CC BY
0Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. Выпуск 11. 2024 doi: 10.24412/2687-1092-2024-11-391-399
РАДИОДАТИРОВАНИЕ ПО 210Pb, 137Сз и 241Am КОЛОНОК ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ВПАДИНЫ БАРЕНЦЕВА МОРЯ
И Усягина И.С.1, Мещеряков Н.И.1, Иванова Н.С.1, Кокин О.В.2
:ФГБУ «ММБИ», Мурманск, Россия 2 Геологический институт РАН, Москва, Россия
Представлены результаты исследования пяти колонок донных отложений из Центральной впадины Баренцева моря, отобранных в экспедиции ММБИ РАН на НИС «Дальние Зеленцы» в 2022 г. Датирование вскрытой осадочной толщи и скорость
210. 137 241
осадконакопления определяли по избыточному 0Pb, Cs, Am. Выполнена реконструкция загрязнения донных осадков радиоцезием на дату датирования 1955 и 1963 гг. и 1980 гг. В двух колонках обнаружено повышение уровней 137Cs в слоях, которые отнесены к 2009-2019 гг. Установлено, что темпы осадконакопления в исследуемом районе за последние ~100 лет изменялись в пределах 0,013— 0,42 см/год.
Ключевые слова: Баренцево море, седиментация, хронология осадконакопления, датирование по 210Pb, 137Cs, 241 Am
Отрицательные формы рельефа дна - впадины и котловины, не испытывающие размывающего воздействия придонных течений, перемешивания и перераспределения осадочного вещества являются индикаторами для исследования антропогенного влияния в морских бассейнах. Данные о накоплении искусственных радионуклидов в донных отложениях Баренцева моря в период и после прекращения «ядерной» эпохи, представляют научный интерес как оценки последствий загрязнения для донных сообществ так и для изучения природных процессов с применением радиоактивных трассеров.
Целью настоящей работы была реконструкция возраста современных донных отложений и скорости седиментации в Центральной впадине Баренцева моря и оценка возможных тенденций изменения в перераспределении техногенных изотопов во второй половине XX в. Возраст осадочных слоев в пределах 100-150 лет успешно определяется методом избыточного 210Pb, [Sanchez-Cabeza, Ruiz-Fernandez, 2012]. В исследованиях последних лет в арктических морях много внимания этой проблеме уделяется в Карском и Восточно-сибирском морях [Rusakov et al., 2024a, 2024b; Kokin et al., 2023], а хронология современной осадочной толщи Баренцева моря изучена фрагментарно [Aliev et al., 2007; Zaborska et al., 2007; Мещеряков и др., 2023].
Выбор Центральной впадины в качестве объекта исследования выполнен на основании ее геоморфологических особенностей — она охватывает наибольшие глубины в восточной части Баренцева моря и является самой большой по площади и глубине (>300 м) депрессией донного рельефа. Расположение объекта предполагает непосредственное воздействие нескольких источников радиоактивного загрязнения, индикаторы которых предполагалось исследовать в настоящей работе. В первую очередь это губа Чёрная -южная площадка Новоземельского ядерного полигона, где в период 1955-1962 гг. проводились надводные и подводные ядерные испытания [Khalturin et al., 2005],
137 241 „
индикаторы — выпавшие с атмосферными осадками Cs и Am (дочерний продукт распада Pu). Второй источник океанический — перенос течениями из Ирландского моря отходов европейских радиохимических предприятий, которые достигали Баренцева моря через 4-5 лет (максимум сбросов в 1974-1977 гг.), основной трассер 137Cs [Kautsky, 1988;
i „ 137
Сивинцев и др., 2005]. И третий — атмосферные выпадения Cs после аварии на Чернобыльской АЭС (1986 г.) [Сивинцев и др., 2005].
Методика исследований. Центральная впадина Баренцева моря оконтурена изобатой 300 м и имеет максимальную глубину 386 м. Она простирается к западу от Западно-Новоземельского желоба, на юге граничит с Мурманской, Северо-Канинской и Гусиной банками, на западе ограничена Центральным плато и Центральной возвышенностью. Над впадиной существует система теплых и холодных течений \Loeng, 1991]. Отбор проб проводили в точках, где, предположительно, не происходит размыва поверхностного слоя донных отложений, чтобы соблюдалось условие постоянного потока взвешенного вещества, требуемое при проведении датирования по избыточному 210?Ь. Точки отбора проб отмечены на рисунке 1.
