Ученые лаборатории изотопной геохимии и геохронологии Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с Институтом геологии и геохимии УрО РАН провели работу по комплексному исследованию изотопного состава Sr, Nd, Pb морских голоценовых осадков.

Вариации климата наиболее ярко выражены в высоких широтах и зафиксированы, в том числе, в осадочных породах. Такие изменения в прошлом можно проследить по минеральному и гранулометрическому составу морских осадков. В представленной работе показано, что несмотря на такую связь, корреляция между изотопным составом Sr, Nd, Pb и климатом за 10 тысяч лет (таков максимальный возраст изученных пород) не устанавливается. За смену этих изотопных характеристик полностью отвечают породы питающих провинций, за счёт которых сформировались осадочные последовательности. Результаты исследования опубликованы в журнале Geochemistry International.

Ледники являются одними из самых эффективных факторов эрозии на Земле, разрушая обширные территории, они оставляют после себя впечатляющие впадины и котловины фьордов. Они переносят ил, песок, гравий и валуны на расстояние до нескольких сотен километров от мест их происхождения. В процессе перемещения такой осадок перемешивается, обезличивается и оседает на большой территории. Однако изучение их изотопно-геохимических характеристик позволяет узнать природу этого осадка. Сотрудниками ГЕОХИ РАН и ИГГ УрО РАН проведено комплексное исследование изотопного состава Sr, Nd, Pb морских голоценовых осадков из двух заливов Карского моря (Рис. 1).

В результате установлено, что изменение состава пород питающих провинций, находящихся в ложе ледника, прослеживается с большой точностью благодаря смене в характере распределения отношений ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb и ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, несмотря на хорошую гомогенизацию осадка. Причем можно уловить смену пород, как в пределах одного бассейна, так и изменения состава пород самих питающих провинций.

«Изменение климата, прогрев вод океана и окружающего воздуха увеличивает скорость деградации ледового щита. Особенно это чувствуется в Арктическом регионе. Колебания температуры приводят к увеличению или уменьшению ледового покрова, что, в свою очередь, отражается на осадках, накапливающихся под его толщей. Процессы, превалирующие во время теплых и холодных этапов, позволяют различать их на литологическом (укрупнение зёрен осадка, увеличение доли материала ледового разноса в тёплые периоды и уменьшение размера частиц осадка в холодные периоды) и биологическом уровнях (увеличение разнообразия видов животных в тёплые периоды и их сокращение в холодные). В представленной работе показано, что вариации в гранулометрическом составе и доля частиц  ледового разноса не отражаются на изотопном составе осадка», — поясняет старший научный сотрудник лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ГЕОХИ РАН кандидат геолого-минералогических наук Ирина Вишневская.

Смену трендов распределения изотопных составов можно объяснить только сменой состава пород питающих провинций. Таким образом, изучение изотопно-геохимических характеристик позволяет косвенно оценить скорость разрушения пород ложа ледника и проследить смену пород питающих провинций, недоступных в данный момент для исследования.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.