкий (Большеземельская тундра) распределение значений С, N, δ13С и С/N по вертикали торфяного покрова позволяют установить субаквальные и субаэральные фазы развития выпуклобугристого массива. По данным радиоуглеродного датирования установлено, что накопление торфяника началось между 11 и 8 кал. тыс. лет назад. Процессы морозного пучения и рост пальза происходили от 8 до 5 кал тыс. лет назад. Позже отдельные пальза частично оттаяли с поверхности, некоторые из них протаяли полностью. Новый этап пучения был зафиксирован около 2 кал. тыс. лет назад, когда начали расти новые бугры, а сформировавшиеся на предыдущем этапе пальза продолжили свой рост. По результатам радиоуглеродного анализа установлен региональный или локальный ранг выделенных циклов углерода-азота. Проведено исследование содержания C, N, C/N в почвенном покрове и погребенных торфяных горизонтах отложений литальза на поверхности первой террасы р.Сенца в Западном Саяне. Показано, что самые высокие значения содержания углерода и азота были отмечены у подножий литальза в подстилочном и в иллювиальном горизонте на пойме, минимальные – на вершине литальза и в иллювиальном горизонте почв на высокой террасе. Содержание азота и углерода практически не изменяется при переходе из иллювиального горизонта к материнской породе, т.е. преобразования органического вещества в иллювиальном горизонте не происходило. Анализ распределения C/N в генетических горизонтах почв, сформировавшихся в пределах литальза-ландшафта, показал, что наиболее высокие средние значения данной величины наблюдаются прослоях погребенного торфа. Показано, что чем выше среднее значение С/N, тем старше литальза, за счет снижения содержания азота, который перерабатывается почвенными микроорганизмами. Показана возможность использования величины отношения С/N как дополнительный критерий разделения пальза и литальза: значение С/N в разрезах литальза не превышает 10-12, тогда как в разрезах пальза это значение обычно составляет 30-40. 2). Установлено время формирования голоценового сингенетического повторно-жильного льда, залегающего в торфянике на побережье Байдарацкой губы – от 6.4 до 1.9 тыс. калибр. лет назад. Значения изотопно-кислородного состава во льду жил варьируют от –21.8 до –13.73 ‰, что позволило оценить приблизительные значения среднеянварских температур воздуха в период роста жил – от –20 до –25°С, во время более мягких зим они могла быть и около –18°С. По полигональному торфянику получено вертикальное распределение значений С, N, C/N, δ13С и δ15N. Содержание С изменяется от 24,5 до 51,8%, содержание N – от 1 до 1,66%, соотношение C/N варьирует в широком диапазоне от 15 до 50. Значения δ13С варьируют в диапазоне от −24,9 до −28,2‰, значения δ15N – от 1,4 до 3‰. Результаты по содержанию углерода и азота свидетельствуют о нескольких ритмах, вероятно обусловленных изменениями уровня Байдарацкой губы как локальных, так и региональных. 3). Исследован торфяник с повторно-жильными льдами, вскрытый в обнажениях гравелистых песков в долине р. Чара в Северном Забайкалье, также изучены сезонные бугры пучения на террасе р.Чара. Для этого региона выполнено первое прямое AMS радиоуглеродное датирование голоценовых повторно-жильных льдов на основе радиоуглеродного возраста микровключений органического материала, экстрагированного непосредственно из ледяных жил, показано, что жилы формировались между 11,27 и 6,42 тыс. лет назад. Вариации средних значений δ18O в жильных льдах составляют более 8‰ от –25,5‰ до –18,8‰, что позволяет оценить среднюю температуру января около –38°С в наиболее холодные зимы, и около –28°С – в наиболее теплые. 