Инд. авторы:	Астахов А.С., Калугин И.А., Сюефа Ш., Аксентов К.И., Дарьин А.В., Лимин Х., Бабич В.В., Мельгунов М.С., Плотников В.В.
Заглавие:	Роль ледяного покрова в формировании химического состава донных осадков восточносибирского шельфа
Библ. ссылка:	Астахов А.С., Калугин И.А., Сюефа Ш., Аксентов К.И., Дарьин А.В., Лимин Х., Бабич В.В., Мельгунов М.С., Плотников В.В. Роль ледяного покрова в формировании химического состава донных осадков восточносибирского шельфа // Геохимия. - 2021. - Т.66. - № 6. - С.526-540. - ISSN 0016-7525.
Внешние системы:	DOI: 10.31857/S0016752521050022; РИНЦ: 45683652;
Реферат:	rus: Путем сопоставлении гидрометеорологических данных и химического состава осадков, накопившихся за период наблюдений, созданы трансферные функции для реконструкции продолжительности безледного периода на ряде станций Чукотского, Восточно-Сибирского и Лаптевых морей. Установлено, что, помимо ранее дискутировавшихся процессов, через которые ледяной покров влияет на химический состав донных осадков (первичная биопродуктивность и редокс условия придонных вод) имеются еще несколько, являющихся преимущественно локальными, проявляющимися на восточносибирском шельфе: изменение водного и твердого стока с суши; изменение скорости абразии берегов; изменение структуры течений и водообмена через Берингов пролив между Тихим и Северным Ледовитым океанами; изменение интенсивности и направленности ледового/айсбергового разноса осадочного вещества. Показано, что универсальными геохимическими индикаторами при качественной реконструкции ледовых условий могут быть несколько элементов (Br, Ca, As, Fe, Ga).
Ключевые слова:	море Лаптевых; Восточно-Сибирское море; Чукотское море; палеоклиматология; геохимия; донные осадки; ледяной покров;
Издано:	2021
Физ. характеристика:	с.526-540
Цитирование:	1. Астахов А.С. (2001) Литохимия осадков материковой окраины Востока Азии. Владивосток: Дальнаука, 240 с. 2. Астахов А.С., Гусев Е.A., Колесник А.Н., Шакиров Р.Б. (2013) Условия накопления органического вещества и металлов в донных осадках Чукотского моря. Геология и геофизика.54(9), 1348. 3. Астахов А.С., Астахова Н.В., Саттарова В.В., Свининников А.И., Грецкая Е.В., Ващенкова Н.Г., Иванов М.В. (2008) Осадконакопление и рудогенез во впадине Дерюгина (Охотское море). Владивосток: Дальнаука, 286 с. 4. Астахов А.С., Ван Рудзян, Гао А, Иванов М.В. (2008) Литохимические признаки современной геологической активности Чукотского моря. ДАН.422(5), 683. 5. Бабич В.В. (1980) Итерационный метод целевого классифицирования и упорядочения объектов. В кн: Распознавание образов в задачах качественного прогноза рудных месторождений. Глава 6. Наука, Сиб. отд. Новосибирск, 1980. 59-67. 6. Борисенок Л.А. (1971) Геохимия галлия. Издательство Московского университета, М., 230 с. 7. Ветров А.А., Семилетов И.П., Дударев О.В., Пересыпкин В.И., Чаркин А.Н. (2008) Исследование состава и генезиса органического вещества донных осадков Восточно-Сибирского моря. Геохимия. (2), 183-194. 8. Vetrov A.A., Semiletov I.P., Dudarev O.V., Peresypkin V.I., Charkin A.N. (2008) Composition and Genesis of the Organic Matter in the Bottom Sediments of the East Siberian Sea. Geochem. Int.46(2), 156-167. 9. Гавшин В.М., Щербов Б.Л., Мельгунов М.С., Страховенко В.Д., Бобров В.А., Цибульчик В.М. (1999) 137Cs и 210Pb в озерных отложениях степного Алтая как показатели динамики антропогенных изменений геохимического фона на протяжении ХХ в. Геология и геофизика. 