Криоморфогенез и литодинамика прибрежно шельфовой зоны морей Восточной Сибири (стр. 3 )

Таблица 3

Мерзлотно-геоморфологические и литодинамические параметры для основных типов побережья моря Лаптевых (Grigoriev, Rachold, 2003).

Береговые мерзлотно-геоморфологические и литодинамические параметры	Берега, сложенные ледовым комплексом (включая термокарстовый комплекс)	Берега, сложенные малольдистыми плейстоцен-голоценовыми отложениями	Берега, сложенные скальными и другими, условно не льдистыми, породами
Общая длина берегов (км)	1900	3300	2400
Средняя скорость отступания берега (м/год)	2,1	0,9	0,05
Средняя объемная льдистость пород (%)	44	14	2,2
Средняя абсолютная высота береговых уступов (м)	14	4,4	24
Среднее весовое содержание общего органического углерода (%)	3,8	1,5	0,35
Масса наносов, выносимых на шельф из разрушающихся берегов (106 т/год)	44,7	11,3	6,1
Масса органического углерода, выносимого на шельф из разрушающихся берегов (106 т/год)	1,5	0,1	0,03

Роль криоморфогенеза в формировании твердого берегового потока морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. На основе сегментации побережья и анализа материалов базы данных автором были определены массы обломочного материала и органического углерода, уходящие в море в результате разрушения береговых сегментов, включающих ледовый комплекс (табл. 6). В пределах ледового комплекса криоморфогенез почти полностью определяет скорости протекания деструктивных береговых процессов и объемы материала, поступающего в море.

Таблица 4

Мерзлотно-геоморфологические и литодинамические параметры для основных типов побережья Восточно-Сибирского моря (Grigoriev, Rachold, 2003).

Береговые мерзлотно-геоморфологические и литодинамические параметры	Берега, сложенные ледовым комплексом (включая термокарстовый комплекс)	Берега, сложенные малольдистыми плейстоцен-голоценовыми отложениями	Берега, сложенные скальными и другими, условно не льдистыми, породами
Общая длина берегов (км)	3200	1850	900
Средняя скорость отступания берега (м/год)	1,8	0,4	0,09
Средняя объемная льдистость пород (%)	35,2	11	4,1
Средняя абсолютная высота береговых уступов (м)	15,4	5	20
Среднее весовое содержание общего органического углерода (%)	2,8	0,8	0,2
Масса наносов, выносимых на шельф из разрушающихся берегов (106 т/год)	80,2	5,7	4,3
Масса органического углерода, выносимого на шельф из разрушающихся берегов (106 т/год)	2,3	0,04	0,02

Таблица 5

Количественная оценка потоков наносов и органического углерода в Арктический бассейн в результате береговой эрозии и твердого стока рек (Суздальский, 1974; 2Васильев, 2006; 3Органическое вещество, 1990; 4Macdonald et al. 1998; Reimnitz et al., 1988; Naidu, 1985; 5Gordeev et al., 1996, 2000; 6Gordeev, Rachold, 2004; 7Романкевич, Ветров, 2001; 8Grigoriev et al., 2004a; Григорьев и др., 2006; 9Grigoriev et al., 2004b ).

Арктические моря	Поток наносов из берегов (106 т/год)	Твердый сток рек (106 т/год)	Поток органического углерода из берегов (106 т/год)	Вынос органического углерода реками (106 т/год)
Белое море	601 (в суммарном потоке наносов не учитываются)	17,95 (для двух морей)	0,37	6,356 (для двух морей)
Баренцево море	591	0,593
Карское море	27,72	30,95	0,42	10,66
Море Лаптевых	62,28	28,65	1,638	6,86
Восточно-Сибирское море	90,28	25,155	2,398	1,866
Чукотское море (российский сектор)	14,09	0,76	0,29	0,136
Чукотское море (сектор США)	14,09	125,16 (для двух морей)	0,29	4,36 (для двух морей)
Море Бофорта	7,94	0,094
Всего	276	227,65	5,8	30,04

Таблица 6.

Соотношения длины береговых линий и параметров выноса материала из из льдистых и малольдистых берегов морей Лаптевых и Восточно-Сибирского.