Материал для исследования был отобран в Баренцевом море в экспедиции на научно-исследовательском судне «Дальние Зеленцы» в феврале-марте 2022 года (рис. 1). Отбор пяти колонок донных отложений проводили с борта судна с помощью трубки ГОИН 1,5. Колонки были разделены на слои дискретностью по 1 или 2 см, достаточные для обеспечения приемлемого временного разрешения интервалов датирования и для гранулометрического анализа. Далее образцы замораживали при температуре -18°С. После окончания экспедиции пробы доставляли в ММБИ РАН, где проводился их радиометрический и гранулометрический анализ.
Мурманск
-Теплое течение
-► Холодное течение
*■ Подповерхностное течение
Рис. 1 Карта-схема отбора проб в Баренцевом море. Пробы отобраны на НИС «Дальние Зеленцы» с 22.02.2022 по 06.03.2022 г. Стрелки течений приведены в соответствии с Loeng
(1991).
В лаборатории перед радиометрическими измерениями все исследуемые образцы осадков сушили при комнатной температуре, измельчали и выдерживали не менее 30 дней в герметично закрытых сосудах. Измерения проводили в этих же сосудах после достижения равновесия. Время измерения - 85000 с.
Измерения общего 210Pb (21(Ноб1ц), 226Ra, 137Cs и 241Am проводили в ММБИ РАН на многоканальном гамма-спектрометре для измерения рентгеновского и гамма-излучения (Canberra Semiconductors NV, Olen, Belgium) со свинцовой защитой экрана детектора HPGe-2P производства компании "Аспект" (Дубна, Россия). Регистрирующая часть спектрометра — широкополосный детектор из сверхчистого германия BE5030 с диапазоном охвата гамма-квантов с энергией от 3 кэВ до 3 МэВ. Обработку спектров и идентификацию радионуклидов выполняли с помощью программного обеспечения Genie-
210
2000 (версия 3.3). Для определения активности избыточного Pb, поступившего с атмосферными выпадениями, из значений 210Pb^ был вычтен «фоновый» 210Pb, образующийся in situ в грунте, который определяли по основным линиям 226Ra. Данные измерений были скорректированы на дату сбора кернов, результаты приведены на основе сухого веса с поправкой на самопоглощение и геометрию образца.
Возраст осадочных слоев колонок и скорость осадконакопления определяли по трем моделям датирования, CIC (CA), CFCS, CRS (CF) [Sanchez-Cabeza, Ruiz-Fernandez, 2012]. Результаты приведены для моделей, которые подтверждались независимыми хроностратиграфическими маркерами (табл. 1).
Гранулометрический анализ выполняли по методу ВНИИОкеангеологии без химического воздействия на донные отложения [Андреева, Лапина, 1998]. Пробы высушивали при температуре 105 °С до постоянного веса. Высушенные образцы заливали дистиллированной водой и кипятили в течение 30 минут. Полученную суспензию растирали резиновым пестиком, после чего вновь заливали дистиллированной водой (Т=100 °С) и охлаждали до комнатной температуры. Разделение размерных фракций в пробах проводили согласно этапам, указанным в методике. Удаление фракции пелита (<0,01) контролировали под микроскопом.
210 137
Результаты и обсуждение. Результаты радиометрических измерений 2 "^изб, Cs и 241Am, а также данные по содержанию фракции пелита (%) в осадочных слоях исследуемых колонок представлены на рис. 2. Выбор пелита для демонстрации результатов был сделан с целью сравнения с данными по содержанию техногенных радионуклидов по профилю колонки, так ранее в экспериментальных условиях была установлена корреляционная связь между этими параметрами [Матишов и др, 2001]. В экспедиционных исследованиях также была обнаружена взаимосвязь между содержанием пелита в поверхностном слое донных отложений и удельной активностью Pb^ [Rusakov et al., 2019]. Осадки с содержанием пелитовой фракции (<0.01 мм) более 50% занимают около 70% площади Баренцева моря [Политова и др., 2001]. В настоящем исследовании подтверждаются данные литературы и предварительные оценки гранулометрического состава осадков [Усягина и др., 2023], Во всех колонках за исключением 22 и 54
преобладает гранулометрическая фракция пелита (менее 0,01 %) (рис. 2).
