Проблеми палеогеографічного прогнозування на засадах вивчення донних відкладів солоних озер

Одна з головних закономірностей розвитку природи - етапність. Етапність-це стала, істотна, повторювана в часі властивість природи в цілому та окремих її сторін диференціюватись на уособлені відрізки історії-етапи різних таксонів з усіма притаманними кожному з них предметами, явищами, процесами, станами, тривалістю і зумовленістю певною першопричиною. Етап будь-якого таксону істотно відрізняється від інших етапів, зокрема сусідніх (попереднього та наступного).

Етапність є наслідком взаємодії двох основних законів природи -- незворотності та ритмічності. Тому природа ножного етапу неповторна.

Палеогеографічні етапи (палеоетапи) притаманні давній історії природи з часу виникнення Землі як планети і до останнього, перед сучасним, палеоетапу, що закінчився близько 150 років тому. Палеоетапи, як і їхні межі, реконструюються на основі даних дослідження палеогеографічних документів--решток давньої природи (палеогеографічних пам'яток) і слідів сумарного впливу на них різних синхронних процесів (палеогеографічних індикаторів) а також законів і закономірностей основних чинників--космічних, внутрішньо-земних і палеогеографічних.

Неповторність палеоетапів зумовлена також дією в кожному з них іншої головної закономірності розвитку природи Землі, а саме поетапної географічної диференціації. Диференціація є підставою для створення різних таксономічних шкал етапності природи: глобальної, зональних (поясних), регіональних та локальних. Багатокомпонентність природи є основою таксономічних шкал як палеогеосфери, так і будь-яких давніх її частин чи станів (палеотектонічної, палеокліматичної, палеомагнітної, палеогідрологічної, палеоевстатичної, палеозоологічної, палеоботанічної шкал тощо), а наявність різних природних комплексів - таксономічних шкал цих комплексів. Конкретні палеоетапи кожного певного таксону) розташовані в часі у суворій послідовності. Так, палеоеони становлять в історії Землі такий хронологічний ряд (шкалу):

азой (5,10, чи > 13,0 млрд. років-початок. 4 млрд. років закінчення);

криптозой (відповідно 4 - 0,6);

 фанерозой (600 - 6 мли. років);

антропозой (б млн. - 40 тис. років);

ноозой (40 тис. років - 150 років); а сучасний -

ноотехнозой (150 - 0 тис. років).

Цей же ряд палеомегаер утворюється з цілих частин палеоеонів, а саме: ранньоазойська (Аг,), пізньоазойська (Аг,), саамська ($М), кеноренська (К>Г), карельська (КЬ), гренвільська (СК), катангська (КТ), палеозойська (Р2), мезокайнозойська (МК2) та ін. палеомегаери. Тривалість палеомегаер також зменшується з часом. Кожна з палеомегаер криптозою мала по два палеомегаперіоди - довший таласократичний і коротший геократичний, як і перші три палеоери фанерозою. Останній, крім палеоер (каледонської, герцинської та альпійської), має у кожній з них по два палеоперіоди (каледонський таласократичний, каледонський геократичний і т.п.). Ще нижчі за рангом - палеоепохи і палеовіки тощо. Це -підрозділи глобальної палеогеографічної шкали. Причини таксонів палеоетапів також глобальні. Палеоландшафтогенез пов'язаний насамперед з внутрішніми чинниками, тоді як зовнішні чинники, разом з внутрішніми, були визначальними головним чином для зональної (поясної), регіональної та місцевої шкал

палеоландшафтної етапності.

Поетапна диференціація давньої природи земної поверхні глобально реконструйована дуже схематично, переважно за деякими компонентами тощо. Це реконструкції, зокрема, змін рельєфу та рухів земної кори, середньої глобальної температури нижніх верств атмосфери, зледенінь, рівня Світового океану, фауни і флори тощо. Палеоландшафтні реконструкції території та акваторії України за допомогою схеми палеогеографічних етапів здійснені майже за 200 етапами пліоцену, плейстоцену і голоцену. Проте конкретні латеральні поетапні реконструкції можна одержати лише за допомогою палеогеографічних, у тому числі галузевих (покомпонентних), особливо  - палеоландшафтних карт. Всі ці карти переважно регіональні. Стосовно території України вони за схемою палеогеографічних етапів створені лише недавно, в 60 -90-х роках. Це дрібномасштабні поетапні карти-схеми зон пліоценових і плейстоценових грунтів, рослинності, палеоландшафтів цього ж часу, палеоландшафтів за палеомалакофауністичними даними тощо. Детальніші за масштабом (1:2500000 і 1:500000) палеоландшафтні карти території України створені по 14 етапах тріасу, крейди, пліоцену, плейстоцену, які складені в 80-і роки XX ст.

Голоценовий етап, який є дуже важливим для прогнозування з відповідно невеликими часовими упередженнями, в Україні вивчається на основі детальної схеми етапності лише в наш час. Наслідки цього вивчення одержані лише по деяких територіях і тільки з окремих питань. Цей етап заслуговує особливої уваги в подальших дослідженнях. Прогностика - наука про принципи, методологію, методику створення наукових передбачень. Основний принцип прогностики: треба знати сучасне і минуле, щоб передбачати майбутнє. Для нашої мети (створення теоретичних основ прогнозування розвитку природи) пропонуються певні часові упередження. За обсягом площ Землі прогнози можна поділити на глобальні (планетарні), регіональні та локальні різних рантів.

