Stratigraphy and Geological CorrelationStratigraphy and Geological CorrelationСтратиграфия. Геологическая корреляция0869-592X3034-6037The Russian Academy of Sciences65804510.31857/S0869592X24050051akwepeArticlesСтатьиResearch ArticleStratigraphic chronology and mechanisms of formation of bottom sediments at the mouth of the Grøndalen River (Grøn-Fjord, West Spitsbergen) during the period of climatic changesСтратиграфическая хронология и Механизмы формирования донных отложений на устьевом взморье реки Грёндален (Залив Грён-фьорд, Западный Шпицберген) в период климатических изменений1MeshcheriakovN. I.МещеряковН. И.
Russian Federation
meshcheriakov104@mail.ruUsyaginaI. S.УсягинаИ. С.
Russian Federation
meshcheriakov104@mail.ruNamyatovA. A.НамятовА. А.
Russian Federation
meshcheriakov104@mail.ruTokarevI. V.ТокаревИ. В.
Russian Federation
meshcheriakov104@mail.ruMurmansk Marine Biological Institute of the Russian Academy of SciencesМурманский морской биологический институт РАНSt. Petersburg State UniversityСанкт-Петербургский государственный университет0412202432510412020022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-592X/article/view/658045

The results of the study of bottom sediments and water of the estuary of the River Grøndalen (Grøn-fjord, West Spitsbergen) are presented. The stratigraphic features of the sedimentary strata are determined. The chronology of changes in geoecological environmental conditions has been established using radioisotope dating methods. The main factors influencing sedimentation in the study area are air temperature and precipitation during the period of predominance of low temperatures. It is shown that climate fluctuations determine the chronological sequence of the sedimentation rate and the change of the lithotype of the bottom sediment towards fine fractions.

Представлены результаты исследования донных отложений и воды устьевого взморья реки Грёндален (залив Грён-фьорд, Западный Шпицберген). Определены стратиграфические особенности осадочной толщи. С применением методов радиоизотопного датирования установлена хронология изменений геоэкологических условий среды. Основные факторы, влияющие на седиментацию в районе исследования, – температура воздуха и атмосферные осадки в период преобладания низких температур. Показано, что флуктуации климата определяют хронологическую последовательность скорости осадконакопления и смены литотипа донного осадка в сторону мелкодисперсных фракций.

GrøndalenWest Spitsbergenbottom sediments210Pb datinglithotypesclimatic changesГрёндаленЗападный Шпицбергендонные отложениядатирование по 210Pbлитотипыклиматические измененияCollection and processing of the presented data were carried out within the framework of the state assignment of MMBI RAS No. FMEE2024-0019. Measurement of the isotopic composition of water was carried out in the Science Park of St. Petersburg State University under the project AAAA-A19-119091190094-6. Generalization of the research results was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation, grant No. 22-17-00243.Сбор и обработка представленных данных выполнены в рамках темы государственного задания ММБИ РАН № FMEE2024-0019. Измерение изотопного состава воды выполнено в Научном парке СПбГУ по проекту AAAA-A19-119091190094-6. Обобщение результатов исследований выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 22-17-00243.Андреева И.А., Лапина Н.Н. Методика гранулометрического анализа донных осадков Мирового океана и геологическая интерпретация результатов лабораторного изучения вещественного состава осадков. СПб.: ВНИИОкеангеология, 1998. 45 с.Анциферова А.Р., Мокротоварова О.И., Сиеккинен Е.Д. Изменения климата на Архипелаге Шпицберген. Климатические особенности зимы 2013–2014 гг. // Комплексные исследования природы Шпицбергена. Вып. 12. М.: ГЕОС, 2014. С. 16–21.Богородский П.B., Грубый А.С., Кустов В.Ю., Макштас А.П., Соколова Л.А. Pост припая и его влияние на замерзание верхнего слоя донных отложений в прибрежной зоне губы Буор-хая (море Лаптевых) // Лёд и снег. 2018. T. 58. № 2. С. 213–224.Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том 1. Баренцево море. Вып. 1 Гидрометеорологические условия. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 280 с.Гохман В.В. Режим стока рек на о. Западный Шпицберген // Материалы гляциологических исследований. 1988. № 62. С. 96–103.Даувальтер В.А. Геоэкология донных отложений озер. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2012. 242 с.Иванов Б.В., Журавский Д.М. Ледовые условия в заливе Грён-фьорд (Архипелаг Шпицберген) за период 1974–2008 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. Вып. 2. № 85. С. 29–34.Иванов Б.В., Павлов А.К., Андреев О.М., Журавский Д.М., Священников П.Н. Исследование снежно-ледяного покрова залива Грён-фьорд (Архипелаг Шпицберген): исторические данные, натуральные исследования, моделирование // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. Вып. 2. № 92. С. 43–54.Кленова М.В. Геология моря: учебное пособие для географических факультетов университетов и педагогических институтов. М.: Гос. учебно-педагогическое изд-во Министерства просвещения РСФСР, 1948. 495 с.Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовых концентраций, взвешенных и прокаленных взвешенных веществ в пробах питьевых, природных и сточных вод гравиметрическим методом (ПНД Ф 14.1:2:4.254-09, издание 2017 г.). М.: ЗАО “Роса”, 2017. 13 с.Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С. 735–743.Лисицын А.П. Новый тип седиментогенеза в Арктике – ледовый морской, новые подходы к исследованию процессов // Геология и геофизика. 2010. T. 51. № 1. С. 18–60.Мавлюдов Б.Р. О деградации горно-долинных ледников Шпицбергена // Комплексные исследования Шпицбергена. Вып. 4. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2004. С. 207–216.Мавлюдов Б.Р. Исследования ледника Тавле и его внутренних дренажных каналов, земля Норденшельда, Шпицберген // Комплексные исследования Шпицбергена. Вып. 7. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2007. С. 187–200.Мавлюдов Б.Р., Саватюгин Л.М., Соловьянова И.Ю. Реакция ледников Земли Норденшельда (арх. Шпицберген) на изменение климата // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. Вып. 1. № 91. С. 67–77.Мещеряков Н.И. Накопление и перераспределение осадочного материала в устьевой зоне реки Грёндален (Западный Шпицберген) // Вестник МГТУ. 2013. Т. 3. С. 501–505.Мещеряков Н.И., Тарасов Г.А. Осадкообразование и литологическое строение приповерхностной осадочной толщи в приустьевой отмели р. Грёндален (залив Грён-фьорд) // Вестник МГТУ. 2016. Т. 19. № 1/1. С. 101–109.Новигатский А.Н., Клювиткин А.А., Кравчишина М.Д., Политова Н.В., Филиппов А.С., Шевченко В.П. Вертикальные потоки осадочного вещества и современные скорости осадконакопления в Белом море // Изв. Российской академии наук. Сер. геогр. 2022. T. 86. № 6. С. 1023–1034.Пресноводные ресурсы Западного Шпицбергена в современных условиях: (многолетние исследования ААНИИ): монография. М.В. Третьяков, В.А. Брызгало, Е.В. Румянцева, К.В. Ромашова. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды [и др.]. СПб.: ААНИИ, 2021. 200 с.Ромашова К.В., Чернов Р.А., Василевич И.И. Исследование ледникового стока рек в бассейне залива Грён-фьорд (Западный Шпицберген) // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. T. 65. № 1. С. 34–45.Русаков В.Ю., Борисов А.П., Соловьева Г.Ю. Скорости седиментации (по данным изотопного анализа 210Pb и 137Cs) в разных фациально-генетических типах донных осадков Карского моря // Геохимия. 2019. Т. 64. № 11. С. 1158–1174.Саватюгин Л.М. Современное состояние природной среды архипелага Шпицберген: коллективная монография. СПб.: ААНИИ, 2020. 304 с.Тарасов Г.А. Новые данные изучения ледового транспорта осадочного вещества в заливе Грён-фьорд // Комплексные исследования Шпицбергена. Вып. 10. М.: ГЕОС, 2010. С. 480–485.Тарасов Г.А., Погодина И.А., Хасанкаев В.Б., Кукина Н.А., Митяев М.В. Процессы седиментации на гляциальных шельфах. Апатиты: КНЦ РАН, 2000. 473 с.Федоров В.М., Мавлюдов Б.Р., Саватюгин Л.М. Вековые тенденции изменения ледовых ресурсов Шпицбергена // Водные ресурсы. 2017. Т. 44. № 2. С. 139–146.Чернов Р.А., Муравьев А.Я. Современные изменения площади ледников западной части Земли Норденшельда (архипелаг Шпицберген) // Лёд и снег. 2018. Т. 58. № 4. С. 462–472.Чувардинский В.Г. Геолого-геоморфологическая деятельность припайных льдов (по исследованиям в Белом море) // Геоморфология. 1985. № 3. С. 70–77.Aliev R.A., Bobrov V.A., Kalmykov S.N., Melgunov M.S., Vlasova I.E., Shevchenko V.P. Natural and artificial radionuclides as a tool for sedimentation studies in the Arctic region // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2007. V. 274. № 2. P. 315–321.Appleby P.G. 210Pb dating by low-background gamma // Hydrobiologia. 