Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Глубинное строение ледников тропических и умеренных широт как основа палеоклиматических реконструкций : диссертация ... доктора географических наук : 25.00.31

Год: 2004

Номер работы: 699520

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

1.1. Южная Америка

4.2.

1.2. Центральная Азия

4.2.

1.3. Африка

4.2.2. Последнее тысячелетие

4.2.

2.1. Средневековое потепление

4.2.

2.2. Малый ледниковый период

4.2.

2.3. Современная климатическая эпоха ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЯ 234 236 236 242 247 249 249 250 250 257 258 262 267 281 286 291 329

Главной особенностью современного этапа климатической истории Земли является глобальное потепление, на фоне которого резко участились аномалии погоды и природные катастрофы. Наиболее вероятная причина этих изменений антропогенное воздействие на климат в результате возрастающей эмиссии парниковых газов (Борисенков, 2000; Клиге, 2000; IPCC, 2001; Кислов, 2001; ^ Oldfield, Alverson, 2002). Антропогенные факторы накладываются на естественные Климатические вариации, от которых они трудно отличимы.

Ледники долгое время представляли интерес как объект геологогеоморфологический, связанный с проблемами изучения древнего оледенения. Первые исследования ледников в Альпах бьши посвящены движению ледников и служили для объяснения механизма геологической деятельности движущегося льда. Палеогеографическое значение ледников стало очевидным уже в середине XIX в., когда начали сформулированной появляться работы, которые составили основу несколько позже ледниковой теории (Agassiz, 1840; Кропоткин,

Проблема времени в палеогляциологии, как и в любой другой исторической науке, занимает центральное место. В исследованиях глубинного строения ледников все выводы имеют смысл лишь если они решают вопрос о хронологической последовательности и длительности событий. «Характерное время» дает представление об относительной скорости протекания изучаемых явлений. Чем больше характерное время, тем меньше скорость процессов. Проще всего оно может быть вьщелено, когда на необратимый направленный процесс

Изменчивость аккумуляции и абляции служит причиной неодинакового хода процессов льдообразования на ледниках. При всем многообразии этих процессов, включающих сменяющие друг друга во времени стадии диагенеза снега, фирнизации и собственно льдообразования, главными из них служат механическое сжатие (сближение кристаллов) и заполнение пор за счет замерзания в них талых вод и жидких осадков. В зависимости от соотношения этих процессов тип и скорость льдообразования, характер стратиграфического ст

Первым этапом исследований глубинного строения ледников служит расчленение ледниковой толщи на отдельные разновозрастные горизонты с последующим их датированием.

Основой служит визуального и статифицирования Оно широко фирново-ледниковых по своим применялось при толщ первых чередование горизонтов, генезису. отличающихся физическим характеристикам исследованиях разрезов ледников и кернов льда в полярных районах (Шумский, 1955; Benson, 1962; Langway, 1967; Gow, 1968). Причины таких различий заключаются в изменении свойств приповерхностных слоев снега под воздействием атмосферных условий и радиационных потоков, которые имеют сезонную цикличность. Прежд

Изотопно-геохимическое стратифицирование, также как и визуальное, возможно М ^ лишь при достаточно высокой скорости аккумуляции, что обеспечивает получение нескольких образцов на один годовой горизонт. Сезонные вариации изотопов кислорода широко используются для годичного стратифицирования. В процессе испарения и конденсации вода, вовлеченной в гидрологический цикл, ее главные изотопные составляющие Нг'^О и Нг^^О - разделяются в зависимости от температуры, при которой достигается равновесие м

В периоды между накоплениями снега на поверхности ледников отлагается большое количество нерастворимых микровключений. Особенно отчетливо пики повышенной концентрации микрочастиц выделяются в районах, где хорошо разделяются сухой и влажный периоды. На Тибетском плато, где большая часть аккумуляции происходит за три летних месяца, во время бесснежного зимнего сезона с окружаюш;их центрально-азиатских пустынь переносится огромное ' количество пыли. В результате формируются видимые невооруженным

