![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Морфодинамика берегов Белого моря в позднеледниковье-голоцене рассматривается как модель эволюции береговой зоны гляциальных шельфов, развивающейся на неоднородном субстрате в условиях неравномерных вертикальных гляциоизостатических и тектонических движений, изменчивой в пространстве и времени волновой нагрузки при значимой роли волновых и неволновых факторов. Сочетания геолого-геоморфологических, климатических и динамических факторов определили три типичных сценария эволюции берегов региона: последовательное отчленения заливов и проливов, формирование серий абразионных и цокольных или аккумулятивных террас. В процессе реализации проекта для ключевых (типичных) участков будет выполнена детальная пространственная и временная реконструкция морфодинамики берегов, основанная на выявлении закономерностей формирования рельефа и осадков современной береговой зоны, анализе рельефа и отложений поднятых террас и хронологии их формирования в голоцене; выявлены закономерные сочетания факторов, определивших тот или иной сценарий эволюции берега, основные этапы и причины перестройки морфолитодинамических систем, на оценочном количественном уровне установлены величины трансформации рельефа и перемещения наносов. Несмотря на относительную изученность берегов Белого моря, проблемы морфодинамики берегов в голоцене в большинстве случаев рассматривались на региональном уровне при недостатке количественных данных. Новые фактические данные и выявленные закономерности внесут вклад в решение проблемы эволюции береговой зоны гляциальных шельфов, а сведения о возрасте поднятых береговых линий и обстановках их формирования - в решение актуальных проблем палеогеографии Беломорского региона: реконструкцию кинематики уровня моря и оценку скоростей дифференцированных вертикальных движений побережья. Успешной реализации проекта будет способствовать применение комплекса геоморфологических, литостратиграфических, микропалеонтологических, геодезических, картографических и дистанционных методов исследования, георадарного зондирования и радиоизотопного датирования.
The morphodynamics of the shores of the White Sea in the Late Glacial-Holocene is considered as a model for the evolution of the coastal zone of the glacial shelves developing on an inhomogeneous substrate under conditions of uneven vertical glacioisostatic and tectonic movements, variable wave-load space and time, with the significant role of wave and non-wave factors. Combinations of geological-geomorphological, climatic and dynamic factors have identified three typical scenarios for the evolution of the shores of the region: the sequential separation of bays and straits, the formation of series of abrasion and pedimental or accumulative terraces. During the implementation of the project, for typical plots, a detailed reconstruction of the beach morphodynamics will be performed, based on the identification of regularities in the formation of the relief and sediments of the current coastal zone, analysis of the relief and deposits of raised terraces and the chronology of their formation in the Holocene; characteristic combinations of the factors that determined this or that scenario of the evolution of the coast, the main stages and reasons for the restructuring of morpholithodynamic systems, quantitative level of the transformation of the relief and sediment transport will be established. Despite the respective rate of the study of the shores of the White Sea, the problems of the morphodynamics of the coasts in the Holocene were in most cases considered at the regional level with a lack of quantitative data. New factual data and revealed regularities will contribute to solving the problems of the evolution of the coastal zone of the Arctic seas, the paleogeography of the White Sea region, the understanding of the patterns of settlement of the coast in the Neolithic-Early Bronze Age. The successful implementation of the project will be encouraged by the use of a complex of geomorphological, lithostratigraphic, micropaleontological, cartographic and remote research methods, GPR sounding, numerical modeling and radioisotope dating.
