Новые данные о позднеледниковых диатомовых ассоциациях юго-восточной Прибалтики

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Юго-восточная часть Прибалтики относится к районам, покрытым ледниками в период максимума валдайского оледенения (Mangerud et al., 2004). С началом дегляциации около 20 000–19 000 кал. л. н. природная среда этого региона претерпела значительные изменения (Seppä, Poska, 2004; Heikkilä, Seppä, 2010; Veski et al., 2015; Druzhinina et al., 2020). Процесс дегляциации был сложным и многофазным, поскольку значительное влияние на него оказывали климатические колебания бёллинг-аллерёдского интерстадиала и похолодание позднего дриаса.

Отступание Скандинавского ледникового покрова на юге современного Балтийского бассейна началось около 16 000 кал. л. н. и завершилось между 15 000–14 000 кал. л. н. (Houmark-Nielsen, Kjær, 2003). Талые воды собирались по краю ледника, образуя подпруженные льдом озера. В результате объединения озер Борнхольмской и Гданьской котловины около 14 500–14 000 кал. л. н. образовалось Балтийское ледниковое озеро (БЛО) (Úscinowicz, 2011). В то же время на суше вдоль побережья БЛО сформировалась серия мелководных бассейнов, собирающих воду тающего мертвого льда. Большинство из них впоследствии было уничтожено в ходе трансгрессий и регрессий Балтийского моря в голоцене (Kabailiné, 1995), однако сохранившаяся часть, экспонируемая абразией берега Балтийского моря, в том числе разрез Куликово, является ценным седиментационным палеоархивом, позволяющим приблизиться к пониманию динамики позднеледниковых природных систем. Отдельный интерес представляют палеоэкологические реконструкции, основанные на диатомовом анализе.

В целом сведения о позднеледниковых диатомовых ассоциациях юго-восточной Прибалтики нельзя назвать многочисленными, особенно в отношении временного интервала бёллинг–аллерёд (14 700–12 700 л. н.). Наиболее подробно охарактеризованы диатомовые комплексы этого интерстадиала, обнаруженные в отложениях крупных древних озер, расположенных на территории современной Литвы, и в донных отложениях Балтийского ледникового озера. М. Кабайлене была также разработана региональная стратиграфическая схема позднеледникового этапа развития этой территории, в которой выделены три диатомовые зоны (Кабайлене, 2002; Kabailiné, 2006). В результате исследований двух последних десятилетий на территории Литвы (Gaigalas et al., 2008, Šeirienė et al., 2009; Stančikaitė et al., 2008, 2009, 2015) и изучения новых разрезов на территории Польши и Калининградской области (Зарецкая и др., 2023; Witkowski et al., 2009; Druzhinina et al., 2015, 2020; Ga1ka et al., 2015; Słowinski et al., 2017) появились новые данные о позднеледниковых диатомовых ассоциациях исследуемого региона (рис. 1, табл. 1).

 

Рис. 1. Расположение упомянутых в тексте седиментационных архивов с изученными диатомовыми ассоциациями позднеледниковья

1 – южная граница Скандинавского ледника около 14 500 л. н. (Uscinowicz, 2011); 2 – БЛО около 14 500 л. н. (Uscinowicz, 2011); 3 – разрез Куликово; 4 – разрезы и скважины, упомянутые в тексте. Цифрами на схеме обозначены: 1 – разрез Рега в долине р. Рега (Witkowski et al., 2009), 2 – палеоозеро Тщеховское (Słowinski et al., 2017), 3 – разрез Алейка (Зарецкая и др., 2023), 4 – о. Камышовое (Druzhinina et al., 2015, 2020), 5 – заболоченная перемычка между озерами Койле и Перти (Gałka et al., 2015), 6 – оз. Кашучяй (Stančikaite et al., 2008), 7 – оз. Рекива (Gaigalas et al., 2008), 8 – озеро Гинкунай (Stančikaite et al., 2015), 9 – оз. Петрашюнай (Stančikaite, 2009), 10 – оз. Варенис (Šeirienė et al., 2009), 11 – разрез Памеркяй (Stančikaite et al., 2008)

Fig. 1. Location of the sedimentary archives mentioned in the text with the studied diatom associations

1 – southern border of the Scandinavian glacier around 14 500 calBP (Uscinowicz, 2011); 2 – Baltic Ice Lake about 14 500 calBP (Uscinowicz, 2011); 3 – Kulikovo section; 4 – sections and wells mentioned in the text. The numbers on the scheme indicate: 1 – Rega section in the Rega River valley (Witkowski et al., 2009), 2 – paleolake Tschekhovskoe (Słowinski et al., 2017), 3 – Aleika section (Zaretskaya et al., 2023), 4 – Lake Kamyshovoye (Druzhinina et al., 2015, 2020), 5 – swampy bridge between lakes Koyle and Perti (Gałka et al., 2015), 6 – Lake Kašučiai (Stančikaite et al., 2008), 7 – Lake Rekiva (Gaigalas et al., 2008), 8 – Lake Ginkūnai (Stančikaite et al., 2015), 9 – Lake Petrašiūnai (Stančikaite, 2009), 10 – Lake Varėnis (Šeireinė et al., 2009), 11 – Pamerkiai section (Stančikaite et al., 2008)

 

Таблица 1. Краткая характеристика диатомовых ассоциаций бëллинг–аллерëдского интерстадиала в некоторых седиментационных архивах юго-восточной Прибалтики

Table 1. Brief characteristics of Bølling-Allerød diatoms in some sedimentary archives of the south-eastern Baltic

