ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА В ДОННЫХ ОСАДКАХ ОЗЕР СЕВЕРНОЙ МОНГОЛИИ КАК ЛЕТОПИСЬ

ПАЛЕОКЛИМАТА В ГОЛОЦЕНЕ

Ц. Наранцэцэг1., Ц. Оюунчимэг1., Д. Төмөрхүү1.,

Б. Ууганцэцэг., С. К. Кривоногов2

1 – Институт Геологии и минеральных ресурсов АНМ, г. Улаанбаатар2– Институт Геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск 

Изучения изотопного состава углерода и кислорода донного осадка оз. Доод Цаган в Дархадской впадине

Также, основываясь на интерпретации этих результатов и их сопоставлении с изотопными записями озер Гун и Угий, сделана попытка реконстрируровать изменения природной среды и климата Северной Монголии в раннем и среднем голоцене.

Изотопный состав и температура воды Соотношение атмосферных осадков и испаренияИзотопный состав воды питающих рекГидрологический режим озерных бассейн

Изотопный состав кислорода и углерода:

Содержание

ВведениеМатериалы и методы Результаты и обсуждение

-Оз. Доод Цаган, Северная Монголия- Оз.Угий, Центральная Монголия- Оз.Гун, Северная Монголия

Региональная корреляцияЗаключение

Введение

Оз. Угий

Оз. Гун

Оз. Доод Цаган

Обьекты изотопно-геохимического исследования:

Биогенные карбонаты-планктонные бентосные фораминиферы, раковин остракодБиогенные фосфаты-раковины морских организмовБиогенный кремнезем- диатомовые водорослиА также карбонатные осадки (bulk carbonate), Bright al., 2006;

Zhang et al.,2008; Prokopenko et al., 2010………………..

оз. ДоодЦаган

Озеро Доод Цаган является остатком гигантского подпрудного озера сущестовавщего в Дархадской впадине в позднем плейстоцене. Длина 7,5 км, ширина 5,6 км. Глубина: 5 м в оз.Доод, 10 м в оз.Дунд и 17 м в оз.Хармай

Ши

шхэд

Шишхэд

Шарга

Хармай

•Содержание органического вещества и карбоната определены в 210 пробах. • Определение изотопного состава кислорода и углерода проводилось в 356 пробах на масс-спектрометре Finnigan Mat 252 в лаборатории Института Геологии Китайской АН, г. Ланьчжоу. • Гранулометрический анализ 110 проб был выполнен на лазерном анализаторе LASER PARTICLE SIZER (Pritsch GmbH) в Институте Геохимии СО РАН.

Core DN1

Core DN2

Dorofeyuk et al.,1998Khosbayar et al., 2005

Материалы Материалы и методыи методы

600

550

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

De

pth

, c

m

400

350

300

250

200

150

100

50

0

De

pth

, cm

......................

...........

.................................

0 20 40 60 80 100

Median size, m

Литологическое строение донного осадка оз. Доод Цаган

Тонкозернистые пески (>60 µm)

Алевритовая глина (medium silt)

Песчанистый алеврит (20-30 µm)

Алевритовая глина (medium silt)

Глинистый алеврит (18 µm)(coarse silt)

Песчанистый алеврит (very coarse silt), существенно обогащенный раковинами моллюсков и единичными растительными остатками

core DN1 core DN2

Возрастная модель донного осадка оз.Доод Цаган

Core DN1 Core DN20 Krivonogov et al., 2012

12130±50

6783±45

6413±48

8690±45

8500±40 ?

Hodon section

4920±50

5180±50

6970±60

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

7690±60

Кривые распределения органического Кривые распределения органического вещества, карбоната и изотопного состава вещества, карбоната и изотопного состава углерода и кислорода донного осадка оз. углерода и кислорода донного осадка оз.

Доод-ЦаганДоод-Цаган

-7.2‰0.4‰

-16‰-13‰

3.8% 4.8%

-2.3‰-15.1‰

5.4% 4.7%

-7.0‰-17‰

6-11%

15-30%

Кривые распределения отношений П\Б Кривые распределения отношений П\Б диатомейдиатомей, TOC , TOC и и TICTIC донного осадка оз. донного осадка оз.

Доод-ЦаганДоод-Цаган

closed

290-160 см

160-42 см

closed

open

460-290 см

Озеро Угий

Core site

0 3 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0

T O T A L P L A N C T O N(v alv es /1 g r d ry sed im en ts )

0 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0

T O T A L B E N T H O S(v alv es /1 g r d ry sed im en ts )

2 22 8 ± 3 62 1 1 7 ± 3 8

2 5 4 9 ± 3 6

3 2 8 3 ± 4 3

3 26 0 ± 4 4

5 4 4 2 ± 3 96 0 9 1 ± 4 9

6 7 2 7 ± 4 5

7 32 5 ± 5 77 0 7 7 ± 5 3

7 34 1 ± 5 4

L ith o lo g y1 4C (a g e )

2 0 4 0 6 0 8 0

W a ter, %

8 5 0

8 0 0

7 5 0

7 0 0

6 5 0

6 0 0

5 5 0

5 0 0

4 5 0

4 0 0

3 5 0

3 0 0

2 5 0

2 0 0

1 5 0

1 0 0

dep

th,

cm

2 0 4 0 6 0 8 0

O rg a n ics , %

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

C a rb o n a te, %

I

II

III

IV

V -1

V -2

V -3

V -4

V I

V II

V III

D ia to mzo n e

1. 854-484 cм. Серовато-бурый глинистый алеврит.

2. 484-242 cм. Светло-серый алеврит (2 карбонатными прослойками)

3. 242-0 cм. Серый глинистый алеврит.

