Лаборатория палеоэкологии кайнозоя
Руководитель лаборатории: с.н.с., к.г.-м.н., Романова Александра Владимировна
Список научных сотрудников лаборатории
Лаборатория образована 3 ноября 2003 г. по инициативе директора ДВГИ ДВО РАН академика Александра Ивановича Ханчука.
Долгосрочные прогнозы стратегии социально-экономического развития Дальневосточного региона России неразрывно связаны с неизбежными изменениями окружающей среды, их прогнозом и поиском возможных сценариев в недалеком геологическом прошлом. Именно этому посвящены основные научно-исследовательские работы лаборатории. Одной из наиболее важных проблем в этом направлении является выяснение причинно-следственных отношений и взаимосвязи абиотических и биотических событий в эволюции биосферы. От ее решения зависят наши знания о происхождении и развитии органического мира планеты, наши возможности использования полученных данных для решения многих частных проблем стратиграфии (биосферная стратиграфия), палеогеографии (причины ледниковой цикличности, амплитуды трансгрессивно-регрессивных циклов), палеоэкологии (пространственно-временная эволюция экосистем и критерии их устойчивости и деградаций).
Роль климата, включая и антропогенную составляющую, первостепенна в этих процессах. Арктическая и Тихоокеанская окраины России рассматриваются как чрезвычайно чуткие регионы на изменения природной среды. Следы изменений климата, экосистем и ландшафтов, в целом, достаточно хорошо и полно сохранены в отложениях плейстоцена и голоцена. Немаловажное значение имеет и задача распознавания периодизации и интенсивности ледниковых эпох, во время которых формировалась Берингийская суша, изменявшая водообмен между Тихим и Северным Ледовитым океанами. Все эти абиотические события всецело контролировали распределение потоков осадочного материала между континентом и океаном.
Поэтому поиск и комплексный анализ следов палеоэкосистемных перестроек в позднем кайнозое и является основной научной задачей лаборатории. Методологическую основу проведения научных исследований представляют следующие положения.
Принято считать, что, наряду с орбитальными изменениями Земли и биогеохимическими циклами Мирового океана, на ее климатическую систему существенное влияние оказывали и региональные факторы. В Тихоокеанском регионе это Берингийская суша, которая служила природным холодильником, перекрывая связь Северного Ледовитого и Тихого океанов, изменяя при этом северную систему поверхностных течений последнего. Она изменяла и геометрию северных окраинных морей в эпохи оледенений и перекрывала доступ влаги в арктические и субарктические широты. Несомненно, что и периоды интенсификации Восточно-Азиатского муссона также влияли на климатические изменения окраины континента. На выяснение синергетической взаимосвязи и роли названных причин в изменениях природных экосистем и ландшафтов и направлены исследования лаборатории. Решение данной проблемы будет востребовано при экомониторинге окружающей среды региона и формировании политики активного хозяйственного освоения и рационального природопользования.
К настоящему времени лаборатория имеет следующие научные результаты:
Разработана и обоснована зональная диатомовая шкала плиоцена и квартера для Северной Пацифики, не имеющая мировых аналогов по степени детальности. Шкала отражает не только эволюционные события в развитии тихоокеанских диатомей, но и палеоклиматическую ритмику (без реккурентности палеосообществ диатомей). Шкала использована при стратиграфическом расчленении четвертичных толщ Северной Пацифики, Чукотки, Аляски, Сахалина и Курильских островов.
На основании эволюционного развития диатомей и их стратиграфического распространения в неогеновых и четвертичных толщах юга Дальнего Востока разработана высокоразрешающая шкала, позволившая уточнить возраст региональных стратиграфических подразделений соответствующего возраста, и провести трансрегиональную корреляцию эволюционных событий между Северо-Восточной Азией и Америкой.
Определено влияние регрессии последней ледниковой эпохи (до - 140 м) на формирование Берингийского моста суши. Совместно с сотрудниками ТОИ ДВО РАН выявлены и проанализированы быстрые и короткопериодические климатические изменения в Северо-Западной Пацифике. Совместно с сотрудниками ФНЦ биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН разработана методика использования тонкой фенотипической изменчивости диатомей и фораминифер для палеоклиматических реконструкций высокой разрешаемости (фазы оледенений и межледниковий) для Восточной Азии, Охотского и Берингова морей. Аргументировано скольжение границ последней ледниковой эпохи в пределах всей Арктики, что объясняется действием региональных факторов климатогенеза на фоне глобальной климатической ритмики. Выяснена чувствительность абиотических и биотических индикаторов климата в высоких широтах, что положено в основу выделения палеоклиматических циклов в летописи морских террас Чукотки и Аляски. Установлены причины формирования высокой палеопродуктивности диатомей во время 11 и 9 Морских изотопных стадий, позволяющих пересмотреть орбитальную ледниковую цикличность Миланковича.
В рамках совместных исследований с Аляскинским и Массачусетским университетами проведен масштабный отбор образцов из четвертичных морских и речных террас, а также озер Чукотки и Арктической Аляски; из каргинских и сартанских толщ Восточной Арктики (С.А. Лаухин); плейстоценовых и голоценовых отложений о. Кунашир (Курилы); аллювиальных и морских террас, озерных отложений позднего плейстоцена и голоцена о. Сахалин и юга Приморья.
Проведен анализ значительной серии радиоуглеродных датировок разнофациальных отложений о. Сахалин и южной части Приморья, позволяющий существенно уточнить хронологию палеоэкологических перестроек в ландшафтах конца позднего плейстоцена и голоцена. На основе детально изученных спорово-пыльцевых комплексов восстановлена палеоклиматическая и ландшафтная эволюция на Сахалине и Приморье в конце позднего плейстоцена и голоцене, позволившая разработать биоклиматостратиграфическую шкалу для умеренных широт Восточной Азии с разрешением до века. Анализ изменений спорово-пыльцевых и диатомовых данных с высоким временным разрешением позволил реконструировать состояние окружающей среды в северо-западной части Японского моря и прилегающей суши за последние 21.0 тыс. лет. Результаты диатомового анализа с использованием метода главных компонент в сопоставлении с результатами литологического анализа, позволили выявить закономерности изменения палеосообществ диатомовых водорослей в отложениях прибрежных озер и открытых областях шельфа Южного Приморья, связанные колебаниями уровня Японского моря в голоцене, что, в свою очередь, дало возможность детализировать биоклиматостратиграфическую схему береговых зон Приморья (Элбакидзе, Романова). Разработана экостратиграфическая схема голоцена южной части Приморья на основе клисерий и эвстатосерий диатомей, отражающая довольно сложный трансгрессивно-регрессивный режим развития экосистем береговой зоны, в которых продуктивность диатомей играет значительную роль.
Сотрудники лаборатории имеют тесные научные связи с китайскими коллегами из Университета Тунцзи/Tongji, Шанхай (проф. П. Ванг, Ц. Цзяо, Р. Ванг, Г. Ву, В. Ванг), Центра четвертичных исследований Университета Вашингтон (проф. Патрисия Андерсон), Отдела геологии и геофизики Университета Массачусетс (проф. Джулия Брайем-Греттэ).