Керны льда содержат включения различного биологического материала. На поверхность ледников ветром заносятся споры и пыльца, фрагменты древесной коры и насекомых. Первые работы по стратифицированию ледниковой толщи с помощью спорово-пыльцевого метода проводились во время МГГ (Кренке, Федорова, 1961; Трошкина, 1968) и на отдельных ледниках и в более позднее время (Fredskild, Wagner, 1974; Koerner et al., 1988; Bourgeons, 1990; Андреев и др., 1997; Liu et al., 1998). Существенным ограничением ши

Разработка надежной временной шкалы служит первым необходимым этапом при изучении кернов льда. В зависимости от требуемой точности и возраста ледниковой толщи при ее датировании используется различный набор методов. Они включают стратиграфические исследования, реперные горизонты, радиоактивный распад некоторых радионуклидов, математическое моделирование или сравнение с другими данными. В последнее время точность разрабатываемых возрастных шкал возрастает, в результате чего появляется возможно

Реперным горизонтом может служить любое хорошо датированное событие, имевшее место в прошлом. Такие горизонты используются для независимого контроля датировок, полученных стратиграфическими методами. Более того, они имеют самостоятельное значение при определении возраста, особенно в районах с малой величиной аккумуляции, где другие используемые методы дают значительные ошибки. Наиболее распространенными при изучении кернов льда являются горизонты повышенной радиоактивности и следы вулканическ

Некоторые радиоактивные изотопы используются для абсолютного датирования ледникового льда. Наибольшее распространение получили '"Ве, '"^С, ^^С1, ^^Аг, ^'iCr и ^'°ЗРЬ (Stauffer, 1989). Их выбор определяется периодом полураспада исследуемых элементов и объемом образца, необходимого для анализа. Естественный радиоактивный изотоп С имеет период полураспада 5 730 лет. При датировании ледникового льда по с использованием ^'^С анализируется содержание этого изотопа в СОг, заключенном в пуз

Определение возраста глубоких слоев льда осуществляется при помощи теоретических моделей течения льда, поскольку методы, описанные выше, не применимы на больших глубинах. Данный способ датирования детально изложен в ряде специальных работ и обзоров (Dansgaard, Johnsen, 1969; Hammer et al., 1978; Котляков, Гордиенко, 1982; Reeh, 1989; Johnsen, Dansgaard, 1992; Paterson, 1994; Котляков, 2000b и др.). Слои снега, выпавшего на поверхность, в процессе трансформации в лед под воздействием вертикаль

1.6.5. Сравнение с другими данными В дополнение к описанным выше методам возрастная шкала для отдельных частей ледниковых кернов может быть установлена путем стратиграфических корреляций с другими косвенными палеоклиматическими данными, которые могут иметь лучший хронологический контроль. Впервые такой подход бьш использован В.Дансгором и др. (Dansgaard et al., 1982) для уточнения временной шкалы для керна Кемп Сенчури. Они сопоставили главные изменения климатических событий, отраженных в кер

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ГЛУБИННЫХ РАЗРЕЗОВ ЛЕДНИКОВ Реконструкция прошлых изменений природной среды и климата ~ это главное, что призваны решать все программы глубокого кернового бурения ледников. Области современного оледенения до недавнего времени представляли собой белые пятна в палеоклиматалогии, поскольку другие данные кроме тех, что присутствуют в толще самих ледников, редки и разрозненны, а иногда просто отсутствуют. Непосредственно в слоях ледников заклю

Основой для реконструкции палеотемператур в настоящее время служит изотопный состав кислорода и водорода, входяп];их в состав молекул воды ледникового льда. Первые работы о соотношении стабильных изотопов кислорода и водорода природных вод, вовлеченных в гидрологический цикл, появившиеся в начале 1950-х годов, показали значительную пространственную и временную изменчивость изотопного состава атмосферных осадков. Поэтому, начиная с 1961 г. Международное агентство по атомной энергии (IAEA) вмес

Данные об атмосферных осадках зафиксированы в толщинах годовых горизонтов, выделяемых в ледниковых кернах. Наиболее точные их значения могут быть получены в районах, где потери массы ледников вследствие таяния, испарения и метелевого перераспределения снега минимальны. Точность сумм реконструируемых осадков, особенно в глубинных частях ледниковых разрезов. имеет определенные ограничения из-за использования моделей течения льда для оценки смещения точки бурения вследствие движения ледника и

