Определение глубины залегания слоя 1908 года в торфе в связи

Е. Д. ЛАПШИНА, П. А. БЛЯХАРЧУК
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ СЛОЯ 1908 г.
В
ТОРФЕ
В
СВЯЗИ
С
ТУНГУССКОГО
ПОИСКОМ
ВЕЩЕСТВА
МЕТЕОРИТА
Поиск метеоритного вещества — одна из центральных задач
проблемы Тунгусского метеорита. Наиболее удобным объектом для
этой цели оказался торф верховых болот, образованный сфагнум фускум [1, 2]. На основании измерений .пшенных приростов побегов
мхов и датировки торфяных пожарных горизонтов была определена
наиболее вероятная для 1965—1975 гг. глубина залегания катастрофного слоя 1908 г. в 30—33 см от поверхности моховой дернины. Отме­
чалось, что эта глубина может значительно варьировать в зави­
симости от местных причин, в частности от локальных условий нара­
стания и оторфовывания моховой дернины. С течением времени, по
мере накопления торфа, слой 1908 г. как бы погружается в торфяную
залежь и в настоящее время находится глубже, чем 15—20 лет назад.
Поэтому 12—14 трехсантиметровых слоев уже недостаточно.
На современном этапе поиска и изучения вещества Тунгусского
метеорита, когда большинство образцов торфа подвергается трудо80
емкой обработке и сложным дорогостоящим физико-химическим ана­
лизам, определение в полевых условиях точной глубины залегания
катастрофного слоя во всех отбираемых колонках торфа становится
необходимым условием для осуществления всего комплекса работ
по исследованию торфа. Наблюдения в период полевых сезонов 1982
и 1983 гг. показали, что прирост дернины сфагнум фускум, а следо­
вательно, и глубина современного залегания слоя 1908 г. во многом
зависят от флуктуации состояния климатической обстановки района
и от типов болотных местообитаний, преломляющих в ту или другую
сторону климатические факторы.
Согласно палеоботаническим данным [ 3 ] , замерзание болот и об­
разование торфяных бугров в междуречье Подкаменной и Нижней
Тунгусок произошло около 1,5 тыс. лет назад. Приблизительно 250
лет назад в условиях более влажного и теплого периода начались за­
селение мерзлотных бугров сфагновыми мхами и трансформация до­
линных кустарниковых сообществ (ерников) в верховые болота, как,
например, в торфяниках долин рек Макикта и Хушмо. В настоящее
время активное нарастание сфагновых мхов и торфонакопление на
буграх сменились частичным разрушением бугров и деградацией
сфагнового покрова. В пределах Метеоритной котловины, на Север­
ном и Чургпмском торфяниках, на буграх Южного болота процессы
деградации сфагнового покрова проявляются в увеличении проектив­
ного покрытия лишайников и кукушкина льна и площади мертвопокровных участков, распаде крупных рыхлых сфагновых дернин
на более мелкие и плотные, появлении множества талых просадок на
поверхности бугров.
На крупных .мерзлотных бугрпсто-топяных комплексах чистые
покровы сфагнум фускум сохраняются локально, преимущественно
по склонам бугров и у их основания. Одновременно распространяется
и активно разрастается дернина сфагнум фускум в нетипичных для
него местообитаниях. Относительно молодые покровы его почти по­
всеместно появились в прнсклоновых частях долин речек и ручьев,
т. е. в местах, благоприятных для зарождения и сохранения совре­
менной вечной мерзлоты [ 5 ] .
Методика ботанической датировки верхней части торфяной за­
лежи основана на том, что в любой колонке, взятой от поверхности
мохового ковра, можно выделить три горизонта: верхнюю часть мо­
ховой дернины с вертикально стоящими стебельками мха, нижнюю
часть (зону разрушения), где стебельки сминаются и рвутся, и собст­
венно торф с характерной горизонтальной слоистостью мохового во­
локна [1, 2, 4]. Поэтому в слоях торфяной колонки сверху вниз коли­
чество лет постепенно возрастает. Графически эта зависимость вы­
глядит в виде кривой, переходящей в почти горизонтальную (для дан­
ного масштаба) линию на уровне собственно торфа (рис. 1). Возраст
слоя в колонке определяется по линейным годичным приростам мха.
Нами проведены стационарные наблюдения за ходом развития
моховой дернины сфагнум фускум в бассейне р. Кеть (Томская об­
ласть). В строении головки сфагнового мха можно выделить две час­
ти (рис. 2): собственно головку, которая представляет собой сгуще6 Заказ № 97
81
Рис. 1. Схема с т р о е н и я м о х о в о - т о р ф я ной колонки и зависимость возраста
слоев от глубины их залегания.
ние ОТКЛОНСПШ.1Х под прямым уг­
лом веточек, н верхушечную поч­
ку, состоящую из собранных в ро­
зетку зачатков будущих веточек и
точки роста. Весной, когда стебель
трогается в рост, над бывшей по­
верхностью дернины выносится лишь верхняя часть головки—почка.
