Динамика вертикальных движений земной коры в голоцене


Dynamic of the Earth crust vertical movements during the Holocene

Есин Н.И., Хортов А.В. 

Nikolay I. Esin, Alexey V. Khortov

Институт океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Москва, Россия)
 

Shirshov Institute of Oceanology RAS (Moscow, Russia)
 

УДК 551.46

Данная работа представляет собой комплекс теоретических исследований динамики локальных вертикальных движений земной коры. В статье предложена методика разделения локальных кривых изменения уровня моря на эвстатическую и тектоническую составляющие. Представлены результаты расчётов динамики локальных вертикальных перемещений участков побережья Средиземного моря в голоцене с использованием материалов геологических исследований. Представлены данные спутниковых измерений скоростей современных тектонических движений. Выполнено сопоставление расчётных значений и спутниковых измерений.

Ключевые слова: Чёрное море; Средиземное море; тектоника; уровень моря.

This work is a complex of theoretical studies of the dynamics of local vertical earth's crust movements. The article proposes a method for separating local curves of sea level change into eustatic and tectonic components. The results of calculations of the dynamics of the local Mediterranean coast vertical movements in the Holocene using materials from geological studies are presented. The data of satellite measurements of the current tectonic movement velocities are presented. The calculated values and satellite measurements are compared.

Keywords: Black Sea; Mediterranean Sea; tectonics; sea level.

Введение

Исследования колебаний уровня Мирового океана и внутренних морей в геологическом прошлом, проводимые многими странами с начала пятидесятых годов прошедшего столетия, дали совершенно неожиданные результаты. Обработка геологических материалов, полученных на различных участках побережья и шельфа одного и того же моря, показала, что кривые хода уровня моря существенно отличаются друг от друга, как будто уровень моря на различных участках акватории изменялся по-разному. Так, например, кривые «хода уровня» Чёрного моря (Балабанов, 2009) для последних 20 тысяч лет на многие десятки метров отличаются, что противоречит физическим законам перемещения водных масс.

К концу прошлого века стало понятным, что на самом деле полученные ранее кривые описывают изменения уровня моря относительно вертикальных движений земной коры. При этом кривым, каждая из которых получена по материалам с отдельного небольшого участка побережья, дали название «локальные кривые хода уровня». Они показывают, как в прошлом изменялся уровень водоёма относительно этих участков побережья. Однако не все исследователи разделяют мнение о существенной роли тектоники. Множество кривых являются компиляцией (объединением) отметок положения уровня моря, полученных для разных участков побережья (на каждом из которых происходили свои процессы вертикальных перемещений земной коры и осадков) и соединенных одной линией. Такие кривые, по нашему мнению, не несут в себе какой-либо полезной информации об этих процессах, они лишь запутывают исследователей. Данные, на основе которых построены эти кривые, требуют пересмотра в соответствии с их локальной принадлежностью.

Современные методы спутниковой альтиметрии позволяют с достаточно хорошей точностью измерять (усредненные за несколько лет) скорости вертикальных тектонических движений в точках земной поверхности. В научной литературе появляется все больше сведений о том, что скорости вертикальных движений земной коры у берегов морей часто превышают скорость эвстатического изменения уровня моря (Garcia et al., 2012; Бабешко и др., 2020). Поэтому изучение движений земной коры, их пространственно-временной изменчивости и их влияния на прибрежные процессы является важным аспектом экономики прибрежных стран. Текущие скорости движений земной коры можно измерить, инструментальные наблюдения с достаточной точностью проводятся на протяжении последних ~20 лет. Но чтобы понять динамику этого процесса в тысячелетних масштабах, современного инструментального периода спутниковых измерений недостаточно. Для этого, чтобы заглянуть в прошлое процессов вертикальных перемещений участков побережья морей и океанов мы разработали метод разделения локальных кривых хода уровня водоёма на эвстатическую и тектонические составляющие, и реализовали его на основе имеющихся в литературе данных о локальных изменениях уровня Средиземного моря.

Методы и подходы

Каждая локальная кривая хода уровня отдельно взятого моря содержит в себе информацию об эвстатическом изменении уровня моря и о вертикальном перемещении земной коры относительно их современного положения. При этом эвстатическая составляющая в каждой кривой одинакова, а тектоническая составляющая для каждого участка побережья индивидуальна. То есть каждая локальная кривая хода уровня моря представляет собой сумму двух кривых, одна из которых описывает движение поверхности земли, а другая – движение уровня моря. Таким образом, задача сводится к тому, чтобы с достаточной точностью определить эвстатическую кривую хода уровня моря, а затем из каждой локальной кривой выделить тектоническую составляющую. Первая попытка выделения эвстатики на примере Средиземного моря была сделана австралийским ученым Ламбэком (Lambeck, 2005). Его кривая (a) показана на рис. 1 зелёным цветом.

Рис. 1. Реконструкции эвстатического изменения уровня Средиземного моря в голоцене. Реконструкции выполнены при помощи разных подходов и на основе разных исходных данных

Fig. 1.Reconstructions of the Mediterranean Sea level eustatic change in the Holocene. Reconstructions were made using different approaches and based on different initial data

Позже нами (Есин, Есин, 2012; 2014) разработан альтернативный метод выделения эвстатической составляющей из группы локальных кривых. В настоящей работе по ансамблю из 27 локальных кривых рассчитан ход уровня Средиземного моря в голоцене (рис. 1, кривая синего цвета (б)). Как видно из рис. 1 две кривые весьма близки. Следует отметить, что наблюдаемое сходство кривых с их вертикальными отклонениями друг от друга в диапазоне менее 1 метра является очень хорошим совпадением, и это большая редкость в практике подобных палеогеографических реконструкций, основанных на разных данных и методах.

Разделение локальных кривых хода уровня моря на эвстатическую и тектонические составляющие

Начиная приблизительно с 7 тыс. лет назад, скорость эвстатических изменений уровня Мирового океана и связанных с ним внутренних морей уменьшилась настолько, что дальнейшие изменения уровня относительно разных участков побережья происходили преимущественно из-за вертикальных движений земной коры. Т.е. в этот период времени эвстатическая составляющая локальных изменений уровня уменьшилась настолько, что имела гораздо меньшее значение, чем суммарный эффект вертикальных движений земной коры разной природы.

Не касаясь сложнейшей проблемы возможных механизмов вертикальных и горизонтальных движений отдельных блоков земной коры, можно констатировать, что они действительно оказывают огромное влияние на изменения относительного уровня моря в голоцене. По историко-археологическим данным и по результатам непосредственных наблюдений известно, что при землетрясениях относительный уровень моря на сравнительно небольших участках побережья может мгновенно измениться на 10 м и более (Селиванов, 1996). При переходе к большим масштабам времени характерно сокращение максимальных скоростей и увеличение пространственного проявления тектонических процессов. Так, если при землетрясениях и иных тектонических катастрофах скорости вертикальных движений достигают нескольких метров в секунду, то наибольшие скорости постепенных тектонических движений в голоцене могли достигать 10 мм/год и более (Селиванов, 1996).

Локальные кривые хода уровня отличаются от эвстатического хода уровня тем, что их ординаты являются суммой, помимо эвстатического изменения уровня, также тектонических смещений земной коры и случайных процессов. Поскольку тектонические движения и случайные процессы весьма многообразны, то и локальные кривые могут иметь самую необычайную конфигурацию. Задача состоит в том, чтобы, используя локальные кривые хода уровня моря, отделить эвстатическую составляющую от тектонических движений и уменьшить результат действия случайных процессов.

