Косова А.Л.¹, Денисов Д.Б.¹, Николаева С.Б.²

Anna L. Kosova, Dmitrii B. Denisov, Svetlana B. Nikolaeva

¹Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН (Апатиты, Россия)
²Геологический институт КНЦ РАН (Апатиты, Россия)

УДК 551.312:556.55

Выполнено исследование диатомовых комплексов в донных отложениях двух малых безымянных озер на западном побережье оз. Имандра (Мурманская область). Описаны особенности исторической динамики диатомовой флоры в ответ на изменения окружающей среды и климата в голоцене. Диатомовый анализ позволил выявить последствия тектонической активности в зоне Имандровской депрессии, сопровождающиеся резким повышением уровня воды, что подтверждается литологическими данными.

Ключевые слова: донные отложения; диатомовые водоросли; голоцен; Имандровская депрессия; сейсмичность.

Введение

Озеро Имандра – крупнейший пресноводный водоем Северо-Запада РФ, расположенное за полярным кругом. Изучению плейстоцен-голоценовых изменений палеогеографических обстановок в бассейне оз. Имандра посвящен ряд исследований (Арманд, Самсонова, 1969; Николаева и др., 2015, 2016). В то же время, выявление основных исторических этапов развития и трансформации экологических условий бассейна оз. Имандра требуют новых знаний о видовом составе, экологических особенностях и долговременной динамике диатомовых комплексов донных отложений.

Цель нашей работы – выявление особенностей структуры диатомовых комплексов в донных отложениях двух малых озер, расположенных в депрессии оз. Имандра, и выявление основных этапов и тенденций их развития в позднем плейстоцене и голоцене, как основы для понимания экологических условий формирования качества вод и процессов седиментации.

Материалы и методы

Материалом для анализа послужили донные отложения (ДО) из двух малых озер, расположенных на плоской заболоченной территории в 0,4–1,3 км от Уполокшской губы оз. Имандра. Отбор донных осадков производился в летний период с катамарана при помощи переносного отечественного поршневого бура, по схеме, описанной ранее (Николаева и др., 2015). На диатомовый анализ из озера 1 отобрано 9 образцов с интервалом 5 см, из озера 2 – 16 образцов с интервалами 7–10 см. Диатомовый анализ донных отложений был проведен по стандартной общепринятой методике (Давыдова, 1985; Денисов, 2007), по схеме, принятой в ИППЭС КНЦ РАН (Косова и др., 2011).

Результаты и их обсуждение

Подробное описание литологического строения разрезов донных отложений исследуемых озер описано в работе С.Б. Николаевой (Николаева и др., 2015). В озере 1 с выс. отм. 148,8 м над уровнем моря (н.у.м.) бурением вскрыта ненарушенная последовательность осадков. В озере 2 с выс. отм. 133,4 м н.у.м. впервые выделена сейсмогенная фация (брекчиевый горизонт).

В озере 1 обнаружено 72 таксона в 22 родах. Наибольшее таксономическое разнообразие отмечается в родах Eunotia (17), Pinnularia (12), Gomphonema (8), Brachysira (6).

На протяжении всей толщи ДО из озера 1 в составе диатомовых комплексов (ДК) преобладают виды, характерные для болот и дистрофных озер: Frustulia rhomboides (Ehrenb.) De Toni (20–34%), представители родов Brachysira (Brachysira follis (Ehrenb.) R. Ross in Hartley (1–23%), B. brebissonii R. Ross (3–21%)), Eunotia (9,5–27,6%) и Pinnularia (3–25%). Диатомовая флора представлена типичными пресноводными таксонами. На долю бентосных видов приходится до 93% от общего числа створок. Анализ соотношения диатомового сообщества по галобности вверх по разрезу указывает на уменьшение доли галофобов (64–41%) и увеличение доли индифферентных форм (32–41%). В структуре видов по географической приуроченности наблюдаются изменения от нижних слоев к верхним: виды-космополиты, составляющие до 58% в нижних слоях, уступают место арктоальпийским видам. Реконструированные значения рН составляют 6,6.

Изменения видового состава и структуры ДК по разрезу позволили выделить четыре диатомовые зоны (ДЗ). Характер и динамика изменений диатомовой флоры позволяют сделать вывод, что озеро сформировалось на заболоченном участке в начале атлантического периода, а затем происходило постепенное сокращение его площади и глубины. Судя по характеру ДК, отложения накапливались в холодном мелководном олиготрофном водоеме, со слабокислой средой. Границы между ДЗ отражают смену экологических условий обитания диатомей, при этом в седиментах не наблюдается резких литологических границ.

