Прушковская И.А., Цой И.Б.

Irina A. Prushkovskaya, Ira B. Tsoy

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН (Владивосток, Россия)

УДК 561.26+551.79(265.4)

Изучение диатомей в осадках Амурского залива (Японское море), сформированных за последние 2000 лет, показало, что резкие кратковременные падения концентрации диатомей совпадают с минимумами содержания брома, что можно объяснить влиянием тайфунов или других катастрофических событий, приводящих к наводнениям и использовать в дальнейшем при палеореконструкциях.

Ключевые слова: диатомеи; донные осадки; Амурский залив; тайфуны.

Амурский залив – внутренний залив обширного залива Петра Великого в Японском море, глубоко вдается в сушу. Побережье Амурского залива, являющееся самым заселенным районом тихоокеанской России, находится в зоне влияния различных природных явлений, таких как тропические циклоны или тайфуны, наводнения, ливневые дожди и даже смерчи. Эти явления часто приводят к катастрофическим последствиям на побережьях, абразии берегов, резкому увеличению твердого стока в морские бассейны, что влияет на осадконакопление и отражается в донных отложениях. Цель настоящей работы – проследить и описать влияние тайфунов на содержание диатомей в осадках Амурского залива за последние 2000 лет.

Для настоящей работы были исследованы три колонки: А12-4, А12-5, LV66-3. Колонки А12-4 (координаты станции: 131˚48.202ˊ в.д.; 43˚10.692ˊ с.ш., глубина отбора – 16 м; выход керна – 61 см) и А12-5 (координаты станции: 131˚50.592ˊ в.д.; 43˚11.065ˊ с.ш.; глубина отбора – 20 м; выход керна – 78 см) были отобраны гравитационной трубкой ГОИН ТГ-1.5 в 2012 г. в северной впадине Амурского залива. Донные осадки представлены монотонными в разрезе темно-серыми и черными пелитами или алевритовыми пелитами. В 2014 г. гравитационной трубкой была отобрана колонка LV66-3 (координаты станции LV66-3: 131°49.622ˊ в.д.; 43°07.473ˊ с.ш.; глубина отбора – 33 м; длина керна – 470 см), представленная однородными глинистыми осадками возрастом несколько тысяч лет. В месте отбора было проведено сейсмоаккустическое профилирование, выявившее однородное строение осадочной толщи, без видимых перерывов в осадконакоплении и включений осадков иного состава (Акуличев и др., 2015).

Для диатомового анализа образцы колонок А12-4 и А12-5 отбирались с шагом 1 см, образцы колонки LV66-3 отбирались с шагом 3 см. Обработка образцов и приготовление препаратов проводились по стандартной методике (Жузе и др., 1974). Изучался качественный состав и количественное содержание диатомей на грамм воздушно-сухого осадка. Для приготовления препаратов применялась высокопреломляющая синтетическая смола MOUNTHEX с толуолом с показателем преломления 1,67. На всех этапах обработки использовалась только дистиллированная вода. Определение и подсчет видов проводились с помощью световых микроскопов IMAGER.A1 и MIKMED-6 при увеличениях ×1300 и ×600 соответственно, фотографирование – цифровой видеокамерой AxioCam MRc.

Возраст осадков определялся несколькими методами. Для колонок А12-4 и А12-5 возраст оценивался на основе скоростей осадконакопления по неравновесному ²¹⁰Pb, который применим для датировки временного интервала 100–150 лет и по пикам содержаний ¹³⁷Cs (Астахов и др., 2015). Для колонки LV 66-3 применялись радиоуглеродные датировки раковин моллюсков методом ускорительной масс-спектрометрии (AMS) и тефрохронологические данные (Акуличев и др., 2016). Калибровка ¹⁴C дат для получения календарного возраста исследуемых проб была выполнена с помощью программы Calib с использованием калибровочной кривой Marine 13 (Астахов и др., 2019). Средние скорости осадконакопления колонок А12-4, А12-5 и LV66-3 составили 4,2, 3,6 и 1 мм/год соответственно, а для верхних 10 см колонки LV66-3 скорость составила 1,6 мм/год. Полные данные о составе и количестве диатомей в колонках А12-4 и А12-5 представлены в базах данных (Tsoy, Prushkovskaya, 2019 a, b).

