Изотопная и геохимическая характеристика песчано-ледяных жил из толщи Батагайского нижнего песка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Объектом исследования являются песчано-ледяные жилы из толщи Батагайского нижнего песка, и прежде всего их изотопно-геохимическая характеристика. Цель данной работы – охарактеризовать изотопно-геохимические особенности композитных песчано-ледяных жил (ПЛЖ) в толще нижнего песка, сравнить их с аналогичными жилами в толще верхнего горизонта песка. Отбор образцов льда из нижних горизонтов Батагайской толщи весьма затруднен из-за активного обрушения грунтов сверху в результате таяния сильнольдистых отложений и падения их с высоты 50–70 м. Отбор образцов льда из композитных ПЛЖ, вскрываемых в нижнем песке Батагайского разреза, производился 14 августа 2019 гг. Образцы льда отбирались по вертикали через каждые 10–20 см с помощью электродрелей Makita DDF481rte 18В и Bosch GSR 36 VE-2-LI со стальными коронками для льда диаметром 51 мм. Макрокомпонентный состав льда ПЛЖ измерялся с помощью ионного хроматографа «Стайер». Измерения изотопного состава кислорода и дейтерия во льду ПЛЖ были выполнены в лаборатории стабильных изотопов географического факультета МГУ на масс-спектрометре Delta-V Plus с использованием комплекса газ-бенч. Проведена проверка нормальности распределения с помощью теста Шапиро-Уилка, t-критерия Уэлча, U-критерия Манна-Уитни. Для льда ПЛЖ получены в целом довольно низкие значения изотопного состава. Значения δ18О варьируют от –36,09 до –32,32‰, значения δ2H – от –257,1 до –230,1‰, при этом для всех образцов льда получены очень высокие значения dexc – от 22,5 до 42,4‰. Средние значения минерализации песчано-ледяных жилах нижнего песка имеет 332 мг/л, среди катионов преобладают кальций, в среднем составляя 66-97 мг/л, а среди анионов сульфаты, среднее значение – 144–273 мг/л. Наибольший разброс среди катионов отмечен для магния (2–255 мг/л), а среди анионов для нитратов (0,1–111,7 мг/л). Высказано предположение о существенной генетической и, возможно, хронологической близости песчано-ледяных жил нижнего и верхнего песка Батагайского термоцирка.

Об авторах

Юрий Кириллович Васильчук

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: vasilch_geo@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5847-5568
профессор; кафедра геохимии ландшафтов и географии почв;

Надежда Аркадьевна Буданцева

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: nadin.budanceva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4292-5709
старший научный сотрудник; кафедра геохимии ландшафтов и географии почв;

Алла Константиновна Васильчук

Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова

Email: alla-vasilch@yandex.ru
ведущий научный сотрудник;

Джессика Юрьевна Васильчук

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: jessica.vasilchuk@gmail.com
младший научный сотрудник;

Елена Сергеевна Слышкина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; АО "Атомэнергопроект" 119234; Россия; г. Москва; ул. Подольских Курсантов; 1; оф. 250

Email: lena.slyshkina@gmail.com
младший научный сотрудник; лаборатория геоэкологии Севера; Начальник лаборатории;

Александр Павлович Гинзбург

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения ИФХБП РАН; Пущино; Россия

Email: alexandrginzburg13154@yandex.ru
младший научный сотрудник; Научно-исследовательская лаборатория геоэкологии Севера; младший научный сотрудник; Лаборатория криологии почв.;

