ArticlePDF Available

Coring of Karakel’ Lake sediments (Teberda River valley) and prospects for reconstruction of glaciation and Holocene climate history in the Caucasus

Authors:

Abstract and Figures

Lacustrine sediments represent an important data source for glacial and palaeoclimatic recon- structions. Having a number of certain advantages, they can be successfully used as a means of specifi- cation of glacier situation and age of moraine depos- its, as well as a basis for detailed climatic models of the Holocene. The article focuses on the coring of sediments of Lake Kakakel (Western Caucasus) that has its goal to clarify the Holocene climatic his- tory for the region, providing the sampling methods, lithologic description of the sediment core, obtained radiocarbon dating and the element composition of the sediments. The primary outlook over the results of coring of the sediments of the Lake Karakyol helped to reconsider the conventional opinion on the glacial fluctuations in the valley of Teberda and to assume the future possibility for high-definition palaeoclimatic reconstruction for Western Caucasus.
Content may be subject to copyright.
Лёд
и
Сн
е
г · 2
0
1
3
· № 2
(
122
)
-
102
-
УДК
551.324.63
Б
у
рение осадков оз. Каракель (долина р. Теберда) и перспективы реконстр
у
кции истории
оле
д
енения и климата голо
ц
ена на
К
авказ
е
2013 г. О.Н. Соломин
1
,
И.
А
. Калуги
н
2
, М.
Ю
.
А
лександри
н
1
, И.
С
. Бушуев
а
1
,
А
.В. Дари
н
2
,
Е.
А
. Долгов
а
1
,
В
.
Ж
омелл
и
3
,
М
.
Н
.
И
вано
в
1
,
В
.
В
.
М
ацковски
й
1
,
Д.В.
О
вчиннико
в
4
,
И.
О
. Павлов
а
1
,
Л
.
В
.
Р
азумовски
й
5
,
А
.
А
. Чепурна
я
1
1
Инстит
у
т геогра
ф
ии РАН, Москва;
2
Инстит
у
т геологии и гео
ф
изики СО РАН, Новосибирск;
3
Лабо
р
ато
р
ия
ф
изической геог
р
а
ф
ии CNRS, Медон,
Фр
анция;
4
Инстит
у
т леса имени В.Н.
Су
качева Р
А
Н, Красноярск;
5
И
нстит
у
т водных проблем РАН, Москв
а
ol
g
asolomina@yandex.ru
С
татья п
р
инята к печати 15 янва
р
я 2013 г.
З
ападный Кавказ, климат голоцена, озёрные отложения, палеоклиматические реконструкции, палеолимнология
.
Ho
l
ocene c
l
imate,
l
acustrine se
d
iments, pa
l
aeoc
l
imatic reconstructions, pa
l
aeo
l
imno
l
ogy, Western Caucasus.
Озёрные отложения – важный источник данных для реконструкции коле
б
аний ледников и изменений
климата. Рассмотрены первые результаты
б
урения осадков оз.Каракель (долина р.Те
б
ерда, Западный
Кавказ
)
, выполненного для реконструкции голоценовой истории оледенения и климата в регионе.
Описаны методика от
б
ора о
б
разцов и осо
б
енности стратиграфии керна донных отложений оз. Кара-
к
е
ль, п
р
ив
е
д
е
ны т
р
и
ра
ди
о
угл
еро
дны
е
д
а
ти
ро
вки, п
оз
в
о
ливши
е
о
ц
е
нить
с
к
орос
ти
оса
дк
о
н
а
к
о
пл
е
ния
в
верхней части толщи
(
поздний голоцен
)
. Датировка нижнего слоя озёрных отложений – 11700 л.н.
(календарный возраст)– одновременно представляет со
б
ой оценку минимального возраста морены,
п
одпруживающе
й
оз.Каракель
.
В
ведени
е
В последние десятилетия из
у
чение кли-
мата голоцена вышло на новые р
у
бежи. Это
п
р
ежде всего связано с
р
аз
р
аботкой новых и
сове
р
шенствованием известных методов
радиоуглеродного датирования
(
AMS – Accel-
erate
d
Mass Spectrometry – ускорительная
масс-спект рометрия
)
и анализа отложений,
а также с
у
спехами в модели
р
овании клима-
та
[
15, 18
]
. Озё
р
ные осадки – один из наиболее
пе
р
спективных объектов палеоклиматически
х
исследований, поскольк
у
они часто содер-
ж
ат непрерывн
у
ю летопись событий прошло-
го, которую можно расши
ф
ровать с высоким
в
р
емен
н
м
разрешением.
В
отличие от других
косвенных индикато
р
ов, нап
р
име
р
денд
р
ох
-
ронологических, оз
ё
рные отложения мог
у
т
д
ать ин
ф
о
р
мацию о нескольких па
р
амет
р
а
х
климатической и ландша
ф
тной изменчиво-
сти. Для гляциологии озё
р
ные отложения осо-
б
енно интересны, так как по материалам и
х
исследования возможно создание неп
р
е
р
ывных
реконстр
у
кци
й
изменени
й
размеров ледников
и высоты г
р
аницы питания, чего нельзя сде-
л
ать
,
основываясь лишь на точечных данных о
положении и возрасте морен. При этом б
у
дет
д
ост
у
пна информация о состоянии ледников
и
в период их сокращения. В этой ра
б
оте мы
сделаем о
б
зо
р
основных положений палео
-
л
имнологического метода,
р
ассмот
р
им пе
р
вые
р
ез
у
льтаты
бу
рения отложений оз. Каракель
и
на основе трёх радио
у
глеродных датирово
к
оценим ско
р
ости осадконакопления.
М
етодика комплексных палеолимнологически
х
реконстр
у
кций высокого временнUго разрешени
я
И
спользование
палеолимнологических
данных
д
ля реконструкции состояния оле
д
енения.
П
ио
-
н
е
р
ные
р
а
б
оты в этом нап
р
авлении п
р
инадле
-
ж
ат но
р
вежским исследователям
[
24
]
, кото
р
ые
у
совершенствовали констр
у
кцию лёгкого
бу
ра,
ч
то позволило им начать массовый отбо
р
мате
-
р
иала озё
р
ных отложений в
б
лизи сов
р
еменны
х
л
едников. Небольшие озё
р
а около ледников –
и
деальные лов
у
шки осадков, ха
р
акте
р
кото
-
р
ых тесно связан с эрозионно-акк
у
м
у
лятивной
д
еятельностью ледников и д
ру
гими п
р
оцесса
-
м
и, п
р
оисходящими в водосбо
р
е. Ледниковые
и
неледниковые отложения в
р
аз
р
езах п
р
илед
-
н
иковых озёр чётко различаются даже виз
у
аль
-
н
о. Так, на рис.
1
,
б
хорошо видны ленточные
б
г
лины – сви
д
етельство го
д
овой
ц
икличности
-
103
-
О.Н. Соломина и
др.
л
едниково-акк
у
м
у
лятивной деятельности. Н
а
р
ис. 1,
а
годовая цикличность не п
р
ослеживает-
ся, но хо
р
ошо виден пе
р
еход от неледниковых
осадков
(
тёмный слой внизу
)
к ледниковым: этот
переход фиксир
у
ет время появления ледника на
водо
р
азделе в начале неогляциального похоло-
д
ания.
И
менно с этого времени ледник суще
-
ствовал постоянно. Светлые полосы в т
р
етьей
колонке
(
см. рис. 1,
в
)
указывают на наличие двух
катастро
ф
ических наводнений разной мощности
.
AMSати
р
ование позволяет оп
р
еде
-
л
ять возраст отложений по очень не
б
ольшо-
му количеству органического материала.
Т
ак,
д
ля обычного анализа треб
у
ется от 1 до 10 г
у
глей, а для
A
M
S
-
у
становки достаточно
1
2
мг,
иногда меньше
(
до 50–100 мкг
)
. Такие дати-
ровки позволяют построить надёжн
у
ю модель
ско
р
ости седиментации и оп
р
еделить х
р
оноло-
гические границы гляциологических со
б
ытий
.
Наличие инстр
у
ментальных данных о поло-
ж
ении концов ледников и воз
р
асте мо
р
ен да
ё
т
возможность оп
р
еделить аналоги основны
х
л
едниковых событий в
р
аз
р
езе и даже пост
р
о-
ить модель изменени
й
высоты г
р
аницы пита-
ния в
за
ви
с
им
ос
ти
о
т лит
о
л
о
г
о
ео
химич
ес
ки
х
и
ф
изических свойств озё
р
ных осадков и потом
использовать данн
у
ю модель для
р
еконст
ру
к-
ции коле
б
аний ледников. Для этой цели в
отложениях п
р
иледниковых озё
р
оп
р
еделяют
след
у
ющие показатели
:
потери при прокали-
в
ании
(
уменьшение массы при сжигании орга
-
н
ики
)
; плотность сухого вещества; содержание
в
оды
;
магнитн
у
ю восприимчивость
;
степень
сортировки
;
минералогические и грануломет
-
р
ические ха
р
акте
р
истики осадка
;
р
ентгенов
-
с
ку
ю
и г
а
мм
а
-пл
о
тн
ос
ть.
Известно, что к наиболее ин
ф
орматив
-
н
ым показателям для реконстр
у
кции разме
-
р
ов оледенения п
р
ошлого относятся поте
р
и
пр
и п
р
окаливании, соде
р
жание о
р
ганическо
-
г
о вещества
(
эти две характеристики тесно
связаны межд
у
со
б
ой, так как о
б
е они
у
вели
-
ч
иваются п
р
и уменьшении
р
азме
р
ов ледни
-
к
ов
)
и магнитная восприимчивость [17, 24].
Последняя о
б
ычно от
р
ажает соде
р
жание маг
-
н
итных мине
р
алов в осадке, кото
р
ое увели
-
ч
ивается при наст
у
пании ледника и
у
силении
его экза
р
ационной деятельности, т.е.
ф
акти
-
чес
ки
за
ви
с
ит
о
т инт
е
н
с
ивн
ос
ти п
ос
тупл
е
ния
в
бассейн аллохтонного мине
р
ального осадка.