40(9), 1331. 10. Гордеев В.В. (1983) Речной сток в океан и черты его геохимии. М.: Наука, 152 с. 11. Дарьин А.В., Калугин И.А., Ракшун Я.В. (2013) Сканирующий рентгеноспектральный микроанализ образцов донных осадков с использованием синхротронного излучения из накопителя ВЭПП-3 ИЯФ СО РАН. Известия РАН. Серия физическая.77(2), 204. 12. Дударев О.В., Чаркин А.Н., Шахова Н.Е., Мазуров А.К., Семилетов И.П. (2016) Современный литоморфогенез на восточно-арктическом шельфе России. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 192 с. 13. Зыков Е.А. (2011) Эколого-геохимическая характеристика донных отложений акватории Чукотско-Аляскинского региона. Известия РГПУ. 141, 131. 14. Калугин И.А., Дарьин А.В., Бабич В.В. (2009) 3000-летняя реконструкция среднегодовых температур Алтайского региона по литолого-геохимическим индикаторам донных осадков оз. Телецкое. ДАН.426(4), 520. 15. Кошелева В.А., Яшин Д.С. (1999) Донные осадки Арктических морей России. СПб.: ВНИИОкеангеология, 286 с. 16. Лукашин В.Н. (1981) Геохимия микроэлементов в процессах осадкообразования в Индийском океане. М.: Наука. 184 с. 17. Обзор гидрометеорологических процессов в Северном Ледовитом океане с 2007 г. (2008) Ред.: И.Е Фролов. СПб: ААНИИ, 85 с. 18. Плотников В.В., Пустошнова В.И. (2012) Изменчивость и сопряженность ледовых условий в системе морей Восточной Арктики (Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское). Метеорология и гидрология. 37(7), 54. 19. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2011) Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 740 с. 20. Appleby P.G., Oldfield F., Thomson R., Huttunen P. (1979) 210Pb dating of annually laminated lake sediments from Finland. Nature.280, 53. 21. Astakhov A.S., Bosin A.A., Liu Y.G., Darin A.V., Kalugin I.A., Artemova A.V., Babich V.V., Melgunov M.S., Vasilenko Yu.P., Vologina E.G. (2019a) Reconstruction of ice conditions in the northern Chukchi Sea during recent centuries: Geochemical proxy compared with observed data. Quat. Int.522, 23. 22. Astakhov A.S., Sattarova V.V., Shi Xuefa, Hu Limin, Aksentov K.I., Alatortsev A.V., Kolesnik O.N., Mariash A.A. (2019b) Distribution and Sources of Rare Earth Elements in Sediments of the Chukchi and East Siberian Seas. Polar Sci. 20, 148. 23. Astakhov A.S., Shi Xuefa, Darin A.V., Kalugin I.A., Hu Limin, Tsoy I.B., Kolesnik A.N., Obrezkova M.A., Alatorcev A.V., Babich V.V. (2020) Reconstructions of the ice conditions in the southern Chukchi Sea during the last millennia based on proxy data: chemical composition of sediments and diatom assemblages. Mar. Geol.427, 106220. 24. Astakhov A.S., Bosin A.A., Kolesnik A.N., Obrezkova M.S. (2015) Sediment Geochemistry and Diatom Distribution in the Chukchi Sea: Application for Bioproductivity and Paleoceanography. Oceanography.28(3), 190. 25. Charkin A.N., Dudarev O.V., Semiletov I.P., Kruhmalev A.V., Vonk J.E., Sánchez-García L., Karlsson E., Gustafsson Ö. (2011) Seasonal and interannual variability of sedimentation and organic matter distribution in the Buor Khaya gulf – the primary recipient of input from Lena river and coastal erosion in the Laptev sea. Biogeosciences Discussions. 8(1), 1917. 26. Cohen J., Screen J.A., Furtado J.C., Barlow M., Whittleston D., Coumou D., Francis J., Dethloff K., Entekhabi D., Overland J., Jones J. (2014) Recent Arctic amplification and extreme mid-latitude weather. Nat. Geosci. 