Палеоклиматические индикаторы Абхазии

Промежуточный отчет по проекту

 

В нашем проекте мы исследуем потенциал пяти групп палеоклиматических индикаторов на территории Абхазии (исторические, дендрохронологические, лимнологические, гляциологические и спелеологические). На рис. 1 показаны объекты нашего исследования в Абхазии и на прилежащей территории РФ.

Рис. 1. Район работ и объекты исследования на территории Абазии и прилегающей территории Российской Федерации.

 

Метеоданные

К сожалению Гидрометеослужбы, как таковой, в Абхазии сейчас не существует, многие архивы утрачены во время пожара около десяти лет назад. Фактически, функционирует только одна метеостанция (Сухумский маяк). В Сухуме в последние два года работает автоматизированная метеостанция  Ventege Pro – 2 (с часовым интервалом дискретности).

Ограниченность данных метеонаблюдений в Абхазии вынуждает нас использовать для палеоклиматического анализа метеорологические данные сопредельных территорий и результаты реанализа. В результате работ этого года была создана база метеорологических данных, в которой собраны и максимально продлены ряды метеорологических наблюдений (Сухум, Гагра, Ткуарчал, Псху, Лата, а также Сочи, Клухор, Теберда, Архыз, Красная поляна, Гузерипль, Джуга, ВИР, Майкоп). Помимо редкой сети метеостанций, на территории Абхазии существует проблема коротких рядов наблюдений, которые начинаются здесь только в 1904 г. Мы обнаружили таблицы абсолютных минимумов и числа морозных дней (за ноябрь-апрель) для Сухуми, Батуми и Сочи за период с 1879-1880 по 1910-1911 гг. (в приложении к публикации С.Н.Тимофеева (1912) Поскольку эти ряды перекрываются с инструментальными наблюдениями, есть возможность реконструировать среднемесячные температуры зимнего периода за целое тридцатилетие, т.е. захватить таким образом конец «малого ледникового периода».

 

Исторические данные о климате

В ходе выполнения этого проекта мы планировали ограничиться выборкой исторических данных о климатических событиях из сводки Е.П.Борисенкова и В.М.Пасецкого (2002), а также поиском и составлением списка источников, которые можно было бы использовать для наших реконструкций. Анализ этой, самой обширной на сегодня, базы данных и значительно более ограниченной выборки из Византийских исторических источников, приведенной в диссертации А.М.Слепцова (2002) показывает, что исследуемый регион отражен в них совершенно недостаточно. Всего в обеих базах нам удалось обнаружить только 34 свидетельства о природных (и связанных с ними социальных) явлениях на Кавказе, включая восточные районы Грузии, причем девять из них относятся к землетрясениям (в основном в Тифлисе), четыре – к эпидемиям, которые могут и не иметь отношения к природным явлениям. Между тем, отсутствие адекватного отображения кавказских природных событий в имеющихся сводках отнюдь не означает, что таких сведений нет в источниках. Ниже мы приводим краткий обзор состояния проблемы. В ходе выполнения этого проекта мы исследовали значительный массив исторических хроник, периодических изданий, описаний путешественников и первых исследователей природы, истории  и этнографии Абхазии и составили список изданий, наиболее перспективных в отношении таких сведений, которые мы рассчитываем проанализировать в следующем году.

Античность. Догреческие источники. Кавказские горы и Закавказье упоминаются в ассирийских и вавилонских письменных источниках (XII-VII вв. до н.э.) в связи с военными походами и битвами, но эти описания довольно отрывочны, не содержат никаких указаний на климат. Библейские сказания упоминают о Кавказе как о месте, откуда приходят враги (к примеру, у Иеремии 51:27-28). Предположительно, пророки апеллируют к скифскому нашествию.