Кинематическую зависимость между локальным и эвстатическим изменениями уровня моря можно записать в следующем виде:

F(t)= H(t)+ξ(t)+γ(t),                                                                   (1)

где F(t) – функция, описывающая локальные изменения уровня моря относительно некоторого участка побережья; t – время (лет назад) или возраст объектов (осадка, остатков фауны, флоры, формы рельефа и т.д.), по которым определяются положения древних береговых линий; H(t) –эвстатические изменения уровня; ξ(t) – функция, описывающая постепенные вертикальные движения земной коры; γ(t) – вклад в локальные кривые действия случайных процессов. К случайным, трудно учитываемым процессам относятся: катастрофические геоморфологические процессы и явления (землетрясения, наводнения, оползни и т.д.); перемещения береговой линии в результате абразионно-аккумулятивных процессов; ошибки в определении возраста и вертикального положения древнего уровня моря.

Постепенные вертикальные движения земной коры на протяжении тысяч лет могут изменять скорость движения и возможно даже направление движения. Такая неустойчивость (неравномерность) движений может быть отнесена к случайным процессам. Т.е. второе слагаемое правой части уравнения (1) можно записать в следующем виде ξ(t)=U|t|+δ(t), где: U – средняя скорость вертикального движения земной коры в течение некоторого рассматриваемого промежутка времени (точнее – суммарное вертикальное перемещение участка суши, делённое на время этого перемещения, положительное для воздымающегося побережья и отрицательное для опускающегося); δ(t) – слагаемое, отвечающее за неравномерность вертикальных движений земной коры. Таким образом, уравнение (1) может быть переписано в следующем виде:

F(t)= H(t)+ U|t| +ε(t),                                                             (2)

де ε(t)=γ(t)+δ(t) – суммарное действие случайных процессов γ(t), описанных выше, и неравномерностей вертикальных движений земной коры δ(t).

Представляется целесообразным показать на простейшем примере, как равномерные вертикальные движения земной коры могут искажать в локальных кривых эвстатический ход уровня водоема. В качестве примера зададим для последних 8000 лет эвстатический ход уровня в виде общей трансгрессии с двумя регрессивно-трансгрессивными циклами (рисунок 2, жирная линия чёрного цвета). Предположим, что на различных участках побережья скорости вертикальных движений земной коры разные и не изменяются во времени. Допустим, что на этих участках побережья не происходило случайных процессов. Тогда локальные кривые изменения уровня моря могут быть рассчитаны по формуле (2).

Из формулы (2) видно, что в рассматриваемом случае чтобы из эвстатической кривой хода уровня получить локальную кривую, к ординатам первой следует прибавить величину |Ut| для воздымающихся побережий и отнять ту же величину для погружающихся побережий. Полученное семейство кривых показано на рисунке 2. Такие же кривые для этих вымышленных участков побережья должны были бы получиться при идеально выполненных геологических исследованиях. Как видно, рассчитанные локальные кривые существенно отличаются от эвстатического хода уровня. При этом, чем больше значение |U|, тем больше их отличие от эвстатической кривой. При U ≥ 2 мм/год локальная кривая описывает непрерывную регрессию, а при U ≤1,5 мм/год – непрерывную трансгрессию.

Как видно из рассмотренного примера, роль вертикальных движений земной коры в локальных изменениях уровня моря может быть гораздо значительней, чем эвстатических изменений уровня. При этом, в зависимости от скорости тектонических движений смещается время начала вторичных флуктуаций уровня. Т.е. вертикальные движения земной коры даже с постоянной скоростью (не говоря уже о возможных изменениях скорости в реальных процессах) смещают в локальных кривых время начала и завершения вторичных трансгрессий и регрессий эвстатического уровня. В представленном примере одна из регрессий на воздымающемся побережье (U = 1,5 мм/год) началась 7400 лет назад, а на погружающемся побережье (U = –1 мм/год) 800 лет спустя.

Отдельная локальная кривая хода уровня моря, построенная геологическими методами, сама по себе практически не даёт информации об эвстатической составляющей процесса. Она становится информативной, если известны направление и скорость вертикальных движений земной коры в районе исследований. При этом для определения эвстатического хода уровня моря в прошлом необходимо знать, как скорость вертикального движения участка побережья изменялась во времени.

Рис. 2. Пример преобразования заданного эвстатического изменения уровня моря (утолщенная линия в центральной части рисунка) в локальные кривые вертикальными движениями земной коры. Для каждой кривой на рисунке подписана скорость движения, соответствующего ей побережья, знак (+) указывает на воздымание побережья, знак (-) – погружение побережья. Символом  обозначены локальные максимумы,  – локальные минимумы. Штриховой линией показана кривая, которая может получиться при компиляции геологических данных, полученных с разных участков побережья

Fig. 2. An example of the transformation of a given eustatic sea level change (thick line in the central part of the figure) into local curves by vertical movements of the earth's crust. For each curve in the figure, the speed of movement of the coast corresponding to it is signed the sign (+) indicates the uplift of the coast, the sign (-) indicates the sinking of the coast. The symbol denotes local maxima,  – local minima. The dashed line shows a curve that can be obtained by compiling geological data obtained from different parts of the coast

Особенно серьёзное искажение в форму локальных кривых могли вносить катастрофические процессы. Поэтому для расчетов эвстатических изменений уровня следует выбирать локальные кривые, полученные на участках побережья предположительно наименее подверженных катастрофическим процессам, т.е. с постепенными, вертикальными движениями земной коры.

Многие описанные в литературе кривые изменения уровня моря построены по материалам бурений, выполненных на разных территориях. Если все скважины, на материале которых построена такая кривая, пробурены на воздымающихся с разными скоростями участках, полученная кривая будет расположена выше эвстатического хода уровня, а её форма может кардинально отличаться от формы эвстатической кривой. Аналогичным образом, кривые изменения уровня, полученные по данным исследований на погружающихся побережьях, будут расположены ниже эвстатического хода уровня. При этом возможно получение пилообразной формы кривой, если она строится на основе компиляции данных, полученных на воздымающихся и погружающихся побережьях. Такая кривая будет многократно пересекать линию эвстатического хода уровня и её флуктуации могут иметь значительный размах, как это показано на рисунке 2. штриховой линией. Примером такой компиляции данных могут служить результаты исследований, представленные в монографии И.П. Балабанова (2009) рис. 3.

Каждая точка на рисунке 3 является отметкой уровня Чёрного моря, соответствующей определенному моменту времени. При этом одному и тому же моменту времени может соответствовать несколько точек, находящихся на разных вертикальных отметках с разницей до 50 метров. Существенный разброс точек получен потому, что исследования проводились на разных участках побережья и шельфа Чёрного моря. При этом каждому участку были присущи свои индивидуальные особенности вертикальных перемещений индикаторов положения уровня. По такому набору данных, не имеющих локальной принадлежности, невозможно построение локальных кривых хода уровня моря, а тем более невозможно построение единой кривой, описывающей его эвстатические изменения.

Рис. 3. Локальные отметки положения уровня Чёрного моря, полученные различными авторами на разных участках побережья и шельфа Чёрного моря (Балабанов, 2009)

Fig. 3. Local marks of the Black Sea level position obtained by the various authors in different parts of the coast and shelf of the Black Sea (Balabanov, 2009)

Поскольку флуктуации уровня Чёрного моря с большим размахом присутствуют в кривых многих авторов, значит существует природный механизм, создающий иллюзию большого размаха колебаний. Главную роль в этом играют вертикальные движения земной коры. Достаточно детально этот вопрос рассмотрен в статье Х. Брюкнера и др. (2010). О том, что этот механизм действует, свидетельствует уменьшение размаха колебаний по мере приближения к нулю временной шкалы. Эта закономерность наблюдается в большинстве кривых (за исключением локальных), построенных для разных морей. Так и должно быть, поскольку величина вертикального смещения осадка пропорциональна его возрасту.