Возраст, кал. л. н	Разрез Рега, Долина р. Рега (Witkowski et al., 2009)	Палеоозеро Тшеховское (Słowinski et al., 2017)	Разрез Алейка (Зарецкая и др., 2023)	Озеро Камышовое (Druzhinina et al., 2015, 2020)	Озеро Кашучай (Stančikaitė et al., 2008)	Озеро Гинкунай (Stančikaitė et al., 2015)	Озеро Петрашюнай (Stančikaitė et al., 2009)	Озеро Варенис (Šeirienė et al., 2009)	Разрез Памеркяй (Stančikaitė et al., 2008)	Диатомовые зоны Литвы (Кабайлене, 2002; Kabailiné, 2006)	Похолодания/потепления
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
12 600	Преобладают обрастатели Pseudostaurosira brevistriata, Staurosira pinnata, S.construens, Punctastriata linearis		Створки диатомей и их фрагменты практически отсутствуют		Увеличивается число видов, появляются планктонные виды (в основном род Сyclotella – C. ocellata, C. radiosa, C. grabriuscula, C. meneghiniana, C. antiqua), их содержание достигает 20%. Обрастатели представлены в основном створками Fragilaria spp., Cocconeis spp., Gomphonema spp., Cymbella spp., Epithemia spp. Среди донных видов преобладают Aneumastus tusculus, Amphora pediculus	Увеличивается число видов диатомей, преобладают крупные виды рода Navicula, отмечается повышение содержания створок планктонных видов (Сусlotella) до 10%, велика роль вида Caloneis obtusa, отмечается увеличение содержания реофильного вида Gomphonema parvulum	Преобладают обрастатели (Fragilaria sp.) и донные (Navicula diluviana). Содержание планктонных видов (Cyclotella ocellata, C.kuetzingiana и C.comta) около 20%	Преобладают планктонные диатомеи (в основном Aulacoseira granulata), до 30% возрастает содержание донных видов и обрастателей (Epithemia zebra, Rhopalodia gibba, Staurosira construens, Synedra ulna, Cocconeis placentula, Achnanthes clevei)	Обилие Fragilaria sp., содержание планктонных видов (Aulacoseira granulata, A.islandica, A.italica, Cyclotella ocellata, C.krammen) достигает 10%	Преобладают планктонные олиготрофные виды (Cyclotella spp.), среди бентосных заметны Cymatopleura и Gyrosigma spp., отмечаются обрастатели рода Fragilaria	поздний дриас
12 700
12 800		До 30% увеличивается содержание планктонных диатомей, особенно Cyclotella comensis, Puncticulata radiosa и Cyclotella praetermissa								Доминируют пресноводные обрастатели, предочитающие умеренные и теплые температурные условия (Pseudostaurosira brevistriata, Staurosira pinnata, S.construens и т.д.) и бентические диатомеи	аллерëд
12 900			Преобладают обрастатели (до 80% – Staurosira venter, S. pinnata, S. lapponica), в конце интервала возрастает содержание бентосного вида Gyrosigma attenuatum (до 83%)	Малое видовое разнообразие. Преобладают пресноводные донные виды (Amphora affinis, A. ovalis var. pediculus) и обрастатель Pseudostaurosira construens
13 000							Большое число донных видов (Navicula diluviana, Amphora pediculus) и обрастателей – Pseudostaurosira brevistriata, Staurosira construens var. venter, S.lapponica
13100		Доминируют бентосные виды и виды-обрастатели (до 80%), главным образом пионерные (например, виды рода Fragilaria)
13 200			Единичные находки створок и фрагментов створок пресноводных видов
13 300					Преобладают обрастатели (Cocconeis spp., Fragilaria spp.), среди донных видов заметна роль Navicula crucicula, Amphora pediculus, A. thumensis
13 400
13 500
13 600
13 700
13 800						Преобладают обрастатели рода Fragilaria spp., в том числе Staurosira construens и S. pinnata. Заметна роль донного вида Gyrosigma attenuatum
13 900
14 000										Доминируют створки пресноводных планктонных (Cyclotella, Aulacoseira) и бентосных видов (Amphora pediculus), предпочитающих холодные и умеренные температурные условия олиготрофных и мезотрофных водоемов	средний дриас
14 100
14 200											бëллинг
14 300
14 400					Преобладают обрастатели –Staurosirella pinnata, S. construens, Pseudostaurosira brevistriata

 

Самой древней диатомовой зоне DZ1 в отложениях материковых озер соответствуют отложения раннего дриаса (16 900–14 600 л. н.), бёллинга (14 700–14 100 л. н.) и среднего дриаса (14 100–13 900 л. н.). Обычно содержание диатомей в таких отложениях невелико – их концентрация составляет менее 1000 створок на 1 см³. По Kabailiné (2006), диатомовая флора этой хронозоны представлена главным образом створками пресноводных планктонных (Cyclotella spp., Aulacoseira spp.) и бентосных видов (Amphora pediculus), предпочитающих холодные и умеренные температурные условия олиготрофных и мезотрофных водоемов. В то же время в отложениях этого возраста встречаются пресноводные обрастатели-космополиты Pseudostaurosira brevistriata, Staurosira pinnata, S. сonstruens (Stančikaitė et al., 2008; Witkowski et al., 2009; Stančikaitė et al., 2015), предпочитающие эвтрофные условия.