В колонке А12-4, отобранной у полуострова Песчаный, установлено 135 видов и внутривидовых таксонов диатомей, принадлежащих 65 родам. Большинство видов — морские (85) и солоноватоводные (17), разнообразны пресноводные виды (33), среди которых представители рода Aulacoseira доминируют в нижней части колонки (до 44%). Доминантом является бентосный эстуарный вид Diploneis smithii (Brébisson) Cleve (до 47%), встреченный по всей колонке. Субдоминантами являются бентосные виды Diploneis subcincta (A.Schmidt) Cleve (до 17%), Grammatophora oceanica (Ehrenberg) Grunow и G. oceanica var. subtilissima (Bailey) Grunow (до 32%), Trachyneis aspera (Ehrenberg) Cleve (до 27%), которые также встречены по всей длине колонки. В верхних 20 см колонки преобладают планктонные виды: Thalassionema nitzschioides (Grunow) Mereschkowsky (до 23,2%), T. frauenfeldii (Grunow) Tempère et Peragallo (до 20,4%), Rhizosolenia setigera Brightwell (до 24,3%), Cyclotella litoralis Lange et Syvertsen (до 24%), Coscinodiscus radiatus Ehrenberg (до 10,4%), Chaetoceros spp. (до 32%); ниже 20 см в колонке высокой численности достигают бентосно-планктонный вид Paralia sulcata (Ehrenberg) Cleve (до 17%) и бентосный вид Petroneis glacialis (Cleve) Witkowski (до 8%).

В колонке А12-5, отобранной в центральной части впадины, диатомовая флора представлена 126 видами и внутривидовыми таксонами, принадлежащими 69 родам. Морские (74 вида) и солоноватоводные (21) виды преобладают, пресноводные (31 вид) встречены преимущественно единичными экземплярами. Доминантом, как и в предыдущей колонке, является вид Diploneis smithii (до 30%), субдоминантами – виды Diploneis subcincta (до 16,8%), Grammatophora oceanica (до 23%), которые встречены по всей колонке. В верхних 20 см колонки доминируют планктонные виды: Thalassionema nitzschioides (до 14,8%), T. frauenfeldii (до 19,5%), Rhizosolenia setigera (до 12,9%), Cyclotella litoralis (до 26,1%), Coscinodiscus radiatus (до 13,7%), Chaetoceros spp. (до 25,7%). Ниже 20 см в колонке А12-5 высокой численностью характеризуются бентосные виды: Lyrella spectabilis (Gregory) Mann (до 15,2%), Petroneis glacialis (до 11,3%), в некоторых интервалах высока численность вида Paralia sulcata (до 11%).

В колонке LV66-3, отобранной южнее, в зоне максимальной гипоксии и на значительном удалении от устья р. Раздольная, было определено 176 видов, принадлежащих 71 роду. Видовой состав представлен морскими (86), солоноватоводными (50), пресноводными (34) и вымершими в неогене видами (6), из которых 4 – пресноводные (Aulacoseira elliptica Tsoy emend. Usoltseva et Tsoy, A. houki H. Tanaka, A. ovatа Usoltseva et Tsoy, A. praegranulata var. praeislandica (Simonsen) Moisseeva) и 1 – неритический (Eupyxidicula zabelinae (Jousé) Blanco et Wetzel). Доминантом является Diploneis smithii (до 38%), субдоминантом – Rhizosolenia setigera (до 30%), Chaetoceros spp. (до 30%), Grammatophora oceanica и G. oceanica var. subtilissima (до 25%). В верхней части колонки высокую численность составляют: Lyrella spectabilis (до 18%), Trachyneis aspera (до 16%), Arachnoidiscus ehrenbergii Bailey (до 12%), Thalassionema nitzschioides и T. frauenfeldii (до 12%), Petroneis glacialis, Cyclotella litoralis и Coscinodiscus radiatus (до 8%), пресноводный вымерший вид Aulacoseira praegranulata var. praeislandica составляет до 12%.

