ГЛАВНАЯ О ЖУРНАЛЕ НОВОСТИ АВТОРАМ КОНТАКТЫ ENGLISH


Механизмы образования каспийских трансгрессивных морей в плейстоцене


Formation mechanisms of the Caspian transgressive seas in the Pleistocene



 

Есин Н.В., Есин Н.И., Подымов И.С., Лифанчук А.В., Мельникова И.В.

 

Nikolay V. Esin, Nikolay I. Esin, Igor S. Podymov, Anna V. Lifanchuk,
Irina V. Melnikova

 

Институт океанологии имени П.П. Ширшова РАН, Южное отделение (Геленджик, Россия)
 

Shirshov Institute of Oceanology RAS, Southern Branch (Gelendzhik, Russia)
 

УДК 551.462.32

 

В основу теории эволюции трансгрессивного Акчагыльского моря положена гипотеза о том, что трансгрессию создала вода, поступающая из пока неустановленного океана. Это вызывает определенное сомнение, связанное с тем, что в акчагыльское время уровень океана был ниже уровня моря примерно на 100 м. В статье выполнены расчеты изменения солености воды в море. Сравнение результатов расчетов с геологическими данными показывает, что на самом деле соленость поступающей в море воды была на 2–3 порядка ниже солености океанской воды. Теоретически только за 1000 лет соленость морской воды должна была увеличиться до 120‰, а геологические исследования показали, что за всё время трансгрессии соленость воды не была выше 25‰. Это свидетельствует о том, что во время трансгрессии вода поступала не из океана, а из тающих ледников, т.е. вода теоретически не могла течь вверх, и она действительно никогда вверх не текла.

Ключевые слова: Акчагыльское море; Черное море; Каспийское море; трансгрессия; моря Паратетиса.

 

The basis of the theory of evolution of transgressive the Akchagyl Sea is based on the hypothesis that the transgression was created by water coming from an as yet unidentified ocean. This causes some doubt due to the fact that in the Akchagyl time the ocean level was about 100 m below sea level. The article calculates changes in salinity in the sea. A comparison of the results of calculations with geological data shows that in reality the salinity of the water entering the sea was 2–3 orders of magnitude lower than the salinity of ocean water. Theoretically, only in 1000 years, the salinity of seawater was supposed to increase to 120‰, and geological studies showed that during the whole time of transgression the salinity of the water was not higher than 25‰. This indicates that during the transgression the water came not from the ocean, but from melting glaciers, i.e. water theoretically could not flow upwards, and it never really flowed upwards.

Keywords: the Akchagyl Sea; the Black Sea; Caspian Sea; transgression; the Paratethys Sea.

 

Введение

Известно, что в последние по крайней мере 10 млн лет в северном полушарии в периоды похолоданий периодически возникали материковые оледенения в виде образования ледяных гор. Изменение климата и оледенение существенно влияли на растительный и животный мир и на жизнь наших далёких предков. В периоды похолоданий климата они шли на юг, спасаясь от наступающих ледников, а периоды потеплений перемещались на север вслед за животными, которыми питались. На морские экосистемы изменение климата воздействовало путем изменения солености воды и температуры.

Причинами похолодания климата и образования оледенения в равной степени являются процессы, протекающие на земном шаре (изменение в пространстве положения оси Земли) и флуктуации солнечного излучения (Аллисон и Палмер, 1984). Об этих процессах знаний у нас очень мало, хотя можно предположить, что для нашей весьма населенной планеты следующее оледенение может превратиться в трагедию. По нашему разумению мы живем в эпоху климатического оптимума, после которого климат будет становиться всё более холодным.

Ледники приносили на сушу большие объемы пресной воды. Примерно 10 млн лет тому назад из этой воды в депрессиях Черного и Каспийского морей образовались моря Паратетиса. Площадь самого большого моря сарматского была примерно такой, как площадь Средиземного моря. В конце миоцена моря Паратетиса исчезли. Причиной этого было образование пролива Босфор и перетекание воды из этих морей в Средиземное море (Esin et al., 2018). После этого начались периодические процессы повышения уровней Каспийского моря и образование обширных трансгрессивных каспийских морей. По нашему мнению, они были образованы из воды тающих ледников. Мы считаем, что после исчезновения морей Паратетиса формирование и последующее таяние ледников продолжалось, и пресная вода сбрасывалась в Черное и Каспийское моря. Из Черного моря вода вытекала в Средиземное море, а в замкнутой Каспийской депрессии её уровень повышался до отметки, при которой объем испаряющейся воды был равен объему втекающей воды. Возможно, так же были ситуации, когда уровни трансгрессивных морей поднимались только до отметки дна пролива Маныч, и через него вода перетекала в Азовское море. Во времени отметки дна пролива уменьшались в результате эрозии.

По исследованиям геологов первое трансгрессивное Каспийское море – Акчагыльское образовалось из соленой океанской воды, которая поступала из самого близкого Северного Ледовитого океана, или из Индийского океана, или из Атлантического океана через Средиземное море (рис. 1).