Эвстатические изменения уровня Средиземного моря в голоцене

Для определения эвстатического хода уровня Средиземного моря, из литературных источников нами собрано 27 локальных кривых изменения его уровня (рис. 4). На рисунке 5 схематически указаны районы Средиземного моря, для которых разными авторами были получены представленные локальные кривые.

Рис. 4. Локальные кривые изменения уровня Средиземного моря в голоцене, полученные разными авторами

Fig. 4. Local curves of the Mediterranean Sea level change in the Holocene, obtained by different authors

Рис. 5. Участки побережья Средиземного моря, для которых получены локальные кривые хода уровня моря в голоцене, представленные на рисунке 4

Fig. 5. Areas of the Mediterranean coast, for which the local curves of sea level presented in Figure 4

Поскольку кривые относительных (локальных) изменений уровня моря, представленные разными авторами, заданы на разных промежутках времени, то в качестве расчётного промежутка времени был выбран интервал [-7000;0], в который почти полностью вписано большинство кривых. В первую очередь все кривые были заданы в виде функций F_i(t) методом сплайна третьей степени (в некоторых случаях первой степени), где i – номер кривой, участвующей в расчётах.

Локальные кривые можно сблизить, если из их ординат вычесть средние величины вертикальных перемещений побережий, т.е. найдём семейство кривых  f_i(t)= F_i(t)-U_i|t|. Согласно выражению (2), каждая f_i(t) является суммой эвстатического изменения уровня и функции, отвечающей за ошибки, вызванные случайными процессами:

f_i(t)= F_i(t)-U_i|t|=H(t)+ε_i(t)                                                          (3)

Для нахождения функций f_i(t) необходимо для каждой локальной кривой знать среднюю скорость вертикального движения побережья U_i. Определение средних скоростей U_i за промежуток времени нескольких тысяч лет – достаточно сложная задача. Её приблизительное решение возможно при наличии некоторой дополнительной информации в виде одной точки абсолютного (эвстатического) положения уровня моря в прошлом (далее в тексте точка идентификации).

В голоцене, или по крайней мере в последние 7000 лет, эвстатический ход уровня Средиземного моря повторял эвстатический ход уровня Мирового океана, что вызвано их связью через Гибралтарский пролив, пропускной способности которого достаточно для выравнивания уровней этих двух водоёмов. Исходя из кривой эвстатических изменений уровня Мирового океана Родэ (Rohde, 2007), примем, что 5 тыс. лет назад уровень Средиземного моря находился на отметке -1,5 м. Следовательно, использованные для построения каждой локальной кривой индикаторы положения древних береговых линий за прошедшие 5 тыс. лет были подняты или опущены вертикальными движениями земной коры на современные отметки. При этом средние скорости вертикальных движений земной коры определяются как частное от деления вертикального смещения осадка на 5000 лет:

                                                                                           (4)

Зная величины средних скоростей вертикальных движений каждого участка побережья находим семейство откорректированных кривых f_i(t)= F_i(t)-U_i|t|. Поднимая ординаты каждой кривой на погружающемся побережье вверх на величину смещения и опуская их вниз на воздымающемся побережье, получим новые кривые, из ординат которых удалена осредненная составляющая вертикальных смещений земной коры. Если бы скорость тектонических движений земной коры не изменялась во времени, не было бы случайных процессов, а расчеты и измерения были выполнены идеально, то ε_i(t) в выражении (3) была бы равна 0 и все откорректированные кривые совместились бы в одну линию, описывающую эвстатический ход уровня Средиземного моря H(t). Поскольку процессы и измерения не были идеальными, то откорректированные кривые не совместились, но заметно сблизились.

В откорректированных кривых уменьшена погрешность, вызванная постепенными вертикальными движениями земной коры, но остались погрешности от действия случайных процессов. Для случайных процессов ε_i(t) равновероятны положительные и отрицательные значения. По этой причине их действие можно существенно ослабить, выполнив осреднение по вертикали откорректированных кривых:

                                                            (5)

Результатом осреднения откорректированных кривых – H`(t) будет являться теоретическая кривая эвстатических изменений уровня Средиземного моря (pис. 1(б)). Предложенная методика позволяет сближать известные локальные кривые, вводя их в некий коридор, определённый действием случайных процессов, а затем сжимать этот коридор, выполняя операцию осреднения.

Получить точное решение задачи на настоящем этапе исследований невозможно из-за действия случайных процессов, небольшого количества хорошо обеспеченных данными локальных кривых и проблемы обоснования точки идентификации.

Выбор точки идентификации является ключевым моментом настоящей методики, поскольку фактически от её выбора зависит вертикальное положение результирующей кривой эвстатических изменений уровня моря. Возможны и альтернативные пути определения точки идентификации. Точка идентификации может быть найдена методами вариационного исчисления.

Все расчёты по предложенному методу были многократно проделаны с использованием разных наборов локальных кривых и разных точек идентификации (взятых из кривой Родэ). Для того чтобы определить какая из нескольких возможных точек идентификации даёт лучший результат, нами предложен следующий способ. Зная точку идентификации и имея локальную кривую, мы можем определить среднюю скорость абсолютного перемещения участка суши U_i. Если к уже полученной, теоретической кривой эвстатических изменений уровня H`(t) прибавить величину U_i.|t| то получим функцию, описывающую теоретическую локальную кривую для этого побережья. Эту теоретическую локальную кривую мы сравниваем с реальной локальной кривой и определяем площадь между ними. Чем меньше площадь между двумя кривыми, тем ближе друг к другу находятся эти кривые и соответственно форма теоретической локальной кривой более близка к реальной. Таким образом, при разных выбранных точках идентификации получаем разные величины площадей между теоретическими и реальными локальными кривыми. Если по теоретической кривой эвстатических изменений рассчитать семейство теоретических локальных кривых, сложить все площади между ними и реальными локальными кривыми и разделить на длину рассматриваемого промежутка времени и на количество локальных кривых, то получим среднее отклонение всех теоретических локальных кривых от реальных.

Таким образом, первым действием является пересчёт результирующей кривой эвстатических изменений уровня в семейство теоретических локальных кривых:

F_i`(t)= H`(t)+ U_i.|t|                                                             (6)

Затем производится расчет средней величины суммарного расхождения теоретических и реальных локальных кривых (τ):

                                                                                                                                              (7) 

Проведена большая серия расчётов с использованием разных возможных точек идентификации. В итоге, наиболее оптимальной оказалась точка (-5000 лет; -1,5 м). Средняя величина суммарного расхождения теоретических и реальных локальных кривых при условии использования этой точки составляет 1,03 м. Этот наиболее оптимальный вариант решения, представлен на рисунке 1.

Если допустить, что уровень Средиземного моря действительно изменялся так, как это показывает рассчитанная кривая, показанная на рисунке 1(б), и допустить, что локальные кривые содержат в себе информацию только о тектонических движениях земной коры и эвстатическом изменении уровня моря, то возможно решение задачи по определению динамики вертикальных движений земной коры. Функция абсолютных вертикальных перемещений суши во времени, относительно современного её вертикального положения (обозначим её S_i(t)), определяется как разность между функцией эвстатического изменения уровня моря и функцией, описывающей локальные изменения уровня:

S_i(t)= H`(t)-F_i(t),                                                                   (8)

где H`(t) – эвстатическое изменение уровня моря; F_i(t) – локальное изменение уровня моря для i-го участка побережья.