В аллерёдской хронозоне (DZ2, 13 900–12 700 л. н.) диатомовые ассоциации представлены главным образом пресноводными обрастателями, предпочитающими умеренные и теплые температурные условия (Pseudostaurosira brevistriata, Staurosira pinnata, Staurosira construens и т.д.) и бентическими диатомеями. В отложениях встречаются до нескольких десятков видов диатомей (по Кабайлене (1968), в некоторых палеоводоемах в отложениях аллерёда было идентифицировано до 90 видов диатомей). При этом диатомовые комплексы аллерёда в изученных архивах демонстрируют некоторые различия. Так, например, в отложениях озера Гинкунай (Stančikaitė et al., 2015), начиная с 13 700 кал. л. н., содержание планктонных диатомей возрастает до 10%, появляются виды влажных местообитаний, что может указывать на некоторое повышение глубины палеоводоема и затопление берегов; появляются тепловодные виды рода Navicula. В озерах Тшеховское (Słowinski et al., 2017), Петрашюнай (Stančikaitė et al., 2009) и Кашучяй (Stančikaitė et al., 2008) в первой половине аллерёда отмечается преобладание пионерных обрастателей Fragilaria spp. и донных видов (Navicula spp., Amphora pediculus). В аллерëдских диатомовых комплексах озера Петрашюнай отмечается высокое содержание теплолюбивых бореальных таксонов. Во второй половине аллерёда, начиная с 13 200–12 900 кал. л. н., в упомянутых озерах и в разрезе Памеркяй (Stančikaitė et al, 2008) отмечается увеличение содержания планктонных видов, что указывает на некоторое увеличение глубины палеоводоемов. В диатомовых ассоциациях донных отложений озера Варенис преобладают планктонные виды (до 70%), указывающие на достаточно холодные и олиготрофные условия (Šerienė et al., 2009). В разрезе Алейка (Зарецкая и др., 2023) на этапе 13 100–12 900 кал. л. н. отмечается преобладание пионерных обрастателей семейства Fragilariaceae, которые около 12 900–12 800 кал. л. н. уступают место доминирующих таксонов крупным бентическим диатомеям рода Gyrosigma.

Третья диатомовая зона DZ3 выделена в отложениях позднего дриаса (12 700–11 700 л. н.). В этой зоне преобладают планктонные олиготрофные виды (Cyclotella spp.), среди бентосных видов часто встречаются представители родов Gyrosigma, Cymatopleura, также отмечаются обрастатели рода Fragilaria. В диатомовых комплексах встречаются несколько десятков видов – например, в разрезе Памеркяй (Stančikaitė et al, 2008) в отложениях позднего дриаса обнаружено более 40 видов), преобладание холодоводных таксонов и планктонных диатомей указывает на увеличение глубины палеоводоемов и снижение температуры воды в них (Кабайлене, 2002; Stančikaitė et al., 2015).

В донных отложениях Балтики комплекс диатомей БЛО, характерный для отложений позднего дриаса (Кабайлене, 1968), представлен главным образом пресноводными диатомеями (их доля составляет 70–80%), хотя одновременно встречаются пресноводные галофильные виды и единичные морские. К наиболее широко встречающимся видам относятся Ellerbeckia arenaria, Staurosirella martyi, Pseudostairosira brevistriata, Staurosira pinnata, Diploneis burgitensis, Gyrosigma attenuatum, Navicula oblonga, Cavinula scutelloides, Cymbopleura inaequalis, Amphora mexicana var. major, Mastogloia elliptica, Mastogloia danseyi, Iconella hibernica.

Примечательно, что динамика видового состава диатомовых ассоциаций в отложениях рассмотренных внутриматериковых палеоводоемов демонстрирует некоторую асинхронность, что свидетельствует о разном времени и степени отклика водных экосистем на изменение природных условий. Водоемы с небольшой глубиной, в частности, объект изучения – палеоводоем Куликово, с биотой, чутко реагировавшей на кратковременные потепления и похолодания, а также на изменение проточности, глубины и других факторов, потенциально являются источниками более детальной информации об общих и локальных трендах в динамике природной среды. Цель настоящего исследования – охарактеризовать диатомовые ассоциации палеоводоема Куликово, реконструировать этапы смены экологических условий в нем и сопоставить полученные результаты с имеющимися представлениями о позднеледниковых диатомовых комплексах юго-восточной Прибалтики и условиях их формирования.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Мощность отложений, вскрывающихся в разрезе Куликово (54.932° с.ш., 20.357° в.д.), составляет 2 м. Отбор проб отложений ненарушенной текстуры осуществлялся в металлические короба шириной 7 см и длиной 50 см. Далее в лаборатории были отобраны образцы с шагом 1–3 см. В настоящей статье представлены результаты комплексного изучения нижней части разреза (глубинный интервал от 192 до 141 см).

Для определения абсолютного возраста отложений для всего разреза (192–0 см) была получена серия из пяти радиоуглеродных дат. Материал для датирования представлен гиттией и остатками древесины. Полученные данные по ¹⁴C скорректированы на ¹³C с учетом отклонения от согласованного стандартного значения соотношения ¹³C/¹²C. Модель “возраст–глубина” была построена с использованием программы rbacon 3.1.0. (Blaauw, Christen, 2011). Все радиоуглеродные даты откалиброваны по кривой IntCal20 (Reimer et al., 2020).

Для реконструкции условий осадконакопления выполнен комплексный литологический анализ – определен гранулометрический состав отложений, рассчитано содержание органического вещества и CaCО₃, измерена удельная магнитная восприимчивость. Анализ гранулометрического состава отложений выполнен на лазерном дифрактометре Malvern Mastersizer 3000 c приемником-диспергатором Hydro EV после предварительной пробоподготовки образцов, включающей удаление карбонатной составляющей осадка с использованием 10% HCl, органического вещества – с использованием 30% H₂O₂. Содержание органического вещества и CaCО₃ определялось с помощью метода расчета потерь при прокаливании (ППП). Материал прокаливался в муфельной печи при трех температурах (105оС для определения сухого веса, 550 °С и 950 °С) и взвешивался на электронных весах после каждого этапа прокаливания (Heiri et al., 2001). Оценка содержания карбоната кальция (CaCO₃) выполнялась путем умножения ППП Δ950 на 2.27 (Dean, 1974). Анализ удельной магнитной восприимчивости был выполнен на приборе ZHinstruments SM 150 L. Пробоподготовка включала предварительное высушивание материла при температуре 40 °С. Измерение произведено на двух частотах – низкой (500 Гц) и высокой (4000 Гц) напряженности магнитного поля 320 А/м.

