Реконструкция температурной истории земной поверхности за последние 30 тыс. лет по данным термометрии Онежской параметрической скважины
Категория: 14-2
УДК 550.361:551.583
Д.Ю. Демежко(1), А.А. Горностаева(1), Г.В. Тарханов(2), О.А. Есипко(2)
(1) Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия
(2) ОАО “НПЦ “Недра”, г. Ярославль, Россия
Проанализированы данные термометрии Онежской параметрической скважины. Наблюдаемые до глубины 2.5 км изменения геотермического градиента связаны с климатическими изменениями, ритмическими колебаниями теплофизических свойств вулканогенно-осадочных пород и недостаточно восстановившимся температурным режимом в скважине, нарушенным в процессе бурения. С учетом этих факторов реконструирована температурная история земной поверхности в районе скважины за последние 30 тыс. лет.
Согласно реконструкции, 25 тыс. лет назад температура земной поверхности была на 18–20°C ниже современной; ее повышение началось примерно 20 тыс. лет назад, что первоначально было связано с утепляющим влиянием Скандинавского ледникового щита. Около 12 тыс. лет назад щит распался, после чего изменения температуры земной поверхности стали воспроизводить обусловленные климатом изменения температуры приземного воздуха.
Ключевые слова: геотермия, термометрия, реконструкция температурной истории земной поверхности, палеоклимат, Онежская параметрическая скважина, валдайское оледенение, Скандинавский ледниковый щит, плейстоцен, голоцен.
Литература
Демежко Д.Ю. Геотермический метод реконструкции палеоклимата (на примере Урала). Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 144 с.
Демежко Д.Ю., Уткин В.И., Дучков А.Д., Рывкин Д.Г. Геотермические оценки амплитуд голоценового потепления в Европе // Докл. РАН. 2006. Т. 406, № 5. C.688–690.
Демежко Д.Ю., Соломина О.Н. Комплексные геотермические исследования в скважине Kun-1 (о. Кунашир). Часть II: Обобщенная реконструкция изменений температуры земной поверхности по геотермическим и древесно-кольцевым данным // Уральский геофизический вестник. 2009. № 2. С.25–36.
Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 488 с.
Онежская палеопротерозойская структура (геология, тектоника, глубинное строение и минерагения) / Отв. ред. Л.В. Глушанин, Н.В. Шаров, В.В. Щипцов. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. 431 с.
Отчет по объекту “Онежская параметрическая скважина” (отв. исполнитель В.В. Наркисова). г. Ярославль, 2009 г. http://karelnedra.karelia.ru/geolinform/onego_ skv0.htm
Сонин Г.В. Теплофизические свойства почвогрунтов и температура нейтрального слоя территории СНГ // Георесурсы. 2001. № 1(5). С.16–19.
Титаева Н.А. Ядерная геохимия: Учебник. М.: МГУ, 1992. 272 с.
Balling N., Breiner N., Waagstein R. Thermal structure of the deep Lopra-1/1A borehole in the Faroe Islands // Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin. 2006. Vol. 9. P.91–107.
Beck A.E. Precision logging of temperature gradients and the extraction of past climate // Tectonophysics. 1982. V. 83. P.1–11.
Beck A.E., Judge A. Analisis of heat flow data - I, detailed observation in a single borehole // Geophys. J. Res. Astr. Soc. 1969. V. 18. P.145–158.
Birch F. The effect of pleistocene climatic variations upon geothermal gradient // American J. Sci. 1948. V. 61. P.567–630.
Cermak V. Underground temperature and inferred climatic temperature of the past millennium // Palaeogeogr.Palaeoclim. Palaeoecol. 1971. V10. P.1–19.
Demezhko D.Yu., Ryvkin D.G., Outkin V.I., Duchkov A.D., Balobaev V.T. Spatial distribution of Pleistocene/Holocene warming amplitudes in Northern Eurasia inferred from geothermal data // Climate of the Past. 2007. V. 3. P.559–568.
Forsström P.-L. Through a glacial cycle: simulation of the Eurasian ice sheet dynamics during the last glaciation //Annales Academiae Scientiarum Fennicae, Geologica-Geographica. 2005. V. 168. 94 p.
Hotchkiss W.O., Ingersoll L.R. Post-glacial time calculations from recent geothermal measurements in the Calumet Copper Mines // J. Geol. 1934. V. 42. P.113–142.
Kleman J., Hattestrand C. Frozen-bed Fennoscandian and Laurentide ice sheets during the last glacial maximum // Nature. 1999. V. 402. P.63–66.
Kukkonen I.T., Gosnold W.D., Šafanda J. Anomalously low heat flow density in eastern Karelia, baltic Shield: a possible paleoclimate signature // Tectonophysics, 1998. V. 291. P.235–249.
Kukkonen I.T, Rath V., Kivekas L., Šafanda J., Čermak V. Geothermal studies of the Outokumpu Deep Drill Hole, Finland: Vertical variation in heat flow and palaeoclimatic implications // Phys. Earth Planet. Inter. 2011. V. 188. P.9–25.
Lachenbruch A.H., Marshall B.V. Changing climate:Geothermal evidens from permafrost in the Alaskan Arctic // Science. 1986. V. 234. P.689–696.
Lindroth D.P. Thermal diffusivity of six igneous rocks at elevated temperatures and reduced pressures. Report. U.S. Bureau of Mines (Washington), 1974. 33 p.
Lunkka J.P., Saarnisto M., Gey V.P., Demidov I., Kiselova V. Extent and age of the Last Glacial maximum in the southeastern sector of the Scandinavian Ice Sheets // Global and Planetary Change. 2001. V. 31. P.407–426.
Ryder E.E., Finley R.E., George J.T., Ho C.K., Longenbaugh R.S., Connolly J.R. Bench-scale experimental determination of the thermal diffusivity of crushed tuff. Technical Report SAND–94-2320. Sandia National Labs., Albuquerque, NM, 1996. 242 p.
Saarnisto M., Saarinen T. Deglaciation chronology of the Scandinavian Ice Sheet from the Lake Onega Basin to the Salpausselka End Moraines // Global and Planetary Change. 2001. V. 31. P.387–405.
Yli-Halla M., Mokma D.L. Soil temperature regimes in Finland // Agriculture and Food Science in Finland. 1998. V. 7. P.507–512.
Сведения об авторах
ДЕМЕЖКО Дмитрий Юрьевич – доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, Институт геофизики УрО РАН. 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, д. 100. Тел.: (343) 2679563. E-mail: ddem54@inbox.ru
ГОРНОСТАЕВА Анастасия Александровна – аспирант, младший научный сотрудник Института геофизики УрО РАН. 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, д. 100. Тел.: (343) 2679563. E-mail: free_ride_@mail.ru
ТАРХАНОВ Георгий Виленович – кандидат геолого-минералогических наук, зам. генерального директора по науке, ОАО “НПЦ “Недра”. 150000, Ярославль, ул. Свободы, д. 8/38. Тел.: (4852) 728101. E-mail: postmaster@nedra.ru
ЕСИПКО Олег Алексеевич – кандидат геолого-минералогических наук, начальник геофизического отдела, ОАО “НПЦ “Недра”. 150000, Ярославль, ул. Свободы, д. 8/38. Тел.: (4852) 728101. E-mail: log@nedra.ru