В результате получены графики вертикальных перемещений участков земной коры во времени для всех 27 локальных кривых. Графики представлены на рисунке 6.

Чтобы определить изменения во времени скорости вертикального движения участка земной коры необходимо продифференцировать по времени функцию вертикального перемещения этого участка. Функции изменений во времени скоростей вертикальных движений участков земной коры обозначим V_i(t):

                                                                                                                                                       (9)

Графики V_i(t) представлены на рисунке 7.

Чтобы определить изменения во времени средней скорости вертикального движения участка земной коры необходимо из локальной кривой хода уровня моря вычесть эвстатическую кривую и разность разделить на время. Функции изменений во времени средних скоростей вертикальных движений участков земной коры обозначим A_i(t):

                                                                                                                                           (10)

Рис. 6.Графики вертикальных перемещений земной коры, построенные для участков побережья Средиземного моря указанных на рисунке 5

Fig. 6. Graphs of vertical displacements of the earth's crust, built for the sections of the Mediterranean coast indicated in Figure 5

Рис. 7. Графики изменения во времени скоростей вертикальных движений участков побережья Средиземного моря

Fig. 7. The velocities of the Mediterranean coast sections vertical movements

Рисунок 6 показывает, что поверхность Земли находится в постоянном движении. На одних участках она воздымается, на других – погружается, на третьих периодически воздымается и погружается. На некоторых участках, на фоне более или менее медленных движений, возникают относительно короткие во времени флуктуации с относительно большими скоростями. Очевидно, что движения земной поверхности вызваны постоянно действующими факторами: движением плит, сжатием поверхности земли в результате уменьшения объема, изменением температуры, экзогенными процессами, связанными с изменением веса и др.

В работах (Garcia et al., 2007; Garcia et al., 2012) представлены скорости современных вертикальных движений земной коры для участков побережья Средиземного моря. Скорости получены с использованием спутниковой альтиметрии и данных мареографов (разница между данными спутниковой альтиметрии и данными мареографа, для одной и той же точки поверхности моря, является движением дна моря (Garcia et al., 2007)). В работе (Ferranti et al., 2006) приведены данные о средних скоростях вертикального смешения участков побережья Италии (для разных точек осреднение проводилось за разные промежутки времени, в зависимости от датировок геологических индикаторов положения уровня моря). Cравнение полученных нами современных скоростей вертикальных движений участков побережья Средиземного моря с имеющимися в литературных источниках скоростями, измеренными или рассчитанными для участков расположенных вблизи указанных на рисунке 5 локаций, представлено в Таблице 1.

Таблица 1. Сравнение полученных нами современных скоростей вертикальных движений участков побережья Средиземного моря с имеющимися в литературных источниках

Всего найдено 7 совпадений в расположении участков побережья, для которых имеются локальные кривые хода уровня моря и скорости вертикальных движений земной коры, указанные в работах (Ferranti et al., 2006; Garcia et al., 2007; Garcia et al., 2012). Из сравнительного анализа скоростей, рассчитанных нами и представленных в (Ferranti et al., 2006; Garcia et al., 2007; Garcia et al., 2012) следует, что направления вертикальных движений совпадают в пяти (Roma, Thessaloniki, Peloponnese, Mediterranean coast of France, Khalkis) из семи случаев. В трёх случаях (Roma, Thessaloniki, Mediterranean coast of France) наблюдаются близкие значения скоростей. Например: Джиордано и др. (Giordano et al., 2003) определили скорость воздымания участка побережья Рима с координатами (Долгота: 12,234; Широта: 41,793), по их данным воздымание происходит со скоростью 0,11 мм/год; Бланк (Blanc, 1936) определил скорость воздымания соседнего участка побережья – Лацио (Casale di Statua) с координатами (Долгота: 12,150; Широта: 41,933), согласно его данным воздымание этого участка происходит со скоростью 0,23 мм/год; Хаерти и Дай-Пра (Hearty et al., 1987) определили скорость воздымания другого соседнего участка побережья Лацио (Cerveteri) с координатами (Долгота: 12,067, Широта: 41,950), согласно их данным воздымание этого участка происходит со скоростью 0,17 мм/год. Среди локальных кривых, участвующих в расчётах, кривая № 7, полученная Ф. Антониолли (Antonioli et al., 1988; 1991) для побережья Лацио (Рим), соответствует указанным выше локациям. В результате выполненных расчётов для этого участка побережья была получена современная скорость воздымания побережья 0,107 мм/год (см. рис. 3, кривая №7). Но данных сравнений пока недостаточно для вывода о том являются ли совпадения закономерностью и свидетельствует ли это о репрезентативности предложенного нами метода разделения локальных кривых на эвстатическую и тектоническую составляющие. К тому же в большинстве работ, где представлены локальные кривые, не указаны координаты районов, для которых эти кривые были получены. Целесообразным является продолжение исследований в этом направлении, поскольку с каждым годом становится всё больше изученных участков побережья, реконструированных локальных кривых хода уровня морей и данных измерений современных вертикальных движений земной коры.

Сопоставление теоретических исследований и результатов натурных наблюдений показывает, что положенное в основу теории понимание механизмов гидродинамических, геологических и литодинамических процессов позволило достаточно достоверно объяснить причину многообразия локальных кривых хода уровня моря и найти метод их разделения на эвстатическую и тектоническую составляющие.

Тектоника побережья Чёрного моря

Для Чёрного моря не представляется возможным выполнить расчёты по предложенной методике, поскольку практически все кривые хода уровня Чёрного моря, представленные в литературе, не являются локальными, а построены по различным данным с разных участков побережья. Для использования таких данных в расчётах они требуют полного пересмотра с учётом их локальной принадлежности.

Результаты, сопоставимые с нашими, но для гораздо более коротких временных промежутков, получены для ряда участков Российского побережья Черного моря (рис. 8) (Бабешко и др., 2020; Глазырин, Шестопалов, 2018). Вертикальные движения земной поверхности измерялись методом дифференциальной интерферометрии на основе данных радиолокационного спутника высокого разрешения TERRASAR-X. Параллельно выполнялись измерения на спутниковых геодинамических пунктах GPS/ГЛОНАСС. Работы выполнены в 2012–2019 годах. В качестве примера измеренные вертикальные смещения земной коры для пункта Туапсе представлены на рис. 9. Зафиксированы значительные скорости вертикальных перемещений земной поверхности и сложные короткопериодные колебания как с трендом погружения или воздымания, так и периодические колебания без тренда. В таблице 2 представлены осреднённые результаты измерений по спутниковым геодинамическим пунктам. Можно заключить, что динамика вертикальных движений земной коры носит фрактальный характер. Ранее это никак не учитывалось ни в научных изысканиях, ни в прикладных работах.