Рис. 1. Максимальная конфигурация Акчагыльского моря по А.А.Свиточу (2014)

Fig. 1. Maximum configuration of the Akchagyl Sea according to A.A. Svitochu (2014)

 

Предложенный геологами механизм образования Акчагыльского моря и дальнейшей эволюции вызывает серьезные возражения.

Возражение №1. По данным литературных источников в акчагыльское время уровень Мирового океана был близок современному положению. Уровень же Акчагыльского моря был на отметках по различным источникам (напр. Милановский, 1963; Сиднев, 1985) от 0 до +180 м. Наиболее вероятной принята отметка +100 м (Свиточ, 2014). Таким образом, во всех ситуациях вода из любого океана должна была подняться с нулевой отметки до отметки +100 м. Это можно было сделать только с помощью мощных насосов и атомной электростанции. Реки доставить воду на отметку +100 м не могли, т.к. они текут под действием силы тяжести только вниз. Поэтому гипотеза о том, что океанская вода создала Акчагыльское море, на наш взгляд ошибочна.

Возражение №2. Продолжительность акчагыльского периода составляет 1,5 млн лет (с 3,3 млн л.н. до 1,8 млн л.н.) (Свиточ, 2014). Если за отрезок времени 1,5 млн лет вода из океана втекала в Каспийское море хотя бы 100 тыс. лет, то соленость воды в указанном море повысилась бы до предельного значения, и на дне моря образовался бы толстый слой эвапоритов, как это произошло в Средиземном море в период мессинского кризиса. В Акчагыльском же море за весь период соленость воды повышалась только до 25‰ (Свиточ, 2014).

Возражение №3. В ситуации повышения концентрации воды до состояния рапы, в море произошла бы экологическая катастрофа с летальным исходом для многих видов морской фауны. Но признаков катастроф экологи не обнаружили.

Возражение №4. Определенное сомнение вызывает принятое положение уровня моря от отметки +100 до +180 м. При таких отметках уровня Каспийское море соединилось бы с Черным морем и образовалось бы море типа Паратетис. Но этого так же не установлено.

В заключение настоящего раздела отметим следующее: применять статистические методы для анализа гидрологических процессов в древних каспийских морях невозможно, поскольку нет необходимого массива данных натурных наблюдений. В настоящее время известны, в основном, единичные отметки уровня этих морей, как правильно, максимальные. При этом результаты, полученные различными исследователями, часто весьма противоречивы. Так различные группы ученых дали два заключения для уровня Акчагыльского моря: +170 м и 0 м. Ранее мы показали, что локальная (местная) отметка «уровня» состоит из двух составляющих – эвстатического уровня и вертикальных тектонических движений земной коры (Esin et al., 2013). Данной методикой исследований для условий Средиземного моря нам удалось выделить эвстатическую составляющую из многих локальных кривых и рассчитать тектонические движения различных участков дна моря в голоцене. Для древних каспийских морей это сделать невозможно из-за скудности данных. Поэтому мы считаем, что на данном этапе исследований целесообразно создать физическую картину гидрологических процессов, основанных на физических законах – испарении воды и изменения площади моря.

 

Результаты и обсуждение

Расчет параметров процесса осолонения воды в Акчагыльском море 

Оценим объем воды в Акчагыльском море. Для этого определим максимальную отметку уровня воды в море, при которой объем испаряющейся воды равен объему поступающей воды. В такой ситуации площадь моря не изменяется.

Площадь Акчагыльского моря равна 970000 км2, коэффициент испарения в ледниковый период принимаем на 20–30% меньше современного (Кислов, Торопов, 2006). Он равен 810-4 км/год. Умножив площадь моря на коэффициент испарения, получим объем воды, поступающей в море в условиях его максимального уровня. Этот объем равен 776 км3/год. Таким образом, чтобы сформировать море площадью 970000 км2 нужно сбрасывать в него ежегодно примерно 780 км3 воды. Естественный сток в Каспийское море Волги и малых рек составляет 300 км3/год (Янина, 2012). Следовательно, еще не хватает 480 км3/год. Такой объем должен поступать из океана (в расчетах мы приняли гипотезу о том, что Акчагыльское море создала океанская вода, поступающая из неизвестного океана), чтобы площадь моря не изменилась. По зависимости площади моря от отметки уровня воды S=S(h) Каспийского моря указанной площади моря соответствует отметка уровня H=+63 м (рис. 2). Отметим, что по данным наших исследований (Esin, Esin, 2018) рельеф суши за последние 10 млн лет в изучаемом районе изменился незначительно. Наша оценка положения уровня моря (+63 м) более точная, чем оценка других авторов, поскольку она не противоречит факту значительного удаления западной части береговой линии моря от Черного моря.

 

Рис. 2. Зависимость площади Акчагыльского моря S от отметки его уровня

Fig. 2. Dependence of the Akchagyl Sea area S on the mark of its level

Объем воды в Акчагыльском море состоит из двух составляющих. Одной из них является объем воды в современном море. Другой объем составляет вода, поднятая над всей площадью моря.