Диатомовый анализ был выполнен для 24 образцов из интервала 142–191 см. Препараты для диатомового анализа приготовлены по стандартной методике (Batarbee et al., 2001). Навеска в 1–2 г образца естественной влажности была обработана 10% HCl и 30% H₂O₂ для очистки от карбонатов и органического вещества, затем с помощью отмучивания (6 раз с интервалом в 2 ч) была удалена глинистая фракция. Далее была проведена плотностная сепарация образцов в тяжелой жидкости ГСП-В плотностью 2.3 г/см³. Для последующего расчета концентрации створок в каждый образец была добавлена таблетка ликоподиума Batch 280521 291 (13 761 спора в одной таблетке без учета стандартного отклонения). Сухой вес навески (используемый при вычислении концентрации створок) был рассчитан по измеренной в ходе литологических анализов весовой влажности образца. Расчет весовой концентрации диатомей производился по формуле (Batarbee, et al., 2001):

$концентрация створок,\hspace{0.17em}г=\frac{N_L\times n_{д}}{n_L\times m_{cyx}}$,

где N_L – общее число спор Lycopodium в таблетке, n_L– число подсчитанных в препарате спор Lycopodium, n_д – число подсчитанных в препарате створок диатомей, m_cyx – сухая масса образца.

В каждом препарате была определена видовая принадлежность от 100 до 1600 створок. Идентификация проводилась при помощи электронного бинокуляра Motic BA 300 при увеличении в 1000 крат. Различия в числе идентифицированных створок для каждого препарата связаны с разной насыщенностью образцов створками. Для идентификации таксонов использовались “Определитель диатомовых водорослей России” (Куликовский и др., 2016) и “Bacillariophyceae” (Kramer, Lange-Bertalot, 2001, Т. 1–4). Устаревшие названия были актуализированы с помощью ресурса Algaebase.org (Guiry, Guiry 2020).

Диатомовая диаграмма построена при помощи программного комплекса TILIA 2.6.1. На ней показаны таксоны, доля которых превышает 4% всех видов. Деление на локальные диатомовые зоны (ЛДЗ) было выполнено по результатам кластерного анализа CONISS (Grimm, 2011).

Среди идентифицированных видов диатомей были выделены экологические группы в зависимости от местообитания, по системе галобов (Kolbe, 1932; Hustedt, 1953) и в зависимости от наиболее предпочтительного для данного вида трофического статуса водоема.

По местообитанию идентифицированные виды диатомей разделены на виды влажных местообитаний, приуроченные к влажным субстратам (мхам, камням); бентосные виды, обитающие на донном грунте и способные к передвижению, обрастателей, образующих обрастания из одиночно живущих и колониальных форм на дне, подводных камнях, водорослях и живых организмах; планктонные виды, пассивно дрейфующие в толще воды (Прошкина-Лавренко, 1949).

При группировке по системе галобов Кольбе-Хустедта (Kolbe, 1932; Hustedt, 1953) идентифицированные виды были разделены на мезогалобные (солоноватоводные), предпочитающие соленость от 5 до 20‰, и олигогалобные, т.е. пресноводные виды, предпочитающие соленость 0–5‰. Среди олигогалобных видов выделены галофобные, предпочитающие исключительно пресноводные условия обитания, виды-индифференты, для которых минерализация воды не считается определяющим фактором развития, и галофильные виды, способные обитать в условиях повышенной минерализации.

При группировке видов в зависимости от трофности водоема, наиболее предпочтительной для диатомей выделенных таксонов (Denys, 1991), была выделена группа диатомовых, предпочитающих водоемы олиготрофного типа, т.е. с холодной, хорошо насыщенной кислородом прозрачной водой и низким содержанием растворенных питательных веществ; группа диатомовых водорослей, предпочитающих водоемы эвтрофного типа, хорошо прогреваемые, отличающиеся большой продуктивностью и высоким содержанием биогенных элементов; группа диатомовых водорослей, предпочитающих водоемы средней трофности (т.е. мезотрофные), и группа, представители которой индифферентны к трофности местообитания.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты радиоуглеродного датирования представлены в табл. 2. По глубинно-возрастной модели был рассчитан возраст для каждого сантиметра разреза (рис. 2, (а)). Интервал отбора проб 1–3 см обеспечивает временное разрешение образцов примерно примерно в 6–30 лет. Все полученные радиоуглеродные даты попадают в диапазон 95% доверительного интервала. В соответствии с глубинно-возрастной моделью, отложения, слагающие разрез, начали накапливаться 14 040±140 кал. л. н. Интервал неопределенности для самой нижней части разреза (192–145 см) составляет ±130–160 лет, выше по разрезу он увеличивается до ±170–190 лет.