Рис. 8. Схема полигона мониторинга движений земной коры в районе Азово-Черноморского побережья РФ (Бабешко и др., 2020). 1 – Симеиз (CRAO), 2 – Тамань (TAMN), 3 – Порт-Кавказ (CHUS), 4 – Темрюк,        5 – Анапа (GORP), 6 – Геленджик (GELN), 7 – Эсто-Садок (ESTS), 8 – Адлер (ADLR), 9 – Сочи (SOCH),        10 – Лесное (LESN), 11 – Туапсе (TUAP)

Fig. 8. The scheme of the ground for monitoring the movements of the earth's crust in the area of the Azov-Black Sea coast of the Russian Federation (Babeshko et al., 2020). 1 – Simeiz (CRAO), 2 – Taman (TAMN),                         3 – Port Caucasus (CHUS), 4 – Temryuk, 5 – Anapa (GORP), 6 – Gelendzhik (GELN), 7 – Esto-Sadok (ESTS), 8 – Adler (ADLR), 9 – Sochi (SOCH), 10 – Lesnoye (LESN), 11 – Tuapse (TUAP)

Рис. 9. Вертикальные смещения спутникового геодинамического пункта в Туапсе (Бабешко и др., 2020)

Fig. 9.Vertical displacements of the satellite geodynamic point in Tuapse (Babeshko et al., 2020)

По нашим данным скорость постепенного погружения некоторых участков побережья может достигать 30 мм/год. Поэтому можно высказать предположение, что абразионные процессы, например, на берегах Имеретинской долины, инициирует погружение побережья. Если бы не этот фактор, вершины каньонов были бы засыпаны обломочным материалом, поступающим с побережья, и не влияли бы на вдольбереговое перемещение наносов. Но за тысячи лет этого не произошло, поскольку побережье погружается, а шельфовая часть претерпевает наклон в сторону моря под действием гидроизостатической нагрузки.

Таблица 2. Скорости и направления движений спутниковых геодинамических пунктов в 2012–2019 гг. (Бабешко и др., 2020)

*Примечание: V_N – северная, V_E – восточная, V_h – вертикальная составляющие скорости движения. A – азимут движения.     T – время наблюдений в непрерывном ежесуточном режиме

Особо важным и малоизученным остаётся вопрос о размере блоков земной коры, подверженных собственному движению. По данным спутниковой интерферометрии (Бабешко и др., 2020) кардинальные отличия, а именно, противоположные вертикальные движения земной коры с разницей в скоростях более 15 мм/год, могут происходить на расстоянии менее 10 км. При этом площади однонаправленных участков могут составлять 10–100 км². Этот вопрос является крайне важным. Если, к примеру, имеются два смежных участка земной коры движения, которых по той или иной причине разнонаправлены, то на их границе следует ожидать возникновение тектонических нарушений или же развитие существующих нарушений с возможными катастрофическими последствиями.

На фоне «медленных» тектонических движений случаются «мгновенные» перемещения блоков земной коры. Так в Темрюкском районе Краснодарского края в районе мыса Каменный (45°27'02,90"N, 36°51'25,47"E) ночью 30 апреля 2011 года произошёл подъём участка земной коры площадью около 6 га на высоту приблизительно 5 м (Podymov, Podymova, 2013; Попков и др., 2013). Причины этого происшествия до сих пор однозначно не установлены. Безусловно, предугадать, когда и где может произойти подобное – архитрудная задача, но предотвратить некоторые возможные последствия можно, как минимум, опираясь на опыт изучения уже случившихся происшествий. Зная регион, особенности пород и строение земной коры можно ожидать подобного явления на участках со схожими условиями. В первую очередь возможность таких происшествий следует учитывать при проектировании важных стратегических объектов, атомных и гидроэлектростанций, аварии на которых могут привести к страшным последствиям для большого количества людей и для экологии планеты.

Заключение

В статье предложен метод разделения локальных кривых уровня моря на эвстатическую и тектоническую составляющие. Методика позволяет выявить ранее не изученную динамику вертикальных движений блоков земной коры. Представлено применение этой методики к данным о локальных изменениях уровня Средиземного моря в голоцене.

Оценка влияния вертикальных движений земной коры на изменение относительного уровня моря представляет интерес для понимания сложного механизма формирования уровенных режимов внутренних морей. Изучение динамики неотектонических движений вдоль побережья Черного моря необходимо для прогнозирования их будущей изменчивости. Помимо расширения фундаментальных знаний о закономерностях развития Черноморского побережья, результаты могут быть использованы для разработки рекомендаций по совершенствованию стратегии хозяйственного освоения и методов охраны берегов.

Описанные в статье разнообразные колебания земной коры, несомненно, оказывают воздействие на современную инфраструктуру городов. Если говорить только о повсеместно распространённых «медленных» движениях земной коры, то их очень слабое, практически незаметное воздействие на сооружения со временем накапливается и может привести к их разрушению. По нашему мнению, основной причиной разрушения многих древних городов могло быть слабое движение земной коры.

Рассматриваемые вертикальные движения земли могут играть существенную роль в береговых процессах. Так, на участках интенсивного погружения всегда будут развиваться абразионные процессы. Здесь все попытки остановить абразию созданием берегозащитных пляжей будут не эффективны. Эти пляжи будут смываться в море. Особенностью таких процессов является то, что неизвестна причина абразии, поскольку данных о вертикальных движениях побережий практически нет. Поэтому специалисты будут считать причиной абразии все что угодно, но только не движение земной поверхности.

При проектировании прибрежных объектов хозяйственной, рекреационной и иной деятельности Человека следует уделять внимание не только возможным в будущем эвстатическим изменениям уровня моря, но и возможным сценариям смещениям земной коры, с учётом их временной изменчивости.

Классификацию механизмов вертикальных движений земли пока не представляется возможным выполнить, т.к. эти процессы ещё мало изучены. Не вызывает сомнения, что измерения с использованием спутниковых технологий необходимо расширять. Возможно, в дальнейшем следует выполнять подробные измерения на площадях крупного строительства параллельно с сейсморазведкой на предмет наличия разломов и тектонических нарушений.

В настоящей работе рассмотрены только вертикальные движения земной коры, направленные по нормали к геоиду земли. Но происходят также и горизонтальные перемещения блоков, которые в отдельных случаях не менее значимы и должны учитываться при проектировании объектов строительства.

Работа выполнена в рамках Госзадания по теме № FMWE-2021-0013 «Морские природные системы Черного и Азовского морей: эволюция и современная динамика гидрофизических, гидрохимических, биологических, береговых и литодинамических процессов».