Инструментальные измерения концентрации парниковых газов (СОг, СНд, N2O и водяной пар) были начаты около 40 лет назад. Поэтому воздух, заключенный в ледниках, служит единственным источником, позволяющим оценить как их доиндустриальный уровень, так и содержание в атмосфере за более длительные интервалы времени (Raynaud et al., 1993; 2000; 2003). Исследования газового состава в антарктических кернах показали, что к 1995 г. л концентрация СОг увеличилась на 30% по сравнению с серединой XIX в.

Изменение химического состава кернов льда может быть использовано для реконструкции смен эпох атмосферной циркуляции. В керне ГИСП-2 на основе вариаций содержания ионов Са^*, Mg^*, К"^, Na"^, СГ, S04^', NO3" и NH4"*' были л выделены два главных циркуляционных режима, преобладавших во время последнего ледниково-межледникового цикла (Mayewski et al., 1997). Первый связан с доминированием арктических и полярных воздушных масс и характеризуется большим содержанием континентал

Косвенные свидетельства о распространении растительности и ее продуктивности присутствуют в стратиграфических разрезах ледников в виде пыльцы и спор растений, нитратов и микрочастиц. Палинологические исследования кернов льда достаточно редки. В результате работ на арктических ледниках была показана возможность корреляций климата и палинологических обстановок (Андреев и др., 1997). Однако крайне разреженный растительный ^ покров и подавленное цветение на участках суши вблизи арктических ледни

Информация о вулканической деятельности, содержащаяся в ледниках, представляет особый интерес по двум причинам. Крупные извержения вулканов, напрямз^о никак не связанные с климатической изменчивостью, оказывают значительное воздействие не только на район, непосредственно примыкающий к вулкану, но и на значительно большую территорию, влияя на региональный и глобальный климат. При вулканических извержениях взрывного характера в тропосферу, а нередко и в стратосферу, выбрасывается огромное колич

Колебания потока солнечной радиации к поверхности Земли играет важную роль в климатической изменчивости. Все глобальные климатические модели рассматривают изменения метеорологической солнечной постоянной в качестве одного из важных входных параметров. Ее величина по данным прямых измерений метеорологическими спутниками в течение последних лет менялась на 0,1-0,2%. Однако современные исследования свидетельствуют, что Земля вращается не вокруг Солнца, а вокруг центра масс солнечной системы, уда

В результате антропогенной деятельности в атмосферу выбрасывается огромное количество газов и твердых частиц, на порядки превышаюш:ее их природное содержание. Это происходит из-за сжигания различных видов топлива, деятельности металлургических и химических предприятий, разработки месторождений полезных ископаемьис открьггым способом и т.п. Поскольку в ^ атмосфере все они присутствуют в виде аэрозолей, то данные ледниковых кернов отражают изменения их концентрации. Результаты исследований в

Выбор оптимального объекта для исследования во многом определяет репрезентативность получаемых данных. Результаты исследования глубинных разрезов ледников широко используются в различных областях знания. Однако единичный керн льда представителен только для ограниченной площади вокруг точки бурения. С другой стороны, и отдельный ледник представляет собой лишь точку в ледниковой системе. Поэтому для пространственной интерпретации полученных данных необходимо представлять как положение буровой с

В отличие от ледниковых покровов и крупных куполов, поля баланса массы горных ледников представляют собой сложную картину, зависящую от рельефа поверхности, простирания окружающих горных хребтов и изменчивости метеорологических факторов. Для исследования положения отдельной точки в поле Ьп нами были использованы данные 40-летних наблюдений на леднике Центральный Туюксу (Mikhalenko, 1995). Наиболее низкая корреляция наблю­ ^ дается между Ьп всего ледника и верхней пригребневой части области а