1. Будут проанализированы и обобщены отечественные и зарубежные публикации по современным береговым процессам, строению и истории развития берегов гляциальных шельфов Арктики, в том числе Белого моря, в контексте климатических трендов и тектонических тенденций позднеледниковья-голоцена. 2. Будут составлены оригинальные крупномасштабные карты морфодинамики береговой зоны ключевых (типичных) участков Карельского, Кандалакшского, Зимнего, Летнего и Терского берегов Белого моря. 3. По опубликованным и фондовым материалам будет собрана и обобщена геолого-геофизическая информация о строении рельефа и отложений прибрежного мелководья ключевых (типичных) участков. 4. По данным полевых исследований и аналитической обработки отобранных образцов будут получены новые оригинальные данные о строении рельефа и донных осадков прибрежного мелководья и современной береговой зоны. 5. Будут выявлены закономерные сочетания факторов, определяющих строение рельефа и осадков современной береговой зоны ключевых (типичных) участков побережья Белого моря, определены темпы смещения современной береговой линии во временных масштабах годы – десятилетия, на качественном и количественном уровне оценен вклад волновых и неволновых процессов в динамику современной береговой зоны. 6. Будет создан массив геоморфологических, литологических и микропалеонтологических характеристик типичных обстановок морфолитогенеза современной береговой зоны. 7. На ключевых участках Карельского, Кандалакшского, Зимнего, Летнего и Терского берегов Белого моря радиоизотопными методами будет определен возраст поднятых морских террас и береговых линий; выявлены основные тенденции и факторы морфодинамики берегов. 8. Предполагается выявить этапы унаследованного развития и коренной перестройки морфолитодинамических систем ключевых участков береговой зоны Белого моря в контексте региональных климатических трендов и тектонических тенденций. Дать долгосрочный прогноз развития берегов ключевых участков. Составить качественную модель эволюции береговой зоны гляциальных шельфов арктических морей в позднеледниковье-голоцене.
Коллектив проводит исследования различных аспектов современной и голоценовой динамики береговой зоны арктических и дальневосточных морей (Белого, Баренцева, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского, Берингова, Охотского), ряда зарубежных акваторий, а также крупных озер (Онежского, Ладожского и др.). Коллективом разрабатывается оригинальная методика стационарных и полустационарных наблюдений за морфо- и литодинамическими процессами в береговой зоне замерзающих приливных морей, сезонной и межгодовой изменчивостью таких процессов. С успехом применяются традиционные методы исследований современных морфо- и литодинамических обстановок в береговой зоне арктических морей, а также методики реконструкции истории развития рельефа береговой зоны на базе комплексных геолого-геоморфологических и морфо- и литодинамических полевых исследований, георадарного зондирования, дешифрирования дистанционных материалов, радиоизотопного датирования, аналитических методов изучения обстановок накопления осадков, палеоклиматического анализа. Коллектив обладает опытом использования современных компьютерных технологий, дешифрирования и обработки дистанционных данных (ГЛБО, аэро- и космические снимки); получения, обработки дешифрирования снимков с беспилотных летательных аппаратов; навыками и оборудованием для выполнения легководолазных работ, что чрезвычайно важно для изучения рельефа зоны перехода суша-море. Проект является логическим продолжением работ, проводимых его участниками в рамках предыдущих проектов РФФИ. Результаты работ по тематике проекта опубликованы в международных и российских журналах, монографиях, учебных пособиях, результаты исследований последних лет доложены на международных и российских конференциях, опубликованы и/или подготовлены к печати в научных изданиях, освещены в СМИ, в том числе в сети «Интернет».