4). Проведены исследования вертикального распределения значений С, N, δ13С и δ15N в толще полигональных и выпуклобугристых торфяников в долине р. Чара, выполнено сопоставление этих параметров для полигональных торфяников, изученных в 2022 и 2023 гг. Для полигонального торфяника значения отмечен тренд увеличения значений C/N с глубиной, что, в основном, связано со снижением значений содержания N. Низкие значения С и N получены для фрагментов мерзлой древесины из отложений, а также для торфа с большим количеством минеральных примесей. Показано, что торф бугров пучения заметно обеднен углеродом и азотом по сравнению с полигональным торфяником, что, скорее всего, указывает на различную интенсивность переработки органики. В первую очередь, по мнению участников проекта это обусловлено геокриологическим фактором. Бугристый торфяник в летнее время протаивает на бóльшую глубину, чем полигональный торфяник с ледяными жилами. Предварительные результаты содержания углерода и азота позволяют связать полученные колебания не только с особенностями аллювиальной аккумуляции, но и со сменой фаз развития растительного покрова на данном временном отрезке голоцена. 5). Впервые выполнены прямые AMS определения радиоуглеродного возраста пластовых льдов на востоке п-ова Чукотка, близ пос. Лорино и Лаврентия, на основе датирования методом AMS органических микровключений, извлеченных изо льда. Установлено, что пластовый лед в Аккани датирован от 22,15 до 21,61 тыс. кал. лет; для пластовых льдов в районе Лаврентия получены датировки 27 553 и 22 193 кал. лет, что позволяет говорить об их развитии в конце позднего плейстоцена 22-27 тыс. лет назад. Получены диаграммы вертикального распределения изотопного состава (значений δ18O и δ2H) для изученных пластовых льдов, которые позволяют уверенно говорить о том, что эти ледяные тела имеют внутригрунтовое происхождение. 6). Для полигонального торфяника в районе пос.Лорино получено распределение значений содержания C, N и значений δ13С и δ15N для 3-метровой толщи торфа с шагом отбора 10 см. Отмечено довольно низкое содержание С и N в нижних 1,5 м и заметное увеличение значений как С так и N в верхней половине торфяника, что однако почти не отразилось на значении соотношения C/N. Значения δ13С в торфе в целом ниже, чем в торфе пальза (массива Елецкий), что может быть обусловлено как разным составом растительности, так и различными условиями разложения торфа. Выделенные циклы распределения углерода и азота, а также сопоставление с изотопным составом углерода позволило выделить субаэральные и субаквальные фазы развития торфяника. 7). Впервые выполнено диагностическое сравнение изотопных данных из параллельно расположенных ледяных жил из единого разреза верхней части Батагайской едомы. Возрастная привязка изотопных диаграмм проведена на основе радиоуглеродных AMS датировок органики, извлеченной изо льда жил. Согласно полученным датировкам, повторно- жильные льды, вскрывающиеся в верхней 20-метровой части обнажения Батагайской едомы, начали накапливаться не позже 42 тыс. калибр. лет назад, а закончили формирование около 11,7 тыс. калибр. лет назад. Сопоставление детальных изотопных записей двух соседних сингенетических ледяных жил, подробно отобранных по вертикали (через 0,1-0,2 м) показало, что есть фрагменты жил, где на одних и тех же глубинах изотопные записи совпадают или очень близки. При этом выделены фрагменты жил, где на одних и тех же глубинах изотопные записи различаются по значениям δ18O более чем на 1,5‰, а по значениям δ2H более чем на 10‰, что вероятнее всего, обусловлено принадлежностью этих жил к разным полигональным системам: одна из исследованных жил принадлежит ко второй генерации и находится внутри полигона первой генерации, к которой относится вторая из исследованных жил. Более редкое растрескивание вторичной полигональной сети происходило только в наиболее суровые зимы, поэтому изотопные значения в жилах этой генерации ниже. Таким образом, в пределах "едомной" части разреза выделено две генерации ледяных жил. 8). В 2023 г представлены в журнал первого квартиля (Q1) - 3 статьи, опубликовано 3 статьи в журналах Scopus и WoS Q2-Q4 & RSCI, опубликовано 4 статьи в журнале из списка ВАК и РИНЦ, опубликованы 12 статей в виде коллекций данных, имеющих Digital Object Identifier (DOI) в системе PANGEA. | ||