Д
анный показатель как один из наи
б
олее
у
стойчивых о
б
ычно используют и для корре
-
л
яции отложений. Очевидно
,
что магнитная
в
осп
р
иимчивость и соде
р
жание о
р
ганического
в
ещества имеют о
б
ратную взаимную корреля
-
ц
ию. Плотность, кото
р
ая оп
р
еделяется
р
ентге
-
но
в
с
ким м
е
т
о
д
о
м, выш
е
у
оса
дк
о
в л
е
дник
о
в
о
г
о
п
роисхож дения.
Р
азмер минеральных частиц,
особенно глинистых и алев
р
итовых, также
т
есно связан с коле
б
аниями ле
д
ника. Поло
-
Р
ис.
1
.
О
зёрные отложения
:
а
– пе
р
еход от неледниковы
х
о
садков
(
тёмный нижний слой
)
к
л
едниковым
;
б
– ленточные гли-
б
н
ы – свидетельство п
р
исутствия
л
едника
;
в
– следы катастро
ф
иче
-
с
ких наводнений
(
светлые про-
с
лои
)
(
по данным А. Несье, лич-
н
ое сообщение
)
F
ig.
1
. La
k
e se
d
iments
:
a
– t
h
e transition
f
rom non
gl
acia
l
s
ediments
(
dark bottom layer
)
to gla-
c
ial;
б
– varved clay – evidence of the
б
p
resence o
f
t
h
e
gl
acier;
в
t
r
aces
of
c
atastrophic floods
(
light layers
)
(
ac-
c
ordin
g
to A. Nesje, personal com-
m
unication
)
П
алеогля
ц
иологи
я
-
104
-
ж
ение зоны максимально
й
экза
р
ации ледник
а
можно
у
становить по осо
б
енностям минерало
-
гич
ес
к
о
г
о
сос
т
а
в
а
оса
дк
а
,
ес
ли г
ео
л
о
гич
ес
ки
е
различия пород, слагающих долин
у
ледника,
д
остаточно ч
ё
тко вы
р
ажены и по
р
оды имеют
п
р
ости
р
ание, попе
р
ечное по отношению
к
нап
р
авлению движения льда
.
В идеале в качестве о
б
ъекта исследования
д
ля палеогляциологических реконстр
у
кций с
п
о
м
о
щь
ю
п
а
л
ео
лимн
о
л
о
гич
ес
к
о
г
о
м
е
т
о
д
а
с
л
е-
ду
ет вы
б
ирать ледников
у
ю систем
у
, состоящ
у
ю
из одного ледника простой
ф
ормы с датиро
-
ванными моренами, расположенными межд
у
концом ледника и озером [1
6
]. В последни
х
ра
б
отах, однако, показано, что реконстр
у
кцию
можно проводить и на
б
олее отдалённых от
конца ледника озё
р
ах, и в долинах, где п
р
и
-
сутствуют несколько ледников разно
й
мор
-
ф
ологии, экспозиции и д
р
. Для выявления
л
едниково
й
составляюще
й
при анализе разны
х
параметров седиментации использ
у
ют метод
главных компонент [
2
7]
.
В последние годы число реконстр
у
к
-
ци
й
для отдельных ледников, выполненны
х
этим методом, нап
р
име
р
в Но
р
вегии, воз
р
ос
-
л
о до нескольких десятков. Подо
б
ные ра
б
оты
вед
у
т и во многих др
у
гих горных [20, 25, 26] и
поля
р
ных
[13
,
14
,
19]
р
егионах. Исследования
показали, что в большинстве го
р
ных
р
айонов
С
еверного пол
у
шария в раннем и среднем голо
-
цене ледники отс
у
тствовали или с
у
ществен
-
но сокращались. Подро
б
но из
у
чены история и
нескольких шель
ф
овых ледников. Установлено,
что сокращение и исчезновение шель
ф
овы
х
л
едников, п
р
оисходящие сейчас в А
р
ктике и
А
нтарктике [19], в голоцене сл
у
чались несколь
-
ко
р
аз, однако сов
р
еменное их отступание и
р
аспад –
б
есп
р
ецедентны, так как данные п
р
о
-
цессы впервые происходят одновременно в о
б
еи
х
поля
р
ных о
б
ластях. Ранее этого не отмечалось
.
Использование палеолимнологических
д
анны
х
для реконстр
у
кции изменений климата.
Д
ля эти
х
реконструкций применяют
б
олее традицион
-
ны
е
п
о
дх
о
ды
,
ос
н
о
в
а
нны
е
н
а
г
ео
химич
ес
ких и
биостратигра
ф
ических показателях. Принци
-
пиальное отличие сов
р
еменных методик
р
е
-
конструкции – их
б
олее высокое разрешение,
которое стало возможным в рез
у
льтате раз
-
вития высоких технологий. Подо
б
ные ра
б
оты
в нашей стране вед
у
тся в Инстит
у
те геологии
и минералогии СО РАН
(
Новосибирск
)
под
р
у
ководством И.А. Кал
у
гина и А.Н. Дарьина.
Главные методы детального из
у
чения оз
ё
рны
х
осадков – высокоп
р
оизводительны
й
скани
-
ру
ющий рентгено-флюоресцентный анализ
н
а пучках синхронного излучения
(
РФА-СИ
)
и
низкофоновая пол
у
проводниковая гамма
-
спектрометрия.
С
овокупность этих методов
п
озволяет оп
р
еделять в осадке соде
р
жание
более 50 мак
р
о- и мик
р
оэлементов в ши
р
оком
д
иапазоне. Сканир
у
ющий вариант РФА-СИ
д
а
ё
т возможность пол
у
чения
у
никальной
и
н
ф
о
р
мации о
р
асп
р
еделении элементов, плот
-
н
ости и ст
р
укту
р
ных па
р
амет
р
ах мине
р
алов
в
доль колонки осадков с п
р
ост
р
анственным
р
аз
р
ешением от 0,1 мм. В
р
еменнáя шкала осад
-
к
онакопления ст
р
оится по изотопным оп
р
еде
-
ле
ниям
137
C
s,
210
P
b
и
14
C
. На территории России
эта методика п
р
именялась для
р
еконст
р
укции
к
лимата Алтая и Сиби
р
и
[
5, 6, 22
]
. С
р
еди геохи
-
м
ических индикато
р
ов особенно ин
ф
о
р
матив
-
н
ы такие породоо
б
раз
у
ющие элементы, как K,
C
a, Ti, Fe, Mn, а также микроэлементы, харак
-
теризующие терригенную
(
Cu, Ga, Rb, Sr, Y, Zr,
N
b, Sn, Ba
)
и органогенную
(
Br, I, Mo, U
)
ком
-
п
оненты осадка. В частности, п
р
и пост
р
оении
р
еконструкции для
Т
елецкого озера использо
-
в
аны рентгеновская плотность, содержание
Br
и
Ti, а также отношение Sr
/
Rb [5, 6, 22]
.
Современные представления о коле
б
ания
х
к
лимата на Кавказе в голо
ц
ене и необхо
д
имость
реконстр
у
кций высокого разрешени
я
П
р
едставления об исто
р
ии оледенения
и
климата поз
д
неле
д
никовья и голо
ц
ена н
а
Кавказе
б
азир
у
ются в основном на геомор
-
ф
ологических описаниях мо
р
ен и биост
р
ати
-
г
ра
ф
ических данных. Высокоразрешающие
р
еконстр
у
кции летней температ
у
ры выполнены
н
едавно и охватывают всего два столетия
[
2
]
.
Хр
онология коле
б
аний ледников последнего
тысячелетия основана на
р
ез
у
льтатах лихеномет
-
р
ического дати
р
ования, кото
р
ое не может счи
-
таться надёжным по ряд
у
причин, особенно в
связи с отс
у
тствием хронологического контроля
у
криво
й
роста лиша
й
ников для поверхносте
й
старше
100
лет [
1
]. Возраст голоценовых морен,
з
а исключением четыр
ё
х стадий наступания
л
едника Безенги, кото
р
ые дати
р
ованы в очень
ш
и
р
оких в
р
емен
н
х
пределах
(
ранее 8600 л.н.;
м
ежд
у
8
6
00 и
6
400 л.н.; около 4500 л.н.; около
2800 BP и после
6
50 л.н. – радиоуглеродный
н
екалиброванный возраст
)
[10], практически
н
е известен. Палеоклиматические реконстр
у
к
-
-
10
5
-
О.Н. Соломина и
др.
ции, основанные на биост
р
атиг
р
а
ф
ических
д
анных, воссоздают лишь сам
у
ю о
б
щ
у
ю кар
-
тин
у
изменений климата на
К
авказе в голоце
-
не. Так, по спо
р
ово-пыльцевым и диатомовым
д
анным Л.
С
е
р
еб
р
янного и д
р
.
[10]
, на п
р
отя
-
ж
ении голоцена наблюдается т
р
енд понижения
температ
у
ры и
у
величения осадков. Согласно
мате
р
иалам этих авто
р
ов, в
р
аннем голоцене в
у
рочище Криют
(
водораздел Чегема и Черек
а
Безенгийского, 2100–2400 м над ур. моря
)
пре
-
о
б
ладали
б
е
р
ёзовые леса, хотя пояс ши
р
околи-
ственных лесов находился недалеко.
В
среднем
голоцене верхняя граница леса
(
бук
)
подня
-
л
ась и проходила на
300
м выше современной.
В начале с
убб
ореала доля пыльцы и спор дре
-
весно
й
группы, включая широколиственные,
у
меньшилась в связи с похолоданием, а спек
-
тры су
б
атлантики свидетельствуют о ещё
б
олее
холодных и влажных
у
словиях.
Н
а основе спорово-пыльцевого анализ
а
трёх торфяников
(
Дигорский, Верхнезгидский
и Тарский
)
А.В. Князев, А.Б. Савинецкий и
Н.А. Гей [7] выполнили палеоклиматическ
у
ю
реконструкцию для второ
й
половины голо
-
цена. В качестве основного индикато
р
а эти
авто
р
ы использовали соотношение пыльцы
б
у
ка и сосны, которые замещают др
у
г др
у
га в
пыльцевых спект
р
ах п
р
и изменении климата,
причём
у
гнетение б
у
ка приходится на с
у
хие
и холодные пе
р
иоды.
