Изотопный состав (δ18О, δ2Н) ледникового льда Камчатки: связь с современными климатическими изменениями в Тихоокеанском регионе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Определены изотопные характеристики ледникового льда, полученного в ходе бурения в кратере вулкана Ушковский в 2022 г. Керн длиной 14 м датирован путём подсчёта годовых слоёв по положительным пикам значений δ18О и пепловым горизонтам. Полученные значения δ18О годовых слоёв не отражают связи с температурами воздуха, однако по величине дейтериевого эксцесса была установлена связь изотопных параметров ледникового льда с температурами поверхности океана в районе формирования атмосферной влаги, которая впоследствии поступала на поверхность ледника в кратере вулкана Ушковский.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. Н. Чижова

Институт геологии рудных месторождений, петрологии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) РАН; Институт географии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: eacentr@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

В. Н. Михаленко

Институт географии РАН

Email: eacentr@yandex.ru
Россия, Москва

И. А. Корнева

Институт географии РАН; Институт природно-технических систем

Email: eacentr@yandex.ru
Россия, Москва; Севастополь

Я. Д. Муравьев

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: eacentr@yandex.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский

А. Г. Хайрединова

Институт географии РАН

Email: eacentr@yandex.ru
Россия, Москва

М. А. Воробьев

Институт географии РАН

Email: eacentr@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Горбач Н.В., Философова Т.М., Михаленко В.Н. Идентификация горизонтов тефры в леднике на вершине вулкана Ушковский (Камчатка) // Лёд и Снег. 2024. Т. 64. № 1. С. 66–80.
  2. Craig H., Gordon L.I. Deuterium and oxygen 18 variations in the ocean and the marine atmosphere, in: Stable Isotopes in Oceanographic Studies and Paleotemperatures, edited by Tongiorgi E. Lab. Geol. Nucl., Pisa, Italy. 1965. P. 9–130.
  3. Dansgaard W. Stable isotopes in precipitation // Tellus B. 1964. V. 16. P. 436–468.
  4. Dansgaard W., Johnsen S.J., Clausen H.B., Dahl-Jensen D., Gundestrup N.S., Hammer C.U., Hvidberg C.S., Steffensen J.P., Sveinbjörnsdottir A.E., Jouzel J., Bond G. Evidence for general instability of past climate from a 250-kyr ice-core record // Nature. 1993. Vol. 364. P. 218–220.
  5. Fisher D.A., Wake C., Kreutz K., Yalcin K., Steig E., Mayewski P., Anderson L., Zheng J., Rupper S., Zdanowicz C., Demuth M., Waszkiewicz M., Dahl-Jensen D., Goto-Azuma K., Bourgeois J.B., Koerner R.M., Sekerka J., Osterberg E., Abbott M.B., Finney B.P., Burns S.J. Stable Isotope Records from Mount Logan, Eclipse Ice Cores and Nearby Jellybean Lake. Water Cycle of the North Pacific Over 2000 Years and Over Five Vertical Kilometres: Sudden Shifts and Tropical Connections // Géographie physique et Quaternaire. 2004. V. 58. N. 2–3. P. 337–352.
  6. Gat J.R. Atmospheric water balance – the isotopic perspective // Hydrological Processes. 2000. V. 14. P. 1357–1369.
  7. Glebova S.Yu. Cyclones over the Pacific Ocean and Far-Eastern Seas in cold and warm seasons and their influence on wind and thermal regime in the last two decade period // Izv. TINRO. 2018. V. 193. P. 153–166.
  8. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hirahara S., Horányi A., Muñoz-Sabater J. The ERA5 global reanalysis // Quarterly Journ. Meteorol. Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
  9. Jouzel J., Merlivat L., Lorius C. Deuterium excess in an East Antarctic ice core suggests higher relative humidity at the oceanic surface during the last glacial maximum // Nature. 1982. V. 299. P. 688–691.
  10. Jouzel J., Lorius C., Petit J.R., Genthon C., Barkov N.I., Kotlyakov V.M., Petrov V.M. Vostok ice core: a continuous isotope temperature record over the last climatic cycle (160,000 years) // Nature. 1987. V. 329. P. 403–408.
  11. Jouzel J., Masson-Delmotte V., Cattani O., Dreyfus G., Falourd S., Hoffmann G., Minster B., Nouet J., Barnola J.M., Chappellaz J., Fischer H., Gallet J.C., Johnsen S., Leuenberger M., Loulergue L., Luethi D., Oerter H., Parrenin F., Raisbeck G., Raynaud D., Schilt A., Schwander J., Selmo E., Souchez R., Spahni R., Stauffer B., Steffensen J.P., Stenni B., Stocker T.F., Tison J.L., Werner M., Wolff E.W. Orbital and millennial Antarctic climate variability over the last 800.000 years // Science. 2007. V. 317. P. 793–796.