Греко-римские источники. Античные источники о Кавказе были систематизированы В. В. Латышевым (1890-1906). Ранняя греческая литература даёт описания скорее этнографического характера (Гомер и схолии к «Илиаде» и «Одиссее», Гесиод, Эсхилл). Кавказские земли относятся к «Скифии», считаются краем населенного мира. Важнейшую роль в восприятии Восточного побережья Средиземного моря сыграл миф об аргонавтах, однако в какой именно регион плавали аргонавты до сих пор остаётся предметом споров и многочисленных спекуляций. Так или иначе, мифологическая Колхида бедна географическими деталями. Больше сведений о восточном Причерноморье появляется с его колонизацией. В VI в. на месте будущего Сухума основана колония Диоскуриада, появляется ряд более мелких колоний. Кроме того, расширению представлений греков о мире способствовали контакты с персами, скифами и египтянами, а в дальнейшем — поход Александра Македонского  (334-323 гг. до н. э.). Важнейший мотив в описании климата Восточного Причерноморья у Геродота (V в. до н.э.) и более поздних авторов — холод: «Вся описанная страна отличается столь суровым климатом, что в продолжение восьми месяцев там стоят нестерпимые холода; в это время не сделаешь грязи, пролив воды на землю, разве если разведешь огонь; море и весь Боспор киммерийский [Керченский пролив] замерзают…» (Геродот. История. Кн. IV. 28, 31). Спустя 400 лет в том же ключе будет рассуждать Страбон: «Лед в этих [местностях] столь крепок у устья Меотийского озера [т.е. Азовского моря], что в том месте, где зимою военачальник Митридата победил варваров в конной битве на льду, [он же] разбил в морском сражении тех же [варваров] летом, когда лед растаял. В силу специфики источников конкретные климатические события называются крайне редко. Единственный случай, найденный на настоящий момент — это упоминание об аномальной жаре, пришедшейся на правление персидского царя Артаксеркса (465-425 гг. до н. э.): «По словам Ксанфа, в царствование Артаксеркса была столь сильная засуха, что высохли реки, озера и колодцы» (Страбон, География. I. 4). Приведенные выше отрывки показывают характер античных сведений о природных явлениях Причерноморья. Их эпизодичность, «вторичность» (основаны на рассказах очевидцев) и слабая географическая и, порой, – хронологические - привязки свидетельствуют о том, что использовать их для целей современных палеоклиматических количественных реконструкций практически невозможно.

Средневековье. Византийские источники. Значительная Византийских источников уже выявлена и систематизирована («Сведения византийских писателей о Грузии (Георгика)» Вып. I-VIII. Тбилиси, 1936-1970), что позволит в дальнейшем быстро завершить их анализ. Генуэзские источники. С XIII в. Генуя содержала значительное количество факторий на восточном Черноморском побережье. Возможно, сохранились источники, в которых могла быть необходимая нам информация. На настоящий момент не выявлены сколь-нибудь значимые. Грузинские хроники. Корпус грузинских хроник «Картлис цховреба», составленный в начале XVIII в. по приказу царя Вахтанга IV Картлийского, является главным письменным источником по истории Абхазии на грузинском языке. С точки зрения истории климата, средневековые грузинские хроники и историческая литература не очень информативны. Редкие упоминания о суровых зимах более напоминают элемент поэтики, чем свидетельства о небывалых заморозках. В «Мученичестве Арчила, царя Картли» (датируется XI веком) в рассказе о войне между арабами и грузинами (эпизод арабо-хазарских войн VII-VIII вв.) упоминаются необычайные дожди, способствовавшие поражению сарацин в Грузии в 732/733 году. Про нашествие султана сельджуков на Закавказье в 1064 г., говорится: «Наступила жестокая зима; те, что снялись (со своих мест) и обратились в горы, вымерли по причине суровых холодов. А по всей Картли разместились войска, а сам главарь султан расположился в Карби, а затем спустился в Шертульскую (местность). Но повредили ему трудности зимы и сильные бураны… И ушел султан в страну свою. Когда же наступила пора весенняя, произошло великое обилие вод, и Кура не вмещалась в русле своем, затопила поля и забрала множество душ, оставшихся после султана». Просмотренные нами документы почти не содержат сведений о необычных природных явлениях, однако к настоящему времени мы обработали лишь небольшую часть этих документов; многие из них не переведены на русский язык. Армянские описания Абхазии. На данном этапе основные армянские средневековые источники выявлены, но не изучены. Перспективным представляется рассмотрение исторических работ Моисея Каганкатваци, Иоанна Католикоса (IX-X вв.), Иоанна Драсханакертского и Ухтанеса (X в.), Стефана Асохика Торонского (X-XI вв.), «Хронологической истории» Мхитара Варпанеда Айриванского (XIII в.). Сведения о климате Абхазии также может содержать анонимная армянская «География» VII в. Арабские источники. Аннотации сочинений арабских средневековых географов, в которых упоминаются грузинские территории и Абхазия, равно как и выдержки из них, содержатся в работе Н.А.Караулова, опубликованной в «Сборнике материалов для описания местностей и племен Кавказа». В основном арабские путешественники сосредоточены на географии и достопримечательностях восточного Закавказья (Ал-Истахрий, Ал-Масуди). XVII-XVIII вв. Путешествия. Описания и отчёты о путешествиях европейцев по Кавказу выявлены и аннотированы М.А.Полиевктовым в сер. XX в. Два тома его работы «Европейские путешественники по Кавказу», посвященные, соответственно, XVII-XVIII вв. и первой трети XIX в. легли в основу составленного нами перечня (Иевлев, 1650 г., Chradin, 1672,  Гонзалеса де Клавихо  (в Сборник..,1881), Пименов, 1634 г., Faenza. 1621; Гмелин, 1771-1785. Güldenstädt, 1787-1791; Lamberti, 1654, Reineggs, 1786 и др.). Русских путешественников по Кавказу немного, в основном, это - послы. Их описания либо посвящены политической обстановке в различных частях Грузии, либо экономике (довольно поверхностно). Главным объектом интереса была Восточная Грузия (как сама по себе, так и в качестве перевалочного пункта на пути в Персию) и прикаспийские территории Кавказа. Актовый материал. Перспективным может оказаться также более детальное изучение актового материала, собранного Археографической комиссией по Кавказу (Bibliotheca geographorum arabicorum, 1898). Турецкие источники. На настоящем этапе этот материал не изучался. Судя по общим работам по истории Абхазии и Грузии, он не очень перспективен.