2.2.2. Положение ледника в ледниковой системе Ледники в разных частях системы по-разному реагируют на климатические изменения. Например, в южной Норвегии ледники прибрежных районов с 1961 по 1990 гг. имели положительный баланс массы и наступали, тогда как в континентальной части Скандинавии их баланс массы бьш отрицателен, что сопровождалось сокращением площади оледенения (Дюргеров, Михаленко, 1989). Причина такой изменчивости заключается в большом горизонтальном градиенте аккумуляции. -4^

Современное оледенение континентальной части Европы, составляющее по последним оценкам 6540 км^ (Dyurgerov, 2002), сосредоточено, главным образом, в Альпах (2908,8 км^), Скандинавии (2941,7 км^) и на Кавказе (646,3 км^ в пределах бассейнов Азовского и Черного морей). Помимо этого небольшие каровые и присклоновые ледники встречаются в Пиренеях (11,5 км ). В конце 1950-х гг. В.Ф. Перовым (Перов, 1968) в Хибинах были обнаружены четыре присклоновых ледника общей площадью 0,1 км^. В 1980 г. нами б

Ледники Альп расположены в диапазоне высот от 1100 до 4810 м (Виноградов и др., 1997). Средняя многолетняя высота границы питания ледников составляет 2600-3000 м. На этих высотах выпадает 1000-2000 мм осадков, из которых на долю твердых осадков приходится 73-80% годовой суммы, а средняя летняя температура воздз^са колеблется в разных районах Альп от 5,5 до -0,5°С (Давидович и др., 1997). Стратиграфические исследования ледников Альп в глубоких шурфах (Ambach, Eisner, 1966) в конце 1960-х годов

Современные ледники распространены на Большом Кавказе, где сосредоточено 99,7% всей площади ледников, и Закавказском нагорье (Рис. 27). Эльбрус Джантуганское плато " •'у^^^Р'ЦУ' > % v..^iC-Wj^ л Рис. 27. Современное оледенение Кавказа на космическом снимке, полученном со спутника MODIS в 2002 г. Точками показаны пункты изучения глубинного строения ледников. Общая площадь оледенения Кавказа составляет 1412 км^, а число ледников 2090, расположенных в диапазоне высот 1830-5642

Сведения о глубинном строении скандинавских ледников крайне немногочисленны. В основном исследования затрагивали лишь сезонную снежную толщу. В 1987 г. в области питания ледника Хогате Брекулен (Hogate Breakulen) в массиве Йостедальсбреен на высоте 1957 м был получен 50-м керн льда (Watanabe, Fujii, 1988). Скважиной была вскрыта изотермическая толща с нулевой температурой.

Центральная Азия и Гималаи - крупнейшая область современного оледенения внеполярных широт северного полушария (Рис. 37). Общая площадь ледников составляет 114800 км^ (Dyurgerov, 2002). Огромный высотный диапазон, в котором существуют ледники, и сильно различающееся количество осадков приводят к формированию широкого спектра зон льдообразования - от фирново-ледяной до рекристаллизационной. Питание ледников этого региона происходит за счет среднеширотных влажных воздушных масс, приходящих из Ат

Памиро-Алай - горная система, расположенная к югу от Ферганской долины (Рис. 38). Она включает в себя Гиссаро-Алай, Таджикскую депрессию и Памир. Памиро-Алай первым принимает на себя влажные воздушные массы, поступающие в Центральную Азию из Атлантики. Большие абсолютные высоты и значительное количество осадков служат причиной интенсивного развития оледенения. Согласно данным на 1980 г. (Щетинников, 1998) на Памиро-Алае насчитывалось 11915 ледников общей площадью 8620 км . Питание ледников пр

Горы Западного Кунь-Луня (около 300 км в длину) являются частью хребта Кунь-Лунь, протянувшегося с запада на восток более, чем на 2200 км и ограничивающего с севера Тибетское плато (Рис. 37). Большая часть вершин Западного Кунь-Луня превышает 6500 м, а высшая точка - пик Кунь-Лунь достигает высоты 7167 м над ур.м. Общая площадь современного оледенения в этом районе превышает 8000 км^. Ледники в основном сосредоточены на южном склоне хребта (34°40' - 35°48' N; 70°48' - 81°55'

