Composition of Late Holocene Deposits of Southern Part of the Chukchi Sea

E. G. Vologina; Вологина Е. Г.; M. Sturm; Штурм М.; N. V. Kulagina; Кулагина Н. В.; K. I. Aksentov; Аксентов К. И.

doi:10.31857/S0030157423010161

Composition of Late Holocene Deposits of Southern Part of the Chukchi Sea

Authors: Vologina E.G.¹, Sturm M.², Kulagina N.V.¹, Aksentov K.I.³
Affiliations:
1. Institute of the Earth’s Crust, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
2. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology
3. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 63, No 1 (2023)
Pages: 84-94
Section: Морская геология
URL: https://journals.eco-vector.com/0030-1574/article/view/657646
DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423010161
EDN: https://elibrary.ru/AFUKVY
ID: 657646

Cite item

Full Text

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The aim of the study was comprehensive study of Late Holocene bottom sediments from the southern part of the Chukchi Sea and reconstruction of the conditions of their accumulation. Analytical methods included macroscopic description with smear slides inspection, ²¹⁰Pb dating of the sediments, determination of biogenic components, magnetic susceptibility measurements, grain size distribution, palynological and mineral analyzes. The rate of modern sedimentation established at the study point is 8–10 mm/year. Sediments are mainly represented by silts. In the upper part of the core, there are increased concentrations of SiO_2biog, C_org, N_tot and decreased values of magnetic susceptibility. This is probably due to the increased bioproductivity of the Chukchi Sea during last years, caused by the current climate warming. The palynological composition of the studied deposits reflects the tundra and forest-tundra vegetation on land adjacent to the Chukchi Sea. The presence of Neogene pollen in the Late Holocene sediments is evidence of their transfer from eroded ancient sediments.

Keywords

Chukchi Sea, bottom sediments, grain size distribution, magnetic susceptibility, rates of recent sedimentation, biogenic components, pollen