В отложениях из озера 2 было обнаружено 205 таксонов диатомей рангом ниже рода (в 49 родах). Наибольшего таксономического разнообразия достигают представители родов Eunotia (16), Pinnularia (15), Cymbella (14), Navicula (13), Gomphonema (10).

Состав ДК из ДО озера 2 существенно отличается от флоры озера 1. На протяжении всей толщи ДО, кроме двух образцов с глубин 5–4,97 м и 4–3,83 м, преобладают бентосные формы. По составу ДК было выделено пять ДЗ.

ДЗ I (интервал 5–4,83 м) характеризует начальный этап формирования водоема. В образце 5–4,97 м доминанты представлены Staurosirella lapponica (Grunow) D.M. Williams et Round (18%). В роли сопутствующих видов выступают Staurosira venter (Ehrenb.) H. Kobayasi, S. construens Ehrenb., Ellerbeckia arenaria (Moore ex Ralfs) R.M. Crawford, Aulacoseira distans (Ehrenb.) Simonsen, виды рода Cyclotella. Основу диатомовых ассоциаций составляют бентосные и планктонно-бентосные формы. Возможно, на данном этапе развития водоем представлял собой залив палео-Имандры или мелководное озеро олиготрофного типа со значениями pH близким к нейтральным.

ДЗ II (интервал 4,83–4,57 м) отличается резким увеличением концентрации диатомей в отложениях (до 71–153 млн. ств./г) и таксономического разнообразия (73–92 вида в образцах). Доминируют бентосные виды: Brachysira zellensis (Grunow) Round et D.G. Mann, B. vitrea (Grunow) R. Ross in Hartley, R. Ross et D.M. Williams. Суммарная численность видов рода Cyclotella колеблется в пределах 1,7–4,5%. Отличительной особенностью ассоциаций является присутствие Mastogloia lacustris (Grunow) Grunow in Van Heurck.

ДЗ III (интервал 4,57–4,00 м). Отмечается значительное уменьшение общего обилия 22–44 млн. ств./г. Видовое разнообразие соответствует 72–95 видам в образце. Основная доля, как в ДЗ II, принадлежит бентосным формам. Доминантом является вид B. zellensis (до 30%), субдоминантом — B. vitrea (до 9%). Вид M. lacustris встречается единично, на глубине 4,06–4,00 м его доля достигает 3,7%. Образцы с глубины 4,47–4,44 м и 4,34–4,31 м отобраны из гиттии, а образцы 4,26–4,23 м, 4,13–4,10 м, 4,06–4,00 м из брекчиевого горизонта. При этом явных отличий видового состава и экологических характеристик диатомовых ассоциаций не выявлено.

ДЗ IV (интервал 4,00–3,83 м) отображает значительные изменения уровня водоема. Доминирующий комплекс представлен планктонными видами A. distans (11%) и A. alpigena (Grunow) Krammer (6,5%). Отмечается самое высокое таксономическое разнообразие, 120 видов в образце. Доля B. zellensis составляет 7%. Отмечено присутствие M. lacustris. В структуре видов по географической приуроченности отмечается максимальное содержание бореальных видов (16%).

ДЗ V (интервал 3,83–3,25 м). ДК отражают снижение уровня водоема, доля планктонных форм снижается до 5%. Вверх по разрезу численность представителей рода Brachysira возрастает, занимая доминирующее положение в диатомовом сообществе. Присутствие M. lacustris не зафиксировано только в самом верхнем образце с глубины 3,28–3,25 м. Данные изменения отражает последовательное уменьшение глубины водоема, заболачивание его берегов.

Большой интерес представляет нахождение в составе олигогалобной флоры вида M. lacustris в осадках озера 2. Этот вид описывается как алкалифил и эвригалинный мезогалоб (Каган, 2012) и характерен для водоемов, отделившихся от моря. Присутствие M. lacustris зафиксировано с момента интенсивного накопления органики в первой половине атлантического периода до субатлантического периода. Следовательно, его появление в ДО озера не может быть связано с морской трансгрессией на данной территории. M. lacustris встречается в пресноводных водоемах, но чаще там, где выше минерализация или щелочная среда. Возможно, развитие данного вида происходило в результате изменения химического состава воды. Озеро расположено в зоне разломов и не исключено, что в него одновременно поступали как трещинные, так и поверхностные воды.

Озеро с выс. отм 133,4 м н.у.м. представляло собой сравнительно мелководный водоем до начала атлантического периода. Состав ДК из брекчиевого горизонта сходен с флорой из нижележащих слоев, что указывает на однородность условий окружающей среды. Резкое снижение общего обилия диатомей связано с поступлением огромного количества терригенного материала с водосборной площади. Богатая диатомовая флора и доминирование планктонных видов, характерных для более крупных озер, наблюдаемая в вышележащем слое, и их последующее исчезновение также свидетельствуют в пользу предположения, что такой характер нарушений вызван эрозией, перемещением и последующим переотложением осадков. Это могло быть связано с поднятием уровня оз. Имандра и заплеском большой волны со стороны озера на прилегающую низменность (Николаева и др., 2016) или иными тектоническими причинами.