210
Радиометрические измерения. В колонке 22 удельная активность Pb^ варьирует
от 30,0 до 178,5 Бк/кг. Среднее значение 226Ra составляет 21,6 ± 3,2Бк/кг. Содержание
210
Pb^ изменяется от 2,7 до 155,9 Бк/кг. Судя по измерениям, граница равновесия между «фоновым» 210Pb и ^Pb^ находится на глубине 33 см. Техногенный радионуклид 137Cs обнаружен в профиле колонки в слоях 1,5, 2,5, 9,5, 12,5 и 20 см в диапазоне значений от 0,5 до 2,7 Бк/кг, в остальных слоях — менее минимально детектируемой активности (<МДА).
210
В колонке 31 удельная активность Pb^ варьирует от 45,7 до 257,4 Бк/кг. Среднее значение 226Ra составляет 33,4 ± 3,4 Бк/кг. Равновесие между «фоновым» 210Pb и ^Pb^ в нижних осадочных слоях не достигнуто [Sanchez-Cabeza, Ruiz-Fernandez, 2012].
137
Техногенный радионуклид Cs обнаружен только в слоях 1,5, 3,5 и 5,5 см в пределах от
210
1.8 до 4,6 Бк/кг. Измерения не выявили равновесный горизонт между «фоновым» Pb и ^^шб в нижней части колонки.
210
В колонке 42 удельная активность Pb^ составляет от 57,4 до 440,8 Бк/кг. В
поверхностном слое его содержание существенно выше, чем в других колонках.
210
Рассчитанная активность Pb^ на этом горизонте также повышена (388,9 Бк/кг). Среднее содержание 226Ra — 36,5 ± 7,5 Бк/кг. 137Cs по профилю не обнаруживается, но в слое 18 см количественно определен другой техногенный радионукдид — 241Am (период
241
полураспада 432.2 г.). В настоящее Am часто обнаруживается при гамма-спектрометрических измерениях. Он образуется в результате распада «оружейного» 241Pu (период полураспада 14.4 г.), выпавшего в арктический бассейн в составе радиоактивных
137 241
осадков и менее подвижен в донных отложениях, чем Cs. Am предлагает
альтернативу использования глобального 137Cs при датировании недавних отложений на
137 241
тех участках, где данные по Cs отсутствуют. Расчеты прироста Am по сравнению с
241Pu указывают распределение, аналогичное распределению 137Cs, при этом
максимальная активность 241 Am приходится на радиоактивные осадки, датируемые 1963 и
1986 гг. [Appleby et al., 1991; 2023; Sanchez-Cabeza, Ruiz-Fernandez, 2012]. Судя по
измерени
33-35 см.
измерениям, граница равновесия между «фоновым» 210РЬ и 210РЬизб находится на глубине
210
В колонке 43 удельная активность РЬобщ варьирует от 44,7 до 280 Бк/кг. Среднее
226 210 значение Ял составляет 36,5 ± 6,4 Бк/кг. Содержание РЬизб изменяется от 7,9 до 235,5
Бк/кг. Техногенный радионуклид 137Cs обнаружен в слоях 1,5—5,5, 16 и 28 см в пределах
*-» 210 от 0,4 до 4,9 Бк/кг. Измерения не выявили равновесный горизонт между «фоновым» РЬ
и РЬизб в нижней части колонки.
В колонке 54 удельная активность 210РЬобщ варьирует от 22,1 до 333,0 Бк/кг. Среднее
значение 226Яа составляет 21,6 ± 3,2Бк/кг. Содержание 210РЬшб изменяется от 0 до 313,0
210 210
Бк/кг. Судя по измерениям, граница равновесия между «фоновым» РЬ и РЬизб находится на глубине 3,5 см. Техногенный радионуклид Cs обнаружен в профиле колонки в слое 3,5 см, его удельная активность 3,0 Бк/кг.
210 137 241
Рис. 2 Профили удельной активности Pb^, Cs и Am и содержания фракции пелита (менее 0,01 мм) в осадочных слоях исследуемых колонок. Даты на рисунке обозначают соответсвие пиков Cs и 241Am повышению уровней радиоактиности в Баренцевом море. __ - Удельная активность 210РЬГОб, Бк/кг
1 оа 0/11 о
- Удельная активность Cs на (и-10 Бк/кг) ст. 22, 31, 43, 54 и Am (и-102 Бк/кг) на ст. 42 в Бк/кг. Значения приведены к дате образования осадочного слоя. ....... - Содержание фрации пелита (<0.01 мм), %.
Геохронологический анализ и скорость осадконакопления представлены в табл. 1.