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Морфодинамика берегов Белого моря в позднеледниковье-голоцене как модель эволюции береговой зоны гляциальных шельфов |
Результаты этапа: 1. Собраны и систематизированы опубликованные и фондовые материалы по тематике проекта, в том числе - картографические, дистанционные, геолого-геоморфологические и гидрометеорологические материалы по акватории и побережью Белого моря. 2. На берегах наиболее распространенных в Беломорском регионе генетических типов (фиардово-шхерных, абразионных и аккумулятивных) выбраны ключевые участки, характеризующие обстановки морфолитогенеза современной береговой зоны и различные сценарии эволюции берегов гляциальных шельфов в позднеледниковье-голоцене. Участки отличаются темпами восходящих движений, волновой активностью и экспозицией берега к преобладающему волнению, амплитудой приливных колебаний. 3. Новые фактические данные о динамике берегов и обстановках морфолитогенеза береговой зоны получены в результате полевых работ на Карельском, Кандалакшском и Зимнем берегах Белого моря. Также привлечены оригинальные данные, полученные участниками проекта на Карельском и Летнем берегах Белого моря. 3.1. На фиардово-шхерных берегах выявлены три основных типа морфолитодинамических обстановок и сценария развития берега, характерных для прямолинейных скалистых берегов, «моренных» берегов с изрезанной береговой линией, берегов удлиненных проливов [Репкина и др., 2019а]. В 2019 г. исследования выполнены на трех участках. 3. 1.1. Пролив Великая Салма. По данным тахеометрической и БПЛА съемок и эхолотных промеров составлена совмещенная ЦМР побережья и дна пролива, включая акваторию полуотчлененного водоема (озера Кисло-Сладкого). Выполнено геоморфологическое картографирование (масштаб 1:1000 – 1:5000) и гранулометрический анализ донных осадков, наносов береговой зоны и поднятых террас. Установлено, что подводный рельеф фиардово-шхерных побережий, традиционно считавшихся мало измененными морем, испытывает в береговой зоне значимую переработку, признаками которой являются резкое изменение морфологических характеристик и состава наносов. Показано, что в условиях поднятия побережья со скоростью 1–1.5 мм/год, ослабленного волнового воздействия (средняя высота волн менее 0.5 м) и амплитуды приливов 1.8-2.2 м формирование береговых аккумулятивных форм сокращает продолжительность стадии изоляции заливов от моря на 100-150 лет [Репкина и др., 2019а, Repkina et al., 2019, Repkina, Krasnova, Entin, 2019]. Для заверки выводов и получения сведений об изменении обстановок морфолитогенеза отчленяющихся проливов выполнено бурение донных отложений озера Кисло-Сладкого, отобраны образы на гранулометрический, диатомовый и радиоизотопный анализы. В акватории озера установлены седиментационные ловушки. На берегу пролива Великая Салма продолжены стационарные наблюдения за ритмикой волновых и неволновых процессов морфолитогенеза. 3.1.2. На о. Тонисоар выполнено геоморфологическое профилирование и картографирование, составлена карта морфодинамики берегов масштаба 1:5000, выявлены ритмы развития берега продолжительностью ~0.3 тыс. лет, обусловленные изменением конфигурации берегов за счет относительного поднятия острова и примыкающего мелководья и образования песчаных и галечных кос и береговых валов [Репкина и др., 2019в]. 3.1.3. На полуострове Турьем по данным геоморфологического профилирования и картографирования (масштаб 1:50000), литостратиграфического описания, диатомового и радиоуглеродного анализов отложений чехла террас, составлена карта морфодинамики берегов в голоцене, подтверждено положение верхней морской границы (90-100 м), выявлены временные интервалы изменения обстановок морфолитогенеза (~8.6 и ~6 тыс.кал.л.н.), совпадающие с ритмикой ледовитости акватории по [Новичкова, 2008]. Большие, чем на примыкающем побережье [Колька и др., 2013], скорости относительного поднятия полуострова (~6−7 мм/год за последние 3.5−4 тыс. лет) подтверждают блоковый характер движений [Яковлева, Репкина, 2019, Яковлева и др., 2019, Yakovleva, Repkina, 2019]. 3.2. Аккумулятивные и абразионные берега. 