Линейный рост стебля в первой половине лета идет очень интенсив­
но, процесс формирования склеренхимы запаздывает, поэтому от­
растающий участок стебля имеет наименьший диаметр, светло-зеле­
новатую, а впоследствии прозрачно-буроватую окраску и редко рас­
положенные стеблевые листья.
Во второй половине лета основпой рост стебля в длину заканчи­
вается, начинается формирование головки и закладывается новая
точка роста на следующий год. Линейный рост в этот период идет
крайне медленно. Стебель на этом участке утолщается, наблюдается
сгущение стеблевых листьев. Хорошо развитые клетки коры придают
стеблю интенсивно-бурую окраску. Весной верхушечная почка снова
трогается в рост, оставляя на месте основную часть головки. Таким
образом, годовой прирост стебля мха составляют светлый (весеннелетний прирост) и темный (летне-осенний прирост) участки, причем
первый обычно в 2,5—3 раза больше последнего.
Для определения глубины залегания катастрофного слоя в кон­
кретной точке отбора вырезают две колонки 1 0 x 1 0 см с одной общей
стороной. Одна нз колонок отбирается но принятой методике [1,2]
и идет в дальнейшем на различные виды анализов, другая исполь­
зуется при датировке. Эту колонку разрезают по всей глубине на рав-
Рис. 2. Схема линейного прироста сфагнового мха (i— годовой линейный при­
рост).
ные слои толщиной 5 см и из каждого слоя выбирают 5—10 экземпля­
ров стебельков, по которым подсчитывают число годовых приростов
с точностью до полугода, а затем находят среднее число лет в слое.
По этим данным строится график зависимости возраста отдельных
слоев моховой дернины от глубипы их залегания.
Для достаточно точной датировки подсчет годовых приростов не­
обходимо вести до возможно более глубоких слоев, включая зону
разрушения. Характер перехода моховой дернины в торф может быть
различным (постепенным, резким), что зависит от ботанического со­
става торфа, плотности дернины, условий увлажнения и других при­
чин. Зная особенности этого переломного момента в торфяной залежи,
можно определить глубину залегания слоя с точностью до 2—3 см.
На основании 35 колонок фускум-торфа, отобранных в разных
экологических условиях центра и периферии района катастрофы, вы­
яснено, что линейный прирост сфагнум фускум зависит от типа место­
обитания и в разных точках отбора изменяется от 0,4—0,6 до 2,5—
3 см/год, отчего слой торфа 1908 г. может залегать на глубине 27—
64 см от современной поверхности. В обследованном районе выделе­
ны следующие типы местообитаний сфагнум фускум.
1. Крупнобугрнстые торфяники (Цветковский, Северный и др.),
на которых перепад высот от талых, влажных мочажин до вершин
мерзлых бугров составляет 3—7 м. Сфагнум фускум развит пятнами
по поверхности бугра и его склонам. На вершине бугра мох имеет
очень малый прирост — 0,6 см/год (в отдельные годы до 0,4 см/год)
и может вытесняться кустистыми лишайниками. Наиболее вероятная
глубина катастрофного слоя здесь 36—38 см (рис. 3,1Б). Но отобрать
такую колонку на практике трудно, так как сложно выбрать для нее
место. Сфагновый покров на буграх сильно угнетен, дернина имеет
прослойки лишайников и зеленых мхов, местами вообще в верхней
части разрушена. Чистая, ровная дернина сфагнум фускум развива­
ется обычно у основания бугров ближе к талым мочажинам. Здесь,
в условиях более влажных и благоприятных для развития сфагнума,
моховая дернина отличается большим приростом и мощностью. По­
этому отобранные на таких участках колонки, стандартной глубиной
в 45 см, не захватывают слой 1908 г. (см. рис. 3, 1А).
2. Плоскобугристые торфяники (Чамбпнскпй, Хойскпй, Бублик
и др.), в которых превышение бугров над мочажинами составляет не
более 1 —1,5 м. На них сфагновый покров нередко может занимать
обширные площади, перемежаясь с лишайниками и зелеными мхами.
По характеру нарастания моховой дернины этот тип местообитаний
сходен с предыдущим. Имеются как зоны активного роста сфагнов,
где слой 1908 г. находится на глубине 55—60 см (см. рис. 3, 2А),
так и участки с малым приростом и соответственно глубиной залега­
ния катастрофного слоя 36—43 см (см. рис. 3, 2В).
3. Мелкобугристые мерзлые торфяники верхового типа (Макиктинский, Хушменский и др.). Это относительно старые образования,
располагающиеся, как правило, в узких частях долин на более или
менее крутых склонах, не заливаемых речными водами. Они также
имеют явные следы угнетения и деградации сфагнового покрова и его
6*
83
О с н о в н ы е тины м е с т о о б и т а н и й с ф а г н у м ф у с к у м и г л у б и н а залегания
с л о я 1908 г. в о т о б р а н н ы х на них т о р ф я н ы х к о л о н к а х .
1 — крупнобугристые торфяники; 2 — плоскобугристые торфяники; 3—мелкобугристыг
верховые торфяники; 4 — прнсклоновые части долинных ерников; 5 — плоские верховые
торфяники; б — молодые термокарстовые просадки и бугры пучения; a — моховая дернина
и залежь фускум-торфа; б — зоны активного роста моховой дернины, в — место отбора
колонок; стрелками указаны места отбора проб.