References

Астахов А.С., Гусев Е.A., Колесник А.Н., Шакиров Р.Б. Условия накопления органического вещества и металлов в донных осадках Чукотского моря // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 9. С. 1348–1365.
Астахов А.С., Акуличев В.А., Дарьин А.В. и др. Ледовые условия Чукотского моря в последние столетия: реконструкции по седиментационным записям // Докл. РАН. 2018. Т. 480. № 4. С. 485–490.
Астахов А.С., Вологина Е.Г., Дарьин А.В. и др. Отражение глобальных климатических изменений последних столетий в химическом составе донных осадков Чукотского моря // Метеорология и гидрология. 2018. № 4. С. 68–76.
Ветров А.А., Семилетов И.П., Дударев О.В. и др. Исследование состава и генезиса органического вещества донных осадков Восточно-Сибирского моря // Геохимия. 2008. Т. 48. № 2. С. 183–195.
Вологина Е.Г., Калугин И.А., Дарьин А.В. и др. Позднеголоценовое осадконакопление в активных геологических структурах Чукотского моря // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 1. С. 199–219.
Вологина Е.Г., Штурм М., Астахов А.С. и др. Свидетельства климатических изменений в вещественном составе поверхностных донных отложений Чукотского моря // Сб. науч. материалов всерос. конф. с международным участием “Глобальные проблемы Арктики и Антарктики”, посвященной 90-летию со дня рождения академика Н.П. Лаверова. Архангельск, 2–5 ноября. 2020. С. 91–95.
Гусев Е.А., Аникина Н.Ю., Деревянко Л.Г. и др. Развитие природной среды южной части Чукотского моря в голоцене // Океанология. 2014. Т. 54. № 4. С. 505–517.
Кожевников Ю.П. Геосистемные аспекты растительного покрова Чукотки. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. 308 с.
Колесник О.Н., Колесник А.Н., Вологина Е.Г., Марьяш А.А. Минералогическая характеристика четвертичных осадков южной окраины Чукотского плато, Северный Ледовитый океан // Океанология. 2019. Т. 59. № 4. С. 617–640.
Копченова Е.В. Минералогический анализ шлихов и рудных концентратов. М.: Недра, 1979. 247 с.
Кошелева В.А., Яшин Д.С. Донные осадки Арктических морей России. Санкт-Петербург, 1999. 286 с.
Коучмен Л.К., Очард К., Трини Р.Б. Берингов пролив. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 199 с.
Левин В.С. Методы анализа состава и физических свойств сублиторальных морских донных осадков в экологических исследованиях. Владивосток: ДВО АН СССР, 1987. 88 с.
Левитан М.А., Лаврушин Ю.А., Штайн Р. Очерки истории седиментации в Северном Ледовитом океане и морях Субарктики в течение последних 130 тыс. лет. М.: ГЕОС, 2007. 404 с.
Огородников В.И, Русанов В.П. Условия накопления и распределение аморфного кремнезема в донных осадках Чукотского моря // Океанология. 1978. Т. 18. № 6. С. 1049–1052.
Павлидис Ю.А. Обстановка осадконакопления в Чукотском море и фациально-седиментационные зоны его шельфа // Проблемы геоморфологии, литологии и литодинамики шельфа. М.: Наука, 1982. С. 47–76
Павлов С.Ф., Кашик С.А., Мазилов В.Н. и др. Позднепалеозойский литогенез на востоке Тунгусского бассейна. Новосибирск: Наука, 1982. 101 с.
Романкевич Е.А., Ветров А.А. Цикл углерода в арктических морях России. М.: Наука, 2001. 301 с.
Цой И.Б., Обрезкова М.С., Аксентов К.И. и др. Позднеголоценовые изменения среды юго-западной части Чукотского моря по результатам диатомового анализа // Биология моря. 2017. Т. 43. № 4. С. 246–255.
Шуйский Ю.Д., Огородников В.И. Условия осадконакопления и основные закономерности формирования гранулометрического состава терригенных осадков Чукотского моря // Литология и полезные ископаемые. 1981. № 2. С. 11–25.
Яшин Д.С. Голоценовый седиментогенез арктических морей России // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. СПб.: ВНИИокеангеология, 2000. Вып. 3. С. 57–67.
Appleby P.G. Chronostratigraphic techniques in recent sediments // Tracking Environmental Change Using Lake Sediments. Developments in Paleoenvironmental Research / Eds. W.M. Last, J.P. Smol. Springer, Dordrecht. 2002. V 1. P. 171–203.
Astakhov A.S., Bosin A.A., Kolesnik A.N., Obrezkova M.S. Sediment geochemistry and diatom distribution in the Chukchi Sea: Application for bioproductivity and paleoceanography // Oceanography. 2015. T. 28. № 3. P. 190–201.
Astakhov A.S., Bosin A.A., Liu Yanguang et al. Reconstruction of ice conditions in the northern Chukchi Sea during recent centuries: geochemical proxy compared with observed data // Quaternary International. 2019. V. 522. P. 23–37.