1986. V. 143. P. 21–27.Appleby P.G., Piliposian G.T. Efficiency corrections for variable sample height in well-type germanium gamma detectors // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. Mater. At. 2004. № 225. P. 423–433.Bergqvist N.-O., Ferm R. Nuclear Explosions 1945–1998 (FOA-R-00-01572-180). Stocholm, Sweden: Defence Research Establishment, 2000. 43 p.Førland E.J., Hanssen-Bauer I. Past and future climate variations in the Norwegian Arctic: overview and novel analyses // Polar Res. 2003. V. 22. № 2. P. 113–124.Jones P.D., Briffa K.R., Barnett T.P., Tett S.F.B. High-resolution palaeoclimatic records for the last millennium: interpretation, integration and comparison with general circulation model control-run temperatures // The Holocene. 1998. V. 8. № 4. P. 455–471.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. V. 40. P. 49–69.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 // Sci. Glob. Secur. 2005. V. 13. P. 1–42.Mann M.E., Bradley R.S., Hughes M.K. Northern hemisphere temperatures during the past millennium: inferences, uncertainties, and limitations // Geophys. Res. Lett. 1999. V. 26. № 6. P. 759–762.Melling H., Moor R.M. Modification of halocline source waters during freezing on the Beaufort Sea shelf: evidence from oxygen isotopes and dissolved nutrients // Continental Shelf Res. 1995. V. 15. № 1. P. 89–113.Meshcheriakov N.I., Usyagina I.S., Ilyin G.V. The chronology of modern sedimentation in the Storefjorden Strait (Svalbard Archipelago) // Geochem. Int. 2023. V. 61. P. 529–538.Meshcheryakov N.I., Usyagina I.S., Sharin V.V., Dauvalter V.A., Dukhno G.N. Chronology of sedimentation in Colesbukta, Spitsbergen (Svalbard Archipelago): the results of the 2018 expedition // IOP Conf. Ser. Earth and Environmental Science. 2021. V. 937. P. 042081.Namyatov A.A. δ18O as a tracer of the main regularities of water mass mixing and transformation in the Barents, Kara, and Laptev seas // J. Hydrology. 2021. V. 593. P. 125813.Namyatov A., Makarevich P., Tokarev I., Pastuhov I.A. Hydrochemical basis of marine waters biological productivity surrounding Svalbard archipelago // Bio. Comm. 2023. V. 68. № 1. P. 30–48.Nordli Ø., Przybylak R., Ogilvie A.E.J., Isaksen K. Long-term temperature trends and variability on Spitsbergen: the extended Svalbard Airport temperature series, 1898–2012 // Polar Res. 2014. V. 33. P. 21349.Overpeck J., Hughen K., Hardy D., Bradley R., Case R., Douglas M., Finney B., Gajewski K., Jacoby G., Jennings A., Lamoureux S., Lasca A., MacDonald G., Moore J., Retelle M., Smith S., Wolfe A., Zielinski G.J. Arctic environmental change of the last four centuries // Science. 1997. V. 278. № 5341. P. 1251–1256.Robbins J.A. Geochemical and geophysical application of radioactive lead // Biochemistry of Lead in the Environment. Ed. Nriagu J.O. Amsterdam: Elsevier, 1978. P. 285–393.Sanchez-Cabeza J.A., Ruiz-Fernández A.C. 210Pb sediment radiochronology: an integrated formulation and classification of dating models // Geochim. Cosmochim. Acta. 2012. V. 82. P. 183–200.Schelske C.L., Peplow A., Brenner M., Spencer C.N. Low-background gamma counting: applications for 210Pb dating of sediments // J. Paleolimnol. 1994. V. 10. P. 15–128.Schirone A., Rožmarić M., Barsanti M., Raiteri G., Sanchez-Cabeza J.A., García-Tenorio R., Osvath I. Assessment of measurement accuracy in 210Pb dating sediment methods // Quaternary Geochronology. 2022. V. 69. P. 101255.Svendsen H., Beszczynska A., Lafauconnier B., Tverberg V., Gerland S., Hagen J., Orbeak O., Bischof J.B., Papucci C., Zajaczkowski M., Azzolini R., Bruland O., Wiencke C., Whinther J.G., Hodson A., Mumford P. The physical environment of Kongsfjorden-Krossfjorden: an Arctic fjord system in Svalbard // Polar Res. 2002. V. 21. P. 133–166.von Gunten H.R., Moser R.N. How reliable is the 210Pb dating method? Old and new results from Switzerland // J. Paleolimnol. 1993. V. 9. P. 161–178.Yang Y., Lepparanta M., Li Z.J., Cheng B., Zhai M., Demchev D. Model simulations of the annual cycle of the landfast ice thickness in the East Siberian Sea // Advances in Polar Science. 2015. V. 26. № 2. P. 168–178.Zaborska A., Pempkowiak J., Papucci C. Some sediment characteristics and sedimentation rates in an Arctic fjord (Kongsfjorden, Svalbard) // Archives Environ. Prot. 2006. V. 8. P. 79–96.Zajączkowski M., Szczuciński W., Bojanowski R. Recent changes in sediment accumulation rates in Adventfjorden, Svalbard // Oceanologia. 2004. V. 46. № 2. P. 217–231.