  12. Kang S., Zhang Y., Zhang Y., Grigholm B., Kaspari S., Qin D., Ren J., Mayewski P. Variability of atmospheric dust loading over the central Tibetan Plateau based on ice core glaciochemistry // Atmos. Environ. 2010. V. 44. P. 2980–2989.
  13. Kennedy J.J., Rayner N.A., Atkinson C.P., Killick R.E. An ensemble data set of sea surface temperature change from 1850: the Met Office Hadley Centre HadSST.4.0.0.0. data set // Journ. of Geophysical Research: Atmospheres. 2019. V. 124. https://doi.org/10.1029/2018JD029867
  14. Korneva I.A., Toropov P.A., Muraviev A.Y., Aleshina M.A. Climatic factors affecting Kamchatka glacier recession // International Journ. of Climatology. 2024. V. 44. № 2. P. 345–369.
  15. Kurita N. Origin of Arctic vapor during the ice-growth season // Geophys. Res. Lett. 2011. V. 38. L02709. https://doi.org/10.1029/2010GL046064.
  16. Merlivat L., Jouzel J. Global climatic interpretation of the deuterium-oxygen 18 relationship for precipitation // Journ. of Geophysical Research. 1979. V. 84 (C8). P. 5029–5033.
  17. Pfahl S., Sodemann H. What controls deuterium excess in global precipitation? // Climate of the Past. 2014. V. 10. P. 771–781.
  18. Sato T., Shiraiwa T., Greve R., Seddik H., Edelmann E., Zwinger T. Accumulation reconstruction and water isotope analysis for 1735–1997 of an ice core from the Ushkovsky volcano, Kamchatka, and their relationships to North Pacific climate records // Climate of the Past Discussion. 2013. V. 9. P. 2153–2181.
  19. Schemm S., Wernli H., Binder H. The storm-track suppression over the western North Pacific from a cyclone life-cycle perspective // Weather Clim. Dynam. 2021. V. 2. P. 55–69.
  20. Shiraiwa T., Yamaguchi S. Reconstruction of Glacier Mass Balances and Climate Changes in the Kamchatka Peninsula // Journ. of Geography. 2002. V. 111. № 4. P. 476–485.
  21. Shiraiwa Y., Murav’yev Y.D., Kameda T., Nishio F., Tomaya Y., Takahashi A., Ovsiannikov A.A., Salamatin A.N., Yamagata K. Characteristics of a crater glacier at Ushkovsky volcano, Kamchatka, Russia, as revealed by the physical properties of ice cores and borehole thermometry // Journ. of Glaciol. 2001. V. 47 (158). P. 423–432.
  22. Souchez R., Jouzel J. On the isotopic composition in δD and δ18O of water and ice during freezing // Journ. of Glaciology. 1984. V. 30. N. 106. P. 369–372.
  23. Thompson L.G., Yao T., Davi M.E., Mosley-Thompson, E., Wu G., Porter S.E., Xu B., Lin P.-N., Wang N., Beaudon E., Duan K., Sierra-Hernández M.R., Kenny D.V. Ice core records of climate variability on the Third Pole with emphasis on the Guliya ice cap, western Kunlun Mountains // Quat. Sci. Rev. 2018. V. 188. P. 1–14.
  24. Tian L., Yao T., Li Z., MacClune K., Wu G., Xu B. Recent rapid warming trend revealed from the isotopic record in Muztagata ice core, eastern Pamirs // Journ. of Geophysical Research. 2006. V. 111. D13103.
  25. Uemura R., Masson-Delmotte V., Jouzel J., Landais A., Motoyama, H., Stenni B. Ranges of moisture-source temperature estimated from Antarctic ice cores stable isotope records over glacial–interglacial cycles // Climate of the Past. 2012. V. 8. P. 1109–1125.
  26. Yoshimura K., Ichiyanagi K. A reconsideration of Seasonal Variation in Precipitation Deuterium Excess Over East Asia // Journ. Japan Soc. Hydrol. and Water Resour. 2009. V. 22. No. 4. P. 262–276.
  27. Yu W., Yao T., Thompson L., Jouzel J., Zhao H., Xu B., Jing Zh., Wang N., Wu G., Ma Y., Gao J., Yang X., Zhang J., Qu D. Temperature signals of ice core and speleothem isotopic records from Asian monsoon region as indicated by precipitation δ18O // Earth and Planetary Science Letters. 2021. 554. 116665. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116665.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Район исследований (а), точка бурения (б) и секции ледяного керна (в). На фрагменте (а) показаны основные источники водяного пара, обеспечивающие выпадение атмосферных осадков в зимний период (по Pfahl, Sodemann, 2014): I – район с высокими значениями дейтериевого эксцесса водяного пара (более 25‰); II – район с величинами d-excess водяного пара от 12 до 15‰. Также показана область (III) наибольшей корреляции между значениями δ2Н ледникового льда в кратере Горшкова с температурами поверхности моря (по Sato et al., 2013)

