В результате изучения диатомовых водорослей из кернов шести колонок, взятых в акватории Айс-фиорда архипелага Шпицберген, установлены три диатомовых комплекса раннего - позднего голоцена. Отчетливо выражен комплекс времени послеледникового климатического оптимума. Определено 111 видов и разновидностей диатомовых водорослей, обитающих в современных морях Северного полушария.

 В палинологической лаборатории НИИ Географии ЛГУ проведено комплексное микропалеонтологическое изучение колонок донных осадков, взятых в акватории Айс-фиорда в 1978 г . сотрудниками отдела морской геологии ВСЕГЕИ. Колонки длиной 130- 295 см вскрыли пачку ледниково-морских отложений, представленных темными зеленовато-серыми глинами, алевроглинами, обогащенными макровключениями.

В настоящую работу вошли результаты изучения диатомовых водорослей из разрезов колонок № 69, 71, 80, 82, 92 и 95, поднятых с глубин 97- 419 м . Исследовались пробы через каждые 10 см по длине колонок. Техническая обработка пройдена по общепринятой для диатомового анализа методике с применением для обогащения тяжелой жидкости.

Диатомовые водоросли из осадков акватории Айс-фиорда и всего архипелага Шпицбергена до сих пор не изучались. Для соседних с ним районов имеются сведения о диатомеях из грунтов у архипелага Земля Франца Иосифа [Grunow, 1884], из осадков Баренцева [Джиноридзе, 1978; Каган, 1975] и Норвежского морей [Джиноридзе, 1981; 1979].

В поверхностном слое осадков шести станций определено 53 вида и разновидности диатомовых водорослей. Высокая концентрация в осадках характерна для неритических аркто-бореальных диатомей (свыше 70% от общего числа створок в препаратах). Из них в состав доминантов входят: Thalassiosira gravida, Chaetoceros furcellatus, Biddulphia aurita, Bacterosira fragilis, Fragilaria oceanica. Менее обильны и разнообразны сублиторальные умеренно-холодноводные диатомеи, некоторые из которых являются субдоминантами: Grammatophora angulosa, Cocconeis scutellum. Встречено несколько единичных представителей тепловодных и умеренно-тепловодных диатомей: Coscinodiscus radiatus, С. asteromphalus, Rhizosolenia sryliformis, Roperia tesselata, Thalassiosira oestrupii. Такой состав диатомовых водорослей в поверхностном слое осадков определяется положением Айс-фиорда, находящегося под влиянием холодных арктических вод и теплого Западно-Шпицбергенского течения.

В распределении диатомей в толще осадков, вскрытых колонками, наблюдаются изменения по сравнению с поверхностным слоем в экологическом и количественном составах. Наиболее четко они отразились в составе диатомовых комплексов из разреза колонки № 92, которая взята на глубине 97 м , прошла 210 см и вскрыла следующие осадки:

0- 10 см - песок с галькой; 10- 80 см - зеленовато-серая глина с примесью песка и раковин фораминифер;

80- 120 см - зеленовато-серая песчанистая глина с органическими включениями;

120- 140 см - глина коричневая с галькой;

140- 180 см - алевроглина со щебнем и галькой;

180- 210 см - глина зеленовато-серая с дисперсно распыленной органикой.

В разрезе этой колонки определено 80 видов и разновидностей диатомей. Они неравномерно распределены в осадках. В интервале 120- 210 см пробы слабо насыщены диатомеями (500-800 створок на препарат). Пробы с глубины 180- 190 см (№ 19), 140- 160 см (№ 15, 16) чередуются с пробами, не содержащими диатомей. В нижних слоях диатомовый комплекс включает в основном холодноводные неритические и океанические диатомеи с низким обилием у отдельных видов (1-10 створок в препарате): Thalassiosira gravida, Bacterosira fragilis, Fragilaria oceanica, Rhizosolenia hebetata f. hiemalis, Thalasiotrix longissima, Coscinodiscus marginatus. В вышележащей алевролитовой глине 140- 160 см при общем сходстве диатомового комплекса с предыдущим отмечено появление новых сублиторальных холодноводных и умеренно-холодноводных видов: Rhabdonema arcuatum, Diploneis subcincta, Achnanthes brevipes, Cocconeis scutellum, Navicula distans, Amphora proteus.