С
огласно их данным, н
а
Кавказе было тепло межд
у
7500–5500 и 5000
3100
(
3000
)
л.н., а в периоды 5500–5000 л.н.,
4
400–4000 л.н. и 3700
(
3500
)
–3400
(
3300
)
л.н.,
напротив, на
б
людались короткие похолодания
(
в скобках указаны альтернативные границы
инте
р
валов, если дати
р
овки в
р
азных оз
ёр
ах не
совпадают
)
. Более длительный период похоло
-
д
ания отмечался 3000
(
2900
)
–2300
(
2200
)
л.н.,
а наступившее затем в
р
емя в целом
р
ассма
-
т
р
ивается как пе
р
иод потепления.
В
течение
последних
1000
лет наблюдалось от одного до
трёх
(
в разных разрезах по-разному
)
кратковре
-
менных похолодани
й.
По данным анализа Л
у
ганского
б
олот
а
(
2428 м над ур. моря, р. Закан, левый приток
Большой Лабы
)
[4], в бореальное время
на это
й
высоте находился ледник, которы
й
исчез в тёплый
(
и влажный
)
атлантический
период.
Н
а его месте возникло озеро, кото
-
р
ое к 4200 л.н. п
р
ев
р
атилось в болото. 3200
2800
л.н., в период потепления, озеро возникло
снова и прос
у
ществовало около 400–500 лет.
В начале с
уб
атлантики произошло похолода
-
н
ие и в котловине снова начал откла
д
ываться
т
ор
ф
, а около 1300 л.н. наблюдалось потепле
-
н
ие. Последний
р
аз озё
р
ные осадки накаплива
-
л
ись з
д
есь
400
–5
00
л.н
.
Некото
р
ые дополнительные п
р
едставления
о кр
у
пных изменениях климата на
К
авказе
м
огут дать материалы изучения погре
б
ённы
х
п
очв или г
у
м
у
совых горизонтов, о
б
нар
у
жен
-
н
ых разными авторами в высокогорье.
Т
ак,
в
долине ледника Улл
у
кам, в 1 км от конц
а
современного ледника, на высоте
2813
м
о
б
нар
у
жена погре
б
ённая почва, перекрытая
слоем склоновых отложений
(
3580±80 радио
-
у
глеродных лет
)
[11]. Эта датировка совпада
-
ет с датировками других погре
б
ённых почв
(
3720±140 л.н. [8]
)
и погребённых гумусовых
г
оризонтов в современных почвах (3
6
10±80
ИГАН-746 и 3630±60 ИГАН-745 [8]
)
. И.В. Пав
-
л
ова и В.Г.
О
нипченко [
9
] считают, что совре
-
м
енные почвы начали
ф
о
р
ми
р
оваться в тёплый
атлантически
й
период, поскольку датировки
п
о современным почвам
у
казывают на некий
осреднённый возраст их
ф
ормирования, омо
-
л
оженный по отношению к истинном
у
времени
н
ачала почвоо
б
разования. В качестве допол
-
н
ительного арг
у
мента для этого предположе
-
н
ия
о
ни
о
тм
е
ч
аю
т м
а
к
с
им
а
льн
ое
к
о
лич
ес
тв
о
п
ыльцы те
р
мо
ф
ильных ши
р
околиственных
п
о
р
од в нижних го
р
изонтах этих почв.
Е.В. Квавадзе и Ю.В. Е
фр
емов
[
23
]
иссле
-
д
овали озё
р
ные и озё
р
но-
б
олотные отло
-
ж
ения в долине Архыза и
у
становили, что в
п
ериод
4300
4200
л.н. в этом районе прои
-
з
ошло сильное похолодание, кото
р
ое п
р
и
-
в
ело к нисходяще
й
миг
р
ации
р
астительных
п
оясов. Похолодание су
бб
ореального перио
-
д
а п
р
е
р
ывалось потеплением лишь однаж
-
д
ы. В су
б
атлантическое время отмечалось дв
а
п
охоло
д
ания: около 1300–1200 и 400–350 л.н.
П
оследнее подтверждается также наступа
-
н
иями ледников по лихеномет
р
ическим
[
7
]
и
дендрохронологическим [
1
] данным.
С
рав
-
н
ение
р
ассмот
р
енных массивов палеогля
-
ц
иологических, биостратигра
ф
ических,
б
иоин
д
ика
ц
ионных и палеопе
д
ологических
д
анных показывает, что история климата
К
ав
-
к
аза в голоцене пока из
у
чена лишь в самых
общих чертах.
Э
то связано главным образом
со слабым х
р
онологическим конт
р
олем
р
екон
-
струкци
й
, их низким временн м
р
аз
р
ешением,
а также отс
у
тствием непрерывных реконстр
у
к
-
П
алеогля
ц
иологи
я
- 10
6
-
в
ремя окружает озеро с юго-западно
й
, запад
-
н
ой и северо-западной сторон.
Е
сли принять
в
о внимание, что а
б
солютная высота дна озер
а
р
авна примерно
132
5–
1330
м, что соответствует
г
ипсометрическому уровню русла р. Те
б
ерда, то
м
ожно предположить, что в оз.
К
аракель посту
-
п
ает небольшая часть стока
р
. Тебе
р
да. Ве
р
о
-
я
тно, в питании озера довольно с
у
щественн
а
р
оль подземной составляющей. По данным
Ю.В. Е
фр
емова
[
3
]
, мине
р
ализация воды в
озере – 115,5 мг
/
л, а концентрация кислород
а
в
воде 6,75 мг
/
л, причём последняя меняется
с глубиной (в верхнем слое – 9,1 мг
/
л, в при
-
д
онном – 7,6 мг
/
л). По берегам озера произрас
-
тают преим
у
щественно сосновые леса. Возраст
н
аиболее старых сосен, раст
у
щих на морене,
п
одпр
у
живающей озеро, – около 180–200 лет
(
наиболее старое дерево датировано 1836 г.
)
.
Озё
р
ные осадки отби
р
ались с плота в
ц
ентральной части озера с гл
у
бины 9,5 м.
Использовался озёрный
бу
р типа «
бу
р Несье»
(
А. Несье [24]
)
– труба диаметром 11 мм. Получе
-
н
о два керна с ненар
у
шенной стр
у
кт
у
рой, пере
-
к
рывающих др
у
г др
у
га по гл
уб
ине от
б
ора от дн
а
озера
(
первый – с глубины от 0–15 мм до 1000–
1100 мм, второй – с гл
у
бины около 35–40 мм до
1800–1830 мм
)
(
рис. 3,
а
)
. Бурению предшество-
ци
й
количественных параметров, характери
-
з
у
ющих отдельные элементы климата.
Цель проекта б
у
рения и анализа осадков
кавказских оз
ё
р – прояснить голоценов
у
ю исто
-
рию климата на Кавказе. В этой ра
б
оте описан
первы
й
этап исследовани
й
.
Проект
б
урения озёрных осадков
в долине р. Те
б
ерд
а
Д
ля детальной реконструкции климата и
колебаний кавказских ле
д
ников в голо
ц
ене в
сентябре 2010 г. было выполнено керновое б
у
ре
-
ние отложений оз. Ка
р
акель. Оно
р
асположено
в пределах западно
й
высокогорно
й
провинции
Большого Кавказа, в долине р. Те
б
ерда, кото
-
р
ая начинается на склонах Главного Кавказ
-
ского х
р
ебта. В
р
айоне оз. Ка
р
акель долин
а
р. Те
б
ерда простирается преим
у
щественно с
юго-запада на севе
р
о-восток и имеет ши
р
ин
у
около 1000–1200 м
(
рис. 2
)
. Озеро находится
на абсолютной высоте 1335 м, имеет овальн
у
ю
форм
у
и вытян
у
то в направлении простирания
д
олины. Размеры озера – около
140
×
280
м, гл
у-
бина колеблется в п
р
еделах
6
11 м. По мнению
Г.К. Ту шинского [
12
], оз. Каракель образова
-
л
ось п
у
тём подпр
у
живания ледниковых пото
-
ков мо
р
енной г
р
ядой, кото
р
ая в настоящее
Ри
с
. 2.
Д
олина
р
. Те
б
е
р
да в
р
айоне пос. Те
б
е
р
да и оз. Ка
р
акел
ь
Fi
g
. 2. Teberda valle
y
near the Teberda settlement and Karakel Lak
e
-
10
7
-
О.Н. Соломина и
др.
вал пробный отбор осадка тор
ф
яным буром,
которы
й
показал, что на дне озера имеется доста
-
точно мощный слой рыхлых отложений, прич
ё
м
их отдельные слои
р
азличаются по мине
р
ало
-
гическим и
ф
изическим ха
р
акте
р
истикам. П
р
и
б
у
рении тор
ф
яным б
у
ром в ложке обнар
у
жены
слои с пе
р
еходом от светло-се
р
ого алев
р
ита к
тёмной,
б
огатой о
р
ганическим веществом ве
р
х
-
ней толще
(
см. рис. 3,
б
)
. Осадок был достаточно
плотный и мог
у
держаться в тр
у
бе при б
у
рении
основным озёрным б
у
ром. Поскольк
у
верхняя
ч
асть осадка представляла со
б
ой полужидкий
сапропель, верхние образцы
(
250 мм осадка
)
д
ополнительно от
б
ирались с помощью ящич
-
н
ого пробоотборника
(
см. рис. 3,
в
)
. На глубине
30
3
5 мм в этом ке
р
не виден светлый линзовид
-
н
ы
й
п
р
осло
й
се
р
о
й
глины с высоким соде
р
жа
-
н
ием Ti, Rb, Ga, K, Y
(
показатели силикатной
составляющей
)
и низким – Br, U, W
(
характерны
д
ля органической части осадка
).
Отложения озе
р
а чётко делятся на т
р
и го
р
и
-
з
онта
(
рис. 4
)
. Первый
(
горизонт А
)
до глубины
Р
и
с
.