Моря	Длина береговой линии, км	Доля длины береговых сегментов ЛК в длине берегов всего моря (морей), %	Обломочный материал, млн. тонн/год	Органический углерод, млн. тонн/год
Лаптевых	7 514		62,2	1,63
Лаптевых (только ледовый комплекс - ЛК)	1 776	24%	44,7 (72%)	1,5 (92%)
Восточно-Сибирское	5 989		92,2	2,4
Восточно-Сибирское (ЛК)	3 258	54%	70 (78%)	2,3 (98%)
Для двух морей	13 503		152,4	4,02
Для двух морей (ЛК)	5 034	37%	114,7 (74%)	3,83 (95%)
Все моря Арктики	276	5,8
Доля выноса материала из морей Лаптевых и Восточно-Сибирского во всем арктическом береговом твердом потоке	55%	69%
Доля ледового комплекса двух морей в береговом потоке Арктики	42%	66%

В целом по арктическому бассейну, масса органического углерода, поставляемая реками, почти в 5 раз больше массы его потока из берегов. Береговой вынос обломочного материала в Арктике хоть и сопоставим с твердым стоком рек, но существенно его превышает.

Таким образом, в море Лаптевых из общей массы ежегодно эродируемых толщ (62,2 млн. тонн), 44,7 млн. тонн (72 %) приходится на береговые секции, содержащие ледовый комплекс. Доля органического углерода из ледового комплекса - 1,5 из 1,63 млн. тонн (92 %). Для Восточно-Сибирского моря - общий годовой вынос берегового обломочного материала – 90,2 млн. тонн, а из секций с ледовым комплексом – 70 млн. тонн, или 78 % от всего потока наносов. Доля ледового комплекса в выносе органического углерода здесь почти стопроцентная – 2,3 из 2,4 млн. тонн (98 %). Ледовый комплекс двух морей «ответственен» за 114,7 (75 %) из 152,4 млн. тонн обломочного материала и за 3,83 углерода (95 %) из 4,02 млн. тонн органического углерода. Около 3/4 всей массы осадков, поступающей в эти моря вследствие разрушения берегов, продуцируется из ледового комплекса. Активное проявление криогенных береговых процессов – главная причина столь значительного выноса осадков. Ледовый комплекс морских берегов Восточной Сибири дает более 40 % всего твердого стока и почти 2/3 всего стока органического углерода, поступающего от прибрежной суши в Северный Ледовитый океан. Анализ потоков наносов из льдистых берегов исследуемых морей позволяет сформулировать следующее защищаемое положение: Ледовый комплекс побережий морей Восточной Сибири является важнейшим источником берегового потока наносов, как в эти моря, так и в арктический бассейн, в целом. Его доля в потоке наносов из берегов всех арктических морей - 42%, а по органическому выносу – 66%. Ведущим экзогенным фактором, определяющим объемы этих потоков, является криоморфогенез.

Расчеты показывают, что в азиатском секторе России, как и во всем арктическом регионе, береговой вынос наносов почти вдвое превышает твердый речной сток, хотя значительно уступает речному выносу в отношении органического углерода. Лишь в районе Восточно-Сибирского моря береговой вклад органического углерода превышает речной. Такие источники обломочного материала и органического вещества, как эоловый и ледовый вынос, грунтовые воды и влекомый речной материал, значительно меньше речного твердого стока и берегового потоков наносов, как в Северный Ледовитый океан, так и в моря Лаптевых и Восточно-Сибирское.

Проведена оценка баланса масс, поступающих с континента и осаждающихся на шельфе моря Лаптевых в течение последних 5 000 лет (Rachold, Grigoriev, Bauch, 2001). Последний цикл морской трансгрессии закончился примерно 5000 лет назад. Отступание берегов с тех пор продолжалось уже не в связи с подъемом морских вод, а лишь в результате береговой эрозии. Данные о массах выноса терригенного обломочного материала из основных источников – берега и твердый речной сток сравнивались нами с материалами по фактической аккумуляции осадков в пределах шельфа, с учетом донного импорта наносов и привноса осадков морским льдом. Рассматривался баланс осадков трех секторов моря Лаптевых – западного, центрального и восточного. Для выяснения объемов позднеголоценовой аккумуляции в этих секторах использовались материалы по буровым кернам, полученным в соответствующих секторах шельфа моря Лаптевых, в ходе совместных Российско-германских экспедиций «Система моря Лаптевых», (керны PM-9499, PS 51/092-12 и PM 9462). Анализ масс осадков, поступающих с суши, и аккумулирующихся на шельфе показал, что величины этих масс несколько отличаются, но в целом они сопоставимы (разница не превышает 15 %). Так, за последние 5000 лет в западный сектор моря Лаптевых поступило 0,66•1011 тонн наносов, в его центральный сектор – 1,63•1011, а в восточный сектор - 1,81•1011 тонн наносов. При этом аккумуляция в указанных секторах составила соответственно 0,71•1011, 1,84•1011 и 2,05•1011 тонн осадков.