Список литературы

  1. Ashastina K., Schirrmeister L., Fuchs M., Kienast F. Palaeoclimate characteristics in interior Siberia of MIS 6-2: first insights from the Batagay permafrost mega-thaw slump in the Yana Highlands // Climate of the Past. 2017. Vol. 13. Pp. 795-818. doi: 10.5194/cp-13-795-2017 EDN: YHPBIC.
  2. Murton J.B., Edwards M.E., Lozhkin A.V., Anderson P.M., Savvinov G.N., Bakulina N., Bondarenko O.V., Cherepanova M.V., Danilov P.P., Boeskorov V., Goslar T., Grigoriev S., Gubin S.V., Korzun J.A., Lupachev A.V., Tikhonov A., Tsygankova V.I., Vasilieva G.V., Zanina O.G. Preliminary paleoenvironmental analysis of permafrost deposits at Batagaika megaslump, Yana Uplands, northeast Siberia // Quaternary Research. 2017. Vol. 87. Pp. 314-330. doi: 10.1017/qua.2016.15. EDN: XXRWZN.
  3. Murton J.B., Opel T., Toms P., Blinov A., Fuchs M., Wood J., Gärtner A., Merchel S., Rugel G., Savvinov G., Wetterich S. A multimethod dating study of ancient permafrost, Batagay megaslump, east Siberia // Quaternary Research. 2022. Vol. 105. Pp. 1-22. https://doi.org/10.1017/qua.2021.27. EDN: GVBUVS.
  4. Murton J.B., Opel T., Wetterich S., Ashastina K., Savvinov G.G., Danilov P.P., Boeskorov V. Batagay megaslump: a review of the permafrost deposits, Quaternary environmental history, and recent development // Permafrost and Periglacial Processes. 2023. Vol. 34. Pp. 399-416. doi: 10.1002/ppp.2194 EDN: VHPEBN.
  5. Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk J.Yu, Budantseva N.A., Vasil'chuk A.C. MIS 3-2 paleo-winter temperature reconstructions obtained from stable water isotope records of radiocarbon-dated ice wedges of the Batagay Ice Complex (Yana Upland, eastern Siberia) // Radiocarbon. 2022. Vol. 64. № 6. Pp. 1403–1417. doi: 10.1017/RDC.2022.60. EDN: JJWPOX.
  6. Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C., Budantseva N.A., Vasil'chuk J.Yu., Ginzburg A.P. Synchronous isotopic curves in ice wedges of the Batagay Yedoma: precision matching and similarity scoring // Permafrost and Periglacial Processes. 2024. Vol. 35. Iss. 3. Pp. 478-492. doi: 10.1002/ppp.2243. EDN: ZLLKRH.
  7. Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C., Budantseva N.A., Tokarev I.V., Vasil'chuk J.Yu. Direct AMS radiocarbon age of the MIS 3-2 thin composite wedges from Batagay Upper Sand // Radiocarbon. 2025. Pp. 1-16. doi: 10.1017/RDC.2025.10150.
  8. Opel T., Murton J.B., Wetterich S., Meyer H., Ashastina K., Günther F., et al. Past climate and continentality inferred from ice wedges at Batagay megaslump in the Northern Hemisphere's most continental region, Yana Highlands, interior Yakutia // Climate of the Past. 2019. Vol. 15. Pp. 1443–1461. doi: 10.5194/cp-15-1443-2019 EDN: GTPUGY.
  9. Васильчук Ю.К., Васильчук Д.Ю., Буданцева Н.А., Васильчук А.К., Тришин А.Ю. Изотопно-геохимические особенности Батагайской едомы (предварительные результаты) // Арктика и Антарктика. 2017. № 3. С. 69-98. doi: 10.7256/2453-8922.2017.3.24433 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=24433
  10. Васильчук Ю.К., Васильчук А.К., Буданцева Н.А., Васильчук Дж.Ю. Январская палеотемпература воздуха в период МИС-3-2 в северо-восточной Якутии, реконструированная по высокоразрешающей записи изотопного состава сингенетических повторно-жильных льдов Батагайской едомы // Арктика: экология и экономика. 2023. Т. 13, № 4. С. 393-405. doi: 10.25283/2223-4594-2023-4-516-528 EDN: AJYGXM.
  11. Васильчук Ю.К., Васильчук А.К., Буданцева Н.А., Васильчук Дж.Ю., Гинзбург А.П. Оценка подобия изотопных диаграмм по двум синхронным соседним ледяным жилам Батагайской едомы // Lomonosov Geography Journal. Вестник МГУ, серия география. 2025. Том 80. № 3. С. 86-95. doi: 10.55959/MSU0579-9414.5.80.3.7. EDN: QYQIHW.
  12. Dansgaard W. Stable isotopes in precipitation // Tellus. 1964. N 16. Pp. 436-468. doi: 10.1111/j.2153-3490.1964.tb00181.x.
  13. Shapiro S.S., Wilk M.B. An analysis of variance test for normality (complete samples) // Biometrika. 1965. No. 523-524. Pp. 591-611. doi: 10.1093/biomet/52.3-4.591.
  14. Mann H.B., Whitney D.R. On a test of whether one of two random variables is stochastically larger than the other // Annals of Mathematical Statistics. 1947. No. 18. Pp. 50-60. doi: 10.1214/aoms/1177730491.
  15. Welch B.L. The generalization of 'Student's' problem when several different population variances are involved // Biometrika. 1947. Vol. 34. No. 1-2. Pp. 28-35. doi: 10.1093/biomet/34.1-2.28. EDN: ILNZPH.