| 2 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Палеоциклы углерода-азота в экосистемах бугристых и полигональных торфяников, едомы и в пластовых льдах на севере России |
| Результаты этапа: Для реализации пункта 1 плана на 2024 г. в течение периода январь-декабрь 2024 велась работа по аналитической обработке материалов, полученных в рамках проекта в 2024 гг. и по подготовке статей. В 2024 г. предполагалось представить в журналы (или опубликовать); не менее 3 статей в журналы первого квартиля (Q1) и 3 статьи в журналы Q2-Q4. План перевыполнен. В изданиях, входящих в первый квартиль (Q1) по импакт-фактору JCR, опубликовано 5 статей, в изданиях Q2- 2 статьи, в научных изданиях «Белого списка» - 8 статей, всего опубликовано 30 статей (см. п.1.7). 21 статья опубликована (планировалось 10 статей) в виде коллекций данных имеющих Digital Object Identifier (DOI) в репозитории PANGEA. План перевыполнен Полевые исследования в рамках Проекта (пункт 2 плана на 2024 г.) проведены в соответствии с планом на объектах, заявленных в Проекте: в экосистемах многолетнемерзлых торфяников (план перевыполнен: география и количество исследованных в поле полигональных торфяников заметно расширены по сравнению с планом) и в пластовых льдах. В рамках Проекта выполнены полевые исследования торфяников в ключевых участках на Ямале: Васькины Дачи, Бованенково, Новый Порт, на побережье Байдарацкой губы, на Тазовском полуострове и торфяников, и пластовых льдов на Чукотке близ пос. Лаврентия. Уже частично получены результаты аналитической обработки материалов, отобранных в ходе полевых работ 2024 г. для изотопно-кислородного и дейтериевого и химического РФА анализа торфа. План выполнен.В течение отчетного периода велась работа над доработкой материалов и подготовкой статьи, посвященной палеореконструции условий и циклов формирования едомных отложений, а также выделения климатических циклов в пределах временного интервала 42-31 тыс. лет в разрезе Бизон в низовьях р. Колыма по результатам высокоразрешающего радиоуглеродного AMS датирования микроорганических включений и палинологической характеристики повторножильного льда с оценкой надежности каждой полученной датировки. Подробное датирование разных фракций из одного и того же образца позволило оценить надежность датирования той или иной фракции. Прослежены циклы формирования бугров - литальза на Окинском плато, изученные по данным изотопного анализа и радиоуглеродного датирования, установлены источники воды для формирования ледяных ядер литальза, определены условия формирования ледяного ядра литальза в закрытой и открытой системах, реконструированы фазы формирования изученных литальза. В частности определено, что изменения распределения C и N в отложениях, перекрывающих пальза, связаны не только с колебаниями климата, но также связаны с аградацией многолетней мерзлоты и последующим образованием ледяного ядра литальза. Наиболее высокие значения отношения C/N в погребенном торфе литальза подтвердили замедление процессов разложения торфа из-за перехода в многолетнемерзлое состояние. Результаты исследования оформлены в виде статьи, которая подана в журнал, индексируемый Web of Science Q1 Permafrost and Periglacial Processes и проходит финальное рецензирование.