ПЕРВЫЕ 10Be ДАТИРОВКИ ПОЗДНЕГОЛОЦЕНОВЫХ МОРЕН ЛЕДНИКОВ КАШКАТАШ И ИРИК, СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ
- Авторы: Соломина О.Н.1, Джомелли В.2, Бушуева И.1,3
-
Учреждения:
- Институт географии Российской академии наук
- Университет Экс-Марсель
- Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
- Выпуск: Том 63, № 3 (2023)
- Страницы: 410-425
- Раздел: Палеогляциология
- URL: https://journals.rcsi.science/2076-6734/article/view/137475
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2076673423030110
- EDN: https://elibrary.ru/PLXOVJ
- ID: 137475
Цитировать
Аннотация
Поступила в редакцию 16.06.2023 г. После дороботки 21.06.2023 г. Принята к публикации 27.06.2023 г.3
Мы представляем 11 датировок морен ледников Ирик и Кашкаташ, выполненных на основе анализа космогенных изотопов (10Be). С помощью космических снимков и карт установлено положение фронта ледника Ирик в 2022, 2015, 1997, 1987, 1957, 1945, 1930-х, 1887-1890 гг. и около 1600 лет назад. Три датировки по бериллию-10 (1.57 ± 0.23, 1.63 ± 0.23, 1.68 ± 0.24 тыс. л.н.), которые имеют близкие значения, позволили впервые идентифицировать морену и определить возраст значительного наступания ледника Ирик, которое произошло около 1600–1700 л.н. Это наступание по своим масштабам превосходило размеры ледника в максимум малого ледникового периода. Морена этого возраста расположена в 260 м от того положения конца ледника, которое было зафиксировано на карте военных топографов в 1887–1890 гг. Между положением фронта в конце XIX в. и мореной, сформировавшейся 1600 л.н., прослеживаются следы размытых моренных валов, возможно, нескольких стадий наступания, в том числе, максимума МЛП. В период между продвижением 1.6–1.7 тыс. лет назад и 2022 г. н.э. высота фронта ледника Ирик увеличилась на 520 м (с 2490 до 3010 м над уровнем моря). У ледника Кашкаташ удалось идентифицировать несколько наступаний путем космогенного датирования береговых морен. Наиболее достоверно датировано наступание между 700 и 800 л.н., для которого получено четыре близкие датировки по бериллию-10 (0.70 ± 0.11, 0.72 ± 0.11, 0.77 ± 0.11, 0.82 ± 0.18 тыс. л.н.) в комплексе морен, расположенных по левому борту долины. К сожалению, положение конечной морены, соответствующей этой стадии наступания, установить не удалось. Эти датировки морены ледника Кашкаташ подтвердили представления о наступании первой фазы малого ледникового периода, которое ранее было датировано по 10Be на южном макросклоне Кавказа у ледника Чалаати (0.67 ± 0.1, 0.79 ± 0.08 тыс. л.н.) (Tielidze et al., 2020). Примерно тот же возраст имеет и морена ледника Донгуз-Орун на северном макросклоне Кавказа, в Приэльбрусье, также датированная по 10Ве (одна дата – 0.77 ± 0.1 тыс. л.н.) (Solomina et al., 2018). Согласно реконструкции условий теплообеспеченности по озерным отложениям оз. Каракель (долина Теберды), на этот период на Кавказе приходится окончание средневекового оптимума и начало малого ледникового периода, маркированное резким похолоданием около 1250 г. н.э. В том же комплексе морен у ледника Кашкаташ датированы наступания 0.53 ± 0.13, 0.25 ± 0.04, 0.16 ± 0.02 и 0.14 ± 0.02 тыс. л.н. Масштабы этих наступаний были примерно одинаковыми. Мы сравнили эти новые датировки с датировками морен по древесно-кольцевыми и лихенометрическим данным. Новые данные о наступаниях малого ледникового периода ледников Кашкаташ и Ирик хорошо согласуются с историческими и биоиндикационными датировками морен малого ледникового периода, полученными ранее. Наступание 1600-1700 лет назад совпадает с периодом повышенной обводненности котловины озера Гарабаши, который выделен по данным стратиграфии и радиоуглеродного анализа отложений озера. Установлено сходство хронологии колебаний ледников Ирик и Кашкаташ за последние 1600 лет с реконструкциями колебаний ледников в Альпах. Наступания ледников 700 и 1600–1700 л.н. несколько превосходили масштабы наступаний максимума МЛП в XIX в., но, в целом, диапазон колебаний ледников в первом и во втором тысячелетии новой эры был сопоставимым, что свидетельствует о сходных по масштабу колебаний климата, их вызывавших.
