Проблеми палеогеографічного прогнозування на засадах вивчення донних відкладів солоних озер

Розташування і загальна характеристика свердловин показані у Табл.1

 

Таблиця 1. Характеристика досліджених свердловин

Озеро	Висота,  м над р.м.	Широта	Довгота	Глибина води,  м	Довжина колонки, м
Саки	-0,7 (-0,4)	45? 06', 807 пів.	33? 33', 193 схід.	0,8	4,2

 

Буріння виконувалося торф'яним буром із шириною керну 7 см, довжиною кернів 1 м. Літологічні особливості відкладів озера Саки, а саме розподіл потужностей річних пар шарів у Секції 1 ( до глибини 1 м) показано на Рисунку 1. Потужності варв, переважаюче забарвлення наявні у Додатку 1. (Таблиця 2)

 

 

 

Рис. 1. Розріз донних відкладів озера Саки.

Рис. 1. Розподіл потужностей річних пар шарів у розрізі донних відкладів озера Саки (вісь X - потужність пар шарів, у мм; вісь Y  -  глибина від поверхні води, у  мм).

У озері Саки найнижчий горизонт відкладів (500-495 см від поверхні води), представлений в'язкою глиною із включенням гальки та уламків морських черепашок, формувався в умовах відкритої морської затоки. Тонкий горизонт піску і прошарок зеленувато-сірої глини, що залягають безпосередньо вище, утворилися при зниженні рівня моря (можливо відбулася перерва осадонакопичення). Із цього часу починається поступова ізоляція затоки від відкритого моря пересипом та утворенням лиману. Відклади на глибині 490-474 см формувалися ще у відкритому басейні, в якому відбувалося  поступове зниження рівня води та перехід до лагунних умов. Останні фіксуються за підвищеним накопиченням карбонатів на глибинах 474-370 см, а рівень 310 см позначає повне відділення басейну від моря пересипом. Вище відмітки 310 см в умовах ізольованої водойми із підвищеною мінералізацією формувалися сірі мули із чіткою хемогенною шаруватістю.

Підрахунок річних пар шарів (варв) у донних відкладах озера Саки (Рис.4) виконувався безпосередньо після відбору кернів, які ще зберігали природну вологість. Візуалізовано 1420±70 шарів, потужність яких значно змінюється - у діапазоні 0.2 - 30 мм (пересічна потужність 2,8 мм).

Порівняння радіовуглецевих даних із літологічними свідчить, що перехід від утворення морських глин до формування ритмічно-шаруватої товщі озерних мулів відбувся у проміжку 3610-3340 рр. до н.е. (приблизно 5500 років тому), що відповідає оцінкам В.Б. Шостаковича та О.І. Дзенс-Литовського. Проте швидкість осадонакопичення, розрахована за інтерполяцією нижніх радіовуглецевих датувань, є меншою від визначеної попередніми дослідниками і складає 0,73 мм/рік. Швидкість седиментації, розрахована за датами із вище розташованих горизонтів (3,7 м - 2300-1700 рр. до н.е. і 2,157 м - 200-750 рр до н.е.) складає 0,73 и 0,55 мм/рік відповідно. Таким чином, темпи осадонакопичення змінювалися у часі. Максимальні швидкості  (1 мм/рік) мали місце, коли накопичувалася товща мулів у інтервалі  3,7-2,157 м.

Результати, отримані на основі радіовуглецевого датування, не зіставляються із такими, отриманими на основі візуального підрахунку шарів. Це може бути пов'язане із розташуванням свердловини в узбережній зоні озера, куди із площинним змивом могли надходити надмірні порції осадового матеріалу. Візуально простежено значну кількість однорідних прошарків, не пов'язаних із щорічним циклом осадконакопичення (Рис.4).  Проте чітко простежується загальна тенденція до потоншення шарів у верхній частині розрізу, що відповідає віковій моделі розподілу швидкостей осадонакопичення, встановленій за радіовуглецевими датами. Конче необхідним є буріння  додаткової свердловини донних відкладів Сакського озера.

