Обрезкова М.С., Цой И.Б., Астахов А.С.

Maria S. Obrezkova, Ira B. Tsoy, Anatolii S. Astakhov

Тихоокеанский океанологический институт имени В.И. Ильичева – ТОИ ДВО РАН (Владивосток, Россия)

УДК 561.26(268)

Изучение диатомей в поверхностных осадках морей Восточной Сибири (МВС) показало, что с конца прошлого века произошли значительные изменения в составе видов и их количестве в диатомовых комплексах этого региона. Перспективным направлением в реконструкции изменений природной среды в голоцене является изучение диатомовых водорослей и геохимических параметров вмещающих осадков, что позволяет получать более содержательную и объективную информацию о палеоусловиях и процессах осадкообразования в МВС в голоцене и других регионах.

Ключевые слова: диатомеи; донные осадки; геохимия; трансферные функции; голоцен; море Лаптевых; Восточно-Сибирское море; Чукотское море

Широкомасштабные и быстрые изменения климата последних десятилетий привели к значительным изменениям среднегодовой температуры воздуха, таянию вечной мерзлоты и резкому уменьшению площади ледяного покрова в Арктике (Третий …, 2022). Эти процессы находят отражение в изменении характеристик поверхностных вод морей и океанов, а также в особенностях осадкообразования в бассейнах. Изучение донных осадков морских бассейнов важно для понимания современных процессов осадкообразования и изменениях природной среды в геологическом прошлом. Анализ распределения диатомовых водорослей в донных осадках морей Восточной Сибири (МВС) позволяет оценить их связь с водными массами и их характеристиками, такими как температура, гидрохимические условия поверхностных вод, течения, формирование и дрейф морских льдов, продуктивность морских вод и другие факторы. Изучение геохимии осадков этих морей дает возможность определить источники осадков, реконструировать изменения климата и ледовых условий (Astakhov et al., 2019, 2020, 2023 (в печати); Sattarova et al., 2023; и др.). Расшифровка происхождения осадочного материала в Арктике может способствовать более глубокому пониманию современных процессов переноса и седиментации. Особенно перспективно использование редкоземельных элементов (РЗЭ), поскольку они могут служить индикаторами источников, а также химических и физических условий и процессов (Sattarova et al., 2023).

Наше исследование диатомей было мотивировано значительным потеплением в Арктике в последние десятилетия и влиянием этого потепления на диатомовые водоросли, которые являются основными продуцентами в МВС. С этой целью мы изучили состав и концентрации диатомей в поверхностных осадках МВС и Северного Ледовитого океана (СЛО), отобранных в морских экспедициях ТОИ ДВО РАН в начале 21 века. Установлено, что по сравнению с концом прошлого века произошли значительные изменения в видовом составе и количественном соотношении видов в комплексах диатомей осадков моря Лаптевых, Восточно-Сибирского моря и СЛО, в то время как в Чукотском море существенных изменений в комплексах диатомей не наблюдалось (Obrezkova et al., 2023). Изменения в диатомовых комплексах связаны со значительными изменениями температуры воды, речного стока, солености, таянием льда и длительными периодами отсутствия льда, связанными с глобальным потеплением в Северном полушарии в последние десятилетия. Изучение количественного распределения диатомей в этих осадках показало, что концентрация диатомей растет с запада на восток, как это отмечалось и ранее (Полякова, 1997; Обрезкова и др., 2014; Цой, Обрезкова, 2017; Obrezkova et al., 2023). Высокое содержание диатомей в осадках восточной части МВС подтверждается высоким содержанием кадмия в этих осадках, который накапливается в диатомовых водорослях (Sattarova et al., 2021).

Основное направление наших работ последних лет связано с комплексным микропалеонтологическим и геохимическим исследованием голоценовых осадков МВС для палеореконструкций. В частности, мы провели сопоставление данных диатомового анализа с реконструкциями продолжительности безледного периода (IF10) и аномалиями среднегодовой температуры воздуха (∆T10) за последние столетия и тысячелетия, полученные методом «трансферных функций» (Astakhov et al., 2019; 2022; 2023 (в печати). Трансферные функции были разработаны при сопоставлении временных рядов химического состава донных осадков, накопившихся за период наблюдений, с гидрометеорологическими данными.