Базою передбачення є науковий закон. Він потребує вивчення в плані його прогностичної функції. Створений таким чином прогноз буде помологічним; у наявній формі він діє не лише в минулому та сучасному, але і в майбутньому Специфіка помологічного прогнозу полягає в тому що він передбачає не конкретний факт, а основну тенденцію розвитку того чи іншого явища, процесу, чинника.

Комплексний метод перспективного прогнозування природи земної поверхні і довкілля надзвичайно складний. В ньому є щонайменше п'ять груп методів, переважно теж комплексних. Це методи:

1. аналізу і синтезу чинників розвитку природи Землі (космічних, внутрішньоземних, палеогеографічних, соціальних);
2. дослідження геохронології, етапності та поетапної диференціації природи земної поверхні (комплексний палеогеографічний метод, що складається з низки галузевих та інших методів);
3. метод дослідження (також інструментальних спостережень тощо) історії сучасної (в межах останніх півтора чи одного століття) ландшафтної оболонки Землі, її частин, компонентів, елементів;
4. створення наукового прогнозу розвитку природи земної поверхні в цілому окремих регіонів тощо; екстраполяція одержаних за допомогою інших методів даних з упередженням різної тривалості - від мільярдів, мільйонів, тисяч, сотень до 10--12 і менше років;
5. верифікація прогнозів: пряма, непряма, інваріантна, консеквентна верифікації, верифікація опонентами, повторним опитуванням опонентів, експертизою, врахуванням помилок тощо.

До основних завдань науки відноситься також створення палеоекогеографічних карт, у тому числі регіональних (зокрема по території та акваторії України), крім названих вище, полягають в: побудові їх на певній історичній основі (схемах палеогеографічних етапів, шкалах геохронології); зображенні по площі однорідних у часі (інваріантних) природних умов і однакової (в часі) взаємодії біотичних та абіотичних чинників; поетапній реконструкції палеоекогеографічних умов кожного етапу; контролі побудови карт менших територій за даними по більших територіях тощо.

Особливу увагу при подальших палеоекогеографічних дослідженнях (також експедиційних) території і акваторії України слід звернути на поетапний збір, опрацювання, синтез даних про взаємодію біотичних і абіотичних чинників давньої природи.

РОЗДІЛ II. Методика визначення віку озерних відкладів на основі

                     вивчення ламінованих відкладів озер.

При написанні цього розділу я користувався працями таких вчених, як  Шостакович В. Б. [21], Федченко Г. П., [19], Перфильев Б. В.[16], Воейковa A.[4], Дзенс-Литовский А. І. [7]

Головним кліматотвірним чинником, як відомо є сонячне випромінювання, а точніше - його інтенсивність. Значна кількість геофізичних та біологічних явищ прямо чи опосередковано пов'язані з діяльністю сонця. В природі існує ряд об'єктів, в яких в тій чи іншій формі фіксуються як сезонні, так і більш тривалі періодичні зміни в активності сонця. Сюди можна віднести концентричні кільця багатьох деревних рослин і , зокрема , шаруваті відклади деяких типів озер: так звані, стрічкові глини, що виникли як осадові породи на дні прильодовикових озер, шаруваті мулові та сольові відклади деяких озер посушливих зон.

Уважне вивчення явищ концентричного кільцювання деревини або шаруватості стрічкових озерних мулів показує , що вони залежать від правильного чергування двох типів шарів, відмінних за будовою та виду, утворення яких у свою чергу пов'язане із коливаннями сезонних чи багаторічних кліматичних умов.

Відкрите останнім часом широке поширення в природі явища тонкої шаруватості в мулових відкладах сучасних озер, виявлене в яскравому прояві в Сакському озері [], також є в кінцевому підсумку результатом впливу кліматичних умов на фізичні та біохімічні процеси, що відбуваються у водоймах.

Зв'язок з кліматичними елементами виявляється в утворенні відмінних один від одного літніх і зимових шарів із ритмічним чергуванням, і в самій енергії мулоутворення - в коливанні товщини окремих річних шарів відкладеного мулу. Тому моноліти озерного мулу і є досить вигідним об'єктом для геохронологічних дослідження, оскільки можуть охоплювати тривалі часові відтинки. Особливо важлива перевага мулових відкладень для геохронологічних досліджень полягає в тому, що шаруватість мулів за допомогою цієї методики можна відкрити від самої поверхні, і перший річний шар відповідає року взяття проби. Таким чином геохронологія, заснована на вивченні озерних відкладень, дозволяє здійснити точну прив'язку до нашого літочислення.