  16. Васильчук Ю.К. Геохимический состав подземных льдов севера Российской Арктики // Арктика и Антарктика. 2016. № 2. С. 99-115. doi: 10.7256/2453-8922.2016.2.21378 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=21378
  17. Kim S., Lee H., Kim J. et al. East Siberian ice wedges recording dust transport variability during the Late Pleistocene // Nat. Commun. 2025. Vol. 16. N9751. https://doi.org/10.1038/s41467-025-65772-2.
  18. Tikhonravova Y., Torgovkin N., Lupachev A. Formation of wedge structures in the permafrost deposits of the Batagay megaslump (Yana Highlands, North-East Siberia) // Journal of Sedimentary Research. 2025. https://doi.org/10.2110/jsr.2024.146.
  19. Murton J.B., Opel T., Toms P., Wood J., Boxleitner K., Savvinov G., Danilov P., Boeskorov V., Goslar T., Rogers G., Lupachev A., Tikhonravova Y. Preliminary paleoenvironmental analysis and luminescence dating of upper Middle Pleistocene permafrost deposits of the Ulakhan Sular Formation, Adycha River, east Siberia // Quaternary Research. 2025. Vol. 124. Pp. 1-25. https://doi.org/10.1017/qua.2024.36 EDN: CYJXRO.
  20. Opel T., Wetterich S., Meyer H., Dereviagin A.Y., Fuchs M.C., Schirrmeister L. 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. Pp. 587-611. doi: 10.5194/cp-13-587-2017. EDN: XNKSAT.
  21. Schirrmeister L. et al. Periglacial landscape evolution and environmental changes of Arctic lowland areas for the last 60 000 years // Polar Research. 2008. Vol. 27. No. 2. Pp. 249-272. doi: 10.1111/j.1751-8369.2008.00067.x EDN: LKZWER.
  22. Деревягин А.Ю., Куницкий В.В., Мейер Х. Песчано-ледяные жилы на крайнем севере Якутии // Криосфера Земли. 2007. Т. XI. № 1. С. 62-71.
  23. Kostrova S.S., Meyer H., Fernandoy F., Werner M., Tarasov P.E. Moisture origin and stable isotope characteristics of precipitation in southeast Siberia // Hydrological Processes. 2020. Vol. 34. Pp. 51-67. doi: 10.1002/hyp.13571. EDN: DRLZFT.
  24. Kurita N., Sugimoto A., Fujii Y., Fukazawa T., Makarov V.N., Watanabe O., Ichiyanagi K., Numaguti A., Yoshida N. Isotopic composition and origin of snow over Siberia // Journal of Geophysical Research. 2005. Vol. 110. D13102. https://doi.org/10.1029/2004JD005053. EDN: LJHXCR.
  25. Yang Y., Wu Q., Guo X., Zhou L., Yao H., Zhang D., Zhang Z., Chen J., Liu G. First comprehensive stable isotope dataset of diverse water units in a permafrost-dominated catchment on the Qinghai-Tibet Plateau // Earth System Science Data. 2024. Vol. 16. Pp. 3755-3770. https://doi.org/10.5194/essd-16-3755-2024. EDN: XMLPGB.
  26. Pope E.C. Hydrogen and oxygen isotope fractionation in hydrous minerals as indicators of fluid source in modern and fossil metasomatic environments. Thesis. Stanford University, 2011. 225 p.
  27. Sheppard S.M.F. Stable Isotope Geochemistry of Clay Minerals // Clay Minerals. 1996. Vol. 31(1). Pp. 1-24.
  28. Васильчук Ю.К. Концентрация основных растворимых ионов в композитных песчано-ледяных жилах в толще верхнего песка Батагайского разреза // Арктика и Антарктика. 2025. № 1. С. 16-43. doi: 10.7256/2453-8922.2025.1.73228 EDN: QBFPIY URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=73228
  29. Vasil'chuk, Yu. K. Ionic composition of Late Pleistocene composite sand-ice wedges of the Upper Sand unit of the Batagay megaslump [dataset] // PANGAEA. 2025. https://doi.org/10.1594/PANGAEA.984509
  30. Васильчук Ю.К. Ионный состав повторно-жильных льдов №17 и №20 Батагайской едомы // Арктика и Антарктика. 2024. № 3. С. 65-90. doi: 10.7256/2453-8922.2024.3.71272 EDN: QWEIZV URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=71272
  31. Vasil'chuk Yu. K Ionic composition of late Pleistocene ice wedges (IW-17 and IW-20) of the Batagay yedoma, Verkhoyansk District of Yakutia [dataset] // PANGAEA. 2025. https://doi.org/10.1594/PANGAEA.982502
  32. Васильчук Ю.К. Концентрация основных растворимых ионов в ледяных жилах ПЖЛ-5 и ПЖЛ-7 Батагайской едомы // Арктика и Антарктика. 2024. № 4. С. 57-80. doi: 10.7256/2453-8922.2024.4.72210 EDN: LBJOHS URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=72210
  33. Vasil'chuk Yu. K. Ionic composition of late Pleistocene ice wedges (IW-5 and IW-7) of the Batagay yedoma, Verkhoyansk District of Yakutia [dataset] // PANGAEA. (2025). https://doi.org/10.1594/PANGAEA.982509

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).