Е) на высот

Тянь-Шань обширная горная система на северной периферии Центральной Азии, расположенная в пределах между 40-45°N и 67-95°Е (Рис. 47). Протяженность гор с запада на восток составляет 2450 км, ширина горной системы меняется в пределах от 100 до 400 км. Тянь-Шань со всех сторон окружен равнинами, только в двух местах соприкасаясь с соседними горными системами: Ферганский хребет на юго-западе контактирует с Памиро-Алаем, а хребет Борохоро на востоке - с Джунгарским Алатау. По последним данным (Ку

Современное оледенение Тибетского плато и южной части Азии находится под влиянием муссонной циркуляции. Эти районы резко различаются по Содержание инфильтрационного льда, % Плотность, кг/м Относительная вытянутость воздушных включении Размер кристаллов, см Температура 'С * •* «S -г I X S л- Рис. 61. Структурно-стратиграфические характеристики керна льда и температура в скважине на восточной ветви Ледника No. 1 в 1990 г. (по: Wang Xianjun et ai., 1996). количеству осадков, питающих

Площадь современного оледенения Тибетского плато составляет 46903 км^ (Shi, 2002). Большая часть территории, занятой ледниками, приходится на периферийные хребты. В центральной части они приурочены к отдельным ^^ горным массивам, возвышающимися над относительно ровной поверхностью. Пурогангри (Puruogangri; Рис. 73 и Табл.

8) - крупнейший современный ледниковый массив в Тибете площадью 422,58 км^, расположен в западной части хребта Тангула (Tanggula) (Рис. 37). Концы современных ледников

^ л^ Хребет Чилин-Шань расположен на северо-восточной окраине Тибетского плато между пустыней Гоби на севере и бассейном Цайдама на юге (Рис. 37). Современными ледниками занято 1 931 км^ (Shi, 2002). В этом районе проводились наблюдения за режимом ледников (Xie Zichu et al., 1985; Xie Zichu, Liu Chaohai, 1987), показавшие, что лишь на отдельных высоко расположенных ледниковых шапках наблюдается достаточно низкое таяние для сохранения стратиграфических данных по всему разрезу ледника. Данные

Современное оледенение северной части Азии и Сибири составляет немногим менее 3,5 тыс. км^ (Dyurgerov, 2002). Основные массивы оледенения сосредоточены в хр. Черского, на Корякском нагорье, хр. Сунтар-Хаята, на Алтае и на Камчатке. Ледники остальных районов преимущественно каровые и присклоновые северной и восточной экспозиций. Подавляющее их большинство лежит ниже теоретической снеговой линии и существует благодаря метелевому перераспределению снега и его концентрации в нишах и карах. В резу

Из всех горных районов Сибири современное оледенение наиболее широко представлено на Алтае (Рис. 79). Согласно последним данным (Галахов, Мухаметов, 1999) здесь насчитывается 1973 ледника общей площадью 1503,4 км . Их питание происходит за счет атлантических воздушных масс. Количество осадков в ледниковой зоне сильно различается в пределах территории: от 350-^ 400 г/см^ на западе, до 150-200 г/см^ в центральной части и 100-150 г/см'^ на юге и востоке. Зимой Алтай находится под влиянием Сибир

На формирование климата и оледенения Камчатского полуострова большое влияние оказывает его близость к Алеутской депрессии в северо-западной части Тихого океана. Климат в целом морской умеренный, но в связи с меридиональностью положения полуострова и его главных горных хребтов и граничным его положением между барическими центрами действия атмосферы в разных частях проявляются черты: муссонности - на севере полуострова, океаничности - на восточных полуостровах и юге, континентальности - в долин

умеренных широтах В настоящее время скважинами не были вскрыты глубокие разрезы рекристаллизационной зоны льдообразования, которая распространена лишь на склонах самых высоких вершин и ограничена по площади. Согласно ряду климатических расчетов (Котляков, 1968; Кренке, 1982) она располагается выше 6-7 км. Эта величина сильно варьирует в зависимости от географической широты и локальных условий. На вершине г. Музтаг-Ата в западном Китае (38° N) на высоте 7500 м неглубокой скважиной были вскрыты