Кроме изменения таксономического состава по всей длине кернов резко изменяется соотношение экологических групп диатомовых комплексов и наблюдаются резкие падения количества диатомей на грамм воздушно-сухого осадка (Tsoy et al., 2015). При сопоставлении минимумов содержания диатомей с минимальными содержаниями брома, связанными с экстремальными наводнениями, вызванными тайфунами или глубокими циклонами, была установлена хорошая корреляция между ними (Прушковская, в печати). Среди 17 тайфунов последних 60 лет зафиксированы самые разрушительные за всю историю Приморья с начала метеорологических наблюдений (Сетевое издание Primgazeta.ru, 2019). Это тайфуны Эмма, Ирвинг, Джуди и Мелисса, которые отличались огромной скоростью ветра (до 166 км/час) и мощными и продолжительными осадками (до 345 мм), приводившими к обширным наводнениям на юге края и увеличению речного стока в Амурском заливе. Пики минимумов содержания диатомей в период с 1850 по 1950 гг. также совпадают с крупными наводнениями и циклонами. За 100 лет насчитывается 7 событий, с периодичностью от 3 до 20 лет. В то время как за последние 60 лет (1956–2012 гг.) их насчитывается 12 с интервалом от 1 до 10 лет, а в некоторые годы отмечено более 1 тайфуна в год.

Для выделения сигналов наводнений в колонке LV66-3 использовалось обратное нормирование содержаний брома по рубидию (Rb/Br), в результате чего отрицательные относительно тренда пики брома были преобразованы в положительные пики Rb/Br (Астахов и др., 2019). Помимо лучшей наглядности это дает возможность использовать амплитуду пиков как одну из характеристик интенсивности наводнения. Для представления повторяемости наводнений принят уровень 0,5, который определяет интенсивность и достоверность событий. Полученная таким образом последовательность сигналов наводнений ΔRb/Br для последних 2000 лет с уровнем выше 0,5 коррелирует с минимальными содержаниями диатомей в осадках. В работе Л.А. Ганзей в соавт. (2015) в этот период также отмечены палеоцунами и наводнения на побережье Восточного Приморья, которые совпадают с пиками минимумов диатомей в осадках и, соответственно, с вышеуказанными сигналами. В колонке LV66-3 отражены преимущественно наводнения, сформировавшиеся во время наиболее интенсивных тайфунов, поскольку станция удалена от устья р. Раздольная, являющейся основным поставщиком взвешенного вещества с суши в залив.

Проведенное сравнение изменения содержания диатомей, брома и отношения Rb/Br в изученных колонках Амурского залива показало положительную корреляцию, что может свидетельствовать о влиянии экстремальных природных явлений, таких как тайфуны, циклоны и наводнения, на резкое падение концентрации диатомей в осадках и использоваться для распознавания подобных явлений при палеореконструкциях.

Работа выполнена в рамках Госзадания ФГБУН ТОИ ДВО РАН (тема № 0271-2019-0005, № гос. рег. АААА-А17-117030110033-0) и финансовой поддержке РНФ (грант № 18-77-10017).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Акуличев В.А., Астахов А.С., Карнаух В.Н., Аксентов К.И., Артёмова А.В., Босин А.А., Верещагина О.Ф., Вологина Е.Г., Иванов М.В., Калинчук В.В., Суховеев Е.Н. Геоакустические признаки миграции метана субаквальных угленосных толщ в голоценовый осадочный чехол (Амурский залив Японского моря) // Доклады Академии наук. 2015. Т.460, №5. С.589–594.
2. Акуличев В.А., Астахов А.С., Малахов М.И., Аксентов К.И., Карабцов А.А., Марьяш А.А., Алаторцев А.В. Первая находка криптотефры катастрофических извержений вулкана Байтоушань X в. н.э. в шельфовых отложениях Японского моря // Доклады Академии наук. 2016. Т.469, №6. С.734–738.
3. Астахов А.С., Дарьин А.В., Калугин И.А., Аксентов К.И. Реконструкция частоты катастрофических наводнений на западном побережье Японского моря по шельфовым седиментационным записям // Метеорология и гидрология. 2019. №1. С.91–102.
4. Астахов А.С., Калугин И.А., Аксентов К.И., Дарьин А.В. Геохимические индикаторы палеотайфунов в шельфовых отложениях // Геохимия. 2015. №4. С.387–392. DOI: https://doi.org/10.7868/S0016752515040020.
5. Ганзей Л.А., Разжигаева Н.Г., Нишимура Ю., Гребенникова Т.А., Кайстренко В.М., Горбунов А.О., Арсланов Х.А., Чернов С.Б., Наумов Ю.А. Осадки исторических и палеоцунами на побережье Восточного Приморья // Тихоокеанская геология. 2015. Т.34, №1. С.80–96.
6. Жузе А.П., Прошкина-Лавренко А.И., Шешукова-Порецкая В.С. Методика исследования // Глезер З.И., Жузе А.П., Макарова И.В., Прошкина-Лавренко А.И., Шешукова-Порецкая В.С. (ред.). Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные). Т.1. – Л.: Наука, 1974. – С.50–79.
7. Прушковская И.А. Влияние тайфунов на содержание диатомей в осадках Амурского залива (Японское море) за последние 150 лет // Вестник Камчатской региональной организации Учебно-научный центр. Серия Науки о Земле. 2019. Вып. 42, №2. С. 111–119. DOI: 10.31431/1816-5524-2019-2-42-111-119
   