XIX вв. Путешествия. Наиболее перспективными работами по интересующей нас теме, которые мы планируем детально исследовать в будущем году, являются следующие: А.П.Нелюбин, 1825 (описание Кавказских минеральных вод); И.Т.Радожицкий, 1842 (флора, почвы, климатические условия Черноморского побережья); F.Beaujour, 1829 (географическое описание Черноморского побережья Кавказа); Gamba, 1824 (путешествия по Кавказу, в том числе по Абхазии в 1820-1824 гг.), Ch.Bèlanger (путешествия по Кавказу 1825, 1826, 1827, 1828 и 1829 гг.), Ch Besse, 1838 (искал следы миграции венгров, был и на западе Грузии), Ed.Eichwald, 1837. (двухтомный труд о путешествии по Кавказу); C-A.Meyer, 1831 (описание растений, в т.ч. абхазских). Периодика. Был просмотрен «Сборник материалов для описания местностей и племен Кавказа», выходивший в 1881-1915 гг. в Тбилиси. В «Сборнике» публиковались статьи по истории, географии и этнологии Кавказа. Наиболее интересны с точки зрения истории климата краеведческие очерки, содержащие, как правило, подробную информацию о климате местности и проводившихся на протяжении XIX века эпизодических метеорологических наблюдениях (см. например, Передпольский, 1908). Другим важным местом для публикации краеведческих отчётов был в XIX в. «Кавказский календарь, изданный от канцелярии Кавказского наместника». Могут оказаться полезными также «Записки Кавказского общества сельского хозяйства», «Записки Кавказского отдела Императорского Географического общества», «Известия Кавказского отдела Императорского Географического общества», «Кавказский мелиорационный бюллетень», «Кавказское хозяйство», «Тифлисские ведомости». Перспективным представляется изучение официальных сборников статистической информации о регионе, в частности, «Новейшие географические и статистические известия о Кавказе» (М., 1823) и «Обозрения Российских владений за Кавказом в статистическом, этнографическом, топографическом и финансовом отношениях» (1836).

