ГЛАВНАЯ » ОБЗОРЫ И СТАТЬИ » КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ » ИСКОПАЕМЫЕ ВОДОРОСЛИ » Реакция диатомей на условия окружающей среды морских изотопных стадий 11-9 Курильских островов, Северо-Западная Пацифика

Из Материалов XIV Международной научной конференции диатомологов «Диатомовые водоросли: успехи, проблемы и перспективы исследований», посвященной 160-летию К.С.Мережковского
24-29 августа 2015 г.


Реакция диатомей на условия окружающей среды морских изотопных стадий 11-9 Курильских островов, Северо-Западная Пацифика

Diatom responses to marine isotopic stage 11-9 environments on Kurile Islands, Northwestern Pacific

 

Пушкарь В.С.1,2, Черепанова М.В.3

V.S. Pushkar1,2, M.V. Cherepanova3

 

1Дальневосточный геологический институт ДВО РАН (Владивосток)
2Дальневосточный федеральный университет (Владивосток)
3Биолого-почвенный институт ДВО РАН (Владивосток)

 

УДК 551.77:561.26(265.2)

 

Установлены палеоклиматические колебания и изменение уровня моря в среднем плейстоцене по отложениям верхней части головнинской свиты острова Кунашир (Курильская островодужная система). Во время первой трансгрессивной фазы уровень моря был выше современного на 20–25 м (11 МИС – морская изотопная стадия) и на 5 м выше во вторую трансгрессивную фазу (9 МИС). Различия в таких изменениях среды между 11 и 9 МИС позволяет предположит, что теплый климат и высокий уровень моря во время весьма длительного межледникового периода МИС 11 в истории Земли были индуцированы не только орбитальными изменениями Земли и солнечной инсоляцией.

Ключевые слова: диатомеи; средний плейстоцен; МИС 11-9; палеоклиматические изменения; уровень моря; Курильские острова; Северо-западная Пацифика.

 

Reconstructing paleoclimatic changes and sea-level fluctuations during warm marine isotopic stages (MIS) 11-9 is one of the important challenges in Quaternary geology. As shown in numerous recent studies (e.g. Berger at al., 1999; Berger, Loutre 2002; Loutre, 2003; Wang et al., 2003; Raynaud et al., 2005; Yin, Berger, 2010, 2012), MIS 11 is an extraordinarily long interglacial period that occurred some 400 000 years ago and lasted for about 30 000 years. During this period there were weak, astronomically induced changes in the distribution of solar energy reaching the Earth. The conditions of this orbital climate forcing are similar to Holocene interglacial period, and they rendered the climate susceptible to changes in the level of atmospheric carbon dioxide (Raynaud et al., 2005). Another paleoclimatic and sea-level situations have been established for the MIS 9 induced changes in the Earth's orbital parameters. The differences in the paleoclimatic and sea-level position between two stages indicate strengthening of carbon dioxide concentration, and it is quite obvious that global carbon cycles have own reaction to changes of orbital character and own history which is not caused by a glacial periodicity as an original cause (Wang et al., 2003; Raynaud et al., 2005; Yin, Berger, 2010, 2012). The sea-level position during 11-9 MIS connected with a volume of melting ice sheets, is a very difficult task too. A number of paleogeographic proxy data have provided insights into paleoclimatic changes and sea-level position during these interglacials. There are several point of view on amplitudes sea-level rise during MIS 11 transgression: more than +20 m a.m.s.l. (e.g. Pushkar et al., 1999; Hearty et al., 1999; Olson, Hearty, 2009), and near the recent sea-level position (e.g. Rohling et al., 2010). The analysis of such hypotheses based on the interpretation of shoreline and marine sediments in exposed outcrops, and oxygen-isotopic data and atmospheric CO2 concentration changes respectively have been constructively carry out by Bowen (2010).

Phytoplankton providing the ability to live and high productivity by process of photosynthesis can reflect the changes in atmospheric carbon dioxide concentration. The Diatoms as photosynthetic microorganisms are marine primary producers and play an important role in carbon, silica and nutrient budgets of the World Ocean. Their important role is consisted in export of organic carbon to the deep sea and the efficiency of the biological pump for carbon dioxide exchange. It is quite admissible that diatom paleoproductivity efficiency change can correspond to such carbon cycles. From another hand, diatoms having sensitive and fast response to environment ecological changes and good preservation in sediments can be potentially used to reconstruct past climate and sea-level events. It's well known that zone of transition from continent to ocean is extremely sensitive to geological events. Therefore, such events should be recorded in the sediments and formations of geological bodies, especially in shelf deposits of the marginal arc-island systems.