Изучение полигональных торфяников на юго-востоке Ямала в районе Новый Порт, расположенных на первой и второй лагунно-морских террасах в течение полевых сезонов 2023-2024 гг. позволило определить радиоуглеродный возраст торфа, содержание органического углерода и азота и изотопный состав этих элементов. Согласно полученным данным установлена хронология формирования торфяников: их рост происходил в течение гренландского и северогриппианского периодов голоцена: от 8840 до 7050 кал. лет назад на второй террасе (Прил.15А) и от 9820 до 7670 кал. лет назад на первой террасе (Прил.16А). Скорость накопления торфа на основании 14С датирования составила 0,6-1,9 мм/год. Среднее содержание углерода составило 47,18%, азота - 2,64% на второй террасе и 44,14%, и 1,51% на первой. Вариации изученных элементов с позиции глобальных климатических изменений позволили установить, что граница между гренландским и северогриппианским периодами, соответствующая событию 8.2k (8,2 кал. тыс. лет назад) в торфянике на второй террасе, располагается на глубине 0,4-0,5 м, а в торфянике первой террасе на глубине 0,7-0,8 м. Глобальное похолодание 8.2k отразилось в основном на снижении минерализации азота из-за низкой температуры в зимний и переходные сезоны (что подтверждается минимальными значениями δ15N), однако это событие практически не зафиксировано для летнего сезона в южной части полуострова Ямал по дендрохронологическим данным. Выделен палеоцикл, соответствующий глобальному климатическому событию-похолоданию 8.2к, проявившемуся на юго-востоке Ямала преимущественно в зимний сезон. По результатам исследования подготовлены статья (передана в журнал Scopus, Васильчук А.К. и др. Известия РАН, серия география) и тезисы доклада Vasil'chuk A. et al. на Международную конференцию PAGES 2025 Earth System Changes from the Past towards the Future 7th Open Science Meeting). В процессе выполнения Проекта изучен плоскобугристый полигональный торфяник в верхней части останца третьей морской террасы у пос. Лорино на восточном побережье Чукотки. В торфянике мощностью от 2 до 5 м залегают повторно-жильные льды. Радиоуглеродные датировки (всего 11 14С датировок) по вмещающему жилы торфу в диапазоне от 9,9 до 14,2 кал. лет назад получены по 5 фрагментам обнажения (Vasil'chuk et al., 2024, - статья в журнале Radiocarbon). Оценка палеотемпературного сигнала, основанная на значениях δ18O в ледяных жилах, позволяет предположить, что приблизительная средняя температура воздуха в январе в северогриппианский период голоцена варьировала от –27 до –23°C, а в конце позднего плейстоцена – от –32 до –26°C. Опубликовано в журнале из Web of Science Q1. Vasil'chuk et al., (2024). Chronologies of active growth of ice wedges and middle Holocene palaeoclimate at Lorino Site, Chukchi Peninsula. easternmost Siberia. Radiocarbon. doi:10.1017/RDC.2024.108. В торфянике у пос. Лорино также изучены вариации величин δ13С, δ15N, содержание С и N, и значения их отношения в торфе, получены новые радиоуглеродные датировки , собран гербарий современных растений для определения содержания углерода,азота и их изотопов. В целом эти показатели характеризуются выраженной синхронностью, выделены четыре цикла развития Лоринского торфяника. Элементный состав торфа также продемонстрировал циклические вариации, совпадающие с выделенными циклами. Подробное 14С датирование торфяников позволило получить общую картину формирования органического вещества торфяников в западной (Ямал) и восточной (Чукотка) частях криолитозоны.