*-» « 210 и
Наблюдаемое устойчивое снижение удельной активности РЬизб с глубиной по профилю колонок характеризует стабильность процессов осадконакопления и дает возможность провести датировку слоев донного осадка. По результатам расчета
календарного возраста установлено, что вскрытая осадочная толща на станциях 22, 42, 43 и 31 начала формироваться в пределах 160 лет назад, а на ст. 54 ~560 лет назад. (рис. 2). Для верификации возраста осадков измеренную удельную активность 137Cs пересчитывали на дату образования осадочных слоев и приводили на графике профиля в десятикратном увеличении, а удельную активность 241Am в стократном (рис. 2).
Таблица 1. Результаты определения возраста осадочной толщи и скорости седиментации в колонках на ст. 22, 31, 42, 43, 54 с указанием методов расчета
№ ст. (длина колонки, см) / глубина моря, м Хронострат играфическ ий маркер Сб или 241Ат, год Осадочный горизонт1, см Масса осадка под единицей площади , г/см2 Модель расчета возраста осадочной толщи Средняя скорость седиментац ии, см/год Возраст осадочной толщи, кал.лет
22 (35 см)/ 222 м 19552 19804 12,5 9,5 14,3 10,2 137СБ 0,22 165
210рЬ PЬизб, СБС8 0,21 130
31 (59 см)/ 310 м 19633 3.5 2,5 137СБ 0,06 1000
210РЬизб, С1С 0,13 454
42 (31 см)/ 350 м 19633 18,0 9,6 241Ат 0,35 102
210РЬизб, СБ 0,15-0,75 106,1
43 (35 см)/ 365 м 19633 19804 28,0 1,6 17,8 10,3 137СБ 0,42 81
210рЬ PЬизб, СБС8 0,40 77
54 (19 см)/ 267 м 19633 3,5 2,7 137СБ5 0,06 322
210рЬ РЬизб, СБС8 0,0346 559
— приводится среднее значение глубины осадочного слоя, где обнаружен пик Сб или Am;
2 — первые испытания в Черной губе, арх. Новая Земля [Сыч, 2012];
3 — максимум атмосферных выпадений, зафиксированных в Северном полушарии после испытаний ядерного оружия [КМШпп й а1., 2005];
4 — океанический перенос течениями из Ирландского моря отходов европейских радиохимических предприятий заводов «Селлафильд» и «Ла аг» [КаШзку, 1988];
5 — скорость седиментации рассчитана исходя из предположения о выпадениях радионуклида в 1963 г., в других слоях 137 Сб не обнаружен;
6 — данные не подтверждаются хроностратиграфическими маркерами;
В колонке 22 возраст толщи 0-35 см составляет 165 кал.лет. Даты формирования осадочных слоев рассчитывали с помощью трех моделей, однако среди этих вариантов СБСБ оказался предпочтительным, поскольку обеспечивал с учётом погрешности лучшее
137 137
согласование с удельной активностью Cs в горизонте 12,5 см (рис. 2). Пик Cs отнесен к 1955 г., когда проводились первые испытания в Черной губе на арх. Новая Земля [Сыч, 2012]. Рассчитанная скорость осадконакопления составляет приблизительно 0,2 см/год. Результаты гранулометрического анализа показали, что отложения колонки сложены преимущественно частицами алевритовой размерности (0,1-0,01 мм) со средним содержанием по профилю 51,0±2,0%, количество частиц пелитовой размерности (менее 0.01 мм) составляет 36,0±3,0%, песка (1,0-0,1 мм) — 12,1-2,5%.
В колонке 31 пики 137Сб обнаружены только в верхних слоях. Возраст вскрытой
137
осадочной толщи мощностью 59 см можно установить по первому появлению Сб (слой 4-6 см) и при темпах седиментации 0.1 см/год должен составлять около 600 кал. лет.
137
Средняя скорость осадконакопления по модели С1С и по пику Сб в слое 3,5 см составляет 0,1 см/год. Расчеты по другим моделям дают завышенные значения, что, вероятно, связано с перемешиванием осадка в нижних слоях колонки. Приблизительный
137 210
возраст толщи 59 см, рассчитанный по Сб будет составлять 1000 кал. лет, а по РЬизб. -
454 года. Отложения колонки сложены преимущественно частицами пелитовой размерности и составляют 73,0±3,4%. Среднее содержание алеврита 20,4±3,3%, песка — 5,9-2,0%.