 

Аналіз паліноматеріалів із донних відкладів Сакського озера дозволяє простежити наступні фази у розвитку рослинності та змінах клімату. Початкова фаза (гл. 4,3-4,2 м) відзначалася найтеплішим і найвологішим кліматом, відображеним у найвищому вмісті пилку деревних і широколистяних порід. Подібні показники не зустрінуто у жодному із сучасних пилкових спектрів із поверхні озера. Широколистяні ліси в цей час ймовірно виходили із гір на рівнину, утворюючи лісостеп поблизу озера Саки. На початку фази у лісах переважав мезофіл граб, степи були лучними із домінантою мезофітного різнотрав'я. До кінця фази зволоження дещо знижувалося - підвищилася участь посухостійкої породи дуба, а у складі степових ценозів посилилася роль ксерофітів.

Протягом наступной фази (глибина 4,1-3,7 м) навколо озера поширювався різнотравно-злаковий степ, подібний до сучасного. У складі рослинності були присутні і типові степняки (Ephedra, Сentaurea, Serratula, Scabiosa, Rheum, сем. Malvaceae), і лучні рослини (Thalicrtum, Polygonum amphibium). Присутність останнього і поширення гадючника (Filipendula), поява водних рослин та ірисових свідчить про існування гігрофітної рослинності. У складі лісів, що зростали протягом цієї фази лише у передгір'ях, переважав граб, зустрічалися липа широколистяна, плющ, дерен. Вміст пилку останніх є вищим, ніж у поверхневих пробах, що свідчить про тепліший від сучасного клімат. Наступна фаза (гл. 3,6 м) позначає подальше потепління і зростання посушливості клімату (можливо за рахунок підвищення випаровуваності). Рослинність, у складі якої збільшилася кількість ксерофітів, за зональним типом наближалася до сухого степу. Зокрема, пилок Valerianella pumila, Centaurea, Echinops, Polygonum aviculare є індикатором посушливих степових грунтів. Клімат був посушливішим від сучасного, проте у передгір'ях вологість була достатньою для зростання широколистяного лісу.

Протягом 3-ї фази (гл. 3,5-3,3 м) простежується наступний цикл зволоження клімату, виражений у поширенні мезофітного різнотрав'я (зокрема, таких мезофітів як Knautia, Rumex, Filipendula, рослин родин Ranunculaсeae, Urticaceae, Polygalaceae), різкому скороченні ролі полинів і збільшенні площ дубових гайків у передгірному лісостепу. Про зростання вологості свідчить поява пилку омели та ялини (розширювався ареал ялини у Південних Карпатах - найближчому районі, звідки міг відбуватися занос її пилку). Клімат був вологішим від сучасного. Протягом формування  шарів у інтервалі 3,2-3,0 м Сакське озеро оточував різнотравно-злаковий степ, подібний сучасному. Проте підвищеною була роль гігро-мезофіта гадючника (Filipendula), який нині не зростає у досліджуваному районі. Низькогір'я займали грабово-дубові ліси. Наявність пилку берези та ялини пов'язана із далеким заносом.

Протягом 4-ї фази (гл.2,9-2,4 м) зональним типом рослинності стали сухі степи - різко розширилися площі ксерофітних полиново-лободових ценозів, збільшилася роль ефедри.. Незважаючи на посушливий клімат етапу, навколо озера існувала гігрофітна рослинність (Filipendula). Зниження заносу пилку дерев у район Сакського озера вірогідно свідчить про остеповіння передгірь Криму. ¹⁴С-дата 3630 ВР (гл.2,9 м, 3,7 м від поверхні води) відповідає ксеротермальному періоду суббореалу, встановленому М.О. Хотинським []. Найпосушливіший інтервал  простежується за максимумом пилку ксерофітов, падінням вмісту пилку широколистяних порід (особливо вологолюбного граба) і вільхи (гл. 2,7-2,5 м).

5-а фаза (гл.2,3-2,1 м) навпаки позначена максимальним поширенням мезофітного різнотрав'я. Зональным типом рослинності став лучний степ із багатим складом трав. Суттєво знизилася роль полинів, а лободові угрупування були вірогідно галофільними і займали лише засолені ділянки. У гірських широколистяних лісах з'явився плющ, збільшилася роль граба. Пік вмісту його пилку відповідає появі заносного пилку іншого мезофілу - ялини. Ця фаза позначалася максимальним зволоженням протягом формування товщі мулів, яке перевищувало сучасне. Протягом наступної фази (гл. 2,0-1,6 м) зональним типом рослинності став злаковий степ. Участь мезофітного різнотрав'я була дуже незначною (зокрема, різко скоротилася роль гадючника), проте значення ксерофітів також було невисоким. Зараз типовий злаковий степ поширюється північніше Сакського озера, на території із меншою кількістю опадів. Клімат був теплим, із максимумом потепління у кінці фази (пік пилку широколистяних порід і дуба, зникнення заносного пилку берези та ялини). На цьому рівні з'являється пилок культурних злаків та горіха, що є інтродукованою у Криму породою, тобто фіксується початок антропогенного впливу на рослинність.

6-а фаза (гл. 1,5-1,4 м) відображає подальшу аридизацію із поширенням ксерофітних полиново-лободових ценозів при мінімальній  участі мезофітного різнотрав'я. Починаючи із цієї фази, зменшується участь широколистяних порід у низькогірних лісах Криму. Зростає роль дрібнолистяних дерев, особливо берези. Можна припустити, що клімат став посушливішим і прохолоднішим, ніж на попередніх фазах. В той же час слід враховувати можливість впливу людини на стан рослинного покриву. Зокрема, максимум вмісту пилку культурних злаків відповідає мінімуму вмісту пилку найціннішої для потреб людини породи - дуба.

7-а фаза (гл. 1,4-1,1 м, С-дата 2360 ВР  на гл. 1,36 м, 2,16 м від поверхні води) переважали злакові степи. З'явився гадючник, поширення якого на попередніх фазах було вкрай обмеженим. У передгір'ях самостійні угрупування створювала ліщина. Роль широколистяних порід була меншою, ніж на попередніх фазах, що може свідчити про подальше похолодання клімату (або цілеспрямовані вирубки).

Протягом 8-ої фази (гл. 1,0.-0,5 м) знову відбувалося зростання зволоження, відображене у поширенні різнотравно - злакового степу, близького до сучасного. Виходячи із цього, а також із вмісту пилку широколистяних порід, вважаємо, що клімат цієї фази був найбільш подібним до сучасного.

Протягом 9-ї фази (гл. 0,5-0,4 м) участь ксерофітів продовжувала скорочуватися, а роль різнотрав'я зростати. Cтепи були близькими до лучних, а полини та ефедра практично зникли із складу рослинності. У горах і на річкових террасах степової зони поширювалися сосна та ялівець. Це, а також розширення ареалів зростання ялини та смереки (постійна присутність їх пилку), також відображає зволоження клімату. На цьому рівні знову з'являється пилок культурних злаків і горіха. 

10-а фаза (гл. 0,4-0,3 м) відзначался поширенням ксерофітних ценозів (особливо полинових), збідненням складу різнотрав'я і скороченням ролі деревної рослинності (особливо дуба). У низькогір'ях розповсюджувалися різноманітні чагарники (ліщина, бруслина, крушина, глід і ялівець). Вперше зустрінуто пилок типового степового чагарника - галофіта и геліофита лоха сріблястого. Подальша експансія ксерофітів відбувалася протягом останньої фази  (гл. 0.2-0,0 м) - вміст їх пилку вищий, ніж у поверхневих пробах, що свідчить про посушливіший клімат. При значній участі чагарників продовжувала зменшуватися роль деревної рослинності.  Від початку до кінця фази відбувалося потепління клімату, що відображене у зникненні пилку берези і збільшенні ролі пилку широколистяних порід. 

Паліноматеріали, отримані із донних відкладів Сакського озера, відображають циклічність і спрямованість у розвитку рослинності та змінах клімату району досліджень.  Від початку до кінця часу формування відкладів простежується тренд до похолодання клімату.  Циклічність виявляється у чергуванні посушливих і зволожених етапів. Піки потепління простежуються на рубежах вологих і посушливих фаз. Початок антропогенного впливу на рослинність фіксується із гл. 2,0 м. Поширення культурних злаків досягає максимуму на гл. 1,6-1,4 м (зокрема, на інтервалі 2360 ВР) і знову підвищується на вологому інтервалі 0,5-0,4 м.

Отже, як в  озері Саки так і в інших, розташованих на західному узбережжі Криму, представлено відклади замкнутих сильно мінералізованих водойм, що перекривають морські відклади.

За каліброваними радіовуглецевими датами покрівля морських відкладів у Сакському озері датується 5340-5610 років тому. Саме у цей час почали формуватися пересипи, що пізніше повністю відділили озеро від моря. Повне ізолювання озера Саки відбулося приблизно 4200 років тому. Утворення пересипів ймовірно пов'язане із активізацією абразійних процесів протягом трансгресивної фази розвитку Чорного моря.  За останні 2500 років було сформовано приблизно 1.5 м донних відкладів, тобто швидкість осадконакопичення у порівнянні із попереднім періодом зменшилася. Це може свідчити про відносне зниження аридності клімату. 

Висновки

Працюючи над розкриттям теми своєї курсової роботи я намагався перш за все довести актуальність проблематики палеогеографічного прогнозування,  у світлі все більш явних та незворотних змін у географічній оболонці, в тому числі змін клімату за все зростаючого антропогенного тиску на природу. Опрацьовуючи наукові джерела важко було не помітити дефіцит уваги науковців до прогнозування саме на основі матеріалів донних озерних відкладів. Основна кількість праць з даної теми припадає на першу половину XX століття, і лише останнім часом спостерігається зростання інтересу науковців до цієї проблеми.

В розділі першому я намагався визначити суть палеогеографічного прогнозування, - як наукової діяльності, розкрити його науково методологічні основи, встановити природні чинники - рушійні сили еволюції географічної оболонки.

Другий розділ було присвячено опису методики, апаратного забезпечення роботи із зразками відкладів, та способів встановлення віку їх формування на основі робіт вітчизняних вчених першої половини XX століття - піонерів у даній галузі.

В третьому розділі я намагався пояснити умови утворення соляних озерних відкладів, відмінності між континентальними та морськими умовами їх формування базуючись на експериментальних та археологічних даних.

В заключному четвертому розділі я намагався висвітлити хід сучасних досліджень зокрема Сакського озера фахівцями академії наук України, за участі іноземних фахівців, що наразі проходять на Євпаторійському узбережжі Криму, і вже принесли значні результати. Саме завдяки даним роботам я завдячую своїм знайомством з прикладною стороною цього виду досліджень.  

Використана література

 

Gerasimenko N.P. Environmental and climate changes between 3 and 5 ka BP in Southeastern Ukraine // NATO ASI Series, V.1 49. 1997, p.371-399

Kremenetski C.V., 1995: Holocene vegetation and climate history of southwestern Ukraine. //Review of Palaeobotany and Palynology, 85: р.289-301

Веклич М.Ф. Історія та прогноз розвитку природи і довкілля: теоретичні засади. Увраїнський географічний журнал - 2001, № 3, с. 45-51

Воейков. А. Температура озер с большим содержанием солей. Метеор, вести. № 6--7,. 1914.

Дзенс-Литовская  Н.Н. Основные черты палеогеографии степного Крыма // Вестник ЛГУ, № 18. 1957, с. 99-106.

Дзенс-Литовский А. И. Комплексное гидрогеологическое изучение соляных и грязевых озер и лиманов, Тр. 1 Всес. Гидрогеол. съезда, V, ОНТИ . 1934.  с.159-196.

  Дзенс-Литовский А. И. Геология района  Сакского озера. Сб. Саки-Курорт, вып. I,. Симферополь, 1935 г.

Дзенс-Литовский А. И., М.Г.Валяшко. Методика комплексного изучения 
минеральных озер. Л.-М., 1935.