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

Список литературы

1. Бабешко В.А., Шестопалов В.Л., Глазырин Е.А., Фоменко В.А., Карцева М.В. Итоги и перспективы применения GNSS-пунктов для мониторинга состояния геодинамической активности Северо-Кавказского сейсмоактивного региона // Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. Том X. Ч. 2. – М.: ИИЕТ РАН, 2020. – С. 21–27.
2. Балабанов И.П. Палеогеографические предпосылки формирования современных природных условий и долгосрочный прогноз развития голоценовых террас черноморского побережья Кавказа // Москва-Владивосток: Дальнаука, 2009. – 350 с.
3. Глазырин Е.А., Шестопалов В.Л. Современные движения поверхности Земли Российского сегмента побережья Черного моря по данным GPS-наблюдений // Лисицын А.П. (отв. ред.). Система Черного моря. Москва: Научный мир, 2018. – С. 76–84. DOI: https://doi.org/29006/978-5-91522-473-4.2018.76
4. Есин Н.В., Есин Н.И. Об изменении уровня Мирового океана в голоцене // Доклады Академии Наук. 2012. Т. 447, №5. С. 568–570.
5. Есин Н.И., Есин Н.В. Опыт изучения изменений уровня Черного моря в последние 20 тысяч лет математическими методами // Материалы XXV Международной береговой конференции: Береговая зона - Взгляд в будущее. Сочи, Россия, 2014. – С. 17–19.
6. Попков В.И., Фоменко В.А., Глазырин Е.А., Попков И.В. Катастрофическое тектоническое событие лета 2011 г. на Таманском полуострове // Доклады Академии Наук. 2013. Т. 448, №6. С. 680–683. DOI: https://doi.org/7868/S0869565213060170
7. Селиванов А.О. Изменения уровня Мирового океана в плейстоцене-голоцене и развитие морских берегов // М.: ИВП РАН, 1996. – 268 с.
8. Aloisi J.C., Monaco A., Planchais N., Thommeret J., Thommeret Y. The Holocene transgression in the Golfe du Lion, southwestern France: paleogeographic and paleobotanical evolution // Geogr. phys. Quat. 1978. V. 32, №2. P. 145–162. DOI: https://doi.org/10.7202/1000346ar
9. Andel T.H., Lianos N. High-resolution seismic reflection profiles for the reconstruction of postglacial transgressive shorelines: an example from Greece // Quaternary Research. V. 22. P. 31–45. DOI: https://doi.org/10.1016/0033-5894(84)90004-8
10. Andel T.H., Lianos N. Prehistoric and historic shorelines of the southern Argolid Peninsula: a subbottom profiler study // Int. J. Naut. Archaeol. Underw. Explor. 1983. V. 12, №4. P. 303–324. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-9270.1983.tb01165.x
11. Antonioli F. Geomorfologia subacquea e costiera del litorale compreso tra Punta Stendardo e Torre S. Agostino (Gaeta) // Il Quaternario. 1991. V. 4 (2). P. 257–274.
12. Antonioli F., Dai Pra G., Hearty P.J. I sedimenti quaternari nella fascia costiera della Piana di Fondi (Lazio meridionale) // Bollettino Societa Geologica Italiana. 1988. V. 107. P. 491–501.
13. Blanc A.C. Una spiaggia pleistocenica a Strombus bubonius presso Palidoro (Roma) // Rendiconti Accademia Lincei. 1936. V. 6, №23. P. 200–204.
14. Brückner H., Kelterbaum D., Marunchak O., Porotov A., Vött A. The Holocene sea level story since 7500 BP – lessons from the Eastern Mediterranean, the Black and the Azov Seas // Quaternary International. 2010. V. 225, №2. P. 160–179.
15. Dai Pra G., Hearty P.J. Variazioni del Livello del Mare sulla Costa Ionica Salentina durante L'Olocene: Epimerizzazione dell'Isoleucina // Helix sp. Memoire Soc. Geol. d'Italia. 1989. V. 42. P. 311–320.
16. Erol O. Summary report from Turkey. Sea-Level // Inf. Bull. IGCP Proj. 1981. V. 61. P. 20–21.
17. Ferranti L., Antonioli F.R., Mauz B. Markers of the last interglacial sea-level high stand along the coast of Italy: Tectonic implications // Quaternary International. 2006. 145–146. P. 30–54. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2005.07.009
18. Galili E., Weinstein-Evron M., Ronen A. Holocene sea-level changes based on submerged archaeological sites off the northern Carmel coast in Israel // Quaternary Research. V. 29. P. 36–42. DOI: https://doi.org/10.1016/0033-5894(88)90069-5
19. Garcia D. Vigo M.I., Chao B.F., Martinez M.C. Vertical crustal motion along the Mediterranean and Black Sea coast derived from Ocean altimetry and tide gauge data // Pure and Applied Geophysics. 2007. 164, №4. P. 851–863. DOI: https://doi.org/10.1007/s00024-007-0193-8
20. Garcia F., Vigo M.I., Garcia D., Sánchez-Reales J.M. Combination of multisatellite altimetry and tide gauge data for determining vertical crustal movements along northern Mediterranean coast // Pure and Applied Geophysics. 2012. 169, №8. P. 1411–1423. DOI: https://doi.org/10.1007/s00024-011-0400-5
21. Giordano G., Esposito A., De Rita D., Fabbri M., Mazzini I., Trigari A., Rosa C., Funiciello R. The sedimentation along the Roman coast between middle and upper Pleistocene: the interplay of eustatism, tectonics and volcanism. New data and review // Il Quaternario. 2003. 16. P. 115–121.
22. Hearty P.J., Dai Pra G. Ricostruzione paleogeografia degli ambienti litoranei quaternari della Toscana e del Lazio settentrionale con l’impiego dell’Aminostratigrafia // Bollettino Servizio Geologico d’Italia. 1987. 106. P. 189–224.
23. Kambouroglou E., Maroukian H., Sampsos A. Coastal evolution and archaeology north and south of Khalkis (Euboea) in the last 5000 years // Archaeology of Coastal Changes / Raban A. (Editor). – Oxford: BAR Int. Ser., 1988. 404. P. 71–79.
24. Kambouroglou E. Eretria: Palaeogeographic and Geomorphological Evolution During the Holocene - Relationship Between Ancient Environment and Ancient Inhabitation: Ph.D. Thesis, Univ. Athens. Publication of the Municipality of Eretria, Athens, 1989. – 220 p.
25. Kayan I. Bronze Age regression and change of sedimentation on the Aegean Coastal plains of Anatolia (Turkey) // Third Millennium BC Climate Change and Old World Collapse / Dalfes H.N., Kukla G., Weiss H. (Eds.). – Berlin: NATO ASI, 1997. – P. 431–450.
26. Kayan I. Late Holocene sea-level changes on the western Anatolian coast // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1988. 68, №2-4. P. 205–218. DOI: https://doi.org/10.1016/0031-0182(88)90040-5
27. Kelletat D. A Holocene sea level curve for the eastern Mediterranean from multiple indicators // Zeitschrift fur Geomorphologie N.F. 137 (Supplement). 2005. P. 1–9.
28. Kraft J.C., Kayan I., Erol O. Geomorphic reconstructions in the environs of ancient Troy // Science. 1980b. 209, №4458. P. 776–782. DOI: https://doi.org/10.1126/science.209.4458.776
29. Kraft J.C., Rapp G.R., Aschenbrenner S.E. Late Holocene palaeogeomorphic reconstructions in the area of the Bay of Navarino: Sandy Pylos // J. Archaeol. Sci. 1980a. 7. P. 187–210. DOI: https://doi.org/10.1016/S0305-4403(80)80024-0
30. Labeyrie J., Lalou C., Monaco A., Thommeret J. Chronologie des niveaux eustatiques sur la cdte du Roussillon de -33 000 ans BP h nos jours // C.R. Acad. Sci., D. 1976. 282. P. 349–352.
31. Lambeck K., Purcell A. Sea-level change in the Mediterranean Sea since the LGM: model predictions for tectonically stable areas // Quaternary Science Reviews. 2005. 24. P. 1969–1988. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2004.06.025
32. L'Homer A., Bazile F., Thommeret J., Thommeret Y. Principales etapes de l'edification du delta du Rhone de 7000 BP a nos jours; variations du niveau marin // Oceanis. 1981. 7, №4. P. 389–408.
33. Lumley H. Les lignes de ravage en Frsnce // In book: La Prehistoire francaise. – Paris: CNRS, 1976. – 3. – P. 24–26.
34. Müllenhoff M. Geoarchäologische, sedimentologische und morphodynamische Untersuchungen im Mündungsgebiet des Büyük Menderes (Mäander), Westturkei: Dissertation … Geographische Schriften: Marc Müllenhoff. – Marburg/Lahn: Marburger Geograph, 2005. – 282 p.
35. Paskoff R., Sanlaville P. Les côtes de la Tunisie. Variations du niveau marin depuis le Tyrrhénien // Lyon: Maison de l'Orient Mediterraneen, 1983. – 192 p.
36. Podymov I., Podymova T. Anomalous natural phenomenon at the coastal zone of Azov Sea // In book: Global Congress on ICM. Lessons Learned to Address New Challenges. Proceedings of EMECS 10 Medcoast 2013 Joint Conference. Bizim Dijital Matbaa, Ankara, Turkey,2013. – P. 655–664.
37. Raban A., Galili E. Recent maritime archaeological research in Israel // A preliminary report. Int. J. Naut. Archaeol. Underw. Explor. 1985. V. 14(4). P. 321–356.
38. Rohde, R.A. Image: Post-Glacial Sea Level [Электронный ресурс]. – 2007. globalwarmingart.com. (дата обращения: 14.11.2022)
39. Vött A. Relative sea level changes and regional tectonic evolution of seven coastal areas in NW Greece since the mid-Holocene // Quaternary Science Reviews. 2007. V. 26. P. 894–919. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2007.01.004
40. Vouvalidis K.G., Syrides G.E., Albanis K.S. Holocene morphology of the Thessaloniki Bay: impact of sea level rise // Zeitschrift fur Geomorphologie N.F. 137 (Supplement). 2005. P. 147–158.
41. Wunderlich J., Andres W. Late Pleistocene and Holocene evolution of the western Nile delta and implications for its future development // Von der Nordsee bis zum Indischen Ozean. Erdkundliches Wissen. 1991. P. 105–120.