В 2024 г было продолжено изучение пластовых льдов Чукотки. Изученные пластовые ледяные залежи были вскрыты в обнажении второй морской террасы (абс. высота 4—9 м) вдоль берега Мечигменской губы и залива Лаврентия Берингова моря в районе поселка Лаврентия и села Лорино (Прил. 23А). Важным шагом в изучении пластовых льдов является прямое датирование органических включений во льду методом 14С AMS. Датировки пластовых льдов Чукотки получены впервые. Пластовая ледяная залежь в обнажении на берегу залива Лаврентия на глубине около 1 м датирована 22193 кал. лет назад. По микровключениям органики во льду на глубине 1—1,3 м получена 14С AMS датировка 27553 кал. лет. Пластовая ледяная залежь в 2 км к юго-востоку от устья реки Чульхевеем на побережье Мечигменского залива по микровключениям органики во льду на глубине 0,4 м датирована 22147 кал. лет назад и 21611 кал. лет назад. Большая часть изученных пластовых залежей образовалась 21—27,5 тыс. лет назад в период максимального похолодания.Контрастное распределение значений изотопного состава, скорее всего, указывает на формирование льда в условиях закрытой системы, т.е. промерзания замкнутого объема воды, при достаточно невысокой скорости промерзания. Опубликовано в журнале из Web of Science Q1. Vasil'chuk et al. (2024). First direct radiocarbon dating (22-27 cal Ka BP) of massive ice at the Mechigmen and Lavrentiya Bays coast, Eastern Chukotka. Radiocarbon. Vol. 66. Iss. 2. P. 410–420. doi:10.1017/RDC.2024.21).Для уточнения методов отбора повторно-жильных льдов для палинологического анализа детально изучены палиноспектры непосредственно из повторно-жильного льда в долине р. Ляккатосё на Восточном Ямале, полученные из образцов при вертикальном и горизонтальном отборе с учетом химического состава изучаемых ледяных жил. Химический состав ледяных жил позволил установить воздействие нагонных явлений на состав палиноспектров. Опубликовано в журнале из списка ВАК: Васильчук А.К. Споровопыльцевые спектры в голоценовых ледяных жилах на пойме реки Ляккатосё (Восточный Ямал) // Арктика и Антарктика. 2024. № 2. С. 33–56. doi: 10.7256/2453-8922.2024.2.71146).Данные, полученные по полигональным торфяникам и повторно-жильным льдам вне Арктики - в центральной части северного Забайкалья, в долине р. Чара, представляются ценными для развития основных направлений данного Проекта, поскольку позволяют сопоставить торфяники, сформировавшиеся в морском (на Чукотке и на Ямале) и континентальном климате. Повторно-жильные льды прямо датированы методом 14С AMS, всего получено 5 датировок. Наиболее древняя ледяная жила датирована 11270 ± 42 кал. лет назад, гренландским периодом голоцена, а наиболее молодая жила относится к северогриппианскому периоду - 6420 ± 37 кал. лет назад. Вариации значений δ18O в ледяных жилах составили 8‰, от –25,5‰ до –18,8‰. Реконструированные температуры января для интервала 11300-6400 лет назад изменялись от -38°C до -35°C. Опубликовано в журнале из первого квартиля (Q1) Vasil’chuk et al. (2024). Early Holocene oxygen isotope chronologies (11,267-6420 cal BP) from ice wedge at Chara, Transbaikalia. Radiocarbon. Vol. 66. Iss. 2. P. 400–409. doi:10.1017/RDC.2024.34.Проведен анализ данных по голоценовым массивам с повторно-жильными льдами в пределах 16 ключевых участков на севере Западной Сибири, проанализирован радиоуглеродный возраст повторно-жильных льдов, обобщены данные по содержанию стабильных изотопов (δ18O и δ2Н) во льду жил. Соотношение δ2Н–δ18О и значения дейтериевого эксцесса во льду исследованных жил указывает на хорошую сохранность изотопного сигнала зимних осадков во льду, что позволяет применять значения δ18О для палеотемпературных реконструкций. Установлено в целом субмеридиональное положение изоскейп (линий равных значений δ18O), построенных по голоценовым и современным жилам, показано снижение значений δ18O в жилах с запада на восток исследуемой территории. Опубликовано: Буданцева Н.А. и др. (2024) Изоскейпы и палеоизотермы среднеянварской температуры воздуха в голоцене на севере Западной Сибири (по данным изотопно-кислородного состава повторно-жильных льдов) // Lomonosov Geography Journal. Вестник МГУ, серия география. Том 79. №3. С. 78–88. doi: 10.55959/MSU0579-9414.5.79.3.7.