7(9), 627. 27. Crane K. (2005) Russian-American long-term census of the Arctic; initial expedition to the Bering and Chukchi seas. Arctic Research of the United States.19, 73. 28. de Vernal Anne, Claude Hillaire-Marcel, Dennis A. Darby (2005) Variability of sea ice cover in the Chukchi Sea (western Arctic Ocean)during the Holocene. Paleoceanography.20(4), 71. 29. de Vernal Anne (2017) Variability of Arctic sea-ice cover at decadal to millennial scales: the proxy records. Pages Magazine.25(3), 144. 30. Degens E.T., Williams E.G., Keith M.L. (1957) Environmental studies of carboniferous sediments. Pt. 1. Geochemical criteria for differentiation marine from fresh water shales. Bull. Amer. Ass. Petrol. Geol. 42, 2427. 31. Ellwood M.J., Hunter K.A. (2000) The incorporation of zinc and iron into the frustule of the marine diatom Thalassiosira pseudonana. Limnol. Oceanogr.45(7), 1517. 32. Environmental Working Group (1997) Oceanography Atlas for the Winter Period. In: Tanis F., Timokhov L. (Eds.), Joint US-Russian Atlas of the Arctic Ocean. University of Colorado, Boulder, p. CD-ROM. 33. Environmental Working Group, (1998) Oceanography Atlas for the Summer Period. In: Tanis, F., Timokhov, L. (Eds.), Joint US-Russian Atlas of the Arctic Ocean. University of Colorado, Boulder, p. CD-ROM. 34. Farmer J.R., Cronin T.M., de Vernal A. et al. (2011) Western Arctic Ocean temperature variability during the last 8000 years. Geophysical Research Letters.38(24), L24602. 35. Gardner J.V., Dean W.E., Klise D.H., Baldauf J.G. (1982) A climate-related oxidizing events in deep-sea sediments from Bering Sea. Quat. Res. 18(1), 91. 36. Gavshin V.M., Melgunov M.S., Sukhorukov F.V., Bobrov V.A., Kalugin I.A., Klerkx J. (2005) Disequilibrium between uranium and its progeny in the Lake Issyk-Kul system (Kyrgyzstan) under a combined effect of natural and manmade processes. J. Environ. Radioact.83(1), 61. 37. Gharibreza M., Raj J.K., Yusoff I., Othman Z., Tahir W.Z.W.M., Ashraf M.A. (2012) Historical variations of Bera Lake (Malaysia) sediments geochemistry using radioisotopes and sediment quality indices. J. Radioanal. Nucl. Chem.295(3), 1715. 38. Grebmeier, J.M. (2012) Biological community shifts in Pacific Arctic and sub-Arctic seas. Annu. Rev. Mar. Sci.4, 63. 39. Grebmeier J.M., Cooper L.W., Feder H.M., Sirenko B.I. (2006) Ecosystem dynamics of the Pacific-influenced Northern Bering and Chukchi Seas in the Amerasian Arctic. Prog. Oceanogr.71(2–4), 331. 40. Gribble G.W. (1998) Naturally Occurring Organohalogen Compounds. Acc. Chem. Res. 31, 141. 41. Gunten L. von, Grosjean M., Kamenik C., Fujak M., Urrutia R. (2012) Calibrating biogeochemical and physical climate proxies from non-varved lake sediments with meteorological data: methods and case studies. J. Paleolimnol.47(4), 583. 42. Haigh J.D., Lockwood M., Giampapa M.S. (2005) The Sun, Solar Analogs and the Climate. Saas-Fee Advanced Courses 34. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg. 43. Hendry K.R., Rickaby R.E.M. (2008). Opal (Zn/Si) ratios as a nearshore geochemical proxy in coastal Antarctica. Paleoceanography.23(2), PA2218. doi , 2008https://doi.org/10.1029/2007PA001576 44. Horner T., Stein R., Fahl K., Birgel D. (2016) Post-glacial variability of sea ice cover, river run-off and biological production in the western Laptev Sea (Arctic Ocean) – A high-resolution biomarker study. Quat. Science Reviews.143, 133. 