Объем воды в современном море равен 78000 км3 (Свиточ, 2014). Объем воды выше отметки 0 м составляет (с избытком) величину 970000 км2 × 0,063 км = 61110 км3. Объем всей воды в море равен 139110 км3. Соленость воды в океане примем равной 35‰ или 35 кг соли на 1 м3 воды. В объеме воды, поступающей из океана, в течение года содержится 481010 м3×35 кг/м3 = 16,81012 кг соли. Эта соль перемешивается в объеме воды, равном 139110109. Разделив объем соли, поступающей в море в течение года, на объем воды в море, получим, что за год соленость воды в море повышается на 0,12‰. Следовательно, за 100 лет соленость воды увеличится на 12‰, за 250 лет – на 30‰, за 1000 лет – на 120‰. Как видно, в условиях регулярного поступления океанской воды в Каспийское море и её испарения через 1 тысячу лет морская вода превратится в рапу, и в ней погибнут все морские гидробионты. Еще через 500 лет соленость достигнет предельной концентрации и на дно начнут откладываться слои эвапоритов. Это всё известно по процессам, протекавшим в Средиземном море во время мессинского соляного кризиса.

Теперь сравним результаты расчетов с результатами геологических исследований. Результаты исследований различных авторов собраны в монографии А.А. Свиточа (2014). По этим материалам динамика изменения солености воды была таковой. В начале раннеакчагыльской эпохи соленость воды не превышала 5–9‰. Позже соленость воды повысилась до 18–19‰. По данным Чепалыги (1980) соленость воды в акчагыльское время достигла значения 20–25‰. Сравнение результатов расчетов и результатов геологических исследований показывает следующее. Максимальное значение – 25‰ соленость воды могла достигнуть всего за 200 лет, а акчагыльское море существовало 1,5 млн лет. Отсюда следует, что течение океанской воды продолжалось очень короткое время, и Акчагыльское море создала вода, поступающая из другого источника. Если допустить, что соленость, втекающей в море воды, была на порядок ниже, не 0,12‰, а 0,012‰, то для этого приток соленой воды следует уменьшить так же на порядок и принять его равным не 480 км3/год, а 48 км3/год, а объем пресной воды принять равным 480 - 48 = 432 км3/год. В рамках принятого нами допущения продолжительность процесса повышения солености воды в море до 25‰ увеличивается на порядок и будет равным 2000 лет. Но это тоже слишком короткий отрезок времени. Если допустить, что в море втекла ещё более пресная вода, с соленостью 0,00012‰, то продолжительность цикла повышения солености увеличивается до 200 тыс. лет, что уже ближе к продолжительности трансгрессии. В целом же расчеты показывают, что создавала трансгрессию пресная вода, а соленая океанская вода втекала в море на её начальной стадии. В этот период в результате испарения уровень моря мог быть ниже уровня океана, и в такой ситуации вода из океана могла течь вниз, в море.

Нашу точку зрения на процесс трансгрессии подтверждают исследования П.В. Федорова (1957), который считает, что незначительное повышение солености воды в море могло произойти в результате поступления соли из залива Кара-Богаз-Гол и из соленых куполов Северного Прикаспия. По его расчетам только из соленых куполов может поступать в море 3,5 млн т соли.

Можно заключить, что результаты геологических исследований показали, что нет ни одного признака того, что в Каспийском море в течение значительного времени втекала вода из океана. В акчагыльское время не было катастрофического повышения солености, которое привело бы моря к экологической катастрофе, не формировались эвапориты, не установлена высокая концентрация соли в морской воде. За сотни тысяч лет акчагыльской трансгрессии в Каспийском море были бы принесены из океана миллионы тон соли. Соль покрыла бы толстым слоем всё дно моря. Но этого явления не было. Следовательно, гипотезы о том, что Акчагыльское море создала вода, текущая вверх против действия силы тяжести из неизвестного океана, неприемлемы. Наши расчеты показали, что река действительно не текла из океана в море. Расчеты показывают так же, что в Каспийское море втекала небольшая река, приносящая соленую воду, но эта вода не оказала серьезного влияния на механизм трансгрессии. Трансгрессию создала пресная вода, поступающая из другого источника.

Рассмотрим еще один важный вопрос, касающийся механизма регрессии и как будто противоречащий сделанным в настоящей статье выводам. Известно (История…, 1986), что в конце акчагыла во время регрессии произошло значительное распреснение морской воды. Это связывают с прекращением поступления соленых океанских вод (Свиточ, 2014) и их распреснением при поступлении в водоем. Но на самом деле процесс осолонения воды не зависит от того, какая вода поступает в водоем – сильно солёная или слабо солёная. Средняя соленость воды в водоеме определяется количеством соли, растворенной во всем объеме воды. Соленость С определяется формулой  и имеет размерность кг/м3 или т/км3. Во время регрессии отметка уровня водоема уменьшается, следовательно, объем воды в нем уменьшается, а количество соли, растворенной в воде, не изменяется. Следовательно, во время регрессии отношениеувеличивается, поскольку уменьшается W. Во время трансгрессии, если втекает пресная вода, всё происходит наоборот – величина W увеличивается, а значение P не изменяется, и происходит распреснение воды в водоёме. В рассматриваемом случае, если происходило распреснение всей воды в водоёме, то это означает, что в это время происходила трансгрессия уровня. Если же уровень водоема понижался, то происходило локальное распреснение в северной части моря (Свиточ, 2014) и это распреснение нельзя связывать с общим распреснением воды в море. В это время в море в целом происходило осолонение при распреснении воды в мелководных прибрежных акваториях.