Возраст осадочной толщи 0-31 см колонки 42 составляет приблизительно 106,1 кал. лет. Темпы седиментации и даты формирования осадочных слоев рассчитывали по модели
210 241
CF. Датирование по РЬизб подтверждено обнаружением Am в горизонте 18 см (0,9 Бк/кг). При расчетах была принята гипотеза, что несмотря на отсутствие по всему
137 241
профилю колонки характерного для донных отложений Баренцева моря Cs, Am может дать надежное подтверждение даты максимальных выпадений искусственных
241 241
радионуклидов в Северном полушарии (1963 г.), так как Pu, материнский нуклид Am, наряду с его другими изотопами входит в состав продуктов ядерного деления «оружейного плутония» [Khalturin, 2005]. Рассчитанная скорость осадконакопления по 241Am составляет приблизительно 0,35 см/год, по модели CF — 0,15-0,41 см/год. Отложения колонки сложены преимущественно частицами пелитовой размерности и составляют 70,6±8,4%. Среднее содержание алеврита 23,1±5,3%, песка — 6,2±4,2%.
В колонке 43 возраст толщи 0-35 см составляет приблизительно 81 кал. лет. Пик
137 210
Cs в слое 28 см подтверждает правильность хронологии по РЬизб 1963 гг. (рис. 2). Модель CFCS показывают большую сходимость датирования по «реперной» дате, чем другие. Средняя скорость осадконакопления по РЬизб и по Cs составляет приблизительно 0,4 см/год (табл. 2). Отложения колонки сложены преимущественно частицами пелитовой размерности и составляют 69,7±10,0%. Среднее содержание алеврита 23,0±6,9%, песка — 6,1±3,2%.
Возраст осадочной толщи 0-19 см колонки 54 составляет ~322 кал. лет. По результатам измерений установлено, что равновесие между «фоновым» 210Pb и 210РЬизб находится в слое 3,5 см. В этом же слое обнаружен единственный пик 137Cs, в остальных
137
слоях по профилю колонки удельная активность Cs меньше МДА. По модели CSCF возраст толщи составляет 320 кал.лет. В таком случае мы предполагаем, что разделение на слои с дискретностью 1 см недостаточно для правильной интерпретации возраста по 210РЬизб в осадках из районов с низкой скоростью седиментации. Наша гипотеза — пик
137
Cs сформировался в период максимальных выпадений радионуклидов на акваторию
Баренцева моря в 1963 г., в этом случае скорость осадконакопления 0,06 см/год будет
210
более достоверна, чем рассчитанная по РЬизб 0,03 см/год. Отложения колонки сложены
преимущественно частицами алевритовой размерности и составляют 45,1±6,2%. Среднее
содержание пелита 27,1±6,8%, песка — 26,1±6,1%.
Заключение. В настоящей работе получены новые данные о возрасте осадочной
толщи колонок донных отложений мощностью 19—59 см в глубоководных районах
210
Баренцева моря. Результаты изотопного датирования по РЬизб подтверждены независимыми геохронологическими маркерами 137Cs и 241Am. Выполнена реконструкция загрязнения донных осадков радиоцезием на дату датирования 1955 и 1963 гг. и 1980 гг. В верхних слоях колонок 22 и 43, датируемых 2009-2019 гг. обнаружено
137
повышение уровней 137Cs. Поступление радионуклида в верхние горизонты осадка может быть объяснено таянием многолетних льдов и освобождением накопленной в них радиоактивности от атмосферных выпадений в конце XX— начале XXI в. [Мирошников и др., 2017].
Полученные данные по темпам современной седиментации сопоставимы с данными по западной и северной части Баренцева моря [Zaborska et al., 2008; Meshcheriakov et. al., 2023], а также Карского моря [Rusakov et al., 2024; Rusakov, Borisov, 2023]. По оценкам средних темпов седиментации в голоцене на юге и центральной части Центральной впадины Баренцева моря по литературным данным [Murdmaa et al., 2006; Murdmaa, Ivanova, 2017] средняя скорость седиментации составила приблизительно 0,02 см/год. Тогда полученный нами результат позволяет говорить об увеличении темпов седиментации после Малого ледникового периода в 1,5-3 раза на юге и приблизительно
в 20 раз в центре котловины относительно средних значений голоцена [Иванова, Мурдмаа, 2001] что выделяет настоящий временной отрезок как период с повышением темпов седиментации на востоке Баренцева моря.
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания ММБ РАН по теме «Структурно-динамические трансформации пелагических экосистем морских арктических бассейнов в условиях техногенных и естественных изменений среды» № госрегистрации 124013000709-9 (30.01.2024) № в ГЗ FMEE-2024-0016. Исследование рельефа дна в районе Центральной впадины Баренцева моря выполнено при финансовой поддержкепроекта РНФ № 21-77-2003.