45. Keigwin L.D., Donnelly J.P., Cook M.S., Driscoll N.W., Brigham-Grette J. (2006) Rapid sea-level rise and Holocene climate in the Chukchi Sea. Geology.34(10), 861. 46. Kinnard C., Zdanowicz C.M., Fisher D.A., Isaksson E., Vernal A. de, Thompson L.G. (2011) Reconstructed changes in Arctic sea ice over the past 1.450 years. Nature.479(7374), 509. 47. Kim K.R., Kim G., Kim K., Lobanov V., Ponomarev V., Salyuk A. (2002) A sudden bottom-water formation during the severe winter 2000–2001: the case of the East/Japan sea. Geophys. Res. Lett.29(8), 75. 48. Kobayashi D., Yamamoto M., Irino T. et al. (2016) Distribution of detrital minerals and sediment color in western Arctic Ocean and northern Bering Sea sediments: changes in the provenance of western Arctic Ocean sediments since the last glacial period. Pol. Sci.10, 519. 49. Lalande C., Grebmeier J.M., Wassmann P., Cooper L.W., Flint M.V., Sergeeva V.M. (2007) Export fluxes of biogenic matter in the presence and absence of seasonal sea ice cover in the Chukchi Sea. Cont. Shelf Res. 27(15), 2051. 50. Li Li, Yanguang Liu, Xiaojing Wang, Limin Hu, Gang Yang, Hongmin Wang, Bosin A.A., Astakhov A.S., Xuefa Shi (2020) Early diagenesis and accumulation of redox-sensitive elements in East Siberian Arctic Shelves. Mar. Geol.429, 106309. 51. Löwemark L., März C., O'Regan M., Gyllencreutz R. (2014) Arctic Ocean Mn-stratigraphy: genesis, synthesis and inter-basin correlation. Quat. Sci. Rev. 92, 97. 52. Marz C., Schnetger B., Brumsack H.-J. (2010) Paleoenvironmental implications of Cenozoic sediments from the central Arctic Ocean (IODP Expedition 302) using inorganic geochemistry. Paleoceanography.25(3), A3206. 53. Mayer L.M., Schick L.L., Allison M.A., Ruttenberg K.C., Bentley S.J. (2007) Marine vs. terrigenous organic matter in Louisiana coastal sediments: The uses of bromine: organic carbon ratios. Mar. Chem.107(2), 244. 54. McCall P.L., Robbins J.A., Matisoff G. (1984) 137Cs and 210Pb transport and geochronologies in urbanized reservoirs with rapidly increasing sedimentation rates. Chem. Geol. 44(1–3), 33. 55. McKay J.L., Pedersen T.F. (2008) The accumulation of silver in marine sediments: A link to biogenic Ba and marine productivity. Global Biogeochem. Cycles.22(4), n/a. 56. Meinhardt A.-K., März C., Schuth S., Lettmann K.A., Schnetger B., Wolff J.-O., Brumsack H.-J. (2016) Diagenetic regimes in Arctic Ocean sediments: implications for sediment geochemistry and core correlation. Geochem. Cosmochim. Acta.188, 125. 57. Nicolle M., Debret M., Massei N., Colin C., deVernal A., Divine D., Johannes P.W., Hormes A., Korhola A., Hans W., Linderholm H.W. (2018) Climate variability in the subarctic area for the last 2 millennia. Clim. Past.14(1), 101. 58. Nwaodua E.C., Ortiz J.D., Griffith E.M. (2014) Diffuse spectral reflectance of surficial sediments indicates sedimentary environments on the shelves of the Bering Sea and western Arctic. Mar. Geol.355, 218. 59. Oldfield F., Appleby P.G. (1984) A combined radiometric and mineral magnetic approach to recent geochronology in lakes affected by catchments disturbance and sediment redistribution. Chem. Geol.44(1–3), 67. 60. Ortiz J.D., Polyak L., Grebmeier J.M. et al. (2009) Provenance of Holocene sediment on the Chukchi-Alaskan margin based on combined diffuse spectral reflectance and quantitative X-ray diffraction analysis. Glob. Planet. Change.68(1–2), 73. 