 

Таблица 2. Результаты радиоуглеродного датирования отложения разреза Куликово

Table 2. Results of radiocarbon dating of deposits of the Kulikovo section

Образец	Глубина, см	Материал	Возраст, 14С	Калиброванный возраст, кал. л. н.
LuS-18436	45	Макроостатки (древесина)	10 940±60	12 773±240
LuS-18462	106	Макроостатки (древесина)	11 060±60	13 102±160
LuS-18461	163	Макроостатки (древесина)	11 790±60	13 693±130
LuS-18460	186	Макроостатки (древесина)	11 980±80	13 957±140
LuS-17811	192	Гиттия	12 200±60	14 038±160

 

Рис. 2. Строение, возраст и литологические характеристики отложений разреза Куликово: (а) – литологическое строение и глубинно-возрастная модель отложений разреза, (б) – результаты комплексного литологического анализа глубинного интервала 192–141 см

Fig. 2. Structure, age and lithological characteristics of the Kulikovo section deposits: (a) – lithological structure and age-depth model of the deposits of the section, (б) – results of a comprehensive lithological analysis of the depth interval 192–141 cm

 

Литостратиграфическое описание разреза представлено в табл. 3, используемая литологическая классификация типов донных отложений основана на содержании органического вещества в осадках (Субетто, 2009).

 

Таблица 3. Литостратиграфическое описание разреза Куликово

Table 3. Lithostratigraphy of the Kulikovo section

Глубина, см	Описание слоя
0–14	Гиттиевая глина, серая, плотная
14–63	Глинистая гиттия, от серого до светло-бурого, с редкими мелкими растительными остатками. Верхний контакт – четкий, резкий
63–88	Гиттия оторфованная, темно-бурая, с тонким песчаным прослоем. Верхний контакт – четкий, переходный
88–158	Глинистая гиттия, от темно-серого до бурого, с органикой и ракушью. Переход постепенный, четкий
158–171	Гиттия, темно-серая с мелкими растительными остатками и ракушей. Переход постепенный
171–181	Глинистая гиттия, темно-серая, с редкой органикой и ракушей. Переход постепенный
181–186	Гиттия оторфованная, темно-бурая. Переход постепенный

 

По результатам комплексного литологического анализа разреза Куликово (рис. 2, (б)) установлено, что на всем протяжении изученного интервала преобладает фракция алеврита, что свидетельствует о достаточно спокойных условиях осадконакопления. В то же время на глубинах 192–183 см и 158.5–141 см наблюдается повышенное содержание песчаной фракции — до 20% и 10–15%. Кривые содержания органического вещества и карбонатов демонстрируют резкие изменения показателей: содержание органического вещества меняется в пределах от 11 до 55%, карбонатов – от 8 до 62%. Удельная магнитная восприимчивость колеблется в пределах 0.002 до 0.014×10⁻⁶ м³/кг (максимальные значения характерны для глубинного интервала 192–183 и 158.5–141 см), частотной зависимости не наблюдается.

В отложениях разреза на глубинах 192–182 и 180.5–176 см обнаружено незначительное число створок диатомей – от 1 до 50 на образец. Весовая концентрация створок в интервале 192–182 см составляет 0.002–0.033×10⁶ створок/г, в интервале 180.5–176 см – 0.04–0.11×10⁶ створок/г. Для остальной части осадочной толщи выделено 6 локальных диатомовых зон (ЛДЗ), отвечающих изменениям видового состава диатомовых ассоциаций (рис. 3).

 

Рис. 3. Видовой состав диатомовых ассоциаций изученного интервала разреза Куликово (указаны таксоны, доля которых хотя бы в одном образце равна либо превышает 4% от всех идентифицированных створок). Цветными полосами выделены глубины с очень малым числом створок, недостаточным для корректного анализа

Fig. 3. Diatom percentage diagram of selected taxa (their proportion in at least one sample is equal to or exceeds 4% of all identified valves) for the the studied interval of the Kulikovo outcrop sediment sequence. Colored stripes highlight depths with a very small number of sashs, insufficient for correct analysis

 

ЛДЗ-I, 182–180.5 см (13 900–13 870 кал. л. н). В этой ЛДЗ обнаружены створки 18 видов диатомей. Доминируют виды-обрастатели (84% всех створок), большая часть которых представлена двумя видами, индифферентыми к солености и трофности видам по системе галобов: индиффирентным к трофности видом Pseudostaurosira brevistriata (64%) и эвтрофным видом Epithemia adnata (13.5%). Содержание бентосных видов составляет около 16%, виды влажных местообитаний и планктонные виды в этой диатомовой зоне не представлены. Общее содержание видов-индифферентов составляет 89%, галофильных видов – первые доли процента, галофобных – 10%. Общее содержание эвтрофных видов составляет около 14%, мезотрофных – около 1%, олиготрофных – менее 1%, индифферентных к трофическому статусу – около 84% (рис. 4, 5). Весовая концентрация более 1×10⁶ створок/г.

 

Рис. 4. Распределение экологических групп диатомей изученного интервала разреза Куликово. Цветными полосами выделены глубины с очень малым числом створок, недостаточным для корректного анализа

Fig. 4. Distribution of ecological groups of diatoms in the studied interval of the Kulikovo outcrop sediment sequence. Colored stripes highlight depths with a very small number of sashs, insufficient for correct analysis

 

Рис. 5. Некоторые виды диатомей изученного интервала разреза Куликово. Цифрами обозначены бентосные диатомеи (1 – Gyrosigma attenuatum, 2 – Navicula oblonga, 3 – Surirella librile, 4 – Pinnularia viridis, 5 – Navicula radiosa, 6 – Amphora ovalis, 7 – Amphora affinis, 8 – Aneumastus tusculus, 9 – Nitzschia semirobusta) и обрастатели (10 – Cymbopleura inaequalis, 11 – Pseudostaurosira brevistrata, 12 – Staurosirella ovata, 13 – Epithemia adnata, 14 – Cymbella lanceolata, 15 – Epithemia argus var. alpestris, 16 – Rhopalodia gibba)