Рис. 3.
малый прирост — 0,5—0,8 см/год. Наиболее вероятная глубина за­
легания катастрофного слоя 37—40 см (см. рис. 3, 3).
4. Прнсклоновые части долинных ерников (см. рис. 3, 4). Плос­
кие днища долин многочисленных мелких рек и ручьев в районе за­
няты зарослями кустарниковых березок — ерниками, а в присклоновой части в виде узкой полосы или отдельными фрагментами фор84
мируется типичный верховой комплекс со сфагнум фускум. В малых
долинах временных ручьем сфагнум фускум встречается в виде от­
дельных кочек. Сфагновые образования такого типа — молодые и на
глубине 30—60 см подстилаются другими видами торфа, обычно политриховым. Фускум-покровы в прнсклоновых частях долин речек и
ручьев широко распространены в районе работ, и на них отбирается
значительный процент торфяных колонок. Прирост моховой дер­
нины здесь не менее 1 см/год, реже 0,8—0,9 см/год. Слой 1908 г.
находится на глубине 45—53 см, т. е. на нижней границе или за пре­
делами стандартной колонки (см. рис. 3, 4А).
Особо следует сказать о найденных в прнсклоновых частях долин
мерзлотных образованиях. Они, как правило, небольших размеров,
плоской формы и поэтому слабо заметны. Эти долинные мерзлотные
поднятия имеют зеленомошно-лпшайниковый покров с отдельными
кочками сфагна и характеризуются невысоким его приростом. Колон­
ки, взятые на участках мерзлотных образований, хорошо захватыва­
ют катастрофный слой (см. рис. 3, 4Б), но эти образования встречают­
ся в районе не часто.
5. Верховые торфяники в плоских обширных депрессиях рельефа
(торфяники на водоразделе Кнмчу — Чеко, на правобережье нижнего
течения руч. Чеко и др.). Это прогрессивно развивающиеся болота
с плоской поверхностью, большой площадью водосбора и малым сто­
ком из-за небольшого уклона. Сфагновый покров на них разнит хоро­
шо, годовой прирост мхов от 0,7 до 1 см/год. Слой 1908 г. датируется
повсеместно на площади торфяника на глубине от 40 до 65 см (см.
рис. 3, 5) при мощности пласта фускум-торфа 70—100 см.
6. Молодые термокарстовые просадки а бугры пучения на водо­
разделах и плоских склонах. Они представляют собой Начальные
стадии формирования крупнобугристых торфяников и в районе
встречаются значительно реже других типов местообитаний сфагнум
фускум. Дернина его развивается отдельными пятнами и кочками
и подстилается обычно непосредственно минеральным грунтом. Даже
при мощности 40—43 см дернина не содержит катастрофного слоя,
поскольку она появилась спустя 15—20 лет после падения метеорита
(см. рис. 3, 6 ) .
Нa основании всех датированных в течение 1982—1983 гг. колонок
торфа получены следующие данные. В 50% колонок фускум-торфа
катастрофный слой залегает на глубине до 40 см, в 26% — на глуби­
не от 40 до 50 см и в 24% — глубже 50 см. При этом независимо от
мощности моховой дернины в каждой конкретной точке отбора
слой 1908 г. находится в самом верхнем горизонте собственно торфа.
Поэтому если колонка наряду с моховой дерниной и зоной ее разру­
шения включает и небольшой пласт торфа, то она, как правило, со­
держит катастрофный слой. Обобщенные типы местообитаний сфаг­
нум фускум позволяют ориентироваться на глубину залегания в них
слоя 1908 г. Тем не менее при отборе проб торфа для поиска метеорит­
ного вещества целесообразно в каждом случае уточнять эту величи­
ну, измеряя линейные приросты непосредственно в полевых ус­
ловиях.
85
ЛИТЕРАТУРА
Львов 10. А. О нахождении космического вещества в торфе.— В кн.: Пробле­
ма Тунгусского метеорита. Выи. 2. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1907,
с. 140—144.
Львов Ю. А. Методика отбора п обработки торфа для выделения мелко­
дисперсной минеральной фракции.— В кн.: Вопросы метеоритики. Томск:
Изд-во Томск, ун-та, 1970, с. 90—93.
Львов Ю. А., Бляхарчук Т. А. Мерзлотный торфяник в центре области выладення вещества Тунгусского метеорита.— В кн.: Метеоритные и метеорные
исследования. Новосибирск: Наука, 1983, с. 84—99.
Мульдняров Е. Я . , Лапшина Е. Д. Датировка верхних слоев в торфяной залежи, используемой для изучения космических аэрозолей.— В кн.: Метеорптные и метеорные исследования. Новосибирск: Паука, 1983, с. 75—84.
Шумилова Л. В. О бугристых торфяниках в южной части Туруханскогоя
края.— Изв. Томск, отд-иия Русского ботанич. о-ва, Томск, 1931, т. 3, вып.
1-2, с. 1—18.