Использование метода трансферных функций, основанного на данных о геохимических временных рядах накопления донных отложений (Astakhov et al., 2023), позволило впервые реконструировать ледовые условия и климат Восточно-Сибирского моря в голоцене. Была выявлена синхронная периодичность изменений ледяного покрова и температуры воздуха, которые сопоставимы с климатическими циклами Бонда. Эти результаты указывают на взаимосвязь атлантических процессов, климата Восточно-Сибирского моря и преобладания циклонического типа атмосферной циркуляции в голоцене.

В море Лаптевых, на примере керна LV83-32 (Astakhov et al., 2023 (в печати)), отобранного в палеодолине р. Яна, голоценовые отложения по составу и вариациям диатомовых комплексов, гранулометрическому составу, солености и другим параметрам подобны комплексу отложений послеледниковой трансгрессии, хорошо изученному на шельфе моря Лаптевых (Polyakova et al., 2009; Taldenkova et al., 2010). По изменениям комплексов диатомовых водорослей, δ13CTOC и вариациям солености, выраженным индексом Br/TOC было установлено, что на приустьевом шельфе рек Лена и Яна голоценовые отложения накапливались при последовательной смене континентальных условий прибрежно-морскими и шельфовыми в ходе послеледниковой трансгрессии с соответствующим увеличением солености вод (Br/TOC) и сменой экологических комплексов диатомей. Максимально быстрая смена условий и скоростей осадконакопления была 8,8–7,4 ka, когда континентальные условия сменялись собственно шельфовыми и осадконакопление происходило в зоне смешения морских и пресных вод реки Яна. Условия, близкие к современным, судя по стабилизации солености, диатомовых комплексов, гранулометрического состава осадков, установились около 6,0 тыс. лет назад.