61. Polyak L., Belt S.T., Cabedo-Sanz P., Yamamoto M., Park Y.-H. (2016) Holocene sea-ice conditions and circulation at the Chukchi-Alaskan margin, Arctic Ocean, inferred from biomarker proxies. The Holocene.26(11), 1810. 62. Rachold V. (1999) Major, Trace and Rare Earth Element Geochemistry of Suspended Particulate Material of East Siberian Rivers Draining to the Arctic Ocean / In: Kassens H., Bauch H.A., Dmitrenko I., Eicken H., Hubberten H.-W., Melles M., Tiede J., Timokhov L. (eds.) Land-Ocean Systems in the Siberian Arctic: Dynamics and History. Springer-Verlag, Berlin, 199-222. 63. Rigor I. (1992). Arctic Ocean buoy program. ARCOS Newsl. 44, 1. 64. Rudaya N., Nazarova L., Andreev A., Novenko E., Shilov P., Kalugin I., Daryin A., Babich V., Li H.-C. (2016) Quantitative reconstructions of mid- to Late Holocene climate and vegetation in the north-eastern Altai Mountains recorded in Lake Teletskoye. Glob. Planet. Change.141, 12 65. Serreze M.C., Crawford A.D., Stroeve J.C., Barrett A.P., Woodgate R.A. (2016) Variability, trends, and predictability of seasonal sea ice retreat and advance in the Chukchi Sea. J. Geoph. Research-Ocean.s121(10), 7.308. 66. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A., Yusupov V., Kosmach D., Gustafsson Ö. (2010) Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic shelf. Science. 327(5970), 1246. 67. Shimada K., Kamoshida T., Itoh M., Nishino S., Carmack E., McLaughlin F., Zimmermann S., Proshutinsky A. (2006) Pacific Ocean inflow: Influence on catastrophic reduction of sea ice cover in the Arctic Ocean. Geoph. Research Lett.33(8), L08605. 68. Stein R., Fahl K., Schade I., Manerung A., Wassmuth S., Niessen F., Nam S.-I. (2017) Holocene variability in sea ice cover, primary production, and Pacific-Water inflow and climate change in the Chukchi and East Siberian Seas (Arctic Ocean). J. Quat. Sci.32(3), 362. 69. Stein R., Matthiessen J., Niessen F., Krylov A., Nam S., Bazhenova E. (2010) Towards a better (litho-) stratigraphy and reconstruction of Quaternary paleoenvironment in the Amerasian Basin (Arctic Ocean). Polarforschung.79(2), 97. 70. Stroeve J., Holland M.M., Meier W., Scambos T., Serreze M. (2007) Arctic sea ice decline: Faster than forecast. Geoph. Research Lett.34(9), L09501. 71. Swärd H., O'Regan M., Pearce C. et al. (2018) Sedimentary proxies for Pacific water inflow through the Herald Canyon, western Arctic Ocean. Arktos.4, 19. 72. Talley L.D., Lobanov V., Ponomarev V., Salyuk A., Tishchenko P., Zhabin I., Riser S. (2003) Deep convection and brine rejection in the Jjapan Sea. Geoph. Research Lett.30(4), 1159. 73. U.S. National Ice Center, 2018. [WWW Document) http://www.natice.noaa.gov, accessed 12.5.2018. 74. Vologina E.G., Sturm M., Astakhov A.S., Shi Xuefa (2019) Anthropogenic traces in bottom sediments of Chukchi Sea. Quat. Int.524, 86. 75. Wang R., Xiao W., Li W., Sun Y. (2010) Late quaternary ice-rafted detritus events in the Chukchi Basin, western Arctic Ocean. Chin. Sci. Bull.55(4), 432. 76. Wood K.R., Wang J., Salo S.A., Stabeno P.J. (2015) The Climate of the Pacific Arctic: During the First RUSALCA Decade 2004–2013. Oceanography.28(3), 24. 77. Woodgate R.A., Weingartner T., Lindsay R. (2010) The 2007 Bering Strait oceanic heat flux and anomalous Arctic sea-ice retreat. Geoph. Research Lett.37(1), L01602.