ЛИТЕРАТУРА
Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Авсарагов Х.Б., Намятое А.А. К вопросу об изменении коэффициента распределения 137Cs между водой и донным осадком в морских экосистемах // Седиментологические процессы и эволюция морских экосистем в условиях морского перигляциала. 2001. С. 5-12.
Мещеряков Н.И., Усягина И.С., Ильин Г.В. Хронология современного осадконакопления в проливе Стур-фьорд (архипелаг Шпицберген) // Геохимия. 2023. Т. 68. № 5. С. 521-532. doi: 10.31857/S001675252304009X
Мирошников А.Ю., Лаверов Н.П., Чернов Р.А., и др. Радиоэкологические исследования на севере архипелага Новая Земля // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 227237. doi: 10.7868/S0030157417010099
Политова Н.В., Алексеева Т.Н., Козина Н.В. и др. Гранулометрический и минеральный состав верхнего слоя осадков Баренцева моря. Система Баренцева моря. Из-во: ООО "Издательство ГЕОС", 2021. С. 398-415. doi: 10.29006/978-5-6045110-0-8/(29)
Сыч Ю.Г., Дубинко Л.В. Радиоэкологическая обстановка на архипелаге Новая Земля // Арктика: экология и экономика. 2012. №1(5). С. 48-59.
Сивинцев Ю. В., Вакуловский С. М., Васильев А. П. и др. Техногенные радионуклиды в морях, омывающих Россию. М., ИздАТ, 2005. 624 с.
Усягина И.С., Мещеряков Н.И., Иванова Н.С. Предварительные результаты исследования хронологии осадконакопления в Центральной впадине Баренцева моря // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2023. Т. 2. № 3. С. 95-102. doi: 10.37614/2949-1185.2023.2.3.012
Aliev R.A., Bobrov V.A., Kalmykov S.N. et al. Natural and artificial radionuclides as a tool for sedimentation studies in the Arctic region // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2007.Vol. 274. P. 315-321. doi: 10.1007/s10967-007-1117-x
241
Appleby P.G., Richardson N., Nolan P.J. Am dating of lake sediments // Hydrobiologia. 1991. Vol. 214. P. 35-42. doi: 10.1007/BF00050929
137 241
Appleby P.G., Piliposyan G., Weckström J. et al. Delayed inputs of hot Cs and 241Am particles from Chernobyl to sediments from three Finnish lakes: implications for sediment dating // Journal of Paleolimnology. 2023. Vol. 69. P. 293-303. doi: 10.1007/s10933-022-00273-6
Kautsky H. Investigations on the distribution of 137Cs,134Cs and 90Sr and the water mass transport times in the Northern North Atlantic and the North Sea // Deutsche Hydrographische Zeitschrift.1987. Vol. 40. P. 49-69. doi: 10.1007/BF02227035
Khalturin V.I., Rautian T.G., Richards P.G., Leith W.S. A Review of Nuclear Testing by the Soviet Union at Novaya Zemlya, 1955-1990 // Science and Global Security. 2005. Vol. 13. P. 1-42. doi:10.1080/08929880590961862
Kokin O., Usyagina I.S., Meshcheriakov N.I. et al. Pb-210 Dating of Ice Scour in the Kara Sea // J. Mar. Sci. Eng. 2023. № 11. 1404. doi: 10.3390/jmse11071404
Loeng H. Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea // Polar Research. 1991. № 10(1). P. 5-18. doi: 10.3402/polar.v10i1.6723
Murdmaa I., Ivanova E., Duplessy J.-C. et al. Facies system of the Eastern Barents Sea since the last glaciation to present // Marine Geology. 2006. Vol. 230. Is. 3-4. P. 275-303. doi: 10.1016/j.margeo.2006.06.001
MurdmaaI.O., IvanovaE.V. Deglaciation of the Late Weichselian Barents Sea Ice Sheet // Deglaciation Processes, Causes and Consequences. M. Boone (Ed.). Hauppauge, NY USA: Terra Nova, 2017. P. 141-172.
Rusakov V. Y., Borisov A. P., Solovieva G. Yu. Sedimentation Rates in Different Facies-
210 137
Genetic Types of Bottom Sediments in the Kara Sea: Evidence from the Pb and Cs Radionuclides // Geochemistry International. 2019. Vol. 57. № 11. P. 1185-1200. doi: 10.1134/S0016702919110077.