Таким образом, наше исследование показывает, что, начиная с раннего средневековья, в источниках можно найти отдельные важные свидетельства об изменениях климата в исследуемом районе. Сводки этих источников, переведенных на русский язык, выполненные в 19 и 20 вв., существенно упрощают задачу поиска этих сведений. Однако, эти источники почти наверняка не смогут обеспечить информационный массив достаточной плотности для создания количественных реконструкций вплоть до 19 в. Начиная со второй трети 19 в., когда начинается интенсивное освоение края, ситуация коренным образом меняется. Российские источники, в том числе периодика, статистические сборники, первые разрозненные метеонаблюдения составляют массив, который может быть использован для создания количественных реконструкций отдельных  метеоэлементов или индексов (например, индекс сухости). Это может существенно расширить наши представления о климате Абхазии в малом ледниковом периоде, который не охвачен инструментальными наблюдениями.

 

Дендрохронология

В ходе полевых работ в сентябре 2013 г. мы сосредоточили наше внимание на отборе образцов пихты кавказской (Abies nordmannana (Steven) Spach.), которая является самым распространенным долгоживущим деревом в горах Абхазии. Отбор образцов был проведен на трех пробных площадях вблизи верхней границы леса (табл. 1, рис. 1) в верховьях долины Аудхара. Керны отбирались с живых деревьев на высоте 1,2 м. Дальнейшая лабораторная обработка кернов проводилась согласно стандартным в дендроклиматологии методам (Шиятов и др., 2000).

Мы построили три локальных хронологии ширины колец для пихты кавказской (верховья дол.Аудхара), которые были сведены в единую (D3032) из-за сходных условий произрастания деревьев (верхняя границы леса, склон южной экспозиции и высокой корреляции входящих в них образцов. Помимо трех новых, упомянутых выше, хронологий в нашем распоряжении была хронология пихты ABM, построенная Р.М.Хантемировым с коллегами для верхней границы леса на горе Мамзышха (Абхазия) и несколько хронологий пихты с северного макросклона западного Кавказа (см. табл. 1).

 

Таблица 1. Статистические характеристики хронологий ширины годичных колец пихты для северного и южного макросклонов Западного Кавказа

 

Название

Н, м

Пер

вый год

Послед

ний год

Кол-во образцов

Стандартное отклонение

Rbar

Средняя чувствительность

Средняя автокорреляция 1-ого порядка

EPS> 0,8 (год)

D3032P

1800

1671

2013

65

0.184

0,276

0.147

0.399

1718

ABM

1670

1678

2012

22

0.383

0.321

0.18

0.488

1788

GZPA

670

1630

2009

27

0.34

0.326

0.223

0.59

1834

GRS

2000

1815

2008

19

0.26

0.365

0.197

0.43

1906

MLB

1040

1851

2007

21

0.22

0.267

0.161

0.33

1931

CHM

1700

1596

2006

14

0.16

0.348

0.113

0.46

1654

ALI

1900

1790

2011

64

0.14

0.268

0.117

0.43

1841

 

 

Хронологии пихты, построенные для верхней границы леса на Западном Кавказе, коррелируют между собой вне зависимости от того, на северном или южном макросклоне они находятся (табл. 2). Пихта из нижней и средней части лесного пояса (хронологии GZPA и MLB, соответственно) либо совсем не коррелируют с хронологиями с верхних площадок, либо имеют с ними очень слабую связь.

 

Таблица 2. Корреляция хронологий ширины годичных колец пихты западного Кавказа (1931-2007 гг.) Для анализа взяты фрагменты хронологий с EPS>0,8. Выделены статистически значимые коэффициенты корреляции при p<0.05.

 

 

D3032P

ABM

GZPA

MLB

GRS

CHM

ALI

D3032P

1

 

 

 

 

 

 

ABM

0,68

1

 

 

 

 

 

GZPA

0,16

0,05

1

 

 

 

 

MLB

0,42

0,37

0,21

1

 

 

 

GRS

0,62

0,45

0,02

0,29

1

 

 

CHM

0,55

0,39

0,22

0,49

0,5

1

 

ALI

0,72

0,51

0,16

0,44

0,65

0,58

1

 

 

На рис. 2 видно, что и межгодовая и декадная изменчивость ширины колец пихты с верхней границы леса у разных хронологий очень похожи. Хронологии GRS и ABM имеют несколько более высокую межгодовую изменчивость, чем остальные. Кроме того, в последние несколько лет у пихты на г. Мамзышха (ABM), которая расположена вблизи побережья Черного моря, наблюдается повышение величины прироста древесины, в то время как у остальных хронологий, построенных для Главного Кавказского хребта, этого не происходит. В целом, с начала 18 по 21 вв. обе абхазские хронологии пихты значимо коррелируют друг с другом.