 

Некоторые характеристики каспийских трансгрессивных морей

Нами (Esin et al., 2016) показано, что за последние 10 млн лет в Каспийско-Черноморском регионе не произошло каких-либо изменений шельфа, за исключением воздымания Кавказских гор на восточной границе региона и образования пролива Босфор, изменившего движение воды во многих реках. Этот вывод был сделан на основании наших расчетов, показавших, что береговая линия древнего Сарматского моря, находящаяся на отметке +(115–120) м и береговая линия современного Черного моря, образованная поднятием его уровня на отметку +120 м очень близки друг к другу. Это может произойти только в том случае, если отметки береговой линии изменились за миллионы лет незначительно. Эта закономерность дает возможность делать приблизительные расчеты параметров древнего Черного моря по современному рельефу. В частности, это позволяет принять в расчетах, что современная зависимость площади моря S от отметки уровня H (S=S(H)) близка к зависимости S=S(H′) древнего моря.

Определим примерный расход воды в реке, втекающей в Каспийское море, и определивший высоту подъёма уровня во время акчагыльской трансгрессии, используя следующую закономерность. При заполнении водой депрессии площадь водоема увеличивается, уровень поднимается и величина испарения возрастает до той отметки уровня, при которой объем втекающей воды равен объему испаряющейся воды. На такой отметке образуется стабильный уровень трансгрессивного моря. Умножим площадь моря на коэффициент испарения в настоящее время с поправкой на более холодный климат во время таяния ледников (Кислов и др., 2006). Современный коэффициент испарения равен 10-3 км/год, с учетом поправки принимаем его равным 810-4 км/год. Умножив его на площадь Акчагыльского моря S = 969900 км2, получаем годовой объём поступающей в море воды: W = 775,9 км3/год ≈ 776 км3/год. По зависимости S=S(H) (рис. 2) определяем значение максимальной отметки уровня: H = 63 м. На наш взгляд это значение отметки уровня более точное, чем известные в литературе значения, поскольку оно рассчитано по надежно изученной береговой линии Акчагыльского моря, а не по отдельным его пунктам.

Представим данные по другим каспийским трансгрессивным морям, где обозначено:

S – площадь моря, W – объем втекающей воды, H – отметка уровня моря по результатам геологических исследований, – отметка уровня моря по нашим расчетам, t – время. Параметры морей даем по монографии Свиточа (2014). Как известно, Акчагыльское море было первым трансгрессивным морем. Следующей трансгрессией была апшеронская.

Апшеронская трансгрессия: t = 1,8–0,7 млн.л.н., S = 835000 км2, W = 668 км3/год, H = 60–80 м, H = 36 м.

Бакинская трансгрессия: t = 1380–480 тыс.л.н., S = 750000 км2, W = 600 км3/год, H = 40 м, H = 17 м.

Урупджикская трансгрессия: S = 338000 км2, W = 668 км3/год, H = 0 м, H = 26 м.

Раннехазарская трансгрессия: t = 300–250 тыс.л.н., H = +(10–15) м, H = 0 м.

Раннехвалынская трансгрессия: t = 70–40 тыс.л.н., S = 872000 км2, W = 698 км3/год, H = 46–50 м, H = 48 м.

Для сравнения приведем известные данные о морях Паратетиса. Сарматское море-озеро: S = 2750000 км2, W = 2200 км3/год, H = 115–120 м.

Анализ представленных данных показывает, что значение H и H отличаются друг от друга. Нам представляется, что значения H более точные. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что значение отметки уровня H трансгрессивных морей во времени уменьшается, за исключением ситуации с раннехвалынской трансгрессией. Во время раннехвалынской трансгрессии отметка уровня моря H увеличилась по сравнению с раннехазарской трансгрессией на 48 м. Снижение отметок уровня свидетельствует о том, что после каждой трансгрессии отметки дна пролива Маныч уменьшаются в результате эрозии. В этой ситуации отметка уровня трансгрессивного моря определяется отметкой дна пролива Маныч. Выше этой отметки уровень воды не повышается, поскольку вода, поднимающаяся к проливу, перетекает через него в Азовское море и далее в Средиземное море. По этой причине рассчитать максимальное значение W невозможно, но понятно, что это значение может быть значительно больше, чем дали расчеты.

Подъем уровня раннехвалынского моря почти на 48 м можно объяснить тем, что за промежуток времени между трансгрессиями раннехазарской и раннехвалынской пролив мог быть заилен осадком в результате эоловых процессов, а так же был поднят вверх в результате тектонических движений земной коры. Воздымание суши вверх в это время показано в монографии А.А. Свиточа (2014).