The middle Pleistocene paleoclimatic fluctuations and sea-level changes were recorded in the deposits of upper units of the Golovnin Formation, Kunashiri Island (Kurile Arc System). The middle Pleistocene age of the deposits was established by paleomagnetic, diatom and pollen analysis. Numerous tephra beds were used as age and correlation markers. The deposits were formed during interglacial-glacial climatic and transgressive-regressive cycles, corresponding to MIS 11-9. Evolution of interbedded marine and terrestrial sedimentary environments was reconstructed. The sea-level was raised to 20–25 m above modern sea level (a.m.s.l.) in the first transgressive phase time (11 MIS), and to 5 m a.m.s.l. in the second transgressive phase time (9 MIS). The tuff units and hiatus are corresponded to regressive phases. The Kunashiri tectonic uplift rate was estimated at 0,3–0,4 mm/year. The differences in paleoenvironment between 11 and 9 MIS allows us to suppose that warm climate and high sea-level position during extraordinarily long interglacial period MIS 11 in the Earth's history were not forced only by Earth’s orbital changes and solar insolation. During this period there were weak, astronomically induced changes in the distribution of solar energy reaching the Earth. The 11 MIS condition rendered the climate susceptible to other forcing may be to changes in the level of atmospheric carbon dioxide recorded by a very high photosynthetic diatom paleoproductivity. The correlation of the middle Pleistocene paleogeographic events between Kunashiri Island, Japan, Chukotka and Alaska was carried out.

 

Список литературы

1. Berger A., Li X.S., Loutre M.F. Modelling northern hemisphere ice volume over the last 3 Ma // Quaternary Science Reviews. 1999. Vol. 18. P. 1-11.

2. Berger A., Loutre M.F. An exceptionally long interglacial ahead? // Science. 2002. № 297. P. 1287-1288.

3. Bowen D.Q. Sea level 400 000 years ago (MIS 11): analogue for present and future sea-level? // Climate of the Past. 2010. № 6. P. 19-29.

4. Heartly P.J., Kindler P., Cheng H., Edwards R.L. A +20m middle Pleistocene sea level highstand (Bermuda and the Bahamas) due to partial collapse of Antarctic ice // Geology. 1999. № 27. P. 375-378.

5. Loutre M.F. Clues from MIS 11 to predict the future climate – a modelling point of view // Earth and Planetary Science Letters. 2003. № 212. P. 213-224.

6. Olson S.L., Hearty P.J. A sustained +21 m sea level highstand during MIS 11 (400 ka): direct fossil and sedimentary evidence from Bermuda // Quaternary Science Reviews. 2009. Vol. 28. P. 271-285.

7. Pushkar V.S., Razzhigaeva N.G. Golovnin Formation of the Kunashiri Island (Kurile): stratigraphy and paleoenvironment of the formation // Stratigraphy. Geological correlation. 2003. Vol. 11. P. 492-504.

8. Pushkar V.S., Roof S.R., Cherepanova M.V., Hopkins D.M., Brigham-Grette J. Paleogeographic and paleoclimatic significance of diatoms from middle Pleistocene marine and glaciomarine deposits on Baldwin Peninsula, northwestern Alaska // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1999. Vol. 152(1-2). P. 67-85.

9. Raynaud D., Barnola J.-M., Souchez R., Lorrain R., Petit J.-P., Duval P., Lipenkov V.Y. Palaeoclimatology: The record for marine isotopic stage 11 // Nature. 2005. № 436. P. 39-40.

10. Rohling E.J., Braun K., Grant K., Kucera M., Roberts A.P., Siddall M., Trommer G. Comparison between Holocene and Marine Isotope Stage-11 sea-level histories // Earth and Planetary Science Letters. 2010. № 291. P. 97-105.

11. Wang P., Tian J., Cheng X., Liu Q., Xu J. Exploring cyclic changes of the ocean carbon reservoir // Chinese Science Bulletin. 2003. Vol. 48(23). P. 2536-2548.

12. Yin Q.Z., Berger A. Insolation and CO2 contribution to the interglacial climate before and after the Mid-Brunhes Event // Nature Geoscience. 2010. Vol. 3(4). P. 243-246.

13. Yin Q.Z., Berger A. Individual contribution of insolation and CO2 to the interglacial climates of the past 800,000 years // Climate Dynamics. 2012. Vol. 38. P. 709-724.