Fig. 5. Some diatoms of the studied interval of the Kulikovo section. The numbers indicate: bentic (1 – Gyrosigma attenuatum, 2 – Navicula oblonga, 3 – Surirella librile, 4 – Pinnularia viridis, 5 – Navicula radiosa, 6 – Amphora ovalis, 7 – Amphora affinis, 8 – Aneumastus tusculus, 9 – Nitzschia semirobusta) and epiphytic diatoms (10 – Cymbopleura inaequalis, 11 – Pseudostaurosira brevistrata, 12 – Staurosirella ovata, 13 – Epithemia adnata, 14 – Cymbella lanceolata, 15 – Epithemia argus var. alpestris, 16 – Rhopalodia gibba)

 

ЛДЗ-II, 176–169 см (13 830–13 750 кал. л. н). Идентифицированы 40 видов диатомей. Содержание бентосных видов вверх по зоне увеличивается с 40 до 63%, содержание видов-обрастателей, напротив, уменьшается с 59 до 33%. В верхней части диатомовой зоны до 4% увеличивается содержание видов влажных местообитаний; планктонные виды не представлены. Среди бентосных видов доминируют галофобный мезотрофный вид Amphora affinis, обитающий в водоемах разного трофического статуса (его содержание снижается от 23 до 9%), и эвтрофный вид-индифферент Navicula oblonga (5–9%). Среди обрастателей наиболее часто встречаются створки вида Epithemia adnata (от 11 до 18% всех створок) и галофобного мезотрофного вида Cymbopleura inaequalis (10–13%). Вверх по зоне увеличивается содержание галофобных (с 21 до 36%) и галофильных (с 0 до 13%) видов, содержание видов-индифферентов снижается с 79 до 46%; содержание мезогалобных видов увеличивается вверх по ЛДЗ-II с 0 до 4%. Увеличивается содержание мезотрофных (с 9 до 26%), олиготрофных (с 0 до 5%) и эвтрофных видов (с 16 до 22%). Содержание видов, индифферентных к трофическому статусу местообитания, резко уменьшается с 75 до 47%. Весовая концентрация вверх по зоне увеличивается с 0.05×106 до 0.11×10⁶ створок/г.

ЛДЗ-III, 169–165 см (13 750–13 710 кал. л. н). В этой диатомовой зоне представлены створки 36 видов диатомей, большая их часть относится к бентосным видам (77–76%), содержание обрастателей составляет 21–22%, содержание видов влажных местообитания – от 1.5 до 0.5%, доля плактонных видов – менее 1%. Среди бентосных резко преобладает эвтрофный вид, относящихся к индифферентам по системе галобов – Gyrosigma attenuatum (от 50 до 66% всех створок). Следующие по численности виды – бентосный эвтрофный индифферентный вид Gyrosigma acuminatum (7% всех створок в нижней части ЛДЗ) и вид-обрастель Cymbopleura inaequalis (9–13%). Содержание галофобных видов колеблется в пределах от 15 до 16%, содержание галофильных снижается вверх по подзоне с 13 до 1%, содержание видов-индифферентов увеличивается до 72–81%, содержание мегогалобных видов колеблется от первых долей процента до 2%. Содержание эвтрофных видов существенно увеличивается по сравнению с ЛДЗ-II и составляет от 63 до 74%, содержание мезотрофных видов составляет 17–19%, олиготрофных – от долей процента до 4%, видов, обитающих в водоемах разного трофического статуса, от 14 до 8%. Весовая концентрация створок вверх по зоне уменьшается с 0.10×10⁶ до 0.05×10⁶ створок/г.

ЛДЗ-IV, 165–158.5 см (13 710–13 640 кал. л. н). В этой зоне представлены створки 28 видов диатомей. По сравнению с ЛДЗ-III снижается содержание створок бентосных видов (оно изменяется в пределах от 38 до 56%) и, напротив, увеличивается содержание видов-обрастателей (хотя заметно снижение их содержания вверх по зоне с 61 до 42%). До 1.5% возрастает содержание видов влажных местообитаний и до 0.5% увеличивается содержание планктонных диатомей. Среди последних часто встречаются створки галофобных видов: индифферентного к солености и трофическому статусу местообитания вида Staurosirella ovata (составляют от 15 до 32% всех створок) и эвтрофного галофильного вида Melosira varians (31% створок в нижней части диатомовой зоны, затем его содержание резко уменьшается до 1%). Среди бентосных видов велико содержание створок видов Gyrosigma attenuatum (составляет от 16 до 29%) и Gyrosigma acuminatum (15–17%). Содержание галофобных видов вверх по подзоне снижается с 11 до 2%, содержание галофильных видов снижается от 32 до 2%, видов-индифферентов меняется от 66 до 86%, содержание мезогалобных видов едва достигает 1%. Содержание эвтрофных видов несколько снижается по сравнению с ЛДЗ-IV и составляет 55–65%. Содержание мезотрофных видов также уменьшается и составляет 6–8%. Содержание олиготрофных видов составляет от 1 до 4%, индифферентных к трофности – 21–40%. Весовая концентрация створок вверх по подзоне увеличивается от 0.012×10⁶ до 0.042×10⁶створок/г.

ЛДЗ-V, 158.5–148 см (13 640–13 540 кал. л. н). В этой зоне представлены створки 83 видов диатомей. Преобладают обрастатели, их содержание меняется в пределах от 56 до 73%. Среди них наиболее многочисленны створки видов Staurosirella ovata (от 13 до 44% створок) и Pseudostaurosira brevistriata (содержание меняется от 3 до 34%). Среди бентосных диатомей (их содержание меняется в пределах от 24 до 43%) преобладают створки вида Navicula oblonga (от 4 до 13%). Содержание створок видов влажных местообитаний и планктонных видов меняется от долей процента до 1.5%. В отложениях этого глубинного интервала преобладают виды — индифференты (их содержание меняется в пределах от 64 до 87%). Содержание галофобных видов изменяется в пределах от 10 до 32%. Содержание галофильных видов составляет 1–2%, мезогалобных видов – увеличивается к верху зоны с 1.5 до 4%. Содержание эвтрофных видов значительно снижено по сравнению с ЛДЗ-IV и меняется в пределах от 15 до 28%, содержание мезотрофных видов, напротив, несколько повышается и колеблется в пределах от 9 до 25%. Содержание олиготрофных видов составляет 4–7%, а видов, индифферентных к трофическому статусу местообитания, меняется в пределах от 55 до 64%. Весовая концентрация возрастает от 1.3×10⁶ до 6.4 ×10⁶ створок/г вверх по диатомовой зоне.