В разрезе Батагайской едомы на расстоянии 5 м были изучены две соседние ледяные жилы высотой 20 м и более и шириной в верхней части2,3-2,5 м, датированные 45-23 тыс. лет назад. На основании изотопных характеристик льда выделены фрагменты, изотопно-кислородные записи которых на одних и тех же глубинах демонстрируют близкое сходство и фрагменты, которые различаются по значениям δ18O более чем на 1,5‰ и по значениям δ2H более чем на 10‰. Установлено, что значительные различия в изотопном сигнале от соседних ледяных на одинаковых глубинах связаны с тем, что в пределах верхней части Батагайской едомы развиты две полигональных системы - основная и вторичная, вложенная в основную. Морозобойное растрескивание во вторичной полигональной системе происходило только в экстремально суровые зимы, что отразилось на обедненном тяжелыми изотопами составе повторно-жильного льда этой системы. Опубликовано в журнале Web of Science Q1. Vasil'chuk et al. (2024) Synchronous isotopic curves in Ice Wedges of the Batagay Yedoma: Precision Matching and Similarity Scoring//Permafrost and Periglacial Processes, Vol.35:478–492 doi.org/10.1002/ppp.2243. Продолжено изучение пальза (миграционного бугра пучения, перекрытого торфом) в районе пос. Елецкий (Большеземельская тундра). Изучение ледяного ядра и датирование торфа, позволили установить, что рост пальза в данном районе был наиболее активным в период между 8 и 5 тыс. лет назад. Основными источниками образования ледяного ядра были атмосферные осадки и надмерзлотные воды. Ледяные ядра исследованных пальза образовались при замерзании воды в условиях полузакрытой системы, главным образом, за счет механизма сегрегации во время таяния многолетней мерзлоты, толщина ледяных линз и объем льда зависели от скорости замерзания и поступления воды. Установлено, что верхняя часть ледяного ядра пальза подверглась глубокому таянию; повторное промерзание этой части ледяного ядра, согласно расчетам, произошло в условиях закрытой системы. Опубликовано в журнале из первого квартиля (Q1). Vasil’chuk et al. (2024) Isotope-tracing for conceptual model formation during the Holocene of Eletsky palsa, Bolshezemelskaya tundra//Permafrost and Periglacial Processes, Vol.35:523-543 doi.org/10.1002/ppp.2246 Рассмотрены возможности определения типа торфяников плоско- и выпуклобугристых, которые существенно различаются по их инженерногеологическим свойствам, на стадии первичных инженерно- экологических изысканий по распределения величины соотношения углерода и азота в торфе, перекрывающем бугры. В процессе эксплуатации сооружений эти два вида бугристых многолетнемерзлых торфяников существенно по-разному реагируют на антропогенное воздействие и требуют принятия разных защитных мер. Это распределение обусловлено различным механизмом формирования бугров. В выпуклобугристых торфяниках содержание углерода в среднем выше 50-55%, а азота несколько ниже 0,5-2,0% по сравнению с плоскобугристыми торфяниками в которых содержание углерода в среднем составляет 35-40%, а азота 1,5-2,5%. Величина C/N в этих торфяниках тоже различается: для выпуклобугристых торфяников это значение находится в пределах 30-36 (достигая — 240), а в плоскобугристых, если исключить показатели C/N для сезонно-талого слоя, редко превышает 25-27 (а часто составляет 10-20). Опубликовано в журнале из списка RSCI Web of Science и списка ВАК, Васильчук А.К., Васильчук Ю.К. Арктика и Антарктика 2024. № 4. С. 101–117. DOI: 10.7256/2453-8922.2024.4.72306 | ||
| 3 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Палеоциклы углерода-азота в экосистемах бугристых и полигональных торфяников, едомы и в пластовых льдах на севере России |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".