CC BY
2IX. Активные процессы и комплексный мониторинг ...
DOI: 10.24412/cl-34446-2023-4-180-182
СРЕДНЕГОДОВЫЕ ПОТОКИ ОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА В ЮЖНОЙ КОТЛОВИНЕ БАЙКАЛА (результаты исследований с марта 2015 г. по март 2019 г.)
Е. Г. Вологина1, М. Штурм2, Н. М. Буднев3
1 Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск 2Швейцарский федеральный институт науки и технологии окружающей среды (EAWAG), г. Дюбендорф 3НИИ прикладной физики ИГУ, г. Иркутск vologina@crust.irk.ru
Цилиндрические седиментационные ловушки были использованы для отбора проб осадочного вещества на разных глубинах оз. Байкал с марта 2015 г. по март 2019 г. Ловушки были размещены на притопленной буйковой станции, расположенной в 4 км от берега Южной котловины озера. Координаты станции - 51°46.076' с. ш., 104°24.948' в. д. Периоды и продолжительность отбора проб приведены в табл. 1. Каждый год устанавливалось по 10 ловушек на глубинах от 100 до 1363 м (табл. 1). Отобранный материал был высушен на приборе FD ALPHA и взвешен. Разными аналитическими методами измерены содержания биогенного кремнезема (БЮ2биог), органического углерода (Сорг) и общего азота (Кобщ). Рассчитаны общие потоки осадочного вещества и потоки биогенных компонентов в граммах на 1 м2 в год (г/м2/год), установлены средние значения этих величин. Качественный состав частиц определялся в препаратах-мазках (smear-slides) на бинокулярном микроскопе SK14 с увеличением 100* и 400*.
Таблица 1
Периоды, продолжительность и глубина отбора проб седиментационными ловушками
с марта 2015 г. по март 2019 г.
Годы Период отбора проб Продолжительность отбора проб (количество дней) Глубина, м
2015 07.03.2015-05.03.2016 364 100-1350
2016 07.03.2016-07.03.2017 365 107-1359
2017 08.03.2017-06.03.2018 363 100-1363
2018 08.03.2018-05.03.2019 362 100-1363
В пробах присутствует как терригенный, так и биогенный материал. Терриген-ная составляющая представлена пелитом, единичными минеральными зернами алевритовой размерности и частицами пыльцы. Биогенная часть состоит главным образом из створок диатомей, в некоторых пробах отмечаются фрагменты рачков-бокоплавов
Вологина Е. Г. и др. Среднегодовые потоки осадочного ...
(род Оашшагт), спикулы губок и другие неопределённые частицы. В составе всех исследованных проб доминирует род диатомей 8упеА"а, также присутствуют створки представителей родов СуеШеПа, Аulacoseira и др. Детальный диатомовый анализ осадочного вещества, отобранного ловушками с марта 2015 по март 2016 г. показал, что содержание вида $>упейга ает в образцах достигает более 94 % от общей численности диатомей [4].
В таблице 2 приведены средние значения общих годовых потоков и потоков биогенных компонентов. В 2015, 2016, 2017 и 2018 гг. общие потоки в среднем составляли 96,3 г/м2/год, 69,6 г/м2/год, 147 г/м2/год и 63,4 г/м2/год соответственно. Потоки биогенных компонентов в целом хорошо коррелируют с этими величинами. Их максимальные значения отмечаются в 2017 г. (пробоотбор производился с 8 марта 2017 г. по 6 марта 2018 г.). В этот год также фиксировался самый высокий общий годовой поток осадочного материала. Среднегодовые потоки SiO2биог (24,0 г/м2/год, 31,3 г/м2/год, 98,9 г/м2/год и 22,8 г/м2/год в 2015, 2016, 2017 и 2018 гг. соответственно) значительно превышают потоки Сорг (12,4 г/м2/год, 9,06 г/м2/год, 12,4 г/м2/год и 7,91 г/м2/год в 2015, 2016, 2017 и 2018 гг. соответственно) и Шщ (0,99 г/м2/год, 0,81 г/м2/год, 1,20 г/м2/год и 0,71 г/м2/год в 2015, 2016, 2017 и 2018 гг. соответственно). Таким образом, общее количество осадочного вещества в большей степени определяется SiO2биог, меньшая доля приходится на Сорг и ^>бщ составляет лишь минимальные значения.
Таблица 2
Средние значения общих годовых потоков, потоков биогенных компонентов (8Ю2биог, Сорг и Кбщ) (г/м2/год) и C/N отношения с марта 2015 г. по март 2019 г.
Годы Общий поток Поток БЮ^иог Поток Сорг Поток Нэбщ сж*
2015 96,3 24,0 12,4 0,99 13,6
2016 69,6 31,3 9,06 0,81 12,9
2017 147 98,9 12,4 1,20 11,8
2018 63,4 22,8 7,91 0,71 12,8
*Молярное.
