Стабильные изотопы кислорода и водорода в голоценовых повторно-жильных льдах на западном побережье Байдарацкой губы, в устье реки Нгарка-Тамбьяха

Буданцева Надежда Аркадьевна кандидат географических наук старший научный сотрудник, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ) 119992, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, стр. 19 Budantseva Nadine Arkad'evna PhD in Geography Senior Scientific Reserach, the department of Geography, M. V. Lomonosov Moscow State University  119992, Russia, g. Moscow, ul. Leninskie Gory, 1, stroenie 19 nadin.budanceva@mail.ru Другие публикации этого автора     Белова Наталья Геннадиевна кандидат географических наук научный сотрудник, МГУ имени М.В.Ломоносова, географический факультет, Лаборатория геоэкологии Севера 119991, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, оф. Ж10 Belova Natal'ya Gennadievna PhD in Geography Scientific Associate, the faculty of Geography, Laboratory of Geoecology of the North, M. V. Lomonosov Moscow State University 119991, Russia, g. Moscow, ul. Leninskie Gory, 1, of. Zh10 nataliya-belova@yandex.ru Васильчук Алла Константиновна доктор географических наук ведущий научный сотрудник, МГУ имени М.В.Ломоносова, географический факультет, Лаборатория геоэкологии Севера 119991, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, оф. Ж10 Vasil'chuk Alla Constantinovna Doctor of Geography Leading Scientific Associate, the faculty of Geography, Laboratory of Geoecology of the North, M. V. Lomonosov Moscow State University 119991, Russia, g. Moscow, ul. Leninskie Gory, 1, of. Zh10 alla-vasilch@yandex.ru

Васильчук Юрий Кириллович доктор геолого-минералогических наук профессор, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова 119991, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, оф. 2009 Vasil'chuk Yurij Kirillovich Doctor of Geology and Mineralogy Professor, the department of Geochemistry of Landscapes and Geography of Soils, M. V. Lomonosov Moscow State University 119991, Russia, g. Moscow, ul. Leninskie Gory, 1, of. 2009 vasilch_geo@mail.ru

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ: проекты 17-05-00794 (обобщение) и 17-05-00793 (изотопный анализ) и бюджетного финансирования Московского университета имени М.В. Ломоносова с использованием масс-спектрометрического оборудования, приобретенного на средства Программы развития МГУ.

Введение

Изотопный состав повторно-жильных льдов является хорошим палеотемпературным индикатором, уравнения, связывающие изотопный состав современных ростков жил с из изотопно-кислородным составом апробированы практически во всех районах Российской криолитозоны уже на протяжении около 30 лет ^{[1, 2]}. В западном секторе Российской криолитозоны пока изучено очень немного ледяных жил, которые могли бы служить источников достоверной палеотемпературной информации изотопически ^{[3, 4]}. В связи с этим данные по району побережья Байдарацкой губы весьма актуальны.

Район исследований и отбор образцов

Изученный разрез располагается вдоль берега Байдарацкой губы в 650 м к ССЗ от устья реки Нгарки-Тамбьяхи (66°50'48"в.д., 68°51'28"с.ш. (рис. 1).

а

б

Рис. 1. Район исследований повторно-жильных льдов в устье р. Нгарка-Тамбьяха (красная точка на рис. а) на юго-западном побережье Байдарацкой губы.

Изучаемая территория располагается на аккумулятивной равнине, по геоморфологическим особенностям разделенной на террасу, пойму реки Нгарка-Тамбьяха, лайду и пляж Байдарацкой губы. Террасы правого и левого берегов р. Нгарка-Тамбьяха имеют различные высотные отметки: в южной части (правый берег) исследуемой территории относительные высоты над уровнем губы не превышают 6 м, в северной части (левый берег) – достигают 17 м. Верхняя пачка отложений террас в районе исследований представлена незасоленными осадками континентального, преимущественно аллювиального генезиса ^[5]. Территория относится к зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Температура пород (на глубине 6,5 м) в среднем составляет –4,0… –4,5°С. Мощность сезонно-талого слоя на поверхности террасы в среднем 0,5-0,6 м, а на склоне – от 0,4 до 0,75 м. Глубина сезонного протаивания в нижних частях склона и на пляже может превышать 2 м. Ранее голоценовые повторно-жильные льды на близ лежащей территории в толще мощного торфяника исследованы Ф.А.Романенко и др. ^[6].

Повторное опробование голоценовых ледяных жил выполнено не из мощного торфяника, а скорее из толщи озерных суглинков, перекрытых торфом мощностью 0,2-0,3 м.

Объектом исследования являются голоценовые повторно-жильные льды, расположенные на западном побережье Байдарацкой губы, в устье реки Нгарка-Тамбьяха. В береговом обрыве (рис. 2, 3) к востоку от устья р. Оюяхи изучено строение маломощного полигонально-жильного торфяника, вложенного в отложения террасы высотой 10-18 м. Торф подстилается суглинками серыми сильнольдистыми со слоисто-линзовидной криогенной текстурой. Повторно-жильные льды шириной 1,5-2 м, залегают на глубине 0,8 м, вскрыта верхняя часть жил высотой 1,15 м. Отбор образцов выполнен в верхней части жил (рис. 4, 5, табл. 1)

Рис. 2. Береговой обрыв террасы высотой от 17 м до 8 м (восточная экспозиция), спускающийся к реке Нгарка-Тамбьяха.

Таблица 1

Ведомость отбора образцов голоценовых ПЖЛ в береговом обрыве в устье реки Нгарка-Тамбьяха (район КС-2 Ярынская)

Методы опробования и аналитических определений

Образцы льда отбирались путём предварительной зачистки стенки обнажения и скалывания льда топором. Образцы льда упаковывались в двойной целлофановый пакет, растапливались при комнатной температуре, а затем разливались во флаконы. Измерения изотопного состава кислорода и водорода льда выполнены в режиме постоянного потока гелия (CF-IRMS) на масс-спектрометре Delta-V с использованием комплекса газ-бенч в изотопной лаборатории географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Изотопный состав выражается в виде δ (‰) относительно среднеокеанической воды V-SMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water). Для калибровки измерений использовались международные стандарты V-SMOW, SLAP, собственный лабораторный стандарт МГУ – снег ледника Гарабаши (значения δ¹⁸О = –15,60 ‰, а δ²Н = –110,0 ‰). Погрешность определений составила ±0,6‰ для δ²Н и ±0,1‰ для δ¹⁸O.

Результаты изотопных определений

Изотопные вариации в голоценовых повторно-жильных льдах на западном побережье Байдарацкой губы, в устье реки Нгарка-Тамбьяха не очень значительны. Значения δ¹⁸О изменяются во льду жилы от –16,71 до –18,52 ‰, а величины δ²H от –123,0 до –142,6 ‰ (табл. 2, рис. 5). Наиболее высокие значения δ¹⁸О и δ²H получены в центральной части жилы.

Рис. 5. Распределение значений δ¹⁸О и δ²Н во льду ПЖЛ в устье реки Нгарка-Тамбьяха вдоль горизонтального профиля на глубине 0,4-0,5 м от кровли жилы

Наклон линии соотношения δ¹⁸О и δ²Н во льду жилы составляет 8,8 (рис. 6), что близко к наклону глобальной линии метеорных вод (ГЛМВ). Это может быть хорошим подтверждением тому, что жилы формировались преимущественно из талого зимнего снега, с минимальным участием вод другого генезиса. Значения дейтериевого эксцесса во льду жилы варьируют от 3,7 до 10,7 (см. табл. 2). Выраженная вариабельность значений дейтериевого эксцесса может быть результатом смешения воздушных масс, поступающих из разных акваторий.

Рис. 6. Соотношение значений δ¹⁸О-δ²H во льду ПЖЛ в устье реки Нгарка-Тамбьяха

Таблица 2

Значения δ¹⁸О, δ²H и d_exc в голоценовых повторно-жильных льдах на западном побережье Байдарацкой губы, в устье реки Нгарка-Тамбьяха, отбор Н.Беловой, сентябрь 2017 г.

№	δ18О, ‰	δ2H, ‰	dexc, ‰
1	–19,03	–141,9	10,34
2	–17,99	–140,2	3,72
3	–18,22	–135,8	9,96
4	–16,71	–123,0	10,68
5	–17,79	–131,4	10,92
6	–18,05	–139,2	5,2
© 1998 – 2024 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.