3
.
Бу
рение оз
ё
рных осадков оз. Ка-
р
акель
:
а
– процесс б
у
рения;
б
– пробный отбор
б
о
бразцов озёрных осадков торфяным б
у-
р
ом;
в
– ве
р
хний слой сап
р
опеля оз. Ка
р
а-
к
ель, отоб
р
анный с помощью ящичного
пр
обоотбо
р
ник
а
F
i
g
. 3.
D
rillin
g
of lacustrine sediments of
K
arakel lake
:
а
– drillin
g
;
б
– lake sediments from a peat cor-
б
e
r samplin
g
;
в
– the top la
y
er of sapropel o
f
K
arakel lake, sam
p
led a box-sam
p
le
r
П
алеогля
ц
иологи
я
-
108
-
ý
же, чем палевые. Характерные полосы в дв
ух
к
ернах соответств
у
ют др
у
г др
у
г
у
, прич
ё
м это
соответствие сох
р
аняется сниз
у
дове
р
х
у
на
в
сём протяжении керна
(
см. рис. 4
)
. Это свиде
-
тельств
у
ет о
б
отс
у
тствии перемешивания слоёв
и
открывает перспективы для реконстр
у
к
-
ц
ии высокого
р
аз
р
ешения. П
р
и
б
ольшом
у
величении в горизонте
С
можно насчитать
300–400 слоёв. Пе
р
иодически слоистость п
р
о
-
п
адает. Видимо, это страти
ф
ицирование – не
г
одичное, а связанное с пе
р
иодическими изме
-
н
ениями
р
ежима осадконакопления
.
Изменение соде
р
жания о
р
ганического
в
ещества в ке
р
не хо
р
ошо заметно даже на глаз.
В нижнем го
р
изонте С соде
р
жание о
р
ганики
о
ч
е
нь ни
з
к
ое
,
а
са
ми
о
тл
о
ж
е
ния п
о
цв
е
ту, т
е
к
-
ст
у
ре, плотности и неясной слоистости похожи
н
а отложения приледниковых оз
ё
р. Больше
в
сего о
р
ганики в тонком слое озё
р
ной гиттии
и
нтенсивно-чёрного цвета
(
глубина 520–
530 мм
)
с желеобразной консистенцией. Сверх
у
и
снизу он окруж
ё
н слоями сапропеля, мощно
-
стью 30–40 мм, кото
р
ые также насыщены о
р
га
-
н
ико
й
, но в меньше
й
степени, и имеют другую,
более плотн
у
ю консистенцию. Верхние 500 мм
сапропеля имеют оливковы
й
оттенок и пред
-
ставлены чередующимися светлыми
(
до белё
-
сых
)
и тёмными прослоями. Переход от серы
х
г
лин к сап
р
опелю хо
р
ошо заметен на г
р
а
ф
ике
содержания влаги в керне, где на гл
уб
ине около
500 мм п
р
оисходит
р
езкий скачок, связанный
с
б
ольшей влаго
у
держивающей спосо
б
ностью
в
ерхних слоёв сапропеля
(
рис. 5
)
.
Д
ля отложений оз.
К
аракель методом радио
-
у
глеродного AMS-датирования
(
радиоугле
-
р
одная лаборатория г. Познань, Польша [28]
)
п
олучены три датировки для глубин
300
310 мм
(
1550 ± 3 0 л.н .
)
, 520–540 мм
(
2235 ± 35 л . н.
)
и
1430–1450 мм (97
6
0 ± 80 л.н.) (таблица). В верх
-
н
ей части разреза
(
до глубины 520 мм
)
сред
-
н
яя ско
р
ость осадконакопления составляет
0,22–0,23 мм
/
год. Эта часть толщи относится
к
су
б
атлантическому времени. К сожалению,
п
опытка оп
р
еделить воз
р
аст ве
р
хне
й
толщи
с помощью анализа на цези
й
не увенчалась
у
спехом, возможно, в связи с перемешиванием
самой верхней части полужидкого осадка.
Д
ля
в
ерхней части разреза А. Чеп
у
рной выполнен
спорово-пыльцево
й
анализ, согласно кото
-
р
ом
у
на гл
у
бинах 540–460, 460–280, 280–40
и
40
0
мм выделяются четыре палинозоны
(
статья сдана в печать в журнал «Известия РАН,
Ри
с
. 4. Стратиграфия дв
у
х кернов осадков оз. Каракель и
рез
у
льтаты радио
у
глеродного датировани
я
Fi
g
. 4. The strati
g
raph
y
of the two cores of Karakel lake sedi
-
ments and results of radiocarbon datin
g
5
20
–5
40
мм представлен желеобразным тон
-
кослоистым сапропелем; второй
(
горизонт B
)
д
о гл
у
бины 570 мм – тёмно-серой, с зеленова
-
тым оттенком
,
тонкослоистой и сильно обо
-
гащённой о
р
ганическим веществом глиной;
третий
(
горизонт C
)
(
с глубины 580 мм до конц
а
колонки 1830 мм
)
– голубовато-серой глиной,
иногда с ко
р
ичневыми п
р
ослоями, мощностью
1–2 мм. Вниз по разрезу плотность глин воз
-
растает.
В
нутри каждого горизонта отмечаются
следы псевдоламина
р
ности, а также отдельные
слои и включения, отличающиеся по цвет
у
и факт
у
ре от фоновых характеристик. Так,
нижний горизонт С имеет явно выраженн
у
ю
полосчатость, п
р
ичём более тёмные полосы
-
109
-
О
.Н. Соломина и
др.
серия географическая»
)
. Спорово-пыльцевые
д
анные свидетельств
у
ют о с
у
щественны
х
изменениях состава
р
астительности, связан
-
ных с изменениями климата и ант
р
опоген
-
ной нагрузки на среду в последние
2300
лет.
В верхних
6
4
6
мм керна изучены также физи
-
ческие свойства отложений
(
содержание влаги
и магнитная восприимчивость
)
и элементный
состав методом РФА СИ
(
K, Ca, Ti, V, Cr, Mn,
Fe, Ni, Zn, Ga, As, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, U
)
с
шагом
1
мм. Пол
у
ченные данные
у
казывают на
возможность высокоразрешающе
й
реконструк
-
ции температур и осадков в этом ра
й
оне для
последних
2300
лет.
С
удя по ряду признаков,
при переходе от серых глин к чёрном
у
сапро-
пелю, примерно на гл
у
бине 550–570 мм, в раз
-
р
езе отмечается пе
р
е
р
ыв в осадконакоплении,
поэтом
у
возраст кровли нижне
й
толщи н
у
ж-
д
ается в уточнении пут
ё
м радио углеродного
д
атирования дополнительных образцов.
О
тме
-
тим, что этот пе
р
еход мог быть и без пе
р
е
р
ыв
а
во в
р
емени вследствие
р
езких изменений кли-
мата,
р
елье
ф
а или гид
р
ологии
.
М
инимальный воз
р
аст ка
р
акельской мо
р
ен
ы
Н
есмотря на предварительный характер
пол
у
ченных рез
у
льтатов, есть некоторые осно-
вания для их обс
у
ждения в контексте леднико-
вой исто
р
ии долины
р
. Тебе
р
да. По описанию
Г.К. Т
у
шинского [12], первый ясно очерченный
вал в долине р. Те
б
ерда находится на высоте
1323
м около оз. Каракель. Т
у
шинский полагал,
что в
р
айоне посёлка ледник находился дважды,
причём морена, подпр
у
живающая оз. Каракель
(
«каракельская стадия»
)
, относится к первой
ф
азе отст
у
пания ледника от его положения в
вюрмский максимум
(
«тебердинское» оледе
-
нение с деп
р
ессией г
р
аницы питания 1200
1300 м
)
. Длина ледника во время каракельской
стадии была
2100
м, а депрессия его грани
-
цы питания –
800
м. В п
р
еделах пос. Тебе
р
да
морена контактир
у
ет с флювигляциальными
отложениями и постепенно замещается ква
р-
цевыми песками. Вниз по течению
р
. Те
б
е
р
да
п
р
ослеживаются четы
р
е
р
ечные те
рр
асы, выше
ка
р
акельской мо
р
ены – две те
рр
асы: 1-я те
р-
раса
(
высота 1,0–1,5 м
)
– до пос. Домбай, 2-я
(
высота 5 м
)
– до устья р. Гонахчир. Они соот
-
в
е
т
с
тв
ую
т дв
у
м г
о
л
о
ц
е
н
о
вым
с
т
а
диям
о
л
е
д
е-
нения: гонахчи
р
ской, с деп
р
ессией г
р
аницы
питания 550–
6
00 м, и амманаузской, с депрес
-
сией
3
5
0
400
м. Г.К. Т
у
шинский считал, что
д
ве мо
р
ены в п
р
еделах пос. Те
б
е
р
да – следы
д
в
у
х отдельных оледенений, разделённых
коротким т
ё
плым межледниковьем. В своих
построениях
Г
.
К
.
Ту
шинский р
у
ководствовал
-
ся альпийской схемой исто
р
ии оледенения,
так как в то в
р
емя считалось, что деп
р
ессия
Р
ис.
5
.Содержание влаги в керне
(
нарезка проб по 5 см
)
F
i
g. 5. T
h
e moisture content in t
h
e core. Samp
l
es s
l
ice
d
b
y 5 c
m
Рез
у
льтаты радио
у
глеродного датирования образцов озёрных отложений оз.Каракел
ь
Гл
у
бина отбора проб, с
м
Л
або
р
ато
р
ный номе
р
Воз
р
аст по
14
С
Откалиб
р
ованный воз
р
ас
т
30
31
Poz-
42
5
87
1
55
0
±
30
B
P
AD 420–
6
0
0
52
P
oz-
42
5
88
223
3
5 B
P
390
200
B
C
143
P
oz-
42
5
89
9
7
6
0±80 BP (0,44 мгC
)
9400
8800
B
C
П
алеогля
ц
иологи
я
-
110
-
г
р
аницы питания ледников в
р
азных го
р
ны
х
ст
р
анах должна
б
ыть одинаковой. Наша дати
-
р
овка показывает, что минимальный воз
р
аст
каракельской морены, подпр
у
живающей озеро,
составляет 11 700 календа
р
ных лет, т.е. точно
совпадает с сов
р
еменно
й
г
р
анице
й
голоцена.