Таким образом, установлено, что за последние десятилетия произошли значительные изменения в составе диатомовых комплексов в осадках моря Лаптевых, Восточно-Сибирского моря и СЛО, связанные с глобальным потеплением в Северном полушарии. Изучение диатомовых водорослей совместно с геохимическими параметрами позволяет получать более содержательную и объективную информацию о палеоусловиях и процессах осадкообразования в морях Восточной Сибири в голоцене, что может быть полезно и для изучения других регионов.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 21-17-00081 и в рамках госзадания ТОИ ДВО РАН (№ 121021700342-9).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Обрезкова М.С., Колесник А.Н., Семилетов И.П. Особенности распределения диатомей в поверхностных осадках морей Восточной Арктики России (на основе кластерного анализа) // Биология моря. 2014. Т.40, №6. С. 473–480.
2. Полякова Е.И. Арктические моря Евразии в позднем кайнозое. – М.: Научный мир, 1997. – 146 с.
3. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме / Росгидромет. – Санкт-Петербург: Наукоемкие технологии, 2022. – 124 с.
4. Цой И.Б., Обрезкова М.С. Атлас диатомовых водорослей голоценовых осадков морей восточной Арктики России. – Владивосток: ТОИ ДВО РАН, 2017. – 146 с.
5. Astakhov A.S., Babich V.V., Shi X., Hu L., Obrezkova M.S., Aksentov K.I., Alatortsev A.N., Darin A.V., Kalugin I.A., Karnaukh V.N., Melgunov M.S. Climate and Ice conditions of the East Siberian Sea during Holocene: reconstructions on sedimentary geochemical multiproxy // Holocene. 2022. V.33, Iss.1. P. 3–13. https://doi.org/10.1177/09596836221126049
6. Astakhov A.S., Bosin A.A., Liu Y.G., Darin A.V., Kalugin I.A., Artemova A.V., Babich V.V., Melgunov M.S., Vasilenko Yu.P., Vologina E.G. Reconstruction of ice conditions in the northern Chukchi Sea during recent centuries: Geochemical proxy compared with observed data // Quaternary International. 2019. V. 522. P. 23–37 DOI:10.1016/j.quaint.2019.05.009
7. Astakhov A.S., Obrezkova M.S., Babich V.V., Shi X., Hu L., Kuzmin Y.V., Tsoy I.B., Alatortsev A.V., Mariash A.A., Aksentov K.I., Lopatnikov E.A. Sea ice and Holocene paleoenvironments of the Arctic shelf (Laptev Sea) strong influenced by freshwater runoff: reconstructions based on sediment geochemistry and diatoms // Holocene (в печати)
8. Astakhov A., Xuefa Shi, Darin A., Kalugin I., Limin Hu, Tsoy I., Babich V., Kolesnik A., Obrezkova M., Alatortsev A., Plotnikov V. Reconstructing ice conditions in the southern Chukchi Sea during the last millennium based on chemical composition of sediments and diatom assemblages // Marine Geology. 2020. V.427. P. 106220. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2020.106220
9. Cremer H. Distribution patterns of diatom surface sediment assemblages in the Laptev Sea (Arctic Ocean) // Marine Micropaleontology. 1999. V.38. P. 39–67.
10. Obrezkova M.S., Tsoy I.B., Kolyada A.E., Shi X., Liu Y. Distribution of Diatoms in the Surface Sediments of the Seas of Eastern Siberia and the Arctic Ocean Distribution of diatoms in seafloor surface sediments of the Laptev, East Siberian, and Chukchi seas: implication for environmental reconstructions // Polar Biology. 2023. V.46. P. 21–34. https://doi.org/10.1007/s00300-022-03105-5
11. Polyakova Ye.I., Klyuvitkina T.S., Novichkova E.A., Bauch H.A., Kassens H. Changes in the Lena River Runoff during the Holocene // Water Resources. 2009. V.36, №3. P. 273–283.
12. Sattarova V., Aksentov K., Astakhov A., Shi X., Hu L., Alatortsev A., Mariash A., Yaroshchuk E. Trace metals in surface sediments from the Laptev and East Siberian Seas: Levels, enrichment, contamination assessment, and sources. Marine Pollution Bulletin. 2021. V.173, Part A. P. 112997. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2021.112997
13. Sattarova V.V., Aksentov K.I., Ivanov M.V., Alatortsev A.V., Kim D.V., Obrezkova M.S. Distribution and assessment of trace metals in modern bottom sediments in the southwestern Chukchi Sea // Marine Pollution Bulletin. 2022. V.180. 113797. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113797
14. Sattarova V., Astakhov A., Aksentov K., Shi X., Hu L., Liu Y., Polyakov D., Alatortsev A., Kolesnik O. Geochemistry of the Laptev and East Siberian seas sediments with emphasis on rare-earth elements: Application for sediment sources and paleoceanography // Continental Shelf Research. 2023. V.254. P. 104907. https://doi.org/10.1016/j.csr.2022.104907
15. Taldenkova E., Bauch H.A., Gottschalk J., Nikolaev S., Rostovtseva Y., Pogodina I., Ovsepyan Y., Kandiano E. History of ice-rafting and water mass evolution at the northern Siberian continental margin (Laptev Sea) during Late Glacial and Holocene times // Quaternary Science Reviews. 2010. V.29, Iss.27–28. P. 3919– 3935. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2010.09.013

Статья поступила в редакцию 27.06.2023
Статья принята к публикации 15.08.2023

Об авторах

Обрезкова Мария Сергеевна – Maria S. Obrezkova

кандидат геолого-минералогических наук
и.о. зав. лаборатории, Тихоокеанский океанологический институт имени В.И. Ильичева – ТОИ ДВО РАН, Владивосток, Россия (Il’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RAS, Vladivostok Russia)

obrezkova@poi.dvo.ru

Цой Ира Борисовна – Ira B. Tsoy

доктор геолого-минералогических наук
главный научный сотрудник, Тихоокеанский океанологический институт имени В.И. Ильичева – ТОИ ДВО РАН, Владивосток, Россия (Il’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RAS, Vladivostok Russia)

tsoy@poi.dvo.ru

Астахов Анатолий Сергеевич – Anatolii S. Astakhov

доктор геолого-минералогических наук
главный научный сотрудник, Тихоокеанский океанологический институт имени В.И. Ильичева – ТОИ ДВО РАН, Владивосток, Россия (Il’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RAS, Vladivostok Russia)

astakhov@poi.dvo.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43, ТОИ ДВО РАН. Телефон: (423)231-1400