Rusakov V.Y., Borisov A.P. Sedimentation on the Siberian Arctic Shelf as an indicator of
the arctic hydrological cycle // Anthropocene. 2023. Vol. 41. doi: 10.1016/j.ancene.2023.100370
210
Rusakov V. Y., Lukmanov R. A., Savin A. S. About fluctuations in the excess Pb flux into the East Siberian Arctic Shelf sediments, the Laptev Sea // J. of Environmental Radioactivity. 2024. Vol. 273. doi: 10.1016/j.jenvrad.2024.107387
Rusakov V.Y. Lukmanov R.A., Soktoev B., Mishan'kin A.Y. Echoes of a Cold War // Continental Shelf Research. 2024. Vol. 283. Is. 2, 105347. doi: 10.1016/j.csr.2024.105347
Sanchez-Cabeza J.A., Ruiz-Fernandez A.C. 210Pb sediment radiochronology: An integrated formulation and classification of dating models // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2012. Vol. 82. P.183-200. doi: 10.1016/j.gca.2010.12.024
Zaborska A., Carroll J., Papucci C., Pempkowiak J. Intercomparison of alpha and gamma
210
spectrometry techniques used in Pb geochronology // Journal of Environmental Radioactivity. 2007. № 93. P. 38-50. doi: 10.1016/j.jenvrad.2006.11.007
Zaborska A., Carroll J., Papucci C. et al. Recent sediment accumulation rates for the Western margin of the Barents Sea // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2008. Vol. 55. Is. 20-21. P. 2352-2360. doi: 10.1016/j.dsr2.2008.05.026
RADIO-DATING METHOD OF 210Pb, 137Cs h 241Am IN A SEDIMENT CORE FROM THE CENTRAL DEPRESSION OF THE BARENTS SEA
1 112 Usyagina I.S. , Meshcheriakov N.I. , Ivanova, N.S. , Kokin O.V.
1Murmansk Marine Biological Institute of the Russian Academy of Sciences, Murmansk, Russia 2 Geological Institute RAS, Moscow, Russia
The results of a study of five columns of bottom sediments from the Central Depression of the Barents Sea, selected in the expedition of the MMBI RAS to the scientific research vessel «Dal'nie Zelency» in 2022, are presented. The dating of the exposed sedimentary strata and the sedimentation rate were determined by excess Pb, Cs, Am. The reconstruction of contamination of bottom sediments with radiocesium at the date of dating 1955 and 1963 and 1980 was carried out. In two columns, an increase in 137Cs levels was found in layers that were attributed to 2009-2019. It was found that the rate of sedimentation in the studied area over the past ~100 years has varied within the limits of 0.013— 0.42 cm/year.
Keywords: Barents Sea, sedimentation, chronology of sedimentation, dating according to 210Pb, 137Cs, 24lAm
REFERENCES:
Matishov G.G., Matishov D.G., Avsaragov H.B., Namyatov A.A. On the issue of changing the 137Cs distribution coefficient between water and bottom sediment in marine ecosystems // Sedimentological processes and evolution of marine ecosystems in the conditions of marine periglacial. 2001. P. 5-12. [In Russian].
Meshcheriakov N.I., Usyagina I.S., Ilyin G.V. The Chronology of Modern Sedimentation in the Storefjorden Strait (Svalbard Archipelago) // Geochemistry International. 2023. № 61(5). P. 529-538. DOI: 10.1134/S0016702923040092
Miroshnikov A.Y., Laverov N.P., Chernov R.A., Kudikov A.V., Ysacheva A.A., Semenkov I.N., Aliev R.A., Asadulin E.E., Gavrilo M.V.Radioecological investigations on the Northern Novaya Zemlya Archipelago Oceanology. 2017. Vol. 57. № 1. P. 204-214.
Politova N.V., Alekseeva T.N., Kozina N.V., etc. Granulometric and mineral composition of the upper sediment layer of the Barents Sea. Barents Sea System. From: GEOS Publishing House LLC, 2021. pp. 398-415. DOI: 10.29006/978-5-6045110-0-8/(29)
Sych Yu., Dubinko L. Radioecological Conditions at Novaya Zemlya Archipelago Arctic: Ecology and Economy2012. №1(5). P. 48-59.
Sivintsev Y. V., Vakulovsky S. M., Vasiliev A. P. et al. Technogenic Radionuclides in the Seas Surrounding Russia. Moscow, IzdAT, 2005, 624 p. (In Russian).