Скачать (51KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение значений δ2Н (а), δ18О (б), d-excess (в) и плотности (г) льда по глубине. Сглаженными линиями показаны среднегодовые значения, прерывистыми – общий тренд среднегодовых значений. Стрелки указывают на середину летнего сезона. Извержения вулканов (по Горбач и др., 2024): 1 – Безымянный октябрь 2020 г.; 2 – Шивелуч в декабре 2018 г.; 3 – Безымянный, Ключевской и Кизимен 2010–2011 гг.

Скачать (91KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Соотношение δ18О–δ2Н для образцов ледникового льда: а – все образцы (1), среднегодовые значения (2) и среднее по керну К-2 (из Sato et al., 2013; Shiraiwa, Yamaguchi, 2002); б – образцы с глубин 2.56–3.31 м в.экв.; в – образцы с глубин 6.0…6.36 м в.экв.

Скачать (34KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение полученных в 2022 г. значений δ18О и d-excess ледниковом льду в кратере Горшкова относительно ранее установленных в керне К–2 (Shiraiwa, Yamaguchi, 2002): 1 – все значения δ18О, 2 – среднегодовые значения δ18О, 3 – все значения d-excess, 4 – среднегодовые значения d-excess, 5 – значения δ18О в керне К–2, 6 – среднегодовые значения δ18О в керне К–2

Скачать (45KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Среднемесячная аномалия температуры поверхности воды относительно базового периода 1961–1990 гг. за октябрь–декабрь: 2021 г. (а); 2011 г. (б); 2006–2022 гг. (в); среднесуточная адвекция влаги Q (г/кг × с-1 × 105) (цветная заливка) и среднесуточное направление ветра (стрелки) на уровне 600гПа по данным реанализа ERA5 в среднем за октябрь–декабрь 2021 г. (г); 2011 г. (д); 2006–2022 гг. (е)

Скачать (166KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Вариации индекса Тихоокеанского декадного колебания (ТДО) относительно дейтериевого эксцесса в керне 2022 г.: 1 – индексы ТДО среднегодовые, осредненные с июля по июль; 2 – индексы ТДО; 3 – несезонные колебания d-excess = ∆d-excess − ∆d-excessсезон; 4 – величины d-excess по всему керну

Скачать (46KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».