Ключевые слова
Об авторах
О. Н. Соломина
Институт географии Российской академии наук
Email: irinasbushueva@gmail.com
Россия, Москва
В. Джомелли
Университет Экс-Марсель
Email: irinasbushueva@gmail.com
Франция, Марсель
И.С. Бушуева
Институт географии Российской академии наук; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
Автор, ответственный за переписку.
Email: irinasbushueva@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Москва
Список литературы
- Alexandrin M.Y., Solomina O.N., Darin A.V. Variations of heat availability in the Western Caucasus in the past 1500 years inferred from a high-resolution record of bromine in the sediment of Lake Karakel. Quatern. International. 2023. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2023.05.020
- Altberg V.J.O Sostoyanii lednikov Elbrusa i Glavnogo Kavkazskogo khrebta v basseine reki Baksan v period 1925–1927 godov. About the state of glaciers of Elbrus and the Greater Caucasus mountain range in the basin of Baksan River during 1925–1927. Ottisk iz Izvestij GGI. Proc. of the State Hydrological Institute. 1928, 22:79 –89. [In Russian].
- Arnold M., Merchel S., Bourlès D.L., Braucher R., Bene-detti L., Finkel R.C., Aumaître G., Gottdang A., Klein M. The French accelerator mass spectrometry facility ASTER: improved performance and developments Nuclear Instrumentation Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2010, 268: 1954–1959.
- Balco G. Contributions and unrealized potential contributions of cosmogenic-nuclide exposure dating to glacier chronology, 1990–2010. Quaternary Science Reviews. 2011, 30 :3–27.
- Balco G. Glacier Change and Paleoclimate Applications of Cosmogenic-Nuclide Exposure Dating. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 2020, 48 (1): 21–48. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-081619-05260
- Balco G, Stone J.O, Lifton N.A, Dunai T.J. A complete and easily accessible means of calculating surface exposure ages or erosion rates from 10Be and 26Al measurements. Quat Geochronol. 2008, 3: 174–195.
- Baume O., Marcinek J. Gletscher und Landschaften des Elbrusgebietes. Die Lawienentatigkeit. Verlag Gotha, Gotha. 1998 [In German].
- Borchers Brian, Marrero S., Balco G., Caffee M., Goehring B., Lifton N., Nishiizumi K., Phillips F., Schaefer J., Stone J. Geological calibration of spallation production rates in the CRONUS-Earth project. Quaternary Geochronology. 2016, 31: 188–198.
- Bush N.A.O Sostoyanii lednikov severnogo sklona Kavkaza v 1907, 1909, 1911 i 1913 godah. About state of glaciers of the Northern slope of the Caucasus in 1907, 1909, 1911 and 1913. Izvestiya Imperatorskogo geograficheskogo obschestva po obschey geografii. IRGO notes on general geography. 1914, 50 (5–9): 461–510 [In Russian].