3.2.1. На четырех участках восточного побережья пролива Горло изучена современная и голоценовая динамика берегов. По данным съемки с помощью БПЛА и DGPS составлены ЦММ участков. Изучен состав наносов береговой зоны. Проведена генетическая типизация берегов. Созданы схемы морфодинамики участков (масштаб 1:25000 - 1:50000). Сопоставление разновременных картографических и дистанционных материалов (в ряде случаев дополнены эхолотными промерами) выявило тенденцию к размыву абразионных берегов и голоценовых аккумулятивных форм. Скорость отступания берега (<1 - 2.4 м/год) зависит от распределения волновой нагрузки, контролируемой положением подводных моренных построек, и литологии береговых уступов. Современные аккумулятивные (устойчивые) берега приурочены к устьям рек и зоне конвергенции потоков наносов [Lugovoy, Repkina, 2019]. Выполнены литостратиграфический, диатомовый и радиоуглеродный анализы осадочного чехла террас. Распространение голоценовых морских отложений прослежено по данным диатомового анализа до абсолютных отметок 4 м, а по морфологическим данным – от 4 до 7 м. Кинематика относительного уровня моря – его повышение (~8.5 - ~6.3 тыс. (14С) л.н.), стабилизация или незначительные колебания на отметках 3,5–4,0 м (~6.3 - ~3 тыс. (14С) л.н.), а затем медленное понижение [Shilova, Zaretskaya, Repkina, 2019, Шилова, Зарецкая, Репкина, 2019а, б], позволяют предположить наличие незначительной позднеголоценовой трансгрессии или колебательных движений побережья, расположенного в краевой зоне последнего оледенения [Репкина и др.. 2019б]. Перестройка морфолитодинамических систем происходила в начале среднего и в середине позднего голоцена. 3.2.2. На западном побережье Унской губы берег, начиная с ~8.5-8.4 кал.т. л.н., развивается по аккумулятивному сценарию. Комплекс крупных береговых форм (17х5 км) сформировался в условиях колебаний относительного уровня моря на отметках 7.5-10.5 м н.у.м. (~8-5 кал.т.л.н.), а затем (~5 - 2.5-2.3 кал.т.л.н.) его понижения до ~5 м н.у.м. со скоростью ~1.3 мм/год. После ~6.4-6.2 кал.т. л.н. объемы аккумуляции резко возросли благодаря увеличению продолжительности безледного периода, и, вероятно, интенсивности воздействия волн. После ~2.5-2.3 кал.т. л.н. гидродинамические условия развития берега резко изменились и стали близки современным; произошел размыв древних генераций кос, а объемы аккумуляции заметно уменьшились; средняя скорость относительного поднятия составила ~1.9 мм/год [Репкина и др., г-е, Перетрухина и др., 2019]. Таким образом, выявлены: 1) унаследованность генетического типа берега ключевых участков с начала среднего голоцена; на современном этапе часть аккумулятивных форм испытывает размыв; 2) асинхронность развития берегов ключевых участков в голоцене, обусловленная сочетанием режима вертикальных движений, региональных климатических трендов позднеледниковья-голоцена и локальных гидродинамических условий. 4. Определен состав базы данных, характеризующей типичные обстановки морфолитогенеза береговой зоны ключевых участков. База данных будет содержать информацию о: 1) названии, географическом положении и координатах участков; 2) типе развития побережья; 3) скорости изменения относительного уровня моря; 4) литологическом составе, микропалеонтологических характеристиках и возрасте отложений, а также 5) схемы морфодинамики участков, разрезы и профили; 6) ссылки на публикации. | ||
2 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Морфодинамика берегов Белого моря в позднеледниковье-голоцене как модель эволюции береговой зоны гляциальных шельфов |
Результаты этапа: 1. Для ключевых участков побережий Зимнего и Летнего берегов Белого моря в рамках организации полевых работ собраны и проанализированы данные дистанционного зондирования, детальные топографические карты, опубликованные и фондовые геолого-геофизические и гидрометеорологические данные. 2. На трех ключевых участках (Зимний и Летний берега Белого моря, палеопролив между Двинским и Онежским заливами) получены новые фактические данные о строении рельефа и отложений береговой зоны в голоцене. Выполнены маршрутные геоморфологические исследования, геоморфологическое и георадарное профилирование, тахеометрическая и БПЛА съемка, эхолотные промеры котловин остаточных озёр в пределах палеопроливов, ручное бурение отложений голоценовых террас, котловина палеопроливов и остаточных озёр. 3. На ключевом участке Карельского берега Белого моря продолжены полустационарные наблюдения за процессами морфодинамики современной береговой зоны. В 2020 г. работы были направлены на оценку сезонной динамики современного осадконакопления в отчленяющихся от моря проливах. 