 

 

 

Рис. 2. Хронологии ширины годичных колец пихты на западном Кавказе (верхняя граница леса, EPS>0,8.

 

В этой работе для корреляционного анализа с шириной годичных колец пихты мы использовали ряды ближайших к местам отбора дендрохронологического материала высокогорных метеорологических станций (см. рис. 1). В целом результаты нашего анализа показывают, что эти корреляции слабые и часто неустойчивые. Частично это может объясняться большим расстоянием от метеостанций до мест отбора образцов, так как метеостанции в высокогорьях Западного Кавказа единичны. Однако главная причина, по-видимому, заключается в том, что даже у современной верхней границы своего распространения пихта в этом районе произрастает в достаточно благоприятных условиях: оптимальные условия произрастания и господства пихты кавказской находятся в верхне-лесном горном поясе от 1000 до 1800 м н.у.м., где количество осадков составляет не менее 750-900 мм при оптимуме 1800-2500 мм с летним максимумом (Бебия, 2002). Из всех параметров, которые мы использовали для корреляционного анализа с абхазскими хронологиями (среднемесячные, максимальные, минимальные температуры воздуха, сумма осадков, влажность воздуха, число дней с температурой выше 10°С), более или менее устойчивые связи обнаруживаются только для минимальных температур воздуха, однако коэффициенты корреляции невысокие (от 0,3 до 0,5). Этот вывод согласуется с заключением о том, что при понижении температуры воздуха уменьшается ширина кольца пихты, однако при повышении температуры выше определенного порога дальнейшего увеличения ширины не происходит (Экба и Дбар, 2007).

Рис. 3 иллюстрирует годовой ход метеорологических параметров в среднем за период наблюдений с 1960 по 2004 гг. (гмс Северный Клухор), а также в 1987 и 1982 гг., когда прирост древесины пихты на верхней границе леса в Абхазии был низким. Рис. 3 показывает, что низкий прирост  в 1987 и 1982 гг., по-видимому, был вызван разными причинами: в 1987 г. был необычно снежный январь (рис. 3а), тогда как 1982 г. характеризовался низкими минимальными температурами, особенно зимой (рис. 3г).

 

 

 

 

Рис. 3. Годовой ход метеорологических параметров (гмс Северный Клухор) в среднем за период наблюдений с 1960 по 2004 гг., а также в годы низкого прироста древесины пихты (1987 и 1982 гг.). Голубой – средние значения за 1960-2004 гг., вишневый - 1987 г., желтый – 1982 г. а – среднемесячная сумма осадков, б – среднемесячная температура воздуха, в – максимальная температура, г  минимальная температура.

 

 

В целом, подводя итог нашим дендрохронологическим исследованиям в Абхазии в 2013 г., мы можем констатировать, что здесь созданы достаточно продолжительные хронологии, охватывающие почти четыре века, которые коррелируют между собой на обширной территории, причем динамика прироста  на северном и на южном макросклоне Главного Кавказского хребта имеет несомненное сходство. В будущем они могут быть использованы для датирования образцов погребенной и археологической древесины, их сходство показывает наличие общего климатического сигнала, однако этот сигнал сложный и, по-видимому, комбинация разных «управляющих» климатических факторов может приводить к одинаковому результату (изменению ширины кольца). Это ограничивает перспективы создания количественных реконструкций на основе ширины годичных колец пихты. Однако, возможно, на основе этих хронологий можно построить дискретные ряды, отражающие годы с отрицательными температурными экстремумами.

Более перспективными выглядят возможности создания реконструкций режима увлажненности у деревьев, растущих вблизи нижнего предела своего распространения. Р.М.Хантемиров, например, показал наличие положительной связи с осадками сосны пицундской для Джанхотского бора (ноябрь-август), Я.А.Экба и Р.С.Дбар (2007) обнаружили аналогичные связи у сосны для Пицундского заповедника. К сожалению, вблизи нижней границы леса трудно найти деревья, существенно превосходящие по возрасту инструментальный период наблюдений.