Статья поступила в редакцию 16.11.2022
После доработки 16.12.2022
Принята к публикации 20.12.2022

Об авторах

Есин Николай Игоревич – Nikolay I. Esin

кандидат физико-математических наук
научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН», Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology RAS, Moscow, Russia), Лаборатория экологии, Южное отделение

esinnik@rambler.ru

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

Хортов Алексей Владимирович – Alexey V. Khortov

доктор геолого-минералогических наук
ведущий научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН, Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology RAS, Moscow, Russia), Лаборатория геодинамики, георесурсов, георисков и геоэкологии

akhortov@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-4408-6729 

Корреспондентский адрес: Россия, 353467, Москва, Нахимовский проспект, 36, ИО РАН. Телефон (861)41-280-89.

ССЫЛКА:

Есин Н.И., Хортов А.В. Динамика вертикальных движений земной коры в голоцене// Экология гидросферы. 2022. №2 (8). С. 47–68. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/369

 DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2022-2(8)-47-68, EDN – MHYJOJ

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

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

Dynamic of the Earth crust vertical movements during the Holocene

Nikolay I. Esin, Alexey V. Khortov

Shirshov Institute of Oceanology RAS (Moscow, Russia)

This work is a complex of theoretical studies of the dynamics of local vertical earth's crust movements. The article proposes a method for separating local curves of sea level change into eustatic and tectonic components. The results of calculations of the dynamics of the local Mediterranean coast vertical movements in the Holocene using materials from geological studies are presented. The data of satellite measurements of the current tectonic movement velocities are presented. The calculated values and satellite measurements are compared.

Keywords: Black Sea; Mediterranean Sea; tectonics; sea level.