Usyagina I.S, Mescheriakov N.I., Ivanova N.S. Preliminary results of the study of sedimentation in the Central Depression of the Barents sea Proceedings of the Kola Scientific Center. 2023. Vol. 2. № 3. P. 95-102. doi: 10.37614/2949-1185.2023.2.3.012
Aliev R.A., Bobrov V.A., Kalmykov S.N. et al. Natural and artificial radionuclides as a tool for sedimentation studies in the Arctic region // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2007.Vol. 274. P. 315-321. doi: 10.1007/s10967-007-1117-x
Appleby P.G., Richardson N., Nolan P.J. 241Am dating of lake sediments // Hydrobiologia. 1991. Vol. 214. P. 35-42. doi: 10.1007/BF00050929
Appleby P.G., Piliposyan G., Weckström J. et al. Delayed inputs of hot 137Cs and 241Am particles from Chernobyl to sediments from three Finnish lakes: implications for sediment dating // Journal of Paleolimnology. 2023. Vol. 69. P. 293-303. doi: 10.1007/s10933-022-00273-6
Kautsky H. Investigations on the distribution of 137Cs,134Cs and 90Sr and the water mass transport times in the Northern North Atlantic and the North Sea // Deutsche Hydrographische Zeitschrift.1987. Vol. 40. P. 49-69. doi: 10.1007/BF02227035
Khalturin V.I., Rautian T.G., Richards P.G., Leith W.S. A Review of Nuclear Testing by the Soviet Union at Novaya Zemlya, 1955-1990 // Science and Global Security. 2005. Vol. 13. P. 1-42. doi:10.1080/08929880590961862
Kokin O., Usyagina I.S., Meshcheriakov N.I. et al. Pb-210 Dating of Ice Scour in the Kara Sea // J. Mar. Sci. Eng. 2023. № 11. 1404. doi: 10.3390/jmse11071404
Loeng H. Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea // Polar Research. 1991. № 10(1). P. 5-18. doi: 10.3402/polar.v10i1.6723
Murdmaa I., Ivanova E., Duplessy J.-C. et al. Facies system of the Eastern Barents Sea since the last glaciation to present // Marine Geology. 2006. Vol. 230. Is. 3-4. P. 275-303. doi: 10.1016/j.margeo.2006.06.001
Murdmaa I.O., Ivanova E.V. Deglaciation of the Late Weichselian Barents Sea Ice Sheet // Deglaciation Processes, Causes and Consequences. M. Boone (Ed.). Hauppauge, NY USA: Terra Nova, 2017. P.141-172.
Rusakov V. Y., Borisov A. P., Solovieva G. Yu. Sedimentation Rates in Different Facies-Genetic
2| q 1 3*7
Types of Bottom Sediments in the Kara Sea: Evidence from the Pb and Cs Radionuclides // Geochemistry International. 2019. Vol. 57. № 11. P. 1185-1200. doi: 10.1134/S0016702919110077.
Rusakov V.Y., Borisov A.P. Sedimentation on the Siberian Arctic Shelf as an indicator of the arctic hydrological cycle // Anthropocene. 2023. Vol. 41. doi: 10.1016/j.ancene.2023.100370
Rusakov V. Y., Lukmanov R. A., Savin A. S. About fluctuations in the excess 210Pb flux into the East Siberian Arctic Shelf sediments, the Laptev Sea // J. of Environmental Radioactivity. 2024. Vol. 273. doi: 10.1016/j.j envrad.2024.107387
Rusakov V.Y. Lukmanov R.A., Soktoev B., Mishan'kin A.Y. Echoes of a Cold War // Continental Shelf Research. 2024. Vol. 283. Is. 2, 105347. doi: 10.1016/j.csr.2024.105347
Sanchez-Cabeza J.A., Ruiz-Fernändez A.C. 210Pb sediment radiochronology: An integrated formulation and classification of dating models // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2012. Vol. 82. P.183-200. doi: 10.1016/j.gca.2010.12.024
Zaborska A., Carroll J., Papucci C., Pempkowiak J. Intercomparison of alpha and gamma spectrometry techniques used in 210Pb geochronology // Journal of Environmental Radioactivity. 2007. № 93. P. 38-50. doi: 10.1016/j.jenvrad.2006.11.007
Zaborska A., Carroll J., Papucci C. et al. Recent sediment accumulation rates for the Western margin of the Barents Sea // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2008. Vol. 55. Is. 20-21. P. 2352-2360. doi: 10.1016/j.dsr2.2008.05.026