8. Сетевое издание Primgazeta.ru. Приморская газета: официальное издание органов государственной власти Приморского края. https://primgazeta.ru/news/five-of-the-most-devastating-typhoons-in-the-history-of-primorye (дата обращения – 16.07.2019).
9. Tsoy I.B., Prushkovskaya I.A. Diatoms and silicoflagellates abundances in the sediment core A12-4 from Amur Bay (Japan Sea). PANGAEA, 2019a. DOI: https://doi.org/10.1594/PANGAEA.898638.
10. Tsoy I.B., Prushkovskaya. I.A. Diatoms and silicoflagellates abundances in the sediment core A12-5 from Amur Bay (Japan Sea). PANGAEA, 2019b. DOI: https://doi.org/10.1594/PANGAEA.898650.
11. Tsoy I.B., Prushkovskaya I.A., Aksentov K.I., Astakhov A.S. Environmental changes in the Amur Bay (Japan/East Sea) in the past 150 years on the basis of diatoms and silicoflagellates // Ocean Science Journal. 2015. V.50(2). P.433–444. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s12601-015- 0039-8.

Статья поступила в редакцию 1.06.2019
Статья принята к публикации 21.07.2019

Об авторах

Прушковская Ирина Александровна – Irina A. Prushkovskaya

младший научный сотрудник, Тихоокеанский океанологический институт имени В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия (Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the RAS, Vladivostok, Russia)

prushkovskaya@poi.dvo.ru

Цой Ира Борисовна – Ira B. Tsoy

доктор геолого-минералогических наук
зав. лабораторией, Тихоокеанский океанологический институт имени В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия (Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the RAS, Vladivostok, Russia)

tsoy@poi.dvo.ru

Корреспондентский адрес: 690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, 43, ТОИ ДВО РАН. Телефон (423)231-14-00.

ССЫЛКА:

Прушковская И.А., Цой И.Б. Диатомовые водоросли в осадках Амурского залива (Японское море) и влияние тайфунов на их аккумуляцию за последние 2000 лет // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2 (20). С. 252–256. URL: http://algology.ru/1538

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-252-256

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Diatoms in the Amur Bay sediments (Sea of Japan) and the impact of typhoons on their accumulation over the last 2000 years

Irina A. Prushkovskaya, Ira B. Tsoy

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

The study of diatoms in the sediments of the Amur Bay (Sea of Japan), formed over the last 2000 years, showed that the sharp short-term drops in the concentration of diatoms coincide with the minima of bromine content, which can be explained by the influence of typhoons or other catastrophic events leading to floods and used later in paleoreconstructions.

Key words: diatoms; sediments; Amur Bay; typhoons.