Морена, таким о
б
разом, скорее всего, относит
-
ся к молодом
у
дриас
у
, т.е., действительно, как и
полагал Г.К. Т
у
шинский, представляет собой
свидетельство «оледенения»
,
отдел
ё
нного от
вюрмского максимума т
ё
плым интервалом
.
Характер осадков
(
см. рис. 4
)
, отлагав
-
шихся в начале голоцена
,
показывает
,
что и
х
накопление началось в то в
р
емя, когда ледни
к
находился недалеко от ка
р
акельско
й
мо
р
ены,
подпруживающей озеро.
Р
езкий переход от
осадков, почти лиш
ё
нных органики, к слою
чёрного сапропеля, возможно, фиксир
у
ет потеп
-
л
ение в
р
аннем или с
р
еднем голоцене. В это
в
р
емя в связи с
р
езким потеплением ледник,
по-видимому,
б
ыстро отступил вверх по долине
и режим осадконакопления изменился.
В
еро
-
ятно, озеро перестало с
у
ществовать и прак
-
тически высохло
,
но на его дне
,
в отдельны
х
у
гл
уб
лениях, накапливалось очень не
б
ольшое
количество органики.
О
зёрный режим воз
-
о
б
новился лишь в начале позднего голоце
-
на. Инте
р
есно, что п
р
име
р
но в это же в
р
емя
восстановился и оз
ёр
ный
р
ежим в котловине
Л
уганского озера
(
см. [4]
).
М
орены, относящиеся к молодому дриас
у
в Альпах
(
три или более морен стадии
«Эгезен»
)
, по изотопу 1
0
Ве имеют воз
р
аст
12 200–11 300 л.н.
(
депрессия границы пита
-
ния 400–470 м
)
; следующие стадии наступа
-
ния с депрессией границы питания
22
5–
2
7
0
м
по с
р
авнению с малым ледниковым пе
р
иодом
д
атир
у
ются временем межд
у
10 800 и 10 500 л.н.
О
коло 10 500 л.н. в Альпах ледники сок
р
ати
-
л
ись до сов
р
еменных
р
азме
р
ов и
б
ыли в целом
меньше сов
р
еменных вплоть до
3300
л.н.
[21]
.
В
ывод
ы
Если при
б
егн
у
ть к альпийской аналогии,
то ка
р
акельск
у
ю мо
р
ен
у
след
у
ет считать ана
-
л
огичной одной из морен стадии «
Э
гезен».
Слои плотной се
р
ой глины в основании
р
аз
-
реза на гл
у
бине от 1800 до 570 мм образовались
в
р
аннем голоцене.
З
атем ледники
р
езко сок
р
а
-
тились и следы их геологическо
й
деятельности
исчезают из нашего разреза. Желео
б
разный
осадок относится, видимо, к среднем
у
голоце
-
ну
, когда на Кавказе
б
ыло с
у
щественно теплее,
ч
ем сегодня, и г
р
аница леса была на
300
м выше
сов
р
еменной. Новое похолодание п
р
ивело
к
ф
ормированию озера в позднем голоцене – это
в
ремя примерно совпадает с «неогляциально
й
»
активностью ле
д
ников в Альпах. Поз
д
неголо
-
ц
еновая часть осадка, обогащённого о
р
гани
-
к
о
й
, визуально подразделяется на две части:
в
е
р
хняя, более тёмная часть, возможно,
ф
о
р-
м
ировалась в
у
словиях антропогенного воздей
-
ствия на озе
р
о, кото
р
ое
р
асположено в цент
р
е
п
ос. Те
б
е
р
да
.
Работа выполнена при использовании обор
у
дова
-
н
ия ЦКП СЦСТИ и
ф
инансовой поддержке
Минобрна
у
ки России, соглашение 8337, грантов
Президиума СО РАН
(
ИП-34, ПП-34
)
, РФФИ
№ 13-05-00871, № 13-05-00
6
21
.
Л
итерат
у
р
а
1
.
Бушуева И.С., Соломина О.Н
.
Коле
б
ания ледника Каш
-
Н
Н
каташ в XVII–XXI вв. по ка
р
тог
р
а
ф
ическим, денд
р
ох
р
о-
нологическим и лихенометрическим данным
//
Лёд и
Снег. 2012.
2 (118). С. 121–130.
2
.
Д
олгова Е.
А
., Соломина О.Н.
П
е
р
вая количественная
р
еконстр
у
кция температ
у
ры возд
у
ха теплого периода н
а
Кавказе по дендрохронологическим данным
//
ДАН.
2010. 431.
2. С. 1–5.
3.
Еф
ремов Ю.В. Горные озера
З
ападного Кавказа. Л.:
Гид
р
ометеоиздат, 1984. 112 с.
4. История озер севера Азии
/
Ред. Н.Н. Давыдов. СПб.:
Наука,
199
5.
288
с
.
5.
К
ал
у
гин И.А., Гольдберг Е.Л.,
Ф
едорин М.А., Дарьин А.В.,
Золота
р
ев К.В., Во
р
обьева С.С., Смолянинова Л.Г
.
Вы
со-
ко
р
аз
р
ешающая х
р
онология осадконакопления в Телец
-
ком озере за последние
800
лет – отклик на климатиче
-
ски обусловленные вариации твердого притока
//
Глобальные и
р
егиональные изменения климата и п
р
и
-
р
одной среды позднего кайнозоя
С
ибири. Новосибирск:
Изд-во
СО
Р
А
Н,
2008
.
С
.
3
7
3
40
5
.
6.
К
ал
у
гин И.А., Дарьин А.В., Бабич В.В
.
3000-летняя
р
екон
-
стр
у
кция среднегодовых температ
у
р Алтайского регион
а
по литолого-геохимическим индикато
р
ам донных осад
-
ков оз. Телецкое // ДАН. 2009. Т. 42
6
. № 4. С. 520–522.
7
. Князев А.В.
,
Савинецкий А.Б.
,
Гей Н.А
.
Исто
р
ия
р
асти
-
тельного покрова Северной Осетии в голоцене
//
Исто
-
р
ическая экология диких и домашних копытных.
И
сто-
р
ия пастбищных экосистем. М.: На
у
ка,
1992
.
С
.
84
108.
8.
К
овалева Н
.О.
Го
р
ные почвы Ев
р
азии как палеоклиматиче-
ский а
р
хив позднеледниковья и голоцена: Авто
р
е
ф
. дис. н
а
соиск. уч. степ. д-ра биол. наук. М.: МГУ,
2009
.
3
5 с.
9
.Павлова И.В.,
О
нипченко В.Г
.
Динамика альпийской расти
-
тельности северо-западного Кавказа в голоцене
//
Истори
-
ч
еская экология диких и домашних копытных. Исто
р
ия
пастбищных экосистем. М.: На
у
ка,
1992
.
С
.
109
129.
10
.Се
р
еб
р
яный Л.Р., Голодковская Н.А., О
р
лов А.В., Малясо
-
в
а Е.С.
,
Ильвес Э.О
.
Колебания ледников и п
р
оцессы
-
111
-
О.Н. Соломина и
д
р.
моренонакопления на
Ц
ентральном
К
авказе.
М
.:
Н
а
у
ка,
1
9
84. 21
6
с
.
1
1
.
Соломина О.Н., Б
у
ш
у
ева И.С., К
у
дерина Т.М., Мацков-
ский В.В., К
у
диков А.В
.
К голоценовой исто
р
ии ледник
а
Уллукам
//
Лёд и Снег. 2012. № 1 (117). С. 85–94
.
12
.
Т
ушинский
Г
.
К.
С
овременное и древнее оледенение
Тебердинского района
//
Побежденные вершины. М.:
Географгиз, 1949. С. 2
6
3–297
.
13
.
A
ntonia
d
es D., Francus P., Pienitz R., St-Onge G., Vin-
cent
W
.
F
.Ho
l
ocene
d
ynamics o
f
t
h
e Arctic’s
l
argest ice
shelf
//
Proc. National Academy of Sciences USA. 2011.
V
.
108
. P.
18899
1890 4.
14
.Briner J.P., Stewart H.
A
.M., Young N.E., P
h
i
l
ipps W., Losee S
.
Using prog
l
acia
l
-t
h
res
h
o
ld
l
a
k
es to constrain
fl
uctuations o
f
t
h
e Ja
k
o
b
s
h
avn Is
b
ræ ice mar
g
in, western Green
l
an
d
,
d
urin
g
the Holocene
//
Quaternary Science Reviews. 2010. V. 29.
№ 27–28. P. 38
6
1–3874
.
1
5. C
h
e
dd
a
d
i
1
R.
,
Yu G
,
Guiot J.
,
Harrison S.P
,
Prentice C.I
.
T
he
climate of Europe 6000 years ago
//
Climate Dynamics. 1997.
V
. 13. P. 1–
9.
16
.
Da
hl
O., Nes
j
e
A.
Ho
l
ocene
gl
acier
fl
uctuations at Har
d
an
-
g
erjøkulen, central-southern Norwa
y
: a hi
g
h-resolution com
-
posite chronology from lacustrine and terrestrial deposits
//
The Holocene. 1
99
4. V. 4. P. 26
9
–277.
17
.
Dahl O., Bakke J., Lie Ø., Nes
j
e A. R
eco
n
st
r
uct
i
o
n
o
f f
o
rm
er
g
lacier equilibrium-line altitudes based on pro
g
lacial sites: a
n
evaluation of approaches and selection of sites
//
Quaternary
Science Reviews
.
2003
.
V
.
22
.
P
.
275–287
.
18
.
Dermod
y
B.J., de Boer J., Bierkens M.F.P, Weber S.L.,
Wassen M.J.
,
Dekker S.C
.
A seesaw in Mediterranean
p
reci
p
i
-
tation durin
g
the Roman Period linked to millennial-scale
changes in the North Atlantic
//
Climate of the Past. 2012.
