АВДЄЄНКО ЮЛІЯ ЛЕОНІДІВНА. ПАЛЕОГЕОГРАФІЧНІ УМОВИ КАРСТОВИХ РАЙОНІВ КРИМУ ТА ПРИДНІСТРОВ'Я У ПІЗНЬОМУ ПЛЕЙСТОЦЕНІ ТА ГОЛОЦЕНІ : АВДЕЕНКО ЮЛИЯ ЛЕОНИДОВНА. ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ КАРСТОВЫХ РАЙОНОВ КРЫМА И ПРИДНЕСТРОВЬЯ В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНИИ И ГОЛОЦЕНИИ

Краткое описание

АВДЄЄНКО ЮЛІЯ ЛЕОНІДІВНА. Назва дисертаційної роботи: "ПАЛЕОГЕОГРАФІЧНІ УМОВИ КАРСТОВИХ РАЙОНІВ КРИМУ ТА ПРИДНІСТРОВ'Я У ПІЗНЬОМУ ПЛЕЙСТОЦЕНІ ТА ГОЛОЦЕНІ"

Міністерство освіти і науки України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
На правах рукопису
Авдєєнко Юлія Леонідівна
УДК 551.8+551.44
Палеогеографічні умови карстових районів
Криму і Придністров'я у пізньому плейстоцені та голоцені
11.00.04 – геоморфологія та палеогеографія
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата
географічних наук
Науковий керівник:
Герасименко Наталія Петрівна,
доктор географічних наук,
професор
Київ – 2015
2
ЗМІСТ
Вступ ……………………………………………………………..……………. 4
Розділ 1. Методолого-методичні основи комплексного застосування
палінологічного та літологічного методів дослідження печерних
відкладів для палеогеографічних реконструкцій ……………………….. 10
1.1. Теоретико-методологічні аспекти дослідження…………………… 10
1.2. Методика дослідження……………………………………………… 21
1.2.1. Методика польових досліджень………………………………… 21
1.2.2. Методика палінологічного дослідження………………………. 23
1.2.3. Методика гранулометричного аналізу…………………………. 25
1.2.4. Комплексний палеогеографічний аналіз результатів вивчення
печерних відкладів………………………………………………. 30
Висновки до розділу 1……………………………………………………….... 34
Розділ 2. Історія палеогеографічних досліджень печерних відкладів
Криму та Придністров'я…….………………………………………………. 36
2.1. Дослідження печерних відкладів Гірського Криму …………………. 36
2.2. Дослідження печерних відкладів Придністров'я…………………… 41
Висновки до розділу 2 ………………………………………………….……... 45
Розділ 3. Сучасні фізико-географічні умови територій дослідження…. 47
3.1. Природні умови Подільсько-Буковинської карстової області………. 47
3.1.1. Геологічна будова