Оценить значение Wmax можно по объему воды, поступающей в Сарматское море. Как видно, чтобы понять уровень этого моря на отметку 115–120 м нужно, чтобы в море втекало до 2200 км3/год воды. Ранее по процессам, протекавшим в раннехвалынском море, Чепалыга (2006) определил, что дополнительный объем ледниковой воды, поступающей в Черное и Каспийское моря, составляет 1400 км3/год. Если к этому объему добавить естественный сток рек в указанное море, то получим цифру, близкую к 2200 км3/год. Следовательно, этот объем характеризует гидродинамические процессы в Черноморо-Каспийском регионе во время таяния ледников. Он в несколько раз больше естественного стока рек в указанное море.

В современной литературе описаны признаки или прямые свидетельства ледникового периода в эпоху акчагыла. С.А. Ковалевский (1944) и Н.Д. Коваленко (1971) отмечали крупные и материковые оледенения, а так же общее похолодание. А.И. Москвитин (1962) показал, что акчагыльская трансгрессия была вызвана притоком ледниковых вод. В акчагыльских осадках были обнаружены остатки морени и ленточной глины. В это время на северной периферии моря располагалась перигляциальная тундра. Косвенными подтверждениями ледникового периода являются серия трансгрессий, обусловленных ледниковой водой, до акчагыльского времени и после него вплоть до позднехвалынской трансгрессии.

 

Некоторые закономерности хода уровней Черного и Каспийского морей в плейстоцене

Вопрос о ходе уровней Черного и Каспийского морей в плейстоцене обсуждался в литературе весьма длительное время. Теперь, на основании наших исследований не трудно ответить на поставленный вопрос.

Во время таяния ледников пресная вода поступает в Черное и Каспийское моря. Нами показано (Esin et al., 2010), для того чтобы пропустить поступающий объем воды, уровень воды в проливе Босфор может подняться на несколько метров. После этого вся приходящая вода будет перетекать в Средиземное море, никак не влияя на уровень воды в Каспийском море, а уровень Черного моря поднимется вместе с уровнем воды в проливе Босфор.

Каспийское море, в отличие от Черного, является замкнутым водоемом до отметок дна пролива Маныч. Поэтому по мере поступления воды Каспийская депрессия будет наполняться водой. Наполнение будет происходить до того момента, когда отметка уровня моря не сравняется с отметкой дна пролива Маныч. После этого по мере испарения море будет заполняться поступающей водой, а излишняя вода будет вытекать через пролив Маныч в Азовское море. При этом возможны флуктуации уровня воды, связанные с флуктуациями климата. Эти флуктуации будут охватывать отметки уровня от отметок дна пролива Маныч и ниже. Отметка дна пролива в такой ситуации стала верхней отметкой изменения уровня моря.

Таким образом, можно заключить, что уровень Черного моря в период таяния ледников будет определяться двумя параметрами: уровнем Мраморного моря, к которому следует прибавить подъем уровня воды в проливе Босфор, зависящий от интенсивности поступления воды в Черное море. Уровень же Каспийского моря определяется иными факторами: отметкой дна пролива Маныч и величиной отрицательного значения пресноводного баланса моря. При этом отметка дна пролива Маныч будет определять верхнюю границу повышения уровня, а отрицательное значение пресноводного баланса будет определять нижнюю границу положения уровня.

Как видим, ход уровней Черного и Каспийского морей определяется действием совершенно разных факторов. По этой причине не может быть какой-либо корреляции между ходом уровней указанных морей в акчагыльскую эпоху. Можно заключить, что не было корреляции между ходом уровней Черного и Каспийского морей и во время существования других каспийских трансгрессивных морей, поскольку механизм этих трансгрессий был таким же, как и механизм акчагыльской трансгрессии.

 Рис. 3. Ход уровней Черного и Каспийского морей в конце позднего плейстоцена и голоцена
(Балабанов, 2009; Свиточ и др., 2010)
1 – уровень Черного моря, 2 – уровень Каспийского моря, 3 – эпоха поступления каспийских вод в Азово-Черноморский бассейн, 4 – фландрская трансгрессия, 5 – ательская регрессия, 6 – раннехвалынская регрессия

Fig. 3. The course of the levels of the Black and Caspian Seas at the end of the Late Pleistocene and Holocene (Balabanov, 2009; Svitoch et al., 2010)
1 – level of the Black Sea, 2 – level of the Caspian Sea, 3 – epoch of Caspian water inflow into the Azov-Black Sea basin, 4 – Flanders transgression, 5 – amateur regression, 6 – Early Khvalyn regression

 

По результатам натурных наблюдений построены графики изменения уровней указанных морей в последние 18 тыс. лет (рис. 3). Как видно, в ход уровней следовало бы внести некоторые уточнения, учитывающие то обстоятельство, что в течение трансгрессивного состояния Каспийского моря происходило углубление пролива Маныч и, соответственно, уменьшения значений максимальных трансгрессий Каспийского моря. Но такого понижения уровня не могло быть в период, когда вершина пролива Маныч оказалась ниже уровня Каспийского моря и эрозия его дна прекратилась.