Последовательное развитие диатомовой флоры и полное отсутствие планктонных видов в ДО озера 1 исключает влияние вод озера Имандра. Следовательно, подъем воды в Имандре во время сейсмического события был ниже отметки, на которой располагается озеро 1.

Заключение

Таким образом, выполненное исследование диатомовых комплексов в донных отложениях двух малых безымянных озер на западном побережье оз. Имандра позволило установить, что диатомовые комплексы характеризуются существенными изменениями в ответ на динамику климатических и геологических факторов в голоцене. Таксономический состав диатомей близко расположенных малых водоемов различен: в одном обнаружено 72, а в другом 205 таксонов диатомей рангом ниже рода. В обоих водоемах наиболее богаты видами роды Eunotia и Pinnularia, что типично для мелководных ацидных водоемов. Диатомовый анализ позволил выявить последствия тектонической активности в зоне Имандровской депрессии, сопровождающиеся резким повышением уровня воды, что подтверждается литологическими данными. Присутствие в составе олигогалобной флоры вида M. lacustris в осадках озера 2 свидетельствует о повышенной минерализации воды в озере. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования диатомового анализа (наряду с другими методами и подходами) для выявления и изучения катастрофических процессов голоцена.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 18-05-60125 Арктика.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Арманд А.Д., Самсонова Л.Я. Морские отложения и голоценовая тектоника района Кандалакши // Основные проблемы геоморфологии и стратиграфии антропогена Кольского полуострова. – Л.: Наука, 1969. – С. 96–111.
2. Давыдова Н.Н. Диатомовые водоросли — индикаторы природных условий водоемов в голоцене. – Л.: Наука, 1985. – 244 с.
3. Денисов Д.Б. Изменения гидрохимического состава и диатомовой флоры донных отложений в зоне воздействия горнорудного производства (Кольский полуостров) // Водные ресурсы. 2007. Т.34, № 6. C. 719–730.
4. Каган Л.Я. Диатомовые водоросли Евро-Арктического региона. Аннотированная коллекция (древние и современные морские и пресноводные). – Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2012. – 209 с.
5. Косова А.Л., Малышева М.Б., Денисов Д.Б. К методике камеральной обработки проб для диатомового анализа донных отложений // Квартер во всем его многообразии. Фундаментальные проблемы, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: Материалы VII Всерос. совещания по изучению четвертичного периода (Апатиты, 12–17 сент. 2011 г.). Т.1. (А–К). — Апатиты; СПб, 2011. – С. 294–295.
6. Николаева С.Б., Лаврова Н.Б., Денисов Д.Б., Толстобров Д.С. Следы катастрофических процессов в донных осадках озер западного побережья озера Бабинская Имандра (Кольский регион) // Известия РГО. 2016. Т.148, Вып.4. С. 38–52.
7. Николаева С.Б., Лаврова Н.Б., Толстобров Д.С., Денисов Д.Б. Реконструкция палеогеографических обстановок голоцена в районе озера Имандра (Кольский регион): результаты палеолимнологических исследований // Труды КарНЦ РАН. 2015. №5. С. 34–47.

Статья поступила в редакцию 1.06.2019
Статья принята к публикации 21.07.2019

Об авторах

Косова Анна Львовна – Anna L. Kosova

ведущий инженер, Институт проблем промышленной экологии Севера – обособленное подразделение ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия (Institute of the North industrial environmental problems – Subdivision of Federal research center «Kola Science Center RAS», Apatity, Russia)

kosova@inep.ksc.ru

Денисов Дмитрий Борисович – Dmitrii B. Denisov

кандидат биологических наук
зав. лабораторией водных экосистем, Институт проблем промышленной экологии Севера – обособленное подразделение ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия (Institute of the North industrial environmental problems – Subdivision of Federal research center «Kola Science Center RAS», Apatity, Russia)

proffessuir@gmail.com

Николаева Светлана Борисовна – Svetlana B. Nikolaeva

кандидат геолого-минералогических наук
старший научный сотрудник, Геологический институт – обособленное подразделение ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия (Geological Institute – Subdivision of the Federal Research Center «Kola Science Centre of RAS», Apatity, Russia)

nikolaeva@geoksc.apatity.ru

Корреспондентский адрес: 184209, Мурманская область, г. Апатиты, Академический городок, 14а. Телефон: (81555) 79776.