 

Палеолимнологические источники

По ряду критериев, в качестве объекта исследований полевой экспедиции в сентябре 2013 г. было выбрано озеро Мзы (см. рис. 1). Оно располагается в северо-западной части Абхазии, в верховьях урочища Аудхара, в предгорьях массива горы Агепста (N 43°31'15" E 40°34'38"). Абсолютная высота уреза 2055 м, размеры приблизительно 230х150 м. Озеро лежит в каре, образованным основным хребтом, простирающимся с северо-запада на юго-восток и двумя боковыми хребтами (рис. 4).  Ширина кара в наиболее протяженной части - около 1 км. Берег озера сложен преимущественно крупнообломочным материалом – валунами диаметром 30-50 см и более. Растительный покров представлен травянистыми сообществами с отдельными группами кустарников на северо-восточном склоне. Склоны крутые (30-50 градусов), северо-западный склон более пологий (до 20-25 градусов). Северо-восточный склон имеет обширные выходы коренных пород в верхней части. С юго-восточной стороны на склоне в момент бурения (сентябрь) были видны отчетливые следы схода лавин свежего снега. Очевидно, что наблюдается активный снос обломочного материала в озеро вместе с лавинами юго-восточного и северо-восточного склонов.

 

 

Рис. 4. Озеро Мзы, 29 сентября 2013 (Фото В.Н.Михаленко)

 

Отбор образцов донных осадков озера Мзы был произведен 29 сентября 2013 г. К этому времени устойчивый снежный покров лежал в долине Аудхара, начиная с высоты около 1400 м. Его наличие помогло оценить масштабы лавинного сноса в озеро, однако значительно затруднило сам процесс бурения. Отбор образцов производился с легкой двухместной надувной лодки с помощью стратометра - облегченного пробоотборника для донных осадков. Стратометр позволяет отбирать колонки донных осадков с внутренним диаметром 3 см длиной до 60 см. Несомненным преимуществом стратометра является относительно небольшой вес, по сравнению с полноразмерным озерным буром ударного типа, что дает возможность переносить его одному человеку. Колонка донных осадков мощностью 20 см была отобрана в северо-восточной части озера с глубины 7 м на расстоянии 60-70 м от берега (рис. 5). Осадок отобранной колонки сложен нестратифицированным однородным алевритом. Никаких текстурных и др. неоднородностей не обнаружено.

 

Рис. 5. Колонка донных отложений оз. Мзы.

 

В будущем мы рассчитываем провести комплекс литолого-стратиграфических и биостратиграфических анализов этих отложений. Образцы озерных осадков озера Мзы могут представлять интерес с точки зрения реконструкции локальной лавинной активности, что может послужить индикатором изменений климатических показателей района в прошлом.  Для сравнения палеоклиматических  изменений на северно и южном макросклоне мы продолжаем аналитические исследования отложений оз.Каракель (Соломина и др., 2013) и оз.Донгуз-Орун (Alexandrin et al., 2013).

 

Спелеологические источники

На первом этапе нашего исследования мы сосредоточили внимание на изучении методики изотопных исследований пещерных отложений и, на основе современных требований к палеоклиматическому анализу спелеотем, выбрали потенциальные объекты исследования в 2014 г. Рекогносцировочные исследования были проведены в Новоафонской пещере.

На территории Абхазии, где широко распространен карст, известно более 500 пещер (рис. 6), причем во многих из них образуются натечные отложения, которые могут быть полезными для наших целей изучения палеоклимата голоцена.

 

 

Рис. 6. Пещеры Абхазии. Красными кружками показаны группы пещер.

 

Известно, что натечные образования в этом районе могут иметь очень большой возраст (Климчук и др., 2009), однако есть также пещеры, где натеки относятся к голоцену, например пещерная система Крубера-Воронья (массив Арабика, глубина 2190 м)

По ряду важных критериев (доступность, наличие натечных образований, данных гидрометеорологических и др. наблюдений) наиболее перспективными пещерами Абхазии, в которых можно изучать натеки и рыхлые отложения для целей палеогеографических реконструкций, являются пещеры Новоафонская и Абрскила. В вертикальных пещерах Снежная (1950 м н.у.м., Хипстинский карстовый массив) и Мчишта (200 м н.у.м., Бзыбский карстовый массив) известны также толщи рыхлых отложений голоценового возраста.

