Оценка подобия изотопных диаграмм по двум синхронным соседним ледяным жилам Батагайской едомы

Проведено исследование детальных изотопных диаграмм, построенных по значениям δ18O и δ2 Н по двум параллельным и синхронным сингенетическим ледяным жилам (ПЖЛ-17 и ПЖЛ-20), вскрывающимся в верхней 20-метровой части обнажения Батагайской едомы на севере Якутии. Согласно новым 14С AMS датировкам органического материала, экстрагированного изо льда, жилы начали накапливаться не позднее 42 тыс. кал. лет назад, их формирование существенно замедлилось около 26 тыс. кал. лет назад и завершилось около 11 тыс. кал. лет назад. По льду исследованных жил получены весьма низкие значения изотопного состава: средние значения δ18О варьировали от −31 до −36,2‰, значения δ2 H изменялись от −232 до −283‰. Сопоставление детальных изотопных кривых по двум соседним жилам позволило выделить фрагменты на одних и тех же глубинах, в которых изотопные значения очень близки, и фрагменты, где изотопные данные различаются на 1−2‰ по значениям δ18O и более чем на 10‰ по значениям δ2 H. Различия в изотопном составе на одной глубине может быть обусловлено разной частотой растрескивания жил на данном этапе их формирования, связанной с достижением оптимальной ширины, при котором растрескивание происходит более интенсивно. Более низкие значения δ18O и δ2 Н льда ПЖЛ-20 по сравнению с ПЖЛ-17 на определенной глубине, возможно, указывает на принадлежность этих жил к разным полигональным системам: жила первичной генерации (ПЖЛ-17) растрескивалась чаще, в то время как жила вторичной генерации (ПЖЛ-20), располагающаяся внутри первичной полигональной сети, растрескивалась только в наиболее суровые зимы. Показано, что жилы Батагайской едомы в период между 42 и 26 тыс. кал. лет назад формировались в суровых зимних условиях позднеплейстоценового криохрона, среднеянварская температура воздуха в период роста жил варьировала в среднем от −47 до −53°С, на начальных этапах каждого цикла развития жил растрескивание и их рост происходили, как правило, в более холодные зимы.

1. Бунге А.А. Описание путешествия к устью р. Лены 1881– 1884 гг. // Труды Русск. полярной станции на устье Лены. Ч. I. Приложение. СПб., 1895. С. 1–96.

2. Васильчук А.К., Буданцева Н.А., Суркова Г.В. и др. О надежности палеотемпературно-изотопных уравнений Васильчука и становлении изотопной палеогеокриологии // Арктика и Антарктика. 2021. № 2. С. 1–26. DOI: 10.7256/2453-8922.2021.2.36145.

3. Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций). В 2 т. М.: Изд. отдел теоретических проблем РАН, МГУ, ПНИИИС, 1992. Т. 1. 420 с.; Т. 2. 264 с.

4. Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. М., 1975. 214 с.

5. Подборный Е.Е. Время и интенсивность образования морозобойных трещин // Проблемы криолитологии. Вып. VII. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. С. 132–140.

6. Торговкин Н.В., Сивцев Д.Е., Платонов И.А. и др. Стабильные изотопы кислорода и водорода в неоплейстоценовых повторно-жильных льдах Якутии // Актуальные проблемы и перспективы развития геокриологии: материалы VII Всероссийского научного молодежного геокриологического форума с международным участием, Якутск, Россия, 27 июня – 07 июля 2023 г. С. 88–91.

7. Шумский П.А. Исследование ископаемых льдов Центральной Якутии // Исследование вечной мерзлоты в Якутской республике. Вып. 3. М.: Изд-во АН СССР, 1952. С. 142–161.

8. Шумский П.А. Подземные льды // Основы геокриологии (мерзлотоведения): В 3 ч. Ч. 1: Общая геокриология. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 274–326.

9. Allard M., Kasper J.N. Temperature conditions for ice wedge cracking: field measurements from Salluit, northern Québec, Permafrost, Proceedings, 7th International Conference, Yellowknife, Canada, Centre d’etudes nordiques, Universite Laval, Collection Nordicana, 1998, vol. 57, p. 5–11.

10. Bronk Ramsey C. Bayesian analysis of radiocarbon dates, Radiocarbon, 2009, vol. 51(1), p. 337–360.

11. Chiasson A., Allard M. Thermal contraction crack polygons in Nunavik (northern Quebec): Distribution and development of polygonal patterned ground, Permafrost and Periglacial Processes, 2022, vol. 33, iss. 3, p. 195–213, DOI: 10.1002/ppp. 2150.

12. Iwahana G., Uchida M., Horiuchi K. et al. Radiocarbon ages of plant remains in massive ground ice and underlying sediments of the Barrow permafrost tunnel, Alaska, Radiocarbon, 2024, p. 1–13, DOI: 10.1017/RDC.2024.25.

13. Gagnon S., Allard M. Changes in ice-wedge activity over 25 years of climate change near Salluit, Nunavik (northern Québec, Canada), Permafrost and Periglacial Processes, 2020, vol. 31(1), p. 69–84, DOI: 10.1002/ppp.2030.

14. Leffingwell E.K. Ground-ice wedges: the dominant form of ground-ice on the north coast of Alaska, The Journal of Geology, 1915, vol. 23(7), p. 635–654.

15. Mackay J.R. Thermally induced movements in ice-wedge polygons, Western Arctic coast: a long-term study, Géographie Physique et Quaternaire, 2000, vol. 54(1), p. 41– 68, DOI: 10.7202/004846ar.

16. Meyer H., Opel T., Laepple T. et al. Long-term winter warming trend in the Siberian Arctic during the mid- to late Holocene, Nature Geoscience, 2015, vol. 8, no. 2, p. 122– 125, DOI: 10.1038/ngeo2349.

17. Murton J.B., Opel T., Toms P. et al. A multimethod dating study of ancient permafrost, Batagay megaslump, east Siberia, Quaternary Research, 2022, vol. 105, p. 1–22, DOI: 10.1017/qua.2021.27.

18. Opel T., Meyer H., Wetterich S. et al. Ice wedges as archives of winter paleoclimate: A review, Permafrost and Periglacial Processes, 2018, vol. 29, no. 3, p. 199–209, DOI: 10.1002/ppp.1980.

19. Opel T., Wetterich S., Meyer H. et al. Ground-ice stable isotopes and cryostratigraphy reflect late Quaternary palaeoclimate in the Northeast Siberian Arctic (Oyogos Yar coast, Dmitry Laptev Strait), Climate of the past, 2017, vol. 13, p. 587–611, DOI: 10.5194/cp-13-587-2017.

20. Park H., Ko N.-Y., Kim J. et al. A biogeochemical study of greenhouse gas formation from two ice complexes of Batagay megaslump, East Siberia, Permafrost and Periglacial Processes, 2024, vol. 35, p. 437–449, DOI: 10.1002/ppp.2234.

21. Reimer P.J., Austin W.E.N., Bard E. et al. The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve (0–55 cal kBP), Radiocarbon, 2020, vol. 62(4), p. 725– 757, DOI: 10.1017/RDC.2020.41.

22. Vasil’chuk Yu.K., Plicht van der J., Jungner H. et al. First direct dating of Late Pleistocene ice-wedges by AMS, Earth and Planetary Science Letters, 2000, vol. 179, no. 2, p. 237–242, DOI: 10.1016/S0012-821X(00)00122-9.