V
. 8. P. 637–651. www.clim-past.net
/
8
/
637
/
2012
/
doi:10.5194
/
cp-8-637-2012
.
1
9
. Hod
g
son D.A. First s
y
nchronous retreat of ice shelves marks
a new phase of polar deglaciation
//
PNAS. 2011. Novem
-
ber 22. V. 108. № 47. P. 18859–188
6
0. www.pnas.org/cgi
/
doi/10.1073/pnas.111
6
515108.COMMENTARY
.
20
. Ho
l
z
h
auser H., Magny M., Zum
b
u
hl
H.J
.
G
l
acier an
d
l
a
k
e
l
eve
l
variations in west-centra
l
Europe over t
h
e
l
ast
3500 years
//
Holocene. 2005. V. 15. P. 789–801.
21
. Ivy-Oc
h
s S., Kersc
h
ner H., Maisc
h
M., C
h
rist
l
M.,
Ku
b
i
k
P.W., Sc
hl
uec
h
ter C
.
Latest P
l
eistocene an
d
Ho
l
ocene
glacier variations in the European Alps
//
Quaternary Science
Reviews.
2009
. V.
28
. P.
213
7–
2149.
22
. Ka
l
ugin I., Daryin
A
., Smo
l
yaninova L.,
A
n
d
reev
A
., Die
k
-
mann B., K
hl
ystov O. T
h
e 800 year
l
ong annua
l
recor
d
s o
f
ai
r
tem
p
erature an
d
p
reci
p
itation over Sout
h
ern Si
b
eria in
f
erre
d
from hi
g
h-resolution time-series of Teletsko
y
e Lake sedi
-
ments
//
Quaternary Research. 2007. V.
6
7. P. 400–410
.
23
.
Kvavadze E.V., Efremov Yu.V.
Pa
ly
no
l
o
g
ica
l
stu
d
ies o
f
l
a
k
e
V
an
d
l
a
k
e-swamp se
d
iments o
f
t
h
e Ho
l
ocene in t
h
e
h
ig
h
mountains of Arkhiz (Western Caucasus)
//
Acta Paleobotan
-
ica. 199
6
. V. 3
6
. № 1. P. 107–119
.
2
4
.
N
es
j
e A. A
p
iston corer for lacustrine and marine sedi
-
ments
//
Arctic and Alpine Research. 1992. V. 24. № 3.
Р. 257–25
9.
25
.
Russell J., E
gg
ermont H., Taylor R., Verschuren D. P
a
l
eo
lim
-
nolo
g
ical records of recent
g
lacier recession in the Ruwenzori
Mountains, Uganda-D.R. Congo
//
Journ. of African Eart
h
Science. 2009.
55. С. 205–213
.
26
.Striberger J., Björck S., Holmgren S., Hamerl
í
k L
.
T
h
e se
d
i
-
ments of Lake Lö
g
urinn – A unique prox
y
record of Holo
-
cene glacial meltwater variability in eastern Iceland
//
Quater
-
nar
y
Science Reviews. 2012. V. 38. P. 76–88
.
2
7
.
Vassko
g
K., Paasche
Ø
., Nesje A., Boyle J.F., Birks H.J.
B
.
A new approac
h
f
or reconstructin
g
gl
acier varia
b
i
l
it
y
b
ase
d
o
n
lake sediments recording input from more than one glacier
//
Quaternary Researc
h
. 2012. V. 77. P. 192–204
.
2
8. http:
//
www.radiocarbon.pl
/
S
ummar
y
Lacustrine sediments re
p
resent an im
p
ortant
d
ata source
f
or
gl
acia
l
an
d
pa
l
aeoc
l
imatic recon
-
structions. Having a num
b
er o
f
certain a
d
vantages,
t
h
ey can
b
e success
f
u
ll
y use
d
as a means o
f
speci
f
i
-
cation o
f
g
l
acier situation an
d
age o
f
moraine
d
epos
-
i
ts
,
as well as a basis for detailed climatic models
of the Holocene. The article focuses on the corin
g
of sediments of Lake Kakakel
(
Western Caucasus
)
t
h
at
h
as its
g
oa
l
to c
l
ari
fy
t
h
e Ho
l
ocene c
l
imatic
h
is
-
tor
y
f
or t
h
e re
g
ion, provi
d
in
g
t
h
e samp
l
in
g
met
h
o
d
s,
l
it
h
o
l
ogic
d
escription o
f
t
h
e se
d
iment core, o
b
taine
d
r
a
d
iocar
b
on
d
ating an
d
t
h
e e
l
ement composition o
f
the sediments. The primar
y
outlook over the results
of corin
g
of the sediments of the Lake Karak
y
ol
hel
p
ed to reconsider the conventional o
p
inion o
n
t
h
e
gl
acia
l
fl
uctuations in t
h
e va
ll
e
y
o
f
Te
b
er
d
a an
d
to assume t
h
e
f
uture possi
b
i
l
it
y
f
or
h
i
gh
-
d
e
f
initio
n
p
a
l
aeoc
l
imatic reconstruction
f
or Western Caucasus.
... The Russian Academy of Science's Institute of Geography began studying mountain lakes in the Western Caucasus (Karachevo-Cherkessiya and Kabardino-Balkaria Republics of the Russian Federation) around ten years ago when sediment cores were obtained from Lake Karakel and Lake Donguz-Orun (Solomina et al., 2013(Solomina et al., , 2014Chepurnaya, 2014). While the sediment sequence from Lake Karakel comprises the entire Holocene it has a hiatus of ca. ...
... We could not directly link the instability phase in Lake Khuko (4.2-3.5 ka BP) to the 4.2 ka event, but the revealed changes were possibly caused by a complex shift of the ocean-atmosphere system during this event (Bradley and Bakke, 2019). Several uncalibrated 14 C dates of buried soils reported from the high elevation localities in the Western Caucasus indicated warmer and probably drier conditions than nowadays (e.g. in Ullukam valley (Solomina et al., 2016a): 3580 ± 80 14 C yr BP (calibrated 3.9 ka BP), in Kyafar (Kovaleva, 2009): 3720±140 14 C yr BP (4.1 ka BP), horizon B of modern soils in Teberda valley, Khatipara site (Pavlova and Opinchenko, 1992;Solomina et al., 2013): 3610±80 14 C and 3630±60 14 C yr BP (3.9 ka BP). ka BP) potentially due to the warming of climate and decrease of humidity (Davydova et al., 1995). ...
... Radiocarbon dates of samples from buried soils reported from the Ullukam valley (Solomina et al., 2016a), Kyafar (Kovaleva, 2009) and Teberda valley (Pavlova and Opinchenko, 1992;Solomina et al., 2013) are represented as median probability of the calibrated age BP. 10 Be dates for the moraines of Central Caucasus (Solomina et al., 2019) are represented as midpoint of the age range, yr BP. Figure 6. The main results of multy-proxy studies the sediment core from the lake Khuko including the median grain size, magnetic susceptibility, LOI and characteristic pollen taxa, and the main phases of the Holocene climate changes. ...
Article
Full-text available
This paper presents new multi-proxy records of the Holocene environmental and climatic changes in the Western Caucasus revealed from a continuous sediment sequence from mountainous Lake Khuko (Caucasus State Natural Biospheric Reserve, 1744 m a.s.l.). Palaeoecological analyses of a sediment core for grain size, magnetic susceptibility, loss on ignition, and pollen allowed us to determine five principal climatic phases with several subphases since 10.5 ka BP. The age model is based on seven accelerator mass spectrometry ¹⁴ C dates, supplemented by ²¹⁰ Pb data for the uppermost part of the sediment core. Warm periods (10.5–6.7, 6.7–5.5, 3.5–2.4, 0.8–0.5 ka BP) were characterized by high biological productivity in the lake as indicated by high organic matter content and expansion of forests, typical of modern low and middle mountain zones, as indicated by the increase in abundance of Quercus, Ulmus, Corylus, and Tilia in the pollen assemblages. Cold periods (5.5–3.5, 2.4–0.8, and 0.5 ka BP–present) are marked by a consistent decrease in organic matter content in lake deposits and possibly higher intensity of the catchment erosion. The changes in pollen assemblages (for instance peaks of Abies, Picea, and Pinus) suggested a potential elevational decline in the boundaries of vegetation belts and expansion of high-altitude woodlands. Abrupt changes in the lake ecosystem were identified between 4.2 and 3.5 ka cal BP marked by a short-term variation in sediment regime shown by variation in organic matter content, magnetic susceptibility values, and sediment grain size. This was probably caused by climatic fluctuations in the Western Caucasus region as a result of complex shifts in the ocean-atmosphere system during the 4.2 ka event. Overall, the first Holocene multi-proxy continuous lake sediment record provides new insights into the climate history in the Western Caucasus.
... One relatively high-resolution paleoclimatic reconstruction covering the period of the past 1.5 ka is available for Teberda valley, where the Karakel lake sediment were sampled for pollen analyses every 1 cm and the reconstruction is chronologically controlled with 10 14 C dates (Alexandrin, 2021;Chepurnaya, 2014;Solomina et al., 2013aSolomina et al., , 2014. [AQ: 8] Based on sporepollen and geochemical analysis of the deposits of Lake Karakel Alexandrin (2021) identified three distinct stages of cooling within the Little Ice Age at ca AD 1250-1400, ca AD 1500-1630, ca AD 1750-1880. ...