 

Работа выполнена в рамках госзадания по теме № 0149-2019-0014.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

 

Список литературы

  1. Аллисон А., Палмер Д. Геология: наука о вечно меняющейся Земле. – М.: Мир, 1984. – 555 с.
  2. Балабанов И.П. Палеогеографические предпосылки формирования современных природных условий и долгосрочный прогноз развития голоценовых террас Черноморского побережья Кавказа. – Владивосток: Дальнаука, 2009. – 352 с.
  3. История неогеновых моллюсков Паратетиса. – М.: Наука, 1986. – 208 с.
  4. Кислов А.В., Торопов П.А. Моделирование изменений уровня Черного и Каспийского морей при различных климатических условиях прошлого // Вестн. Моск. Ун-Та. Сер. 5. География. 2006. №6. С. 9–13.
  5. Ковалевский С.А. Великая акчагыльская трансгрессия и ее участие в формировании продуктивной толщи // Изв. Аз. ФАН СССР. 1944. № 5.
  6. Коваленко Н.Д. Споро-пыльцевая характеристика верхнеплиоценовых отложений Северного Прикаспия и Саратовского Заволжья // Стратиграфия неогена востока Европейской части СССР. – М.: Недра, 1971. – С. 99–109.
  7. Милановский E.E. К палеогеографии Каспийского бассейна в среднем и начале позднего плиоцена (балаханский и акчагыльский века) // Бюлл. МОИП. Oтд. геол. 1963. Т.38, №3. С. 77–86.
  8. Москвитин А.И. Плейстоцен Нижнего Поволжья // Тр. ГИН АН СССР. 1962. Вып. 64. – 264 с.
  9. Свиточ А.А. Большой Каспий: строение и история развития. – М.: МГУ, 2014. – 271 с.
  10. Свиточ А.А., Янина Т.А., Новикова Н.Г., Соболев В.М., Хоменко А.А. Плейстоцен Маныча (вопросы строения и развития). – М.: Географиче-ский факультет МГУ, 2010 – 136с.
  11. Сиднев А.В. История развития гидрографической сети плиоцена в Предуралье. – М.: Наука, 1985. – 224с.
  12. Федоров В.П. Стратиграфия четвертичных отложений и история развития Каспийского моря // Тр. Геол. ин-та АН СССР. 1957. Вып.10. – 308с.
  13. Чепалыга А.Л. Палеогеография и палеоэкология бассейнов Черного и Каспийского морей (Понто-Каспия) в плиоплейстоцене: Автореф. дис. докт. геогр. наук. ‒ М., 1980. ‒ 45 с.
  14. Чепалыга А.Л. Эпоха экстремальных затоплений // В мире науки. 2006. №5. С. 60–67.
  15. Янина T.A. Неоплейстоцен Понто-Каспия. ‒ М.: Изд. МГУ, 2012. ‒ 263 с.
  16. Esin N.V., Esin N.I. The formation of deep sea features during conditions of meditranean sea desiccation and appearange of negative pressure in the earth’s mantle // IGCP 610 “From the Caspian to Mediterranean: Environmental Change and Human Response during the Quaternary”, Turkey. P. 50–52.
  17. Esin N.V., Esin N.I., Yanko-Hombach V.V., Frolov A.S. The evolution of the Akchagylian sea area and coastline based upon mathematical modeling // In: “Proceedings of the fourth plenary conference IGCP 610 “From the Caspian to Mediterranean: environmental change and human response during the Quaternary” (2013–2017). 2016. P.63–
  18. Esin N.V., Zatsepin A.G., Esin N.I. The Black Sea and World Ocean Levels Change during the Holocene // Holocene: Perspectives, Environmental Dynamics and Impact Events. ‒ Hauppauge, N.Y.: Nova Science Publishers, 2013. ‒ P.89–
  19. Esin N.V., Yanko-Hombach V.V, Kukleva O.V. Mathematical model of the Late Pleistocene and Holocene transgressions of the Black Sea // Quaternary International. 2010. V.225. P.180– DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2009.11.014
  20. Esin N.V., Yanko-Hombach V.V., Esin N.I. Evolutionary mechanisms of the Paratethys sea and its separation into the Black sea and Caspian sea // Quarternary International. V.465. P. 46–53. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2016.06.019

Статья поступила в редакцию 26.07.2019
После доработки 22.10.2019
Статья принята к публикации 23.10.2019

 

Об авторах

Есин Николай Васильевич – Nikolay V. Esin

доктор географических наук
главный научный сотрудник, Южное отделение ФГБУН «Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН», Геленджик, Россия (Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia), Лаборатория экологии

ovos_oos@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-6434-5938

Есин Николай Игоревич – Nikolay I. Esin

кандидат физико-математических наук
научный сотрудник, Южное отделение ФГБУН «Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН», Геленджик, Россия (Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia), Лаборатория экологии

esinnik@rambler.ru

https://orcid.org/0000-0002-2961-4765

Подымов Игорь Семенович – Igor S. Podymov

кандидат технических наук
ведущий научный сотрудник, Южное отделение ФГБУН «Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН», Геленджик, Россия (Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia), Лаборатория экологии

ipodymov@inbox.ru

https://orcid.org/0000-0003-3138-0811

Лифанчук Анна Викторовна − Anna V. Lifanchuk

кандидат биологических наук
младший научный сотрудник, Южное отделение ФГБУН «Институт океанологии им.П.П.Ширшова РАН», Геленджик, Россия (Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia), Лаборатория экологии

lifanchuk.anna@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-9953-7374

Мельникова Ирина Васильевна − Irina V. Melnikova

инженер, Южное отделение ФГБУН «Институт океанологии им.П.П.Ширшова РАН», Геленджик, Россия (Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia), Лаборатория экологии

irinamelnikova06@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-0226-2541

Корреспондентский адрес: Россия, 353467, Краснодарский край, г. Геленджик, ул. Просторная, д. 1-г, ЮО ИОРАН. Телефон (861)41-280-89.