References

1. Akulichev V.A., Astakhov A.S., Aksentov K.I., Mar’yash A.A., Alatortsev A.V., Malakhov M.I., Karabtsov A.A. The first discovery of cryptotephra of the catastrophic eruptions of the Baitoushan volcano in the tenth century a.d. in the shelf deposits of the Sea of Japan. Doklady Earth Sciences. 2016. V.469(2). P. 887–891. DOI: https://doi.org/10.1134/S1028334X16080201.
2. Akulichev V.A., Astakhov A.S., Karnaukh V.N., Aksentov K.I., Artemova A.V., Bosin A.A., Vereshchagina O.F., Ivanov M.V., Kalinchuk V.V., Sukhoveev E.N., Vologina E.G. Geoacoustic evidence of methane migration from submarine coaliferous formations to Holocene sediments (Amur Bay, Sea of Japan). Doklady Earth Sciences. 2015. V.460(2). P. 163–167. DOI: https://doi.org/10.1134/S1028334X15020087.
3. Astakhov A.S., Aksentov K.I., Kalugin I.A., Darin A.V. Geochemical indicators of paleo-typhoons in shelf sediments. Geochemistry International. 2015. V.53, №4. P. 383–388. DOI: https://doi.org/10.1134/S0016702915040023.
4. Astakhov A.S., Darin A.V., Kalugin I.A., Aksentov K.I. Rekonstruktsiya chastoty katastroficheskikh navodneniy na zapadnom poberezhye Yaponskogo morya po shelfovym sedimentatsionnym zapisyam [Reconstruction of the frequency of catastrophic floods on the West coast of the Sea of Japan by offshore sedimentation records]. Meteorologiya i hydrologiya. 2019. №1. P. 91–102. (In Russ)
5. Ganzey L.A., Razjigaeva N.G., Grebennikova T.A., Nishimura Y., Kaistrenko V.M., Gorbunov A.O., Arslanov K.A., Chernov S.B., Naumov Y.A. Deposits of historical and paleotsunamis on the coast of Eastern Primorye. Russian Journal of Pacific Geology. 2015. V.9(1). P. 64–79. DOI: https://doi.org/10.1134/S1819714015010029.
6. Jousé A.P., Proshkina-Lavrenko, A.I., Sheshukova-Poretskaya V.C. Metodika issledovaniya [Research methodology]. In: Glezer Z.I., Zhuze A.P., Makarova I.V., Proshkina-Lavrenko A.I., Sheshukova-Poretskaya V.S. (eds.). Diatomovye vodorosli SSSR (iskopayemyye i sovremennyye) [Diatoms of the USSR (fossil and modern)]. V.1. Nauka, Leningrad, 1974. P. 50–79. (In Russ)
7. Prushkovskaya I.A. Vliyaniye tayfunov na soderzhaniye diatomey v osadkakh Amurskogo zaliva (Yaponskoye more) za posledniye 150 let [The impact of typhoons on the content of diatoms in sediments of Amur Bay (Japan Sea) over the last 150 years]. Vestnik Kamchatskoy regionalnoy organizatsii Uchebno-nauchnyy tsentr. Seriya Nauki o Zemle. V.42, №2. P. 111–119. DOI: 10.31431/1816-5524-2019-2-42-111-119
   
8. Setevoye izdaniye Primgazeta.ru [Online Edition Primgazeta.ru]. Primorskaya gazeta: ofitsialnoye izdaniye organov gosudarstvennoy vlasti Primorskogo kraya [Primorskaya Gazeta: the official publication of the government of Primorsky Krai]. https://primgazeta.ru/news/five-of-the-most-devastating-typhoons-in-the-history-of-primorye (Accessed on 16.07.2019).
9. Tsoy I.B., Prushkovskaya I.A. Diatoms and silicoflagellates abundances in the sediment core A12-4 from Amur Bay (Japan Sea). PANGAEA, 2019a. DOI: https://doi.org/10.1594/PANGAEA.898638.
10. Tsoy I.B., Prushkovskaya. I.A. Diatoms and silicoflagellates abundances in the sediment core A12-5 from Amur Bay (Japan Sea). PANGAEA, 2019b. DOI: https://doi.org/10.1594/PANGAEA.898650.
11. Tsoy I.B., Prushkovskaya I.A., Aksentov K.I., Astakhov A.S. Environmental changes in the Amur Bay (Japan/East Sea) in the past 150 years on the basis of diatoms and silicoflagellates. Ocean Science Journal. 2015. V.50(2). P. 433–444. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s12601-015-0039-8.

Authors

Prushkovskaya Irina A.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-2674-1053.

Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the RAS, Vladivostok, Russia

prushkovskaya@poi.dvo.ru

Tsoy Ira B.

ORCID – http://orcid.org/0000-0003-4261-4302.

Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the RAS, Vladivostok, Russia

tsoy@poi.dvo.ru

ARTICLE LINK:

Prushkovskaya I.A., Tsoy I.B. Diatoms in the Amur Bay sediments (Sea of Japan) and the impact of typhoons on their accumulation over the last 2000 years. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). P. 252–256. URL: http://algology.ru/1538

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-252-256

When reprinting a link to the site is required

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

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147