Наиболее изученной и оборудованной для посетителей и исследователей является Новоафонская пещера, где в сентябре 2013 г. мы провели рекогносцировочные работы. Для палеоклиматических реконструкций особенно важно представлять себе скорости образования натечных отложений. Скорости роста сталагмитов в пещерах могут колебаться от 0,01 до 1,0 мм/год (Genty et al., 2001, McDermott, 2004). Конические сталагмиты формируются при расходе воды с дебитом 1-0,5 см3/с, пальмообразные сталагмиты – 0,5-0,1 см3/с, а сталагмиты-палки – при 0,01-0,001 см3/с (Максимович, 1965). К сожалению, ни для одной пещеры Кавказа и всего бывшего СССР нет данных прямых наблюдений за  скоростью образования натечных образований. Косвенно об этой скорости в новоафонской пещере можно судить по натекам на столбах, поддерживающих галерею для туристов, которые были установлены в 1970-х гг. Полученные данные можно будет сравнить с верхними частями растущих сталагмитов и оценить соответствие. При переносе этих оценок в прошлое следует учитывать, что в последнее время в ней сильно изменился газовый состав в связи с посещением пещеры туристами, в частности, значительно возросло содержание СО2 в воздухе, что не могло не повлиять на скорости роста натечных образований.

Для палеоклиматических реконструкций в каждой конкретной пещере важно изучать присущие ей особенности гидрогеохимии (Luo et al., 2013). В рамках этой задачи в сентябре 2013 г. в Новоафонской пещере нами было отобрано две пробы воды – в нижней части Махаджирского зала в  озерце, образованном на выположенной глинистой ступени при входе в колодец слива,  и на выходе в зале Апсны (вода, стекающая с потолка в ванночку выбивания). Также был опробован исток р. Мчищ (Уатхара), берущей начало из подводной пещеры, сложенной известняками. На территории Рицинского реликтового национального парка была взята проба воды из нарзанного источника  выше Ауадхарской поляны. Аналитические исследования проводились в химической лаборатории  Института географии РАН (рН, минерализация), лаборатории отдела минералогии, изотопной геохимии и геоэкологии ЦНИГРИ (метод ICP MS) (Таблица 3).

 

Таблица 3. Показатели рН и минерализации (мг/л)  подземных и поверхностных вод (сентябрь, 2013)

 

 

рН

мг/л

нарзан  выше Ауадхарской поляны

7,5

3250

Новоафонская пещера, Махаджирский зал

8,3

250

Новоафонская пещера, зал Апсны

8,4

230

исток р.Мчищ

8,3

140

 

Результаты предварительного опробования показывают, что реки передового хребта имеют щелочную реакцию среды, поскольку промывают карбонатные породы. В Новоафонской пещере наблюдается аккумуляция тонкозернистого материала, оказывающего влияние на состав скапливающихся пещерных вод. Нарзанные источники в местах разгрузки подземных вод на поверхности  характеризуются высокой минерализацией. Расчет кларков концентрации в водах выявил химические  элементы с высокой интенсивностью накопления (Табл.4).

 

Таблица 4. Интенсивность накопления химических элементов в воде

 

Место отбора проб

Интенсивность накопления n

Слабая n<10

Средняя 10-50

Высокая 50-100

Очень высокая>100

исток р.Мчищ

Mg,Ca,Se

I

Br

C

нарзан  выше Ауадхарской поляны

Mg,Ca,Cr,Se,Sr,W

Li,Cs

Na,Br

B,C,I

Новоафонская пещера, Махаджирский зал

Ca

Se,I

Br

C

Новоафонская пещера, зал Апсны

Ca

Se,I

Br

C

 

Максимальные концентрации углерода в водах связаны с интенсивным промывным режимом почв и пород Абхазии. Обогащение вод легкорастворимым органическим веществом происходит особенно заметно в период мощных осадков, которые наблюдались в период проведения экспедиции. Высокие концентрации натрия, брома и йода, возможно, образуются под влиянием черноморских вод. К элементам слабого накопления относятся химические элементы, характеризующие вмещающие породы. Воды нарзанного источника обогащены также стронцием и вольфрамом, которые являются типичными элементами Кавказской горной страны.