 

ССЫЛКА:

Есин Н.В., Есин Н.И., Подымов И.С., Лифанчук А.В., Мельникова И.В. Механизмы образования каспийских трансгрессивных морей в плейстоцене // Экология гидросферы. 2019. № 1 (3). С. 13–23. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/144

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2019-1(3)-13-23

 

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

 

Formation mechanisms of the Caspian transgressive seas in the Pleistocene

Nikolay V. Esin, Nikolay I. Esin, Igor S. Podymov, Anna V. Lifanchuk, Irina V. Melnikova

Shirshov Institute of Oceanology RAS, Southern Branch (Gelendzhik, Russia)

The basis of the theory of evolution of transgressive the Akchagyl Sea is based on the hypothesis that the transgression was created by water coming from an as yet unidentified ocean. This causes some doubt due to the fact that in the Akchagyl time the ocean level was about 100 m below sea level. The article calculates changes in salinity in the sea. A comparison of the results of calculations with geological data shows that in reality the salinity of the water entering the sea was 2–3 orders of magnitude lower than the salinity of ocean water. Theoretically, only in 1000 years, the salinity of seawater was supposed to increase to 120‰, and geological studies showed that during the whole time of transgression the salinity of the water was not higher than 25‰. This indicates that during the transgression the water came not from the ocean, but from melting glaciers, i.e. water theoretically could not flow upwards, and it never really flowed upwards.

Key words: the Akchagyl Sea; the Black Sea; Caspian Sea; transgression; the Paratethys Sea.

 