Article
Full-text available
Three paleosols buried in the left lateral moraines of the Greater Azau Glacier (Northern Caucasus) were identified in an excavated outcrop (43.2658 N, 42.4766 E, 2370 m a.s.l.). When the glacier was overlying the surface of the lateral moraines at this site, the thickness of the ice was 50 m and more above the valley floor. Fragments of charcoal from the uppermost soil (S1) buried 0.6 m below the surface yielded the radiocarbon date 130 ± 20 yr BP (IGAN AMS -6826) (AD 1680–1939). The middle soil (S2), buried at the depth of 13 m yielded two ¹⁴ C dates 320 ± 20 yr BP (IGAN AMS -8127) (bark of birch) (AD 1496–1641) and 1190 ± 20 yr BP (IGAN AMS -8126) (AD 774–889) (charcoal). We suggest that the soil S2 has been formed between these dates during the Medieval Warm Period and in the early Little Ice Age. The lowermost (S3) unit lying 15 m below the surface is the thickest (0.4–0.6 m), well-developed paleosol. Charcoal collected at the top of S3, yielded the date 1300 ± 20 yr BP (IGAN AMS -6826) (AD 663–773), indicating a prominent glacier advance occurred shortly before this date. Two dates from the charcoal buried at the bottom of S3 (2855 ± 20 yr BP (IGAN AMS -8125) and 2880 ± 20 yr BP (IGAN AMS -6827) mark the beginning of a long episode of restricted glacier extent that lasted for about 1600 years. The dates at the bottom of the S3 paleosol constrain the end of glacier advance that occurred before 2800–2900 ¹⁴ C yr BP. The timing of most prominent advances of the Greater Azau Glacier in the past 3500 years is in general agreement with the Late-Holocene glacial chronologies in the European Alps, Scandinavia and other regions of the Northern Hemisphere.
... In the last decade, new paleoclimate archives were obtained in the course of expeditionary work involving the Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences. Among them are ice cores of the Western plateau of Elbrus Kozachek et al. 2017), bottom sediments of the lakes Karakel, Donguz-Orun, Khuko (Solomina et al. 2013;Alexandrin et al. 2018), etc. The obtained cores were studied and dated by laboratory methods; their elemental and isotopic compositions were determined (Darin et al. 2015a; Darin et al. 2015b; Kozachek et al. 2015). ...
Article
Full-text available
A nonparametric clustering method, the Bagging Voronoi K-Medoid Alignment algorithm, which simultaneously clusters and aligns spatially/temporally dependent curves, is applied to study various data series from the Elbrus region (Central Caucasus). We used the algorithm to cluster annual curves obtained by smoothing of the following synchronous data series: titanium concentrations in varved (annually laminated) bottom sediments of proglacial Lake Donguz-Orun; an oxygen-18 isotope record in an ice core from Mt. Elbrus; temperature and precipitation observations with a monthly resolution from Teberda and Terskol meteorological stations. The data of different types were clustered independently. Due to restrictions concerned with the availability of meteorological data, we have fulfilled the clustering procedure separately for two periods: 1926–2010 and 1951–2010. The study is aimed to determine whether the instrumental period could be reasonably divided (clustered) into several sub-periods using different climate and proxy time series; to examine the interpretability of the resulting borders of the clusters (resulting time periods); to study typical patterns of intra-annual variations of the data series. The results of clustering suggest that the precipitation and to a lesser degree titanium decadal-scale data may be reasonably grouped, while the temperature and oxygen-18 series are too short to form meaningful clusters; the intercluster boundaries show a notable degree of coherence between temperature and oxygen-18 data, and less between titanium and oxygen-18 as well as for precipitation series; the annual curves for titanium and partially precipitation data reveal much more pronounced intercluster variability than the annual patterns of temperature and oxygen-18 data.
Article
The change in sediment yield is an important indicator of the natural environment dynamics, depending on the combination of landscape, tectonic and climatic conditions. Assessment of sediment yield often based on the results of studying the bottom sediments of mountain lakes with relatively compact catchments. However, for correct reconstructions, in addition to analyzing lake sediments, it is necessary to study the causes and mechanizm of sediment redistribution in their catchments, to identify sediment delivery pathways to the reservoir and their possible changes over different time windows. The drainless Lake Khorlakel, located at the altitude of 2045.0 m above sea level on the northern macroslope of the Greater Caucasus. It is a suitable testing ground for complex research: on the one hand, the relict reservoir is an ideal sedimentation trap, and on the other, it is located with in an area of intensive exogenous processes and tectonic activity. The two boreholes were drilled in 2017 in the deepest (≈8 m) part of the lake and 17 samples collected taken from the cores for radiocarbon dating, which made it possible to build an age model for the range from 8000 to 500 yr. BP. Complex geological and geomorphological studies were carried out in 2021 to interpret the obtained data. It was found that sedimentation in the lake is associated with runoff and sediment redistribution in the Elbashi creek catchment. A number of episodes of proluvial activation with the formation of an outflow cone, followed by lake accumulation, have been traced for the last 8 kyr. The connection between lake and catchment ceased only in the last 1 kyr. BP. Two main stages of lake sedimentation with a boundary of 3 kyr. BP and 10 episodes, that are characterized by different proportions of mineral and organic components in bottom sediments were established. Some of the lithostratigraphic boundaries correlate with strong earthquakes that occurred in the Elbrus region, and some – with climatic events.
Article
Reference section of the bottom sediments of Lake Karakyol (Caucasus) is built based on the cores obtained during the 2010 and 2014 field works, taking into account radiocarbon dating and the data of analytical microstratigraphy. Using the methods of scanning micro-XRF, solid preparations of bottom sediments were scanned in 1 mm increments with simultaneous determination of the content of more than 25 rock-forming and microelements. When building the master-core, the profiles of changes in the content of terrigenous elements were taken into account. This made it possible to precisely combine the two cores and remove from the section the sediment intervals corresponding to the "one-time" events - terrigenous material injections. Comparison of instrumental data of regional meteorological observations in the period 1927-2010 with the time series of geochemical indicators showed the presence of a stable relationship of the composition of bottom sediments with the average 11-year temperatures. Approximation of transfer functions to the depth of core testing allowed constructing a paleoclimatic reconstruction of regional temperature for the last 2 millennia with a time resolution of 5-10 years.
Conference Paper
Full-text available
Proceedings of the 3rd International conference “Paleolimnology of Northern Eurasia: experience, methodology, current status and young scientists school in microscopy skills in paleolimnology” are presented in the author's edition. On the meeting actual paleolimnology problems and recent scientific achievement in paleolimnological studies of the North Eurasia were discussed. Colleagues from various russian and foreign scientific centers exchanged their knowledge and experience of the last decades in the field of paleolimnology. Workshops for young scientists, ostgraduates and students were conducted. Future opportunities and plans for joint future research are determined.
Article
Full-text available
A 182 m ice core was recovered from a borehole drilled into bedrock on the western plateau of Mt. Elbrus (43°20´53.9'' N, 42°25´36.0'' E; 5115 m a.s.l.) in the Caucasus, Russia, in 2009. This is the first ice core in the region that represents a paleoclimate record that is practically undisturbed by seasonal melting. Relatively high snow accumulation rates at the drilling site enabled the analysis of the intraseasonal variability in climate proxies. Borehole temperatures ranged from −17 °C at 10 m depth to −2.4 °C at 182 m. A detailed radio-echo sounding survey showed that the glacier thickness ranged from 45 m near the marginal zone of the plateau up to 255 m at the glacier center. The ice core has been analyzed for stable isotopes (δ18O and δD), major ions (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH4+, SO42-, NO3-, Cl-, F-), succinic acid (HOOCCH2COOH), and tritium content. The mean annual net accumulation rate of 1455 mm w.e. for the last 140 years was estimated from distinct annual oscillations of δ18O, δD, succinic acid, and NH4+. Annual layer counting also helped date the ice core, agreeing with the absolute markers of the tritium 1963 bomb horizon located at the core depth of 50.7 m w.e. and the sulfate peak of the Katmai eruption (1912) at 87.7 m w.e. According to mathematical modeling results, the ice age at the maximum glacier depth is predicted to be ~ 660 years BP. The 2009 borehole is located downstream from this point, resulting in an estimated basal ice age of less than 350–400 years BP at the drilling site. The glaciological and initial chemical analyses from the Elbrus ice core help reconstruct the atmospheric history of the European region.
Article
The taxonomic structure of diatom assemblages from the modern lacustrine sediments of the Kola Peninsula and Ni concentration in them are analyzed. It was found that the degree of negative transformation of structure of diatom assemblages from small (< 1 km2) and medium-sized (1-4 km2) lakes shows significant correlation with the Ni concentration in surface waters. A method of graphical analysis was applied to study the variations of taxonomic proportions in the diatom assemblages, which are proposed to use during integrated paleoecological investigations of bottom cores from weakly studied lakes of Caucasus. The prospects of application of the integrated analysis of bottom cores taken from lakes of different genesis are estimated. Obtained results have demonstrated that small closed lakes are the most promising objects for the assessment of heavy metal pollution caused by the transboundary transfer.
Article
Full-text available
We present a reconstruction of the change in climatic humidity around the Mediterranean between 3000– 1000 yr BP. Using a range of proxy archives and model simulations we demonstrate that climate during this period was typified by a millennial-scale seesaw in climatic humidity between Spain and Israel on one side and the Central Mediterranean and Turkey on the other, similar to precipitation anomalies associated with the East Atlantic/West Russia pattern in current climate. We find that changes in the position and intensity of the jet stream indicated by our analysis correlate with millennial changes in North Atlantic sea surface temperature. A model simulation indicates the proxies of climatic humidity used in our analysis were unlikely to be influenced by climatic aridification caused by deforestation during the Roman Period. That finding is supported by an analysis of the distribution of archaeological sites in the Eastern Mediterranean which exhibits no evidence that human habitation distribution changed since ancient times as a result of climatic aridification. Therefore we conclude that changes in climatic humidity over the Mediterranean during the Roman Period were primarily caused by a modification of the jet stream linked to sea surface temperature change in the North Atlantic. Based on our findings, we propose that ocean-atmosphere coupling may have contributed to regulating Atlantic Meridional Overturning Circulation intensity during the period of analysis.