Пресноводное озеро Угий нуур расположено в долине р. Орхон гол. Длина 7,4 км, ширина 5,3 км, максимальная глубина 15,3 м.

Колонка UN2004 с длиной 850 cm была отобрана во время проведения совместных Монголо-Китайских экспедиций на оз. Угий в 2004 г.

0 3 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0

T O T A L P L A N C T O N(v alv es /1 g r d ry sed im en ts )

0 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0

T O T A L B E N T H O S(v alv es /1 g r d ry sed im en ts )

2 22 8 ± 3 62 1 1 7 ± 3 8

2 5 4 9 ± 3 6

3 2 8 3 ± 4 3

3 26 0 ± 4 4

5 4 4 2 ± 3 96 0 9 1 ± 4 9

6 7 2 7 ± 4 5

7 32 5 ± 5 77 0 7 7 ± 5 3

7 34 1 ± 5 4

L ith o lo g y1 4C (a g e )

2 0 4 0 6 0 8 0

W a ter, %

8 5 0

8 0 0

7 5 0

7 0 0

6 5 0

6 0 0

5 5 0

5 0 0

4 5 0

4 0 0

3 5 0

3 0 0

2 5 0

2 0 0

1 5 0

1 0 0

dep

th,

cm

2 0 4 0 6 0 8 0

O rg a n ics , %

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

C a rb o n a te, %

I

II

III

IV

V -1

V -2

V -3

V -4

V I

V II

V III

D ia to mzo n e

7800-7200 cal a B.P. Сухой холодный климат.

7200-2400 cal a B.P. Теплый гумидный климат (обильная растительность). Череодование холодных и сухих периодов с уменьшением глубины озера;

2400 ~ 1200 cal a B.P. Похолодание климата с увеличением глубины озера (влажный климат).

от 1200 cal a B.P. Потепление климата с уменьшением глубины озера (сухой климат) .

Zhang et al., 2008

Озеро Угий, Центральная Монголия

8500-7800 cal a B.P. Влажный теплый климат.

От 2000 cal a B.P. Теплый влажный климат. Глубина озера увеличена. Но озеро по прежнему закрыто.

До 9900 cal a B.P. Озеро неглубокое. Холодный сухой климат

9900 - 7100 cal a B.P. С увеличением Т увеличивалась глубина озера и продуктивность биогенной массы (Теплый влажный климат)

7200-2000 cal a B.P. Теплый сухой климат. Глубина озера уменьшилась ( влажный период). Озеро стало закрытым.

Zhang et al., 2008

Озеро Гун, Северная Монголия Пресноводное озеро Гун нуур расположено в восточной части обширной котловины, дренируемой р. Орхон и Селенга и их притоками. Современная площадь озера составляет 2.5 км2. Максимальная глубина 5 м. Питание озеро осуществляется атмосферными осадками и грунтовыми водами.

open lake

Closed lake

Closed lake

Колонка GUN2004-A с длиной 928 cm

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

Arid colddesert steppe,

Warm,Forest

Озеро Хотон

Озеро Ачит

Региональная корреляция палеоклиматических данных Западной и Северной Монголии в озерных осадках

голоцена Озеро Баян

wetter

drier

Increasehumidity

drier

Cool,drysteppe

Arid colddesert

Drywarm

Interruption of sedimentation

Wetwarm

Drywarm

wetter

drier

AridCold desert

Warm,Forest

drier

wetter

drysteppe

Wetterand drier

Озеро Хар

Interruption of sedimentation

Ariddesert

steppe

Arid colddesert

Arid coldglacial

Warm,Forest

drysteppe

warmForest

Озеро Хубсугул

ОзероДоод

Озеро Угий

cooler

WetWarm

WetWarm

Озеро Гун

drycold

Warm wet

drycooler

dryWarmWetcool

Arid cold

WetWarm

WetWarmwith dry and cold periods

dry

dry coolWetWarm

Заключение

Вариации изменения δ18O и δ13C вместе с другими геохимическими записями донных осадков оз. Доод позволяют выделить по крайней мере 3 четко выраженные периода аридизации и увлажнения климата региона.

Полученные данные и их сопоставление с записями из озер Гун и Угии свидетельствует о том, что развитие озер Северной Монголии определялось основном климатическими изменениями и во многом зависело от регионального уровня влажности.

Благодарность

 

Авторы благодарны академику РАН, М.И. Кузьмину, доктору профессору Ч. Зангу из университета Ланьчжоу за предоставление возможности выполнения гранулометрического и изотопно-геохимического анализа. Авторы выражают благодарность доктору профессору З. Фенгу из университета Шинжань за помощь в радиоуглеродном датировании.

Заключение: Ранный голоцен

Sumhi coSelin co

Qinhai

Steppe

SujiawanDadiwan

Midiwan

Chasugi

Manas

Aibi

Bosten Yema

Wulungu

Desert-steppe

Desert

Daihai

Haoluku

Hulun

Forest-steppe

?

Balikun

Теплый климат. Влажный в Западной Монголии и Северной Монголии, особенно в районе Хотон нуур и Хөвсгөл нуур. Озера в основном глубокие. Но с низким уровнем воды в озере Доод Цаган.

Sumhi coSelin co

Qinhai

Steppe

SujiawanDadiwan

Midiwan

Chasugi

Manas

Aibi

Bosten Yema

Wulungu

Desert-steppe

Desert

Daihai

Haoluku

Hulun

Forest-steppe

Balikun

Mixed forest

Аридный период в Западном Монголии. В Северной Монголии более влажный, но конце среднего голоцена наблюдаются тенденции в сторону аридизации.

Заключение: Средный голоцен