ССЫЛКА:

Обрезкова М.С., Цой И.Б., Астахов А.С. Диатомовые водоросли и геохимические особенности донных осадков морей Восточной Сибири и их значение для палеореконструкций // Вопросы современной альгологии. 2023. № 2 (32). С. 109–112. URL: http://algology.ru/2065

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-109-112

EDN – ASSNEM

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

Diatoms and geochemical features of bottom sediments of the Eastern Siberia seas and their implication for paleoreconstructions

Maria S. Obrezkova, Ira B. Tsoy, Anatolii S. Astakhov

Il’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RAS (Vladivostok, Russia)

The study of diatoms in the surface sediments of the seas of Eastern Siberia (SES) has shown that since the end of the last century there have been significant changes in the composition of species and their number in the diatom assemblages of this region. A promising direction in the in the reconstruction of changes in the natural environment in the Holocene is the study of diatoms and geochemical parameters of the host sediments, which allows us to obtain more meaningful and objective information about the paleoconditions and processes of sedimentation in the SES and other regions.

Key words: diatoms, sediments, geochemistry, transfer functions, Holocene; Laptev Sea, East-Siberia Sea, Chukchi Sea

References

1. Astakhov A., Xuefa Shi, Darin A., Kalugin I., Limin Hu, Tsoy I., Babich V., Kolesnik A., Obrezkova M., Alatortsev A., Plotnikov V. Reconstructing ice conditions in the southern Chukchi Sea during the last millennium based on chemical composition of sediments and diatom assemblages. Marine Geology. 2020. V.427. P. 106220. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2020.106220
2. Astakhov A.S., Bosin A.A., Liu Y.G., Darin A.V., Kalugin I.A., Artemova A.V., Babich V.V., Melgunov M.S., Vasilenko Yu.P., Vologina E.G. Reconstruction of ice conditions in the northern Chukchi Sea during recent centuries: Geochemical proxy compared with observed data. Quaternary International. 2019. V. 522. P. 23–37 DOI:10.1016/j.quaint.2019.05.009
3. Astakhov A.S., Babich V.V., Shi X., Hu L., Obrezkova M.S., Aksentov K.I., Alatortsev A.N., Darin A.V., Kalugin I.A., Karnaukh V.N., Melgunov M.S. Climate and Ice conditions of the East Siberian Sea during Holocene: reconstructions on sedimentary geochemical multiproxy. Holocene. 2022. V.33, Iss.1. P. 3–13. https://doi.org/10.1177/09596836221126049
4. Astakhov A.S., Obrezkova M.S., Babich V.V., Shi X., Hu L., Kuzmin Y.V., Tsoy I.B., Alatortsev A.V., Mariash A.A., Aksentov K.I., Lopatnikov E.A. Sea ice and Holocene paleoenvironments of the Arctic shelf (Laptev Sea) strong influenced by freshwater runoff: reconstructions based on sediment geochemistry and diatoms. Holocene (in press)
5. Cremer H. Distribution patterns of diatom surface sediment assemblages in the Laptev Sea (Arctic Ocean). Marine Micropaleontology. 1999. V.38. P. 39–67.
6. Obrezkova M.S., Kolesnik A.N., Semiletov I.P. Osobennosti raspredeleniya diatomej v poverhnostnyh osadkah morej Vostochnoj Arktiki Rossii (na osnove klasternogo analiza) [Features of the distribution of diatoms in the surface sediments of the seas of the Eastern Arctic of Russia (based on cluster analysis)]. Biologiya morya. 2014. T.40, №6. P. 473–480. (In Russ.)
7. Obrezkova M.S., Tsoy I.B., Kolyada A.E., Shi X., Liu Y. Distribution of Diatoms in the Surface Sediments of the Seas of Eastern Siberia and the Arctic Ocean Distribution of diatoms in seafloor surface sediments of the Laptev, East Siberian, and Chukchi seas: implication for environmental reconstructions. Polar Biology. 2023. V.46. P. 21–34. https://doi.org/10.1007/s00300-022-03105-5