4. Разработана концептуальная модель информационной системы «WSHC» (White Sea Holocene Coast), характеризующей обстановки морфолитогенеза береговой зоны ключевых участков в настоящее время и в голоцене. Предложено использование трёхуровневой архитектуры, включающей уровни данных, логики и представления. Разработаны таблицы-классификаторы базы данных; для хранения информации выбрано ПО MySQL. Разработаны технологические параметры уровня логики. Разработаны требования к клиентскому приложению. 5. На основании данных о морфологии, строении, микропалеонтологических характеристик и возрасте отложений древних береговых линий установлены темпы изменения относительного уровня моря на северо-западном (Репкина и др., 2020) и юго-восточном (Kublitskiy, Repkina, Leontiev et al., 2020) берегах Онежского п-ова, юго-восточном берегу пролива Горло (Zaretskaya, Ribalko, Repkina et al., 2020), а также на одном из участков Карельского берега Белого моря (Repkina et al., 2020; Shilova et al., 2020). Выявлены этапы унаследованного развития и резкой смены морфодинамических обстановок в береговой зоне участков. 6. На примере западного побережья Унской губы Белого моря создана качественная модель эволюции аккумулятивного берега, развивающегося в условиях слабого поднятия и высокой волновой активности; прослежены взаимосвязи между развитием берега и его заселением представителями Беломорской морской культуры (Репкина, Беличенко, Яковлева, 2020; Беличенко, Репкина, Зарецкая, 2020). 7. Установлено, что реакция берегов Белого моря на глобальные климатические события не была одновременной и зависела от условий конкретного участка берега (морфология подводного берегового склона, скорость послеледникового поднятия, ветро-волновой режим). | ||
3 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Морфодинамика берегов Белого моря в позднеледниковье-голоцене как модель эволюции береговой зоны гляциальных шельфов |
Результаты этапа: 1) Выполнен сбор и анализ фактических данных на ключевых участках Карельского (район ББС МГУ), Летнего (между устьями рек Яреньга и Лопшеньга) и Зимнего (от устья р. Майды до устья р. Койды) берегов Белого моря. На ключевых участках: 1.1. По данным съемки БПЛА и DGPS и топографических карт созданы ЦММ и ЦМР; 1.2. Проведено геоморфологическое профилирование и картографирование в крупных масштабах; 1.3. Выполнено литолого-стратиграфическое описание отложений современной береговой зоны и поднятых морских террас; 1.4. Охарактеризованы типичные обстановки морфолитогенеза современной береговой зоны; 1.5. Выявлены поднятые береговые линии, отобраны образцы для определения их возраста (методом радиоуглеродного датирования) и обстановок формирования (микропалеонтологическими и геохимическими методами); 1.6. Собраны геолого-геоморфологические данные для реконструкции хода относительного уровня моря; 1.7. Намечена последовательность изменения обстановок морфолитогенеза береговой зоны в зависимости от режима основных гидрометеорологических факторов, изменения относительного уровня моря, климатических трендов и тектонических тенденций позднеледниковья-голоцена. На Карельском берегу Белого моря продолжены стационарные наблюдений за морфолитогенезом фиардово-шхерных берегов. 2) Завершены аналитические исследований (диатомовый, гранулометрический и радиоуглеродный анализы) голоценовых отложений северо-восточного побережья Онежского п-ова, а также геохимических исследования голоценовых отложений северо-восточного побережья Горла Белого моря. По микропалеонтологическим и геохимическим индикаторам выявлены два трансгрессивных этапа (средне- и позднеголоценовый), разделенных незначительным понижением относительного уровня моря. 3) На основе анализ и обобщение новых фактических данных создана качественная модель эволюции фиардово-шхерных берегов. Модель апробирована на всероссийских конференциях, а также изложена в статье для журнала Quaternary International (сдана в печать). 4) Результаты работ по проекту представлены на трех конференциях, опубликованы в высокорейтинговых журналах (1), а также подготовлены (4) к изданию в рецензируемых журналах (принята к печати - 2; сданы в печать - 2). По результатам проекта создан открытый геоинформационный ресурс. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".