ЛДЗ-VI, 148–141 см (13 540–13 470 кал. л. н). В этой зоне идентифицированы створки 84 видов диатомей. Доминируют обрастатели (67–70%), среди которых преобладают Pseudostaurosira brevistriata (13–24%) и Staurosirella ovata (при этом, их содержание снижается вверх по зоне от 26 до 11%). Содержание бентосных видов составляет 27–33%, видов влажных местообитаний – менее 1%, планктонных видов – 1.5%. Содержание галофобных видов составляет 12–19%, индифферентов – 76–84%. Содержание галофильных видов вверх по зоне повышается от 0.5 до 3.7%, а мезогалобных составляет 1–2%. В то время, как содержание эвтрофных видов снижается вверх по зоне с 18 до 5%, содержание мезотрофных видов, напротив, увеличивается с 13 до 19%. Содержание олиготрофных видов составляет около 3%, индифферентных к трофности видов – меняется в пределах от 65 до 78%. Весовая концентрация меняется в пределах от 2×10⁶ до 3.7×10⁶ створок/г.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Судя по результатам радиоуглеродного датирования, отложения изученного интервала разреза Куликово накапливались в среднем дриасе и первой половине аллерёда, примерно с 14 000 по 13 400 кал. л. н. Гранулометрический анализ и анализ магнитной восприимчивости показывают, что водоем, в целом, характеризовался достаточно спокойными условиями осадконакопления, за исключением двух этапов некоторой активизации терригенного сноса – около 14 100–13 900 (слой 1) и 13 600–13 400 кал. л. н. (слой 6), – на который указывает рост содержание крупных частиц в гранулометрическом составе осадка. Отсутствие частотной зависимости удельной магнитной восприимчивости в осадке свидетельствует о том, что в течение рассматриваемого временного этапа палеоводоем не пересыхал (Maher, Thompson, 1999). Ход кривых содержания органического вещества и карбонатов указывает на быструю смену палеоэкологичсеких условий в водоеме – вероятно, в первую очередь, его трофического статуса.

В отложениях среднего дриаса (14 100– 13 900 кал. л. н.) диатомей не представлено – возможно, условия были неподходящими для их вегетации либо для сохранения створок. В отложениях первой половины аллерëда (13 900–13 400 кал. л. н.) их концентрация варьирует в широких пределах, от десятков тысяч до нескольких миллионов на 1 г осадка. Число таксонов в изученном интервале составляет 117 видов.

Судя по видовому составу диатомовых ассоциаций, на этапе 13 900–13 870 кал. л. н. (ЛДЗ-I) изучаемый палеоводоем характеризовался небольшой глубиной и средней степенью минерализации, его трофический статус восстановить достаточно сложно, поскольку преобладали диатомеи, индифферентные к трофическому статусу местообитания. Резко преобладающий вид Pseudostaurosira brevistriata относится к пионерным и указывает на щелочные условия и воду, богатую кислородом и растворенным кальцием (Miller, 1977). Это же подтверждается высоким содержанием карбонатов в осадке, установленным при расчете потерь при прокаливании. Эти диатомеи образуют лентовидные колонии на субстрате, в связи чем они слабо устойчивы к волновому воздействию. Их обилие можно считать индикатором спокойных гидродинамических условий (Зарецкая и др., 2023), на которые также указывает гранулометрический состав отложений, соотвествующих ЛДЗ-I. Видовой состав ЛДЗ-I значительно схож с аллерëдской хронозоной (DZ-1) по Кабайлене (1968), Kabailiné (2006) и диатомовыми ассоциациями первой половины аллерёда из донных отложений озер (Słowinski et al., 2017), Петрашюнай (Stančikaitė et al., 2009) и Кашучяй (Stančikaitė et al., 2008).

На этапе 13 870–13 830 кал. л. н. (в глубинном интервале 180.5–176 см) наблюдается крайне незначительное число створок диатомей, не позволяющее характеризовать условия исследуемого палеоводоема. Гранулометрический состав отложений не отличается от залегающих ниже. Отмечается некоторый рост содержания органического вещества и снижение содержания карбонатов. Для установления причин прекращения вегетации диатомей на этом этапе либо невозможности их сохранения в осадке необходимы дополнительные исследования.

На этапе 13 830–13 750 кал. л. н. (ЛДЗ-II) видовой состав диатомовых ассоциаций указывает на условия неглубокого мезотрофно-эвтрофного водоема с низкой минерализацией. Преобладание бентосных видов, среди которых доминирует вид Amphora affinis, характеризующийся небольшим размером створок, снижение содержание обрастателей, среди которых преобладают виды со сравнительно толстыми стенками панциря (Cymbopleura inaequalis и Epithemia adnata) и рост содержания створок олигогалобных галофильных видов может указывать на увеличение проточности палеоводоема. С этим предположением согласуются результаты комплексного литологического анализа – отложения, соответствующие этому этапу, характеризуются повышенным содержанием песчаной фракции, высокими значениями медианного размера частиц.