Article
Full-text available
Holocene glacier fluctuations at the northern sector of Hardangerjøkulen, central-southern Norway, are reconstructed from four radiocarbon-dated lake and terrestrial sites in the Finse region. For the first time, detailed information has been obtained concerning the number, age and magnitude of Scandinavian glacier variations from the early to mid-Holocene. The deglaciation of the continental ice sheet occurred prior to 9100BP, after which the glacier readvanced and deposited terminal moraines beyond the 'Little Ice Age' maximum limits. At 8600 BP, the glacier retreated before another readvance occurred that culminated at 7600 BP. Except for a glacier advance bracketed to 6300-5300 BP, there are no indications for the existence of glaciers on the Hardangerjøkulen Plateau during the interval 7500-4800 BP. The period 4800-3800 BP was characterized by high-frequency glacier fluctuations of small local glaciers, with the largest minor advance bracketed between 4100 and 3800 BP. Since c. 3800 BP, glaciers have existed continuously on the Hardangerjøkulen Plateau and, after c. 2900 BP, sediments deposited by meltwater from these glaciers are found on the top of all investigated sites along the modern drainage route. Prior to the 'Little Ice Age' readvance, which at Blåisen is maximum dated to 575 ± 75 BP (cal. AD 1305-(1400)-1420), two minor glacier oscillations occurred about 1100 and 700BP.
Article
Full-text available
The sampler can core up to 6 m of sediments and can easily be handled by three persons both from ice and rafts in water depths to at least 60 m. -from Authors
Article
Full-text available
We explore the possibility of building a continuous glacier reconstruction by analyzing the integrated sedimentary response of a large (440 km(2)) glacierized catchment in western Norway, as recorded in the downstream lake Nerfloen (N61 degrees 56', E6 degrees 52'). A multi-proxy numerical analysis demonstrates that it is possible to distinguish a glacier component in the similar to 8000-yr-long record, based on distinct changes in grain size, geo-chemistry, and magnetic composition. Principal Component Analysis (PCA) reveals a strong common signal in the 15 investigated sedimentary parameters, with the first principal component explaining 77% of the total variability. This signal is interpreted to reflect glacier activity in the upstream catchment, an interpretation that is independently tested through a mineral magnetic provenance analysis of catchment samples. Minimum glacier input is indicated between 6700-5700 cal yr BP, probably reflecting a situation when most glaciers in the catchment had melted away, whereas the highest glacier activity is observed around 600 and 200 cal yr BP. During the local Neoglacial interval (similar to 4200 cal yr BP until present), five individual periods of significantly reduced glacier extent are identified at similar to 3400, 3000-2700, 2100-2000, 1700-1500, and similar to 900 cal yr BP. (C) 2011 University of Washington. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.
Article
Full-text available
The status of tropical glaciers is enormously important to our understanding of past, present, and future climate change, yet lack of continuous quantitative records of alpine glacier extent on the highest mountains of tropical East Africa prior to the 20th century has left the timing and drivers of recent glacier recession in the region equivocal. Here we investigate recent changes (the last 150–700years) in lacustrine sedimentation, glacier extent, and biogeochemical processes in the Rwenzori Mountains (Uganda- Democratic Republic of Congo) by comparing sedimentological (organic and siliciclastic component determined by loss-on-ignition; LOI) and organic geochemical profiles (carbon and nitrogen abundance, ratio, and isotopic composition of sedimentary organic matter) from lakes occupying presently glaciated catchments against similar profiles from lakes located in catchments lacking glaciers. The siliciclastic content of sediments in the ‘glacial lakes’ significantly decreases towards the present, whereas ‘non-glacial lakes’ generally show weak trends in their siliciclastic content over time, demonstrating that changes in the siliciclastic content of glacial lake sediments primarily record fluctuations in glacier extent. Radiometric dating of our sediment cores indicates that prior to their late 19th-century recession Rwenzori glaciers stood at expanded ‘Little Ice Age’ positions for several centuries under a regionally dry climate regime, and that recession was underway by 1870 AD, during a regionally wet episode. These findings suggest that the influence of late 19th century reductions in precipitation in triggering Rwenzori glacier recession is weaker than previously thought. Our organic geochemical data indicate that glacier retreat has significantly affected carbon cycling in Afroalpine lakes, but trends in aquatic ecosystem functioning are variable among lakes and require more detailed analysis.
Article
Full-text available
A unique 800-yr-long record of annual temperatures and precipitation over the south of western Siberia has been reconstructed from the bottom sediments of Teletskoye Lake, Altai Mountains using an X-ray fluorescence scanner (XRF) providing 0.1-mm resolution timeseries of elemental composition and X-ray density (XRD). Br content appears to be broadly correlative with mean annual temperature variations because of changes in catchment vegetation productivity. Sr/Rb ratio reflects the proportion of the unweathered terrestrial fraction. XRD appears to reflect water yield regime and sediment flux. Sedimentation is rather continuous because annual clastic supply and deposited mass are the same. The artificial neural networks method was applied to convert annual sedimentary time-series of XRD, Br content, and Sr/Rb ratio to annual records of temperature and precipitation using a transfer function. Comparison of these reconstructed Siberian records with the annual record of air temperature for the Northern Hemisphere shows similar trends in climatic variability over the past 800 yr. Estimated harmonic oscillations of temperature and precipitation values for both historical and reconstructed periods reveal subdecadal cyclicity.
Article
On the basis of palynological studies of lake, lake-swamp and soil sediments located in the alpine and subnival belts of the northern part of the Western Caucasus (Arkhyz, Russia), the character of the evolution of vegetation, climate and lake levels during the last 5-6 millenia has been established. During the period 4300-4200 BP the landscape of the Arkhyz high mountains underwent radical changes when, as a result of intense cooling, the alpine belts descended several hundred metres. The lakes that had existed on the site under investigation throughout the Atlantic period began to disappear. Alpine meadows were replaced by the sparse vegetation of the subnival belt. The deterioration of the SB climate was rather prolonged and was interrupted by one significant warming. However, the SA coolings were marked by their short duration and greater frequency. The most important were the climatic deteriorations from 1300-1200 BP and 400-350 BP.
Article
The full Holocene development of the large (8100 km2) Vatnajökull ice cap in Iceland with its many outlet glaciers is poorly known. The idea of an early deglaciation, leading to a glacier-free period in mid-Holocene, followed by the Neoglaciation is still the main concept for the glacial history in the North Atlantic region, including Iceland. We have examined a continuous sediment record from the glacier-fed Lake Lögurinn in eastern Iceland to infer Holocene meltwater variability of Eyjabakkajökull, which is a surge-type outlet glacier of the Vatnajökull ice cap. We focus on the early and mid-Holocene, and our data show that Eyjabakkajökull receded rapidly during the final phase of the last deglaciation, and did not deliver glacial meltwater to Lake Lögurinn by 9000 years BP, suggesting that Eyjabakkajökull was significantly smaller than today at that time. The return of glacial meltwater transport to Lake Lögurinn, and thus a return of Eyjabakkajökull is dated to ca 4400 years BP, suggesting an almost 5000 years long glacier-free period during early and mid-Holocene. During this time period, we infer that the 8.2 ka cold event did not cause a significant expansion of Eyjabakkajökull, however, we note a marked decrease in the aquatic productivity in Lake Lögurinn, which is suggested to be the result of shorter ice-free seasons of Lake Lögurinn. The Holocene Thermal Maximum is inferred by a period of maximum Holocene aquatic productivity, and dated to ca 7900–7000 years BP. Following the re-formation of Eyjabakkajökull ca 4400 years BP, we suggest that the glacier reached stable conditions ca 1700 years BP, and remained fairly stable until the later part of the Little Ice Age, when Eyjabakkajökull reached its maximum Holocene extent.
Article
The future response of the Greenland Ice Sheet (GIS) and its potential contribution to sea level rise are uncertain. Rapid changes of Greenland’s outlet glaciers over the past decade have made it difficult to extrapolate ice sheet change into the future. This significant short-term variability highlights the need for longer-term, geologic (e.g., Holocene) records of ice margin fluctuations. However, a major challenge with reconstructing the GIS during the Holocene stems from it having been smaller than it is at present, thus traditional glacial geologic approaches are not suitable. We use radiocarbon-dated sediment sequences from seven proglacial-threshold lakes spanning ∼50 km of the western GIS margin near Jakobshavn Isbræ to constrain the timing of early Holocene deglaciation, the duration that this sector of the western GIS was smaller than its present configuration, and the timing of its advance during Neoglaciation. Our reconstructions suggest deglaciation ∼7300 cal yr BP, minimum ice extent ∼6000–5000 cal yr BP and smaller-than-present ice configuration until at least ∼2300 cal yr BP for the ice margin south of Jakobshavn Isbræ, and until ∼400 cal yr BP for the ice margin north of Jakobshavn Isbræ. One relatively large proglacial lake that became briefly ice-free during the middle Holocene lies in a catchment that likely extends 10s of km inland beneath the GIS, suggesting significant middle Holocene retreat of this portion of the GIS. The overall pattern of ice sheet change is inconsistent with existing ice sheet model reconstructions for this region, but is consistent with numerous paleoclimate proxy and relative sea level data. These continuous lacustrine records corroborate, but provide closer age control than, existing non-continuous records of radiocarbon-dated reworked bivalves from historical moraines in the region. Reconstructing ice margin change from proglacial-threshold lakes is one of few approaches with the potential to constrain smaller-than-present ice sheet extent.
Article
Various approaches are used to record variations in glacier activity and equilibrium-line altitudes (ELAs) based on proglacial sites (lacustrine and terrestrial). These approaches are based on a conceptual model of glacier-meltwater induced sedimentation in which the minerogenic (nonorganic) component of the sediments is related to the occurrence of a glacier in the catchment. The principal coupling to former glacier activity and ELAs is common for these approaches. However, different methods and techniques may complement each other, and both possibilities and limitations are demonstrated. Site selection for reconstructing variations in glacier activity/ELAs is evaluated and critical factors are discussed. Rerouting of glacier meltwater streams across local watersheds in combination with proglacial sites gives a distinct on/off signal for former glacier activity/ELAs. Together with representative lateral moraines of known age, local watersheds are important for calibrating reconstructed glacier activity/ELAs based on a chain of proglacial lakes. Based on the ‘modern analogue principle’, various proxies can record whenever glaciers existed in a catchment. In a chain of proglacial lakes with different sensitivity to record variations in glacier activity/ELAs, these proxies can be calibrated against independent records. For one-site approaches, however, variations in glacier activity/ELAs depend on the interpretation and sensitivity of the proxies used.