References

  1. Allison A., Palmer D. Geologiya: nauka o vechno menyayushchejsya Zemle [Geology: the science of the ever-changing Earth]. Mir, Moscow, 1984. 555 p. (in Russ.)
  2. Balabanov I.P. Paleogeograficheskie predposylki formirovaniya sovremennyh prirodnyh uslovij i dolgosrochnyj prognoz razvitiya golocenovyh terras CHernomorskogo poberezh'ya Kavkaza [Paleogeographical prerequisites for the formation of modern natural conditions and a long-term forecast for the development of Holocene terraces of the Black Sea coast of the Caucasus]. Dal'nauka, Vladivostok, 2009. 352 p. (in Russ.)
  3. Chepalyga A.L. Epoha ekstremal'nyh zatoplenij [The era of extreme flooding]. V mire nauki [In the world of science]. №5. P. 60–67. (in Russ.)
  4. Chepalyga A.L. Paleogeografiya i paleoekologiya bassejnov CHernogo i Kaspijskogo morej (Ponto-Kaspiya) v plioplejstocene [Paleogeography and paleoecology of the basins of the Black and Caspian Seas (Ponto-Caspian Sea) in the Plio-Pleistocene]. PhD Dissertation abstract. Moscow, 1980. 45 p. (in Russ.)
  5. Esin N.V., Esin N.I. The formation of deep-sea features during conditions of meditranean sea desiccation and appearange of negative pressure in the earth’s mantle. In: IGCP 610 “From the Caspian to Mediterranean: Environmental Change and Human Response during the Quaternary”, Turkey. 2018. P. 50–52.
  6. Esin N.V., Esin N.I., Yanko-Hombach V.V., Frolov A.S. The evolution of the Akchagylian sea area and coastline based upon mathematical modeling. In: “Proceedings of the fourth plenary conference IGCP 610 “From the Caspian to Mediterranean: environmental change and human response during the Quaternary” (2013–2017). 2016. P. 63–65.
  7. Esin N.V., Yanko-Hombach V., Kukleva O.V. Mathematical model of the Late Pleistocene and Holocene transgressions of the Black Sea. Quaternary International. 2010. V.225. P. 180–190. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2009.11.014
  8. Esin N.V., Yanko-Hombach V.V., Esin N.I. Evolutionary mechanisms of the Paratethys sea and its separation into the Black sea and Caspian Sea. Quarternary International. 2018. V.465. P. 46–53. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2016.06.019
  9. Esin N.V., Zatsepin A.G., Esin N.I. The Black Sea and World Ocean Levels Change during the Holocene. In: Holocene: Perspectives, Environmental Dynamics and Impact Events. Nova Science Publishers, Hauppauge, New York, 2013. P. 89–100.
  10. Fedorov V.P. Stratigrafiya chetvertichnyh otlozhenij i istoriya razvitiya Kaspijskogo morya [Stratigraphy of Quarternary deposits and history of the Caspian Sea evolution]. Trudy Geologicheskogo instituta AN SSSR [Proceedings of the Geological Institute of the USSR Academy of Sciences]. V.10. 308 p. (in Russ.)
  11. Istoriya neogenovyh mollyuskov Paratetisa. [The history of Neogene mollusks Paratethis]. Nauka, Moscow, 1986. 208 p. (in Russ.)
  12. Kislov A.V., Toropov P.A. Modelirovanie izmenenij urovnya CHernogo i Kaspijskogo morej pri razlichnyh klimaticheskih usloviyah proshlogo [Modeling changes in the level of the Black and Caspian Seas under different climatic conditions of the past]. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seria 5, Geografia [Moscow University Bulletin. Series 5, Geography]. №6. P. 9–13. (in Russ.)
  13. Kovalenko N.D. Sporo-pyl'cevaya harakteristika verhnepliocenovyh otlozhenij Severnogo Prikaspiya i Saratovskogo Zavolzh'ya [Spore-pollen characteristics of the Upper Pliocene sediments of the Northern Caspian and Saratov Trans-Volga] In: Stratigrafiya neogena vostoka Evropejskoj chasti SSSR [Neogene stratigraphy of the east of the European part of the USSR]. Nedra, Moscow, 1971. P.99– (in Russ.)
  14. Kovalevskij S.A. Velikaja akchagyl’skaja transgressija i ee uchastie v formirovanii produktivnoj tolshhi [Great Akchagyl transgression and its participation in the formation of productive strata]. Izvestiya Azerbajdzhanskogo filiala Akademii nauk SSSR [News of the Azerbaijan branch of the USSR Academy of Sciences]. 1944, №5 (in Russ.)
  15. Milanovskij E.E. K paleogeografii Kaspijskogo bassejna v srednem i nachale pozdnego pliocena (balahanskij i akchagyl'skij veka) [Paleogeography of the Caspian basin in the middle and early Late Pliocene (Balakhan and Akchagyl centuries)]. Byulleten' moskovskogo obshchestva ispytatelej prirody. Otdel geologicheskij. [Moscow Society of Naturalists Section Geology]. V.38, №3. P.77–86. (in Russ.)
  16. Moskvitin A.I. Plejstocen Nizhnego Povolzh’ja [Lower Volga Pleistocene]. Trudy Geologicheskogo instituta AN SSSR [Proceedings of the Geological Institute of the USSR Academy of Sciences]. Izd-vo AN SSSR, Moscow, 1962, Vol. 64. 264 p. (in Russ.)
  17. Sidnev A.V. Istoriya razvitiya gidrograficheskoj seti pliocena v Predural'e [The history of the development of the hydrographic network of the Pliocene in the Cis-Urals]. Nauka, Moscow, 1985. 224 p. (in Russ.)
  18. Svitoch A.A. Bol’shoj Kaspij: stroenie i istorija razvitija [Big Caspian: the structure and history]. Izd-vo MGU, Moscow, 2014. 271 p. (in Russ.)
  19. Svitoch A.A., Yanina T.A., Novikova N.G., Sobolev V.M., Khomenko A.A. The Pleistocene of the Manych (structure and evolution). Geographical faculty MSU, Moscow, 2010. 136 p. (in Russ).
  20. Yanina T.A. Neoplejstocen Ponto-Kaspiya [Neopleistocene Ponto-Caspian]. Izd. MGU, Moscow, 2012. 263 p. (in Russ.)

 

Authors

Esin Nikolay V.

Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia

ovos_oos@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-6434-5938

Esin Nikolay I.

Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia

esinnik@rambler.ru

https://orcid.org/0000-0002-2961-4765

Podymov Igor S.

Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia

ipodymov@inbox.ru

https://orcid.org/0000-0003-3138-0811

Lifanchuk Anna V.

Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia

lifanchuk.anna@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-9953-7374

Melnikova Irina V.

Southern branch of the P.P. Shirshov Institute of Oceanology RAS, Gelendzhik, Russia

irinamelnikova06@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-0226-2541

 

ARTICLE LINK:

Esin N.V., Esin N.I., Podymov I.S., Lifanchuk A.V., Melnikova I.V. Formation mechanisms of the Caspian transgressive seas in the Pleistocene. Hydrosphere Еcology. 2019. № 1 (3). P. 13–23. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/144

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2019-1(3)-13-23

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@hydrosphere-ecology.ru

 

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

 

На ГЛАВНУЮ

К разделу ПУБЛИКАЦИИ

 



ВЫПУСКИ ЖУРНАЛА
ПУБЛИКАЦИИ
ТЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗДЕЛЫ
КОНФЕРЕНЦИИ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ВИДЕОМАТЕРИАЛЫ
НАШИ ПАРТНЕРЫ
ENGLISH SUMMARY


  Эл № ФС77-61991 от 2 июня 2015 г.

  ISSN 2587-9367

  Издатель -
  Камнев Александр Николаевич.

  Адрес издательства - 123298,
  г. Москва, ул.Берзарина, д.16.

Все права защищены (с)
Экология гидросферы
http://hydrosphere-ecology.ru/