ССЫЛКА:

Косова А.Л., Денисов Д.Б., Николаева С.Б. Диатомовые комплексы из донных осадков малых водоемов депрессии озера Имандра // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2 (20). С. 220–224. URL: http://algology.ru/1530

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-220-224

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Diatom complexes from bottom sediments of small lakes of the Imandra depression

Anna L. Kosova, Dmitrii B. Denisov, Svetlana B. Nikolaeva

¹Institute of the North industrial environmental problems KSC RAS (Apatity, Russia)
²Geological institute KSC RAS (Apatity, Russia)

The study of diatom complexes in the bottom sediments of 2 small nameless lakes on the western coast of Imandra Lake (Murmansk region) was carried out. The features of the historical dynamics of diatom flora in response to changes in the environment and climate in the Holocene are described. Diatom analysis revealed the effects of tectonic activity in the area of the Imandra Lake depression, accompanied by a sharp increase in the water level, which is confirmed by lithological data.

Key words: sediments; diatoms; Holocene; Imandra Lake; seismicity.

References

1. Armand A.D., Samsonova L.Ya. Morskie otlozheniya i golocenovaya tektonika rayona Kandalakshi. Osnovnye problemy geomorfologii i stratigrafii antropogena Kolskogo poluostrova. Nauka, Leningrad, 1969. P. 96–111. (In Russ.)
2. Davydova N.N. Diatomovye vodorosli – indikatory prirodnykh usloviy vodoemov v golotsene [Diatoms as indicators of environmental conditions of water bodies in the Holocene]. Nauka, Leningrad, 1985. 244 p. (In Russ.).
3. Denisov D.B. Changes in the hydrochemical composition and diatomic flora of bottom sediments in the zone of influence of metal mining production (Kola Peninsula). Water Resources. 2007. V.34, №6. P. 682–692. DOI: https://doi.org/10.1134/S0097807807060097.
4. Kagan L.Ya. Diatomovye vodorosli Evro-Arkticheskogo regiona. Annotirovannaya kollektsiya (drevnie i sovremennye morskie i presnovodnye). [Diatoms of the Euro-Arctic region: An annotated collection (ancient and modern marine and freshwater)]. KNC RAN, Apatity, 2012. 209 p. (In Russ.)
5. Kosova A.L., Malysheva M.B., Denisov D.B. K metodike kameralnoy obrabotki prob dlya diatomovogo analiza donnykh otlozheniy [On the methods of cameral treatment of samples for the diatom analysis of bottom sediments]. Kvarter vo vsem ego mnogoobrazii. Fundamentalnye problemy, itogi izucheniya i osnovnye napravleniya dalneyshikh issledovaniy [The Quaternary in all of its variety. Basic issues, results and major trends of further research]: Proceedings of VII Russian Meeting on the study of the Quaternary period (Apatity, 12–17 Sept. 2011). V.1. (A–K). RAS, Earth. Sci. Dep., Commission for the Quaternary study, Geol. Inst. KRS RAS. Apatity; St.-Petersburg, 2011. P. 294–295. (In Russ.).
6. Nikolaeva S.B., Lavrova N.B., Denisov D.B., Tolstobrov D.S. Sledy katastroficheskikh protsessov v donnykh osadkakh ozer zapadnogo poberezhya ozera Babinskaya Imandra (Kolskiy region) [Evidence of catastrophic processes in lake-bottom sediments of the Babinskaya Imandra western coast (Kola region)]. Izestiya RGO. 2016. V.148, Is.4. P. 38–52. (In Russ.)
7. Nikolaeva S.B., Lavrova N.B., Tolstobrov D.S., Denisov D.B. Rekonstruktsiya paleogeograficheskikh obstanovok golotsena v rayone ozera Imandra (Kolskiy region): rezultaty paleolimnologicheskikh issledovaniy [Reconstructions of Holocene paleogeographic conditions in the Lake Imandra area (Kola region): results of paleolimnological research]. Trudy KarNTs RAN. 2015. №5. P. 34–47. (In Russ.). DOI: https://doi.10.17076/lim49.

Authors

Kosova Anna L.

Institute of the North industrial environmental problems KSC RAS, Apatity, Russia

kosova@inep.ksc.ru

Denisov Dmitrii B.

eLIBRARY Author ID - 158478.

Institute of the North industrial environmental problems KSC RAS, Apatity, Russia

proffessuir@gmail.com

Nikolaeva Svetlana B.

Geological institute KSC RAS, Apatity, Russia

nikolaeva@geoksc.apatity.ru

ARTICLE LINK:

Kosova A.L., Denisov D.B., Nikolaeva S.B. Diatom complexes from bottom sediments of small lakes of the Imandra depression. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). P. 220–224. URL: http://algology.ru/1530

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-220-224

When reprinting a link to the site is required

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147