Статья поступила в редакцию 1.09.2015

 

Diatom responses to marine isotopic stage 11-9 environments on Kurile Islands, Northwestern Pacific

V.S. Pushkar, M.V. Cherepanova

The middle Pleistocene paleoclimatic fluctuations and sea-level changes were recorded in the deposits of upper units of the Golovnin Formation, Kunashiri Island (Kurile Arc System). The sea-level was raised to 20–25 m above modern sea level (a.m.s.l.) in the first transgressive phase time (11 Marine Isotopic Stage - MIS), and to 5 m a.m.s.l. in the second transgressive phase time (9 MIS). The differences in paleoenvironment between 11 and 9 MIS allows us to suppose that a warm climate and a high sea-level position during extraordinarily long interglacial period MIS 11 in the Earth's history were not forced only by Earth’s orbital changes and solar insolation. The middle Pleistocene paleoclimatic fluctuations and sea-level changes were recorded in the deposits of upper units of the Golovnin Formation, Kunashiri Island (Kurile Arc System). The sea-level was raised to 20–25 m above modern sea level (a.m.s.l.) in the first transgressive phase time (11 Marine Isotopic Stage - MIS), and to 5 m a.m.s.l. in the second transgressive phase time (9 MIS). The differences in paleoenvironment between 11 and 9 MIS allows us to suppose that a warm climate and a high sea-level position during extraordinarily long interglacial period MIS 11 in the Earth's history were not forced only by Earth’s orbital changes and solar insolation. 

Key words: diatoms; Middle Pleistocene; MIS 11-9; paleoclimatic changes; sea-level; Kurile Islands; Northwestern Pacific.

 

Об авторах

Пушкарь Владимир Степанович – V.S. Pushkar

доктор географических наук
профессор, Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, Владивосток, Россия (Far East Geological Institute, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russia), pushkar@fegi.ru; Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия (Far Eastern Federal University, Vladivostok, Russia)

vlpushkar@vladivostok.ru

Черепанова Марина Валерьевна – M.V. Cherepanova

кандидат геолого-минералогических наук
старший научный сотрудник, Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток, Россия (Institute of Biology and Soil Science, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russia)

cherepanova@ibss.dvo.ru

Корреспондентский адрес: 690022, Россия, г. Владивосток, пр. 100 лет Владивостоку, 159, Биолого-почвенный институт ДВО РАН.

 

ССЫЛКА НА СТАТЬЮ:

Пушкарь В.С., Черепанова М.В. Реакция диатомей на условия окружающей среды морских изотопных стадий 11-9 Курильских островов, Северо-Западная Пацифика // Вопросы современной альгологии. 2015. № 3 (10). URL: http://algology.ru/834

 

 

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

 

К № 3 (10)

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта








ГЛАВНАЯ

НОВОСТИ

О ЖУРНАЛЕ

АВТОРАМ

12 номеров журнала

ENGLISH SUMMARY

ОБЗОРЫ И СТАТЬИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ


АКВАРИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
И  ИХ  СОДЕРЖАНИЕ


КОНФЕРЕНЦИИ

АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЙ СЕМИНАР

СТУДЕНЧЕСКИЕ РАБОТЫ

АВТОРЕФЕРАТЫ

РЕЦЕНЗИИ


ПРИЛОЖЕНИЕ к журналу:


ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОПРЕДЕЛИТЕЛИ И МОНОГРАФИИ

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ АЛЬГОЛОГИЯ
СЕГОДНЯ


ИСТОРИЯ АЛЬГОЛОГИИ

КЛАССИКА
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АЛЬГОЛОГИИ


ПУБЛИКАЦИИ ПРОШЛЫХ ЛЕТ

ВЕДУЩИЕ АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЕ
ЦЕНТРЫ


СЕКЦИЯ  АЛЬГОЛОГИИ  МОИП

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ РАЗДЕЛ

СЛОВАРИ И ТЕРМИНЫ



НАШИ ПАРТНЕРЫ


ПРЕМИИ

КОНТАКТЫ

Новые публикации



Карта сайта






Рассылки Subscribe.Ru
Журнал "Вопросы современной альгологии"
Подписаться письмом


Облако тегов:
микроводоросли    макроводоросли    пресноводные    морские    симбиотические_водоросли    почвенные    Desmidiales(отд.Сharophyta)    Chlorophyta    Rhodophyta    Phaeophyceae    Диатомеи     Dinophyta    Prymnesiophyta_(Haptophyta)    Cyanophyta    Characeae    бентос    планктон    перифитон    кокколитофориды    Экология    Систематика    Флора_и_География    Культивирование    Химический_состав    Минеральное_питание    Ультраструктура    Загрязнение    Биоиндикация    Размножение    Морфогенез    Морфология_и_Морфометрия    Физиология    Морские_травы    Использование    ОПРЕДЕЛИТЕЛИ    Фотосинтез    Фитоценология    Черное_море    Белое_море    Баренцево_море    Дальний_Восток    Азовское_море    Каспийское_море    Чукотское_море    КОНФЕРЕНЦИИ    ПЕРСОНАЛИИ    ИСТОРИЯ    РЕЦЕНЗИЯ    Биотехнология    Динамические_модели    Экстремальные_экосистемы    Ископаемые_водоросли    Сезонные_изменения    Биоразнообразие    Аральское_море    

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147