- Büntgen U., Myglan V.S., Ljungqvist F.C., McCormick M., Di Cosmo N., Sigl M., Kirdyanov A.V. Cooling and societal change during the Late Antique Little Ice Age from 536 to around 660 AD. Nature geoscience. 2016, 9 (3): 231–236. https://doi.org/10.1038/ngeo2652
- Bushueva I.S., Solomina O.N., Jomelli V. History of Alibek Glacier based on Earth remote sensing images, bioindication and cosmogenic (14C and 10Be). Led i Sneg. Snow and Ice. 2015, 55 (3): 97–106. [In Russian].https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-3-97-106
- Bushueva I.S., Solomina O.N. Kolebaniya lednika Kashkatash za poslednie chetire stoletiya po kartograficheskim, dendrohronologicheskim i lichenometricheskim dannim. Fluctuations of Kashkatash Glacier over last 400 years using cartographical, dendrochronological and lichonometrical data. Led i sneg. Ice and Snow. 2012, 2 (118): 121–130 [In Russian].https://doi.org/10.15356/2076-6734-2012-2-121-130
- Braucher R., Guillou V., Bourlès D.L., Arnold M., Aumaître G., Keddadouche K., Nottoli E. Preparation of Aster in-house 10Be/9Be standard solutions. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2015, 361: 335–340.
- Chmeleff J., von Blanckenburg F., Kossert K., Jakob D. Determination of the 10Be half-life by multicollector ICP-MS and liquid scintillation counting. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 2010, Sect. B 268 (2), 192–199. https://doi.org/. 09.012https://doi.org/10.1016/j.nimb.2009
- Deline P., Orombelli G. Glacier fluctuations in the western Alps during the Neoglacial, as indicated by the Miage morainic amphitheatre (Mont Blanc massif, Italy). Boreas. 2005, 34: 456–467. https://doi.org/10.1080/03009480500231369
- Dolgova E. June–September temperature reconstruction in the Northern Caucasus based on blue intensity data. Dendrochronologia. 2016, 39: 17–23. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2016.03.002
- Grachev A.M., Novenko E.Y., Grabenko E.A., Alexand-rin M.Y., Zazovskaya E.P., Konstantinov E.A., Solomina O.N. The Holocene paleoenvironmental history of Western Caucasus (Russia) reconstructed by multi-proxy analysis of the continuous sediment sequence from Lake Khuko. The Holocene. 2021, 31 (3): 368–379. https://doi.org/10.1177/0959683620972782
- Grove J.M. Little Ice Ages: Ancient and Modern. 2004. Vol. 1 and 2, 2nd ed. London, New York: Routledge. https://doi.org/10.1017/S0016756805400771
- Holzhauser H., Magny M., Zumbühl H.J. Glacier and lake-level variations in west-central Europe over the last 3500 years. Holocene. 2005, 15 (6): 789–801. https://doi.org/10.1191/0959683605hl853ra
- Hormes A., Müller B.U., Schlüchter C. The Alps with little ice: evidence for eight Holocene phases of reduced glacier extent in the Central Swiss Alps. The Holocene. 2001: 255–265. https://doi.org/10.1191/095968301675275728
- Jomelli V., Grancher D., Naveau P., Cooley D., Brunstein D. Assessment study of lichenometric methods for dating surfaces. Journ. of Geomorphology. 2007, 86 (1–2): 131–143. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.08.010
- Jomelli V., Francou B. Comparing characteristics of rockfall talus and snow avalanche landforms in an alpine environment using a new methodological approach. Geomorphology. 2000, 35: 181–192.
- Katalog lednikov SSSR. USSR Glacier Inventory. V. 8. North Caucasus. Pt. 5. Basins of Malka and Baksan rivers. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1970: 145 p. [In Russian].
- Korschinek Gunther, Bergmaier A., Faestermann T., Gerstmann U.C., Knie K., Rugel G., Wallner A. A new value for the half-life of 10Be by heavy-ion elastic recoil detection and liquid scintillation counting. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2010, 268 (2): 187–191.
- Kovalev P.V. Sovremennoe oledenenie basseina reki Baksan. Modern glaciation of the Baksan River basin. Materiali kavkazskoi ekspedicii po programme MGG. Data of Caucasian expedition by the program of International Geophysical Year. 1961, 2: 3–106 [In Russian].