Кроме гидрохимических проб в сентябре 2013 г. мы отобрали образцы тонкозернистых осадков в том же Махаджирском зале (путем кернового бурения и из обнажения) (рис. 7). В отложениях невооруженным глазом видны неоднородности (рис. 7), однако их происхождение (сезонность?) и скорости осадконакопления остаются неясными.

 

Рис. 7. Обнажение отложений в Зале Махаджира в Новоафонской пещере

 

Таким образом, рекогносцировочные исследования в Новоафонской пещере и обзор соответствующей литературы дают нам представление о том, насколько перспективны палеоклиматические работы в этом направлении. Очевидно, что они очень трудоемки, затратны, потребуют многолетних наблюдений за современными процессами, однако пещеры Абхазии представляют собой столь важный и интересный объект для этих работ, что несмотря на указанные трудности, мы планируем их продолжать совместно с зарубежными партнерами.

 

Гляциологические источники

В последние десятилетия вопрос об оледенении Абхазии в научной гляциологической литературе почти не обсуждался; основное внимание исследователей было сосредоточено на изменениях крупных ледников северного макросклона Кавказа (см. например, Лурье и др., 2006, Оледенение Северной Евразии, 2007, Бушуева, 2013). В Каталоге ледников СССР (том 9, вып. 1, части 2-4, 1975) на территории Абхазии показано 136 ледников, однако, очевидно, что при современной тенденции к потеплению климата, многие ледники исчезли, распались на несколько отдельных ледниковых тел, сильно сократились в размерах.За истекший год мы создали базу картографических источников, содержащих информацию о состоянии оледенения Абхазии и сопредельных территорий, которая будет использована для реконструкции изменения размеров ледников за последнее столетие. На карте М. фон Деши отображены ледники всего Кавказа, но она имеет слишком мелкий масштаб (1:400 000) для того, чтобы можно было судить об изменении размеров оледенения. В 1896 г. была издана книга Д.В.Фрешфильда (Freshfield, 1896), в ней была опубликована карта Клухорского перевала и прилегающих гор масштаба 1:150 000. В 1904 г. этот район исследовал А. фон Мекк, который составил карту Главного Кавказского хребта между Марухским и Нахарским перевалами в масштабе 1:200 000. На пятиверстной карте К.Я.Подозерского (1911) показаны все известные тогда ледники Кавказа, включая абхазские. У нас также имеются советские топографические карты масштаба 1:210 000 на район Клухорского перевала и прилегающих территорий; карта масштаба 1:50 000, созданная в 1953 г., и карты масштаба 1:100 000, изданные в 1980-х гг.

На участок Клухорского перевала и прилегающих гор нами были найдены космические снимки, сделанные спутником Landsat 8 23 августа 2013 г. (пространственное разрешение - 15 м), спутником Landsat 7 9 августа 1999, 12 сентября 2000 и 29 июля 2001 гг. (пространственное разрешение - 15 м), а также снимок, полученный одним из космических аппаратов компании DigitalGlobe, сделанный 3 июля 2007 г. (пространственное разрешение 0,5 м). К сожалению, на этом снимке ещё много снега, но при помощи цифровой модели рельефа (ЦМР) все же можно выделить границу ледников. В качестве цифровой модели мы используем глобальную ЦМР GDEM.

Описания ледников (или упоминание об их отсутствии), выполненные первыми путешественниками, посетившими ледники Абхазии (Радде, 1873, Мушкетов, 1896), Подозерский, 1901, 1902, Рейнгард, 1916 и др.), содержат важную информацию, которая позволяет судить о динамике ледников за последнее столетие. При работе с историческими источниками мы также обнаружили сведения, касающиеся проходимости перевалов из Абхазии в Россию в зимнее время (например, Кавказское хозяйство, 1915). Эти сведения включены в базу данных исторических свидетельств о климате Абхазии и будут рассматриваться вместе с этим массивом данных. 

Таким образом, за истекший год мы собрали картографические и нарративные свидетельства о ледниках Абхазии за последние 120-130 лет, что даст нам возможность в будущем году построить пространственные реконструкции колебаний ледников для нескольких ключевых участков этого региона

 

Исследование поддержано грантом РФФИ 13-05-90306


← back