Отношение (молярное), характеризующее генезис органической части осадков [5], в 2015, 2016, 2017 и 2018 гг. в среднем составляло 13,6; 12,9; 11,8 и 12,8 соответственно. Минимальная величина (11,8) отмечалась в 2017 г., что свидетельствует о преобладании автохтонного органического вещества. Повышенное значение (13,6) наблюдалось в 2015 г., что свидетельствует о преобладании в пробах аллохтонного материала. Средняя величина потока SiO2биог в этом году не велика, а среднегодовые потоки Сорг и Шщ, напротив, имеют повышенные значения.
Эксперименты с седиментационными ловушками, проводимые нами в районе исследования с 1999 г., показали, что общие годовые потоки в целом увеличиваются
IX. Активные процессы и комплексный мониторинг
с 2010 г. Одновременно с этим произошла смена доминирующих родов диатомей [12]. Так называемый «мелозирный год» со значительным увеличением представителей рода Melosira (в настоящее время переименован в род Aulacoseira) [8;7; 1; 6] отмечался нами в период с 8 марта 2000 по 8 марта 2001 г. [2]. Виды родов Aulacoseira и Synedra представляли пики диатомей в 2002 и 2007 гг. С 2010 г. виды рода Synedra являются доминирующими (пики 2010, 2012, 2014, 2017 и 2020 гг.) [12]. Преобладание Synedra, отмечаемое в последние годы, в водной толще и в поверхностных донных осадках Южного Байкала [10; 3; 9; 11] считается следствием современного потепления климата [12; 4].
Исследование выполнено благодаря долгосрочному международному сотрудничеству при поддержке EAWAG (проект № 85145); кооперации между EAWAG, ИЗК СО РАН и НИИПФ ИГУ и в рамках государственных заданий ИЗК СО РАН (№ 03462019-0005) и ФГБОУ ВО ИГУ (№ FZZE-2023-0004).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Антипова Н. Л. О колебаниях численности видов мелозиры в планктоне озера Байкал // Труды Всесоюзного гидробиологического общества. 1963. Т. 13. C. 235-241.
2. Вологина Е. Г., Штурм М. Потоки осадочного вещества в Южном Байкале. Результаты экспериментов с седиментационными ловушками // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, № 9. C. 1314-1323.
3. Вологина Е. Г., Штурм М., Буднев Н. М. Результаты экспериментов с седиментационными ловушками в Южном Байкале c марта 2013 г. по март 2015 г. // Материалы XXIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии «Геология морей и океанов». Москва, 18-22 ноября 2019 г. Т. 3. М., 2019. C. 20-24.
4. Вологина Е. Г, Штурм М., Воробьева С. С. Потоки и состав осадочного вещества в водном столбе Южного Байкала (с марта 2015 г. по март 2016 г.) // Геология и геофизика. 2023. Т. 64. № 4. С. 547-558. DOI: 10.15372/GiG2022129
5. Выхристюк Л. А. Органическое вещество донных осадков Байкала. Новосибирск : Наука, 1980. 80 с.
6. Евстафьев В. К., Бондаренко Н. А., Мельник Н. Г. Анализ многолетней динамики основных звеньев трофической цепи в пелагиали озера Байкал // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Биология. Экология». 2010. Т. 3, № 1. С. 3-11.
7. Кожов М. М. Биология озера Байкал. Москва : Изд-во АН СССР, 1962. 315 с.
8. Кожова О. М. О периодических изменениях в развитии фитопланктона озера Байкал // Труды Всесоюзного гидробиологического общества, 1961. Т. 11. C. 28-43.
9. Current state of phytoplankton in the littoral area of Lake Baikal, spring 2017 / N. A. Bondarenko, S. S. Vorobyova, N. A. Zhuchenko, L. P. Golobokova // J. Great Lakes Research. 2020. Vol. 46. P. 17-28. https ://doi. org/10.1016/j.j glr.2019.10.001
10. Diatom evidence of 20th century ecosystem change in Lake Baikal, Siberia / S. Roberts, G. E. A. Swann, S. McGowan, V. N. Panizzo, E. G. Vologina, M. Sturm, A. W. Mackay // PLOS One. 2019. Vol. 14, N 2. e0213413. https://doi.org/10.1371/journal. pone. 0213413
11. Late Holocene sediments in the profound abyss of Southern Lake Baikal / E. G. Vologina, M. Sturm, S. S. Vorob'eva, N. M. Budnev// Limnol. freshw. biol. SI: "The 4th International Conference Palaeolimnology of Northern Eurasia". 2020. N 4. P. 585-587. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-A-4-585
12. Vologina E. G., Sturm M., Budnev N. M. Results of long-term measurements of particulate matter in Lake Baikal // Limnology and Freshwater Biology. SI: "The 5th International Conference Palaeolimnology of Northern Eurasia". 2022. N 4. P. 193-196. DOI:10. 31951/2658-3518-2022-A-4-193