Bartington Instruments Limited. Preliminary Specification for the MS2E Sensor. Bartington Instruments Limited. Oxford, 1995. 2 p.
Berglund B.E., Ralska-Jasiewiczowa M. Pollen analysis and pollen diagrams // Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology / Berglund B.E. (Ed.). Interscience, New-York, 1986. P. 455–484.
Baskaran M., Naidu A.S. 210Pb-derived chronology and the fluxes of 210Pb and 137Cs isotopes into continental shelf sediments, East Chukchi Sea, Alaskan Arctic // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. V. 59. № 21. P. 4435–4448.
Brohan P., Kennedy J.J., Harris I. et al.Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: a new dataset from 1850 // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. D12106.
Cooper L.W., Grebmeier J.M. Deposition patterns on the Chukchi shelf using radionuclide inventories in relation to surface sediment characteristics // Deep-Sea Research. Part II. 2018. V. 152, P. 48–66.
Crane K. Russian-American Long-term Census of the Arctic. Initial Expedition to the Bering and Chukchi Seas // Arctic Research of the United States. 2005. V. 19. P. 73–76.
Cronin T.M., O’Regan M., Pearce C. et al. Deglacial sea level history of the East Siberian Sea and Chukchi Sea margins // Clim. Past. 2017. V. 13. P. 1097–1110.
de Vernal A., Hillaire-Marcel C. Variability of sea ice cover in the Chukchi Sea (western Arctic Ocean) during the Holocene // Paleoceanography. 2005. V. 20. P. 1–15.
Fox A.L., Hughesa E.A., Trocinea R.P. et al. Mercury in the northeastern Chukchi Sea: Distribution patterns in seawater and sediments and biomagnification in the benthic food web // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2014. V. 102. P. 56–67.
Frigstad H., Andersen T., Bellerby R.G.J. et al. Variation in the seston C:N ratio of the Arctic Ocean and pan-Arctic shelves // Journal of Marine Systems. 2014. V. 129. P. 214–223.
Grebmeier J.M., Cooper L.W., Feder H.M., Sirenko B.I. Ecosystem dynamics of the Pacific influenced Northern Bering and Chukchi Seas in the Amerasian Arctic // Progress in Oceanography. 2006. V. 71. P. 331–361.
Ma H., Zeng S., Chen L. et al. History of heavy metals recorded in the sediment of the Chukchi Sea // Journal of oceanography in Taiwan Strait. 2008. V. 27. № 1. P. 15–20.
Mahapatra D.M., Chanakya H.N., Ramachandra T.V. C : N ratio of sediments in a sewage fed Urban Lake // International Journal of Geology. 2011. V. 5. № 3. P. 86–92.
Obrezkova M.S., Pospelova V.Yu. Distribution of Diatoms and Dinocysts in Surface Sediments from the East Siberian and Chukchi Seas // Paleontological Journal. 2019. V. 53. № 8. P. 790–794.
Ohlendorf C., Sturm M. A modified method for biogenic silica determination // Journal of Paleolimnology. 2008. V. 54. P. 137–142.
Pirtle-Levy R., Grebmeier J.M., Cooper L.W., Larsen I.L. Chlorophyll a in Arctic sediments implies long persistence of algal pigments // Deep-Sea Research. Part II. 2009. V. 56. P. 1326–1338.
Stein R., Fahl K., Schade I. et al. Holocene variability in sea ice cover, primary production, and Pacific-Water inflow and climate change in the Chukchi and East Siberian Seas (Arctic Ocean) // Journal of Quaternary Science. 2017. V. 32. № 3. P. 362–379.
Stone R.S. Variations in western Arctic temperatures in response to cloud radiative and synoptic-scale influences // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 1997. V. 102. № D18. P. 21 769–21 776.
Trefry J.H., Trocine R.P., Cooper L.W., Dunton K.H. Trace metals and organic carbon in sediments of the northeastern Chukchi Sea // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2014. V. 102. P. 18–31.
Vologina E.G., Sturm M., Astakhov A.S., Shi Xuefa Anthropogenic traces in bottom sediments of Chukchi Sea // Quaternary International. 2019. V. 524. P. 86–92.
Von Gunten H.R., Sturm M., Erten H.N. et al. Sedimentation rates in the central Lake Constance determined with 210Pb and 137Cs // Schweiz. Z. Hydrol. 1987. V. 49. № 3. P. 275–283.
Wilson R., D’Arrigo R., Buckley B. et al. A matter of divergence: tracking recent warming at hemispheric scales using tree ring data // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D17103.
Woodgate R.A. Increases in the Pacific inflow to the Arctic from 1990 to 2015, and insights into seasonal trends and driving mechanisms from year-round Bering Strait mooring data // Progress in Oceanography. 2018. V. 160. P. 124–154.