Для послідовного взяття мулів з метою вивчення стратифікації відкладів в даний час існує ціла серія мулобурів системи Б. В. Перфільєва, М. М. Слав'янова, П. А, Двойченко, С. М. Пчеліна, А. І. Дзенс-Литовського та ін . Різні системи бурів застосовуються залежно від глибини забору проби і цільової установки. Для взяття проб мулу з великих глибин існують спеціальні трубчасті лоти. Методика ж обробки мулових колонок головним чином розроблена Б. В. Перфільєвим. Вона з деякими доповненнями та змінами дозволяє порівнювати відносно великі обсяги матеріалів з різних мінеральних озер. Ця методика дозволяє розкрити тонкошарувату (мікрозональну) будову в довгих, безперервних серіях монолітів. Наприклад, встановлено, що для Сакського озера такі моноліти до глибини 8,5 м відповідають проміжку часу близько 5600 років.

Отримані за методом Б. В. Перфільєва за допомогою поршневого бура у вигляді циліндричних монолітів з непорушеною будовою проби мулу розрізають у спеціальному приладі - пелотомі на ряд окремих тонких пластів. Далі зрізи слід зберігати закритими під склом для захисту від окислення. [16]

На основі 164 знімків зрізів 70 монолітів з десяти паралельних свердловин  в натуральну величину, узятих в Сакському озері влітку 1930 р., коли вдалося провести монолітне мікрозональне буріння до глибини 9,5 м, було оброблено з кліматологічної точки зору до глибини 6,5 м.

Всього від поверхневого шару серії монолітів до шару, що лежить на глибині 6,5 м, де знаходиться перший розрив між суцільною серією, не перекритий сусідніми трубками, нараховано 4188 окремих шарів, тобто 4188 років. Це показує, що в Сакському озері на утворення шару мулу, потужністю 6500 мм знадобилося 4188 років, - звідси середній річний приріст мулових відкладень визначається 1,53 мм. Але в деяких випадках буває не так легко розрізнити на фотографії або на зрізі окремі роки. Тому можливі деякі помилки в обчисленні років.

Найтонші шари мулу в 0,2 мм відзначені для 1004, 1002, 896 рр., до н.е; найтовщі - 4,0 мм: 440 р. н. е.., в 1032 р., 1092 і 1743 н. е..; відповідно 5,0 мм- 792 р. н. е.., 1160 р., 1464 р. н. е.; 7,00 мм в 1392 р. н. е.; 11,0 мм в 889 р. до н.е.;     22,0 мм в 805 р. н. е.., та 23,0 мм в 2140 до н. е.. Все це відноситься до товщі мулових відкладень, починаючи з 2295 рр. до н. е. 
Можна побачити, що коливання потужностей річних шарів мулу в Сакському озері досягають з року в рік значних обсягів. Тому варто припустити, що виключно потужні шари в 11, 22 і 23 мм утворилися внаслідок яких-небудь катастрофічних обставин, наприклад, обвалів берега. Також відомо, що шари мулу стискаються під вагою вищих, тому важливо було протягом тривалих спостережень визначити величину цього стиснення.

В Табл.1 наводяться дані для кожного століття: 1) середня товщина річного шару мулу, 2) поправка на стиснення, 3) виправлена середня товщина річного шару.

На підставі табл. 1 можна зробити деякі висновки про різкі зміни у величині річного приросту мулу. 
                                                   Таблиця 1.                                          

Порівнюючи між собою всі ці величини, можна з достатньою впевненістю сказати, що умови утворення мулових відкладень у проміжок часу з 2100 р. до н. е.   і до наших днів були приблизно однаково. Між роками 2100 і 2200 до н. е. сталося різке збільшення середньої річної продукції мулу; те ж саме можна сказати при порівнянні товщини мулу на відрізках 2200-2300 до н. е., і 3510 - 3434 до н. е. 
Середні річні товщини мулу на відрізку 2-258, відмічені та 326 виправлені на стиснення відповідно на 100 і 162 менше річних шарів відрізка I і на 123 і 166 більше відрізків 3-5. Різниці, в енергії мулоутворення, що досягають 16-17 мм на рік, настільки значні, що швидше за все можуть бути пояснені змінами в умовах мулоутворення, тобто зміною характеру самого водоймища.

Отже на підставі хронограмм можна встановити:

1. Сакське озеро існує понад 5,5 тис. р.

2. Різкі зміни режиму озера - сильне зменшення товщини щорічно відкладеного мулу припадає на 3400 і 2300 рр. до н. е. і між 2100 і 2200 до н.е.

3. За період часу з 2100 р. до н. е. і до нашого часу особливо різких змін в режимі озера не відбувалося.

4. Оскільки Сакське озеро лежить у безпосередній близькості до моря і морська вода може просочуватися через пересип, що відокремлює озеро від моря, то з пункту 3 випливає те, що за період часу з 2100 р. до н.е. не відбувалися які-небудь різкі коливання рівня моря, тому що вони, безсумнівно, відбилися б на зміні характеру мулових відкладень Сакського озера.

Якщо уважно придивитися до знімків мулових зрізів, то стають помітні деякі періодичні зміни річних потужностей мулів. На наявність такої періодичності і ймовірність її зв'язку з ритмами сонячної активності ще у 1927р. вперше вказав Б. В. Перфільєв в попередньому повідомленні «До вивчення озерних відкладень» [1927].