Начиная с. глубины 120 см возрастает разнообразие диатомей от 25 до 63 видов в пробе. Общая численность диатомей в препарате колеблется от 2000 до 5500. Максимальное количество створок отмечено в пробе на глубине 80- 90 см . Особенностью комплекса в интервале 70- 120 см является увеличение количества сублиторальных диатомей до 40-45% от общего числа форм в.препарате, участие южно-бореальных видов до 5% и северно-бореальных - до 30%. В составе доминантов и субдоминантов по-прежнему неритические аркто-бореальные диатомеи: Thalassiosira gravida, Chaetoceros furcellatus, Biddulphia aurita, Thalassiosira hualina, а также сублиторальные - Grammatophora angulosa, Navicula hennedeyi var. luxuosa, Diploneis smithii, D. subcincta, Hyalodiscus obsoletus, Achnanthes groenlandica, A. proteus, Cocconeis scutellum, Trachyneis aspera, Plagiogramma staurophorum. Из числа южно-бореальных диатомей встречены Coscinodiscus asteromphalus, Actinocyclus ehrenbergii, Rhizosolenia styliformis и Coscinodiscus radiatus; общая численность створок последней достигает 3%.

В интервале 20- 70 см несколько снижается общее содержание створок в препаратах (от 2000 до 4000), в отдельных пробах насчитывается 20-53 видов диатомей. Неритические аркто-бореальные виды вновь господствуют (до 80%), возрастает количество створок истинно арктических видов - 16% от всех створок в препарате. Некоторые арктические виды имеют значение субдоминантов: Bacterosira fragilis, Porosira glacialis, Thalassiosira hyalina.

В самом верхнем, отделе колонки на глубине 0- 20 см диатомовый комплекс соответствует комплексу поверхностного слоя осадков, в котором неритические диатомей составляют 70-75%, океанические - 5%, сублиторальные - около 20%, аркто-бореальные - 65%, арктические - 7%, северно-бореальные - 28%.

Сходные изменения в составе диатомовых комплексов прослежены в осадках, вскрытых колонкой № 71 в интервале от 0 до 290 см . Глубина моря 144 м . Колонка прошла пачку темных зеленовато-серых глин с сажистыми примазками в интервале 0- 150 см , где обнаружены диатомовые водоросли, алевроглину - на глубине 150- 200 см с обедненным составом диатомовых и глину с галькой и фораминиферами, в которой диатомовые водоросли отсутствуют. Всего определено 82 вида и разновидности диатомовых водорослей. В слое 160- 170 см найдены единичные створки морских диатомей Thalassiosira gravida, Diploneis subcincta.

В вышележащих осадках, в интервале 0- 150 см преобладают неритические аркто-бореальные диатомеи Thalassiosira gravida, Chaetoceros furcellatus, Fragilaria oceanica. На глубине 110- 150 см наряду с холодноводными появляются умеренно-холодноводные - северо-бореальные (18%) и умеренно-тепловодные - южно-бореальные (15%) диатомеи: Thalassiosira oestrupii, Coscinodiscus perforatus, C. radiatus, Rhizosolenia styliformis, Thalassionema nitzschioides, Navicula lyra. Сублиторальные виды составляют здесь 7-14%. В отдельных пробах насчитывается до 6000 створок на препарат. На глубине 30- 110 см уменьшается концентрация створок бореальных диатомей - северо-бореальных до 10%, южно-бореальных - до 1%, увеличивается количество сублиторальных видов до 20-28%: Achnanthes groenlandica, A. brevipes, Diploneis smithii, Navicula distans, Rhabdonema arcuatum.

На глубине 0- 20 см в диатомовом комплексе обильны неритические аркто-бореальные виды. Кроме доминантов Thalassiosira gravida, Fragilaria oceanica, Bacterosira fragilis в заметном количестве здесь встречены Thalassiosira hyalina, Biddulphia aurita. Количество створок в препарате достигает 2500.

Распределение диатомовых в толще осадков Айс-фиорда позволяет проследить изменения видового, количественного и экологического составов. В основании колонок № 71 и 92 установлен бедный по видовому составу холодноводный комплекс III. В слоях, насыщенных диатомеями, выделен диатомовый холодноводный комплекс II с участием северо- и южно-бореальных элементов. В осадках относительно мелководных районов Айс-фиорда (до 100 м ) на фоне преобладания неритических диатомей сублиторальные составляют до 40%.

В составе II комплекса из колонок глубоководных участков Айс-фиорда участвуют до 90% створок неритических и до 20% океанических диатомей. Этот комплекс прослежен в колонках № 69 (110- 250 см ), 71 (110- 150 см ), 82 (60- 110 см ), 92 (70- 120 см ), 95 (120- 180 см ).

В самых верхних отделах колонок прослежен комплекс I, который сходен с составом диатомей в поверхностном слое осадков. Он характеризуется как неритический аркто-бореальный. В нижней части осадков с I диатомовым комплексом, при переходе от осадков со II диатомовым комплексом, возрастает количество створок истинно арктических видов - до 10-20%: Bacterosira fragilis, Porosira glacialis, Thalassiosira hyalina. Створки южно-бореальных диатомей в составе I комплекса в большинстве колонок встречаются спорадически. Створки северно-бореальных диатомей в колонках из мелководных участков составляют до 20%, из глубоководных - до 10%. Этот комплекс встречен в колонках № 71 (0- 110 см ), 80 (0- 37 см ), 82 (30- 60 см ), 92 (0- 70 см ), 95 (0- 120 см ).