- Le Roy M., Nicolussi K., Deline P., Astrade L., Edouard J.L., Miramont C., Arnaud F. Calendar-dated glacier variations in the Western European Alps during the Neoglacial: the Mer de Glace record, Mont Blanc massif. Quaternary Science Reviews. 2015, 108: 1–22. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.10.033
- Lifton N., Sato T., Dunai T.J. Scaling in situ cosmogenic nuclide production rates using analytical approximations to atmospheric cosmic-ray fluxes. Earth Planet. Sci. Lett. 2014, 386: 149–160. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.10.052
- Martin L.C.P., Blard P.H., Balco G., Lavé J., Delunel R., Lifton N., Laurent V. The CREp program and the ICE-D production rate calibration database: A fully parameterizable and updated online tool to compute cosmic-ray exposure ages. Quaternary geochronology. 2017, 38: 25–49.
- Merchel S., Arnold M., Aumaître G., Benedetti L., Bourlès D.L., Braucher R., Alfimov V., Freeman S.P.H.T., Steier P., Wallner A. Towards more precise 10Be and 36Cl data from measurements at the 10−14 level: Influence of sample preparation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2008, 266 (22): 4921–4926. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2008.07.031
- Military Topographers Map, 1887–1890. 1:42 000, Office of military topographers, 4th Cartographic Factory Geokartprom, Rostov-Don.
- Murari M.K., Owen L.A., Dortch J.M., Caffee M.W., Dietsch C., Fuchs M., Haneberg W.C., Sharma M.C., Townsend-Small A. Timing and climatic drivers for glaciation across monsoon-influenced regions of the Himalayan-Tibetan orogen. Quaternary Science Reviews. 2014, 88C: 159–182. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.01.013
- Nicolussi K., Roy M.L., Schlüchter C., Stoffel M., Wacker L. The glacier advance at the onset of the Little Ice Age in the Alps: New evidence from Mont Miné and Morteratsch glaciers. The Holocene. 2022, 32 (41): 09596836221088247. https://doi.org/10.1177/09596836221088247
- Oledenenie El’brusa. Elbrus glaciations / Ed. G.K. Tushinskiy. Moscow: MSU, 1968: 345 p. [In Russian].
- Uppala, Sakari M., Kållberg P.W., Adrian J., Simmons U. Andrae V., Bechtold Da Costa, Fiorino M., Gibson J.K. The ERA-40 re-analysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society: A journal of the atmospheric sciences, applied meteorology and physical oceanography. 2005, 131 (612): 2961–3012.
- Prirodnye processy na territorii Kabardino-Balkarii. Environmental processes in the territory of Kabardino-Balkaria. Moscow–Nal’chik: RAS, 2004: 438 p. [In Russian].
- Schimmelpfennig I., Schaefer J.M., Akçar N., Koffman T., Ivy-Ochs S., Schwartz R., Schlüchter C. A chronology of Holocene and Little Ice Age glacier culminations of the Steingletscher, Central Alps, Switzerland, based on high-sensitivity beryllium-10 moraine dating. Earth and Planetary Science Letters. 2014, 393: 220–230. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2014.02.046
- Shishkov V.A., Kuderina T.M., Mikhalenko V.N., Kuzmenkova N.V., Zazovskaya E.P., Solomina O.N. Garabashi lake as a paleoarchive (Elbrus area, Caucasus). Geophysical Research Abstracts. 2019, 21. EGU2019-15885-2. EGU General Assembly. CC Attribution 4.0 license.
- Seinova I.B., Zolotarev E.V. Ledniki i seli Prielbrusiya. Glaciers and debris flows of vicinity of the Mt. Elbrus. Moscow: Nauchnyj mir. The scientific world. 2001 [In Russian].
- Solomina O.N., Alexandrovskiy A.L., Zazovskaya E.P., Konstantinov E.A., Shishkov V.A., Kuderina T.M., Bushueva I.S. Late-Holocene advances of the Greater Azau Glacier (Elbrus area, Northern Caucasus) revealed by 14C dating of paleosols. The Holocene. 2022, 32 (5): 468–481. https://doi.org/10.1177/09596836221074029
- Solomina O.N., Bushueva I.S., Polumieva P.D., Dolgova E.A., Dokukin M.D. History of the Donguz-Orun Glacier from bioindication, historical, cartographic sources and remote sensing data. Led i Sneg. Ice and Snow. 2018, 58 (4): 448–461 [In Russian].https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-4-448-461
- Solomina O.N., Bushueva I.S., Dolgova E.A., Jomelli V., Alexandrin M.J., Mikhalenko V.N., Matskovsky V.V. Glacier variations in the Northern Caucasus compared to climatic reconstructions over the past millennium. Glob. Planet change. 2016, 140: 28–58. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2016.02.008
- Solomina O.N., Bushueva I.S., Volodicheva N.A., Dolgova E.A. Age of moraines of the Bolshoy Azau Glacier in the upper course of the Baksan River valley according to dendrochronological data. Led i Sneg. Ice and Snow. 2021, 61 (2): 271–290 [In Russian].https://doi.org/10.31857/S2076673421020088
- Solovyev S.P. Izuchenie lednikov Severngo Kavkaza za 25 let (1907–1932 goda). Study of glaciers on the Northern Caucasus over 25 years (1907-1932). Izvestiya Gosudarstvennogo geograficheskogo obshchestva. Proc. of the State Geographical Society.1934, 66 (4): 525–555 [In Russian].
- Tielidze L.G. Glacier change over the last century, Caucasus Mountains, Georgia, observed from old topographical maps, Landsat and ASTER satellite imagery. The Cryosphere, 2016, 10: 713–725. https://doi.org/, 2016https://doi.org/10.5194/tc-10-713-2016
- Tielidze L.G., Solomina O.N., Jomelli V., Dolgova E.A., Bushueva I.S., Mikhalenko V.N., Brauche R., ASTER Team. Change of Chalaati Glacier (Georgian Caucasus) since the Little Ice Age based on dendrochronological and Beryllium‑10 data. Led i Sneg. Ice and Snow. 2020, 60 (3): 453–470. https://doi.org/10.31857/S2076673420030052
- Turmanina V.I. Perspektivy primenenija fitoindikacionnyh metodov v gljaciologii. Perspectives of applying phytoindicational methods in glaciology. In: Tushinskiy G.K. (Ed.), Fitoindikacionnye metody v gljacilogii. Phytoindication methods in glaciology. Moscow: MGU Press, 1971: 5–19 [In Russian].
- Tushinsky G.K. Glyatsiologicheskie raboti na Elbruse. Glaciological studies on the Elbrus. Informatsionniy sbornik o rabotah po Mejdunarodnomu geofizicheskomu godu. Informational collection on the studies of the International Geophysical Year. Moscow: PUBLISHER, 1958: 3–28 [In Russian].
- Tushinsky G.K., Turmanina V.A. Rhytms of the glacial processes of the past millennium. In Rhytms of the glacial processes. Moscow: MSU, 1979: 154–159.
- Volodicheva N.A., Voitkovskiy K.F. Evolutsiya lednikovoi sistemi Elbrusa. Evolution of Elbrus glacial system. In: Konischev V.I., Saf’yanov G.A. (Eds.). Geografiya, obschestvo i okrujauschaya sreda. Struktura, dinamika i evolutsiya prirodnih geosystem. Geography, society and environment. Structure, dynamics and evolution of natural geosystems. Moscow: Gorodets, 2004: 44–50 [In Russian].
- Ward, Greame K., Wilson S.R. Procedures for comparing and combining radiocarbon age determinations: a critique. Archaeometry. 1978, 20 (1): 19–31.
- Yang B., Brauning A., Dong Z., Zhang Z., Keqing J. Late Holocene monsoonal temperate glacier fluctuations on the Tibetan Plateau. Global and Planetary Change 2008, 60: 126–140. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2006.07.035
- Zolotarev E.A. Evolutsiya oledeneniya Elbrusa. Evolution of Elbrus glaciation. Moscow: Nauchnyj mir. The scientific world. 2009. [In Russian].