References

1. Aloisi J.C., Monaco A., Planchais N., Thommeret J., Thommeret Y. The Holocene transgression in the Golfe du Lion, southwestern France: paleogeographic and paleobotanical evolution. phys. Quat. 1978. V.32, №2. P. 145–162. DOI: https://doi.org/10.7202/1000346ar
2. Andel T.H., Lianos N. High-resolution seismic reflection profiles for the reconstruction of postglacial transgressive shorelines: an example from Greece. Quaternary Research. V.22. P. 31–45. DOI: https://doi.org/10.1016/0033-5894(84)90004-8
3. Andel T.H., Lianos N. Prehistoric and historic shorelines of the southern Argolid Peninsula: a subbottom profiler study. J. Naut. Archaeol. Underw. Explor. 1983. V.12. №4. P. 303–324. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-9270.1983.tb01165.x
4. Antonioli F. Geomorfologia subacquea e costiera del litorale compreso tra Punta Stendardo e Torre S. Agostino (Gaeta). Il Quaternario. V.4 (2). P. 257–274.
5. Antonioli F., Dai Pra G., Hearty P.J. I sedimenti quaternari nella fascia costiera della Piana di Fondi (Lazio meridionale). Bollettino Societa Geologica Italiana. 1988. V.107. P. 491–501.
6. Babeshko V.A., Shestopalov V.L., Glazyrin E.A., Fomenko V.A., Kartceva M.V. Itogi i perspektivy primeneniia GNSS-punktov dlia monitoringa sostoianiia geodinamicheskoi aktivnosti Severo-Kavkazskogo seismoaktivnogo regiona [Results and prospects for the use of GNSS points for monitoring the state of geodynamic activity in the North Caucasus seismically active region]. Sovremennye problemy geologii, geofiziki i geoekologii Severnogo Kavkaza. Vol. X. Part. 2. IHST RAS, Moscow, 2020. P. 21– (in Russ.)
7. Balabanov I.P. Paleogeograficheskie predposylki formirovaniia sovremennykh prirodnykh uslovii i dolgosrochnyi prognoz razvitiia golotcenovykh terras chernomorskogo poberezhia Kavkaza [Paleogeographic prerequisites for the formation of modern natural conditions and a long-term forecast for the development of the Holocene terraces of the Black Sea coast of the Caucasus]. Dalnauka, Moscow-Vladivostok, 2009. 350 p. (in Russ.)
8. Blanc A.C. Una spiaggia pleistocenica a Strombus bubonius presso Palidoro (Roma). Rendiconti Accademia Lincei. 1936. V.6. №23. P. 200–204.
9. Brückner H., Kelterbaum D., Marunchak O., Porotov A., Vött A. The Holocene sea level story since 7500 BP – lessons from the Eastern Mediterranean, the Black and the Azov Seas. Quaternary International. 2010. V.225. №2. P. 160–179.
10. Dai Pra G., Hearty P.J. Variazioni del Livello del Mare sulla Costa Ionica Salentina durante L'Olocene: Epimerizzazione dell'Isoleucina. Helix sp. Memoire Soc. Geol. d'Italia. V.42. P. 11–320.
11. Erol O. Summary report from Turkey. Sea-Level. Bull. IGCP Proj. 1981. V.61. P. 20–21.
12. Esin N.I., Esin N.V. Opyt izucheniia izmenenii urovnia Chernogo moria v poslednie 20 tysiach let matematicheskimi metodami [Experience in studying of the Black Sea level changes during the last 20 thousand years by mathematical methods]. Materialy XXV Mezhdunarodnoi beregovoi konferentcii: Beregovaia zona - Vzgliad v budushchee. Sochi, Russia. 2014. P.17–19. (in Russ.)
13. Esin N.V., Esin N.I. Ob izmenenii urovnia Mirovogo okeana v golotcene [About the change of the World Ocean level during the Holocene]. Doklady Akademii Nauk. 2012. V.447. №5. P. 568–570. (in Russ.)
14. Ferranti L., Antonioli F.R., Mauz B. Markers of the last interglacial sea-level high stand along the coast of Italy: Tectonic implications. Quaternary International. 2006. 145–146. P.30–54. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2005.07.009
15. Galili E., Weinstein-Evron M., Ronen A. Holocene sea-level changes based on submerged archaeological sites off the northern Carmel coast in Israel. Quaternary Research. V.29. P. 36–42. DOI: https://doi.org/10.1016/0033-5894(88)90069-5
16. Garcia D. Vigo M.I., Chao B.F., Martinez M.C. Vertical crustal motion along the Mediterranean and Black Sea coast derived from Ocean altimetry and tide gauge data. Pure and Applied Geophysics. 2007. 164. №4. P. 851–863. DOI: https://doi.org/10.1007/s00024-007-0193-8
17. Garcia F., Vigo M.I., Garcia D., Sánchez-Reales J.M. Combination of multisatellite altimetry and tide gauge data for determining vertical crustal movements along northern Mediterranean coast. Pure and Applied Geophysics. V.169. №8. P. 1411–1423. DOI: https://doi.org/10.1007/s00024-011-0400-5
18. Giordano G., Esposito A., De Rita D., Fabbri M., Mazzini I., Trigari A., Rosa C., Funiciello R. The sedimentation along the Roman coast between middle and upper Pleistocene: the interplay of eustatism, tectonics and volcanism. New data and review. Il Quaternario. 2003. 16. P. 115–121.
19. Glazyrin E.A., Shestopalov V.L. Sovremennye dvizheniia poverkhnosti Zemli Rossiiskogo segmenta poberezhia Chernogo moria po dannym GPS-nabliudenii [Modern Movements of the Earth's Surface in the Russian Segment of the Black Sea Coast Based on GPS Observations]. Sistema Chernogo moria. Nauchnyi mir, Moscow, 2018. P. 76–84. DOI: https://doi.org/29006/978-5-91522-473-4.2018.76 (in Russ.)
20. Hearty P.J., Dai Pra G. Ricostruzione paleogeografia degli ambienti litoranei quaternari della Toscana e del Lazio settentrionale con l’impiego dell’Aminostratigrafia. Bollettino Servizio Geologico d’Italia. 1987. 106. P. 189–224.
21. Kambouroglou E. Eretria: Palaeogeographic and Geomorphological Evolution During the Holocene - Relationship Between Ancient Environment and Ancient Inhabitation: Ph.D. Thesis, Univ. Athens. Publication of the Municipality of Eretria, Athens, 1989. 220 p.
22. Kambouroglou E., Maroukian H., Sampsos A. Coastal evolution and archaeology north and south of Khalkis (Euboea) in the last 5000 years. Archaeology of Coastal Changes. Raban A. (Editor). BAR Int. Ser., Oxford, 1988. 404. P. 71–79.
23. Kayan I. Bronze Age regression and change of sedimentation on the Aegean Coastal plains of Anatolia (Turkey). Third Millennium BC Climate Change and Old World Collapse. Dalfes H.N., Kukla G., Weiss H. (Eds.). NATO ASI, Berlin, 1997. P. 431–450.
24. Kayan I. Late Holocene sea-level changes on the western Anatolian coast. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. V.68. №2-4. P. 205–218. DOI: https://doi.org/10.1016/0031-0182(88)90040-5
25. Kelletat D. A Holocene sea level curve for the eastern Mediterranean from multiple indicators. Zeitschrift fur Geomorphologie N.F. 137 (Supplement). 2005. P. 1–9.
26. Kraft J.C., Kayan I., Erol O. Geomorphic reconstructions in the environs of ancient Troy. Science. 1980b. 209. №4458. P. 776–782. DOI: https://doi.org/10.1126/science.209.4458.776
27. Kraft J.C., Rapp G.R., Aschenbrenner S.E. Late Holocene palaeogeomorphic reconstructions in the area of the Bay of Navarino: Sandy Pylos. Archaeol. Sci. 1980a. V.7. P. 187–210. DOI: https://doi.org/10.1016/S0305-4403(80)80024-0
28. Labeyrie J., Lalou C., Monaco A., Thommeret J. Chronologie des niveaux eustatiques sur la cdte du Roussillon de -33 000 ans BP h nos jours. R. Acad. Sci., D. 1976. V.282. P. 349–352.
29. Lambeck K., Purcell A. Sea-level change in the Mediterranean Sea since the LGM: model predictions for tectonically stable areas. Quaternary Science Reviews. V.24. P. 1969–1988. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2004.06.025
30. L'Homer A., Bazile F., Thommeret J., Thommeret Y. Principales etapes de l'edification du delta du Rhone de 7000 BP a nos jours; variations du niveau marin. Oceanis. 1981. 7. №4. P. 389–408.
31. Lumley H. Les lignes de ravage en Frsnce. La Prehistoire francaise. CNRS, Paris, 1976. 3. P. 24–26.
32. Müllenhoff M. Geoarchäologische, sedimentologische und morphodynamische Untersuchungen im Mündungsgebiet des Büyük Menderes (Mäander), Westturkei: Dissertation … Geographische Schriften: Marc Müllenhoff. Marburg/Lahn: Marburger Geograph, 2005. 282 p.
33. Paskoff R., Sanlaville P. Les côtes de la Tunisie. Variations du niveau marin depuis le Tyrrhénien. Maison de l'Orient Mediterraneen, Lyon, 1983. 192 p.
34. Podymov I., Podymova T. Anomalous natural phenomenon at the coastal zone of Azov Sea. Global Congress on ICM. Lessons Learned to Address New Challenges. Proceedings of EMECS 10 Medcoast 2013 Joint Conference. Bizim Dijital Matbaa, Ankara, Turkey, 2013. P. 655–664.
35. Popkov V.I., Fomenko V.A., Glazyrin E.A., Popkov I.V. Katastroficheskoe tektonicheskoe sobytie leta 2011 g. na Tamanskom poluostrove. Doklady Akademii Nauk. 2013. V.448(b). P. 680–683. DOI: https://doi.org/7868/S0869565213060170 (in Russ.)
36. Raban A., Galili E. Recent maritime archaeological research in Israel. A preliminary report. Int. J. Naut. Archaeol. Underw. Explor. 1985. V.14(4). P. 321–356.
37. Rohde, R.A. Image: Post-Glacial Sea Level [Электронный ресурс]. 2007. globalwarmingart.com. (date: 14.11.2022)
38. Selivanov A.O. Izmeneniia urovnia Mirovogo okeana v pleistotcene-golotcene i razvitie morskikh beregov [Changes in the level of the World Ocean in the Pleistocene-Holocene and the development of sea coasts]. IVP RAN, Moscow, 1996. 268 p. (in Russ.)
39. Vött A. Relative sea level changes and regional tectonic evolution of seven coastal areas in NW Greece since the mid-Holocene. Quaternary Science Reviews. 2007. V.26. P. 894–919. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2007.01.004
40. Vouvalidis K.G., Syrides G.E., Albanis K.S. Holocene morphology of the Thessaloniki Bay: impact of sea level rise. Zeitschrift fur Geomorphologie N.F. 137 (Supplement). 2005. P. 147–158.
41. Wunderlich J., Andres W. Late Pleistocene and Holocene evolution of the western Nile delta and implications for its future development. Von der Nordsee bis zum Indischen Ozean. Erdkundliches Wissen. P. 105–120.

Authors

Esin Nikolay I.

Shirshov Institute of Oceanology RAS, Moscow, Russia

esinnik@rambler.ru

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

Khortov Alexey V.

Shirshov Institute of Oceanology RAS, Moscow, Russia

akhortov@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-4408-6729 

ARTICLE LINK:

Esin N.I, Khortov A.V. Dynamic of the Earth crust vertical movements during the Holocene. Hydrosphere Ecology. 2022. №2 (8). P. 47–68. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/369

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2022-2(8)-47-68, EDN – MHYJOJ

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor,please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@hydrosphere-ecology.ru

На ГЛАВНУЮ

К разделу ПУБЛИКАЦИИ