8. Polyakova E.I. Arkticheskie morya Evrazii v pozdnem kajnozoe [The Arctic seas of Eurasia in the Late Cenozoic]. Nauchnyj mir, Moscow, 1997. 146 p. (In Russ.)
9. Polyakova Ye.I., Klyuvitkina T.S., Novichkova E.A., Bauch H.A., Kassens H. Changes in the Lena River Runoff during the Holocene. Water Resources. 2009. V.36, №3. P. 273–283.
10. Sattarova V.V., Aksentov K.I., Ivanov M.V., Alatortsev A.V., Kim D.V., Obrezkova M.S. Distribution and assessment of trace metals in modern bottom sediments in the southwestern Chukchi Sea. Marine Pollution Bulletin. 2022. V.180. 113797. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113797
11. Sattarova V., Aksentov K., Astakhov A., Shi X., Hu L., Alatortsev A., Mariash A., Yaroshchuk E. Trace metals in surface sediments from the Laptev and East Siberian Seas: Levels, enrichment, contamination assessment, and sources. Marine Pollution Bulletin. 2021. V.173, Part A. P. 112997. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2021.112997
12. Sattarova V., Astakhov A., Aksentov K., Shi X., Hu L., Liu Y., Polyakov D., Alatortsev A., Kolesnik O. Geochemistry of the Laptev and East Siberian seas sediments with emphasis on rare-earth elements: Application for sediment sources and paleoceanography. Continental Shelf Research. 2023. V.254. P. 104907. https://doi.org/10.1016/j.csr.2022.104907
13. Taldenkova E., Bauch H.A., Gottschalk J., Nikolaev S., Rostovtseva Y., Pogodina I., Ovsepyan Y., Kandiano E. History of ice-rafting and water mass evolution at the northern Siberian continental margin (Laptev Sea) during Late Glacial and Holocene times. Quaternary Science Reviews. 2010. V.29, Iss.27–28. P. 3919– 3935. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2010.09.013
14. Tretij ocenochnyj doklad ob izmeneniyah klimata i ih posledstviyah na territorii Rossijskoj Federacii [The third assessment report on climate change and its consequences on the territory of the Russian Federation]. In: Obshchee rezyume. Rosgidromet. Naukoemkie tekhnologii, St Peterburg, 2022. 124 p. (In Russ.)
15. Tsoy I.B., Obrezkova M.S. Atlas diatomovyh vodoroslej golocenovyh osadkov morej vostochnoj Arktiki Rossii [Atlas of diatoms of Holocene sediments of the seas of the Eastern Arctic of Russia]. TOI DVO RAN, Vladivostok, 2017. 146 p. (In Russ.)

Authors

Obrezkova Maria S.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-5884-5001, SPIN-код elibrary: 9564-3197

Il’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia

obrezkova@poi.dvo.ru

Tsoy Ira B.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-4261-4302, SPIN-код elibrary: 1832-0450

Il’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia

tsoy@poi.dvo.ru

Astakhov Anatolii S.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-1288-0848, SPIN-код elibrary: 2282-2094

Il’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia

astakhov@poi.dvo.ru

ARTICLE LINK:

Obrezkova M.S., Tsoy I.B., Astakhov A.S. Diatoms and geochemical features of bottom sediments of the Eastern Siberia seas and their implication for paleoreconstructions. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). P. 109–112. URL: http://algology.ru/2065

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-109-112

EDN – ASSNEM

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor, please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147