Таким образом, в осадках Айс-фиорда установлена троекратная смена диатомовых комплексов. Обедненный холодноводный комплекс III сменяет хорошо выраженный комплекс II, также холодноводный, но с заметным участием умеренно-холодно-водных и тепловодных элементов. Присутствие последних свидетельствует об улучшении климатических условий. Осадки со II комплексом могли сформироваться в период послеледникового климатического оптимума, т.е. в атлантический период. На смену II комплексу приходит комплекс диатомей более холодноводный по составу и менее-обильный по численности видов.

Данные фораминиферового анализа по этим колонкам [Кириенко, 1984] хорошо согласуются с результатами диатомового анализа. По фораминиферам вся толща исследованных осадков датируется голоценом. Осадки, содержащие III диатомовый комплекс, отнесены по составу донных фораминифер к пребореальному и бореальному периодам голоцена. Доминанты среди фораминифер Elphidium clavatum, Cassidulina islandica так же, как диатомеи из этих, слоев, отражают холодноводные условия осадконакопления. Осадки со II диатомовым комплексом по фораминиферам датируются атлантическим периодом. В них преобладает фораминифера Cibicides lobatulus - вид, свидетельствующий об улучшении климатических условий. Состав фораминифер в осадках с I диатомовым комплексом отражает некоторое похолодание. Осадки датируются суббореально-субатлантическим периодом.

Одной из особенностей распределения диатомей в осадках голоцена Айс-фиорда является чередование слоев, насыщенных диатомеями, с обедненными слоями. Ритм чередования равняется приблизительно 10- 30 см . При этом в обедненных пробах характер диатомовых комплексов атлантического - субатлантического времени сохраняется, что можно объяснить, по-видимому, климатическими колебаниями. Количество диатомей в осадках в значительной мере зависит от численности прижизненных популяций их в планктоне или бентосе. Одним из условий сезонной вегетации диатомей в высоких широтах является наличие свободных ото льда пространств. В Айс-фиорде, находящемся на стыке атлантических и полярных вод, продолжительность сезонов вегетации зависит от того, насколько свободна акватория ото льда. Уровень ледовости связан с климатическими колебаниями различной продолжительности. Кратковременные ухудшения климатических условий в атлантическое, суббореальное и субатлантическое время могли приводить к сокращению свободных ото льда акваторий и периодов вегетации диатомей. Осадки, образующиеся в такие периоды, слабо обогащены диатомеями или не содержат их совсем. Прерывистый характер распределения диатомей в осадках голоцена прослежен в Норвежском море [Джиноридзе, 1981]. В сравнении с комплексами Айс-фиорда голоценовые комплексы Норвежского моря содержат больше тепловодных океанических элементов и менялись в течение голоцена более значительно.

Всего в исследованных осадках Айс-фиорда определено 111 видов и разновидностей диатомовых водорослей, из которых 107 являются морскими и 4 пресноводными, 45 таксонов принадлежат к порядку Centrales, 65 - к порядку Pennales. Географическое положение Айс-фиорда обусловливает экологический состав найденной диатомовой флоры, которая включает 18 арктических видов, 72 аркто-бореальных, 20 северо-бореальных, 10 южно-бореальных, из которых 63 вида сублиторальные, 39 - неритические и 8 - океанические. Особенностью диатомовых комплексов голоцена Айс-фиорда является отсутствие в их составе палеогеновых переотложений диатомей, которыми обильно насыщены четвертичные отложения у Земли Франца Иосифа [Grunow, 1884] и в южной части Баренцева моря вдоль побережья Кольского полуострова. Из числа современных диатомей, обнаруженных в грунтах у Земли Франца Иосифа, общими с диатомеями из голоценовых осадков Айс-фиорда оказались 40 видов и разновидностей морских диатомей. Диатомовые комплексы осадков Айс-фиорда имеют общими 67 видов и разновидностей с одновозрастными комплексами осадков южной части Баренцева моря. В составе доминантов времени климатического оптимума комплексы Айс-фиорда содержат больше арктических и аркто-бореальных элементов, чем в голоценовых осадках у Кольского полуострова.

Summary

For the first time three diatom complexes were singled out as the result of the diatom study in six cores from the Ice-fjord sediments in the Spitsbergen region. These complexes are characteristic for the Early, Middle and Late Holocene. The complex of the Postglacial Climate Optimum was marked out rather distinctly. 111 species and varieties of diatoms were determined.

Ссылка на статью: 

Джиноридзе Р.Н. Комплексы диатомовых водорослей из осадков Айс-фиорда. Шпицберген // Вестник ЛГУ, сер. 7, 1986, № 1, с. 108-111.