Судя по видовому составу диатомовых ассоциаций, на этапе 13 750–13 640 кал. л. н. (ЛДЗ-III, IV) изучаемый палеоводоем характеризовался небольшой глубиной и эвтрофными условиями и минерализацией от низкой до средней. На эвтрофикацию водоема может указывать рост содержания органического вещества в осадке. Преобладающие виды Gyrosigma attenuatum и G.acuminatum отличаются крупным размером створок и способны обитать в текучей воде, предпочитают щелочные условия (Lange-Bertalot et al., 2017). На возможное увеличение проточности водоема также указывают литологические индикаторы терригенного сноса – рост содержания песчаной фракции в отложениях и увеличение медианного размера частиц и удельной магнитной восприимчивости осадка. Кроме разреза Куликово, представители рода Gyrosigma spp., в рассмотренных в настоящей работе седиментационных архивах были встречены в большом количестве только в отложениях бёллинга в озере Гинкунай (Stančikaite et al., 2015) и в отложениях второй половины аллереда (13100–12800 кал. л. н.) в разрезе Алейка (Зарецкая и др., 2023).

На этапе 13 640–13 400 кал. л. н. (ЛДЗ-V, VI) видовой состав диатомовых ассоциаций указывает на условия неглубокого эвтрофного водоема. Резкое преобладание обрастателей Staurosirella ovata и Pseudostaurosira brevistriata может указывать на спокойные гидродинамические условия, благоприятные для развития характерных для этих видов лентовидных колоний, и высокое содержание кальция в воде. Для донных отложений этого этапа характерно некоторое увеличение содержания карбонатов (до 30%), однако в гранулометрическом составе при малом общем содержании песчаной фракции отмечается некоторое количество крупно- и грубозернистого песка. В нижней части глубинного интервала, соответствующего ЛДЗ-V, отмечается повышение удельной магнитной восприимчивости осадка, что может быть индикатором некоторой активизации терригенного сноса. В целом видовой состав диатомовых ассоциаций выделенного этапа соответствует составу аллерëдской хронозоны (DZ-1), по Кабайлене (1968), Kabailiné (2006), и отложений ряда озер юго-восточной Прибалтики (Stančikaitė et al., 2008, Stančikaitė et al., 2009, Słowinski et al., 2017).

Как и в большинстве рассмотренных палеоводоемов с небольшой глубиной, в отложениях изученного интервала разреза Куликово заметна роль мезотфроных и эвтрофных диатомей, в отличие от водоемов с большей глубиной, в которых преобладают олиготрофные виды. Вероятно, климатические особенности аллерёда, а также влияние других факторов, например, деградация мертвого льда, не создавали благоприятных условий для эвтрофикации водоемов, кроме тех, где небольшая глубина способствовала хорошему прогреву. Для диатомовых ассоциаций исследуемого разреза, как и для всех рассмотренных палеоархивов, характерно преобладание олигогалобных видов. Это может указывать на низкую минерализацию не только в моренных озерах, но и в других изолированных или полуизолированных бассейнах, расположенных по побережью БЛО.

Установленные для разреза Куликово значимые изменения видового состава диатомовых ассоциаций в сроки менее чем за столетие указывают на высокую динамичность региональных и локальных природных условий позднеледниковья. Выделенные этапы характеризуются очень небольшой продолжительностью, зачастую сопоставимой с погрешностью радиоуглеродного датирования. Этот факт подтверждает необходимость максимально детального опробования седиментационных архивов для понимания всей сложности процессов, формировавших природную среду в финале плейстоцена. При этом при построении региональных реконструкций необходимо учитывать возможную асинхронность развития биологических индикаторов в водоемах разной площади, глубины, степени проточности.

ВЫВОДЫ

В результате изучения разреза Куликово установлены этапы смены видового состава диатомовых ассоциаций в интервале 14 000–13 400 кал. л. н. Сравнительно короткая продолжительность этих этапов (несколько десятилетий – столетие) свидетельствует о чутком реагировании водной экосистемы изучаемого водоема на быстрые изменения природной среды юго-восточной Прибалтики в интерстадиале бëллинг–аллерёд. Сопоставление полученных данных с результатами диатомового анализа отложений других седиментационных архивов этого региона выявило общие тенденции развития диатомовой флоры, а также ее локальные особенности, связанные с условиями осадконакопления в конкретном палеоводоеме. Так, общим для большей части палеоводоемов является массовое развитие пионерных обрастателей семейства Fragilariaceae в аллерёде. Можно выделить и локальные особенности – например, в глубоких озерах в аллерёде продолжают доминировать планктонные холодолюбивые виды, а в изучаемом палеоводоеме на севере Самбийского (Калининградского) п-ова отмечается массовое развитие видов Gyrosigma spp. на кратком этапе 13 700–13 640 кал. л. н.

БЛАГОДАРНОСТИ

Исследование отложений разреза Куликово выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-17-00113, сравнительный анализ региональных диатомовых ассоциаций выполнен по теме госзадания FMWS-2024-0003 Института географии РАН.

ACKNOWLEDGMENTS

The study of deposits of the Kulikovo section was funded by the Russian Science Foundation, project № 22-17-00113, the comparative analysis of regional diatom associations was carried out on the theme a state assignment FMWS-2024-0003 by Institute of Geography of the RAS.

Об авторах

А. И. Рудинская

Институт географии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rudinskaya94@gmail.com
Россия, Москва

О. А. Дружинина

Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена; Институт океанологии имени П.П. Ширшова

Email: rudinskaya94@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург; Москва

К. Г. Филиппова

Институт географии РАН

Email: rudinskaya94@gmail.com
Россия, Москва

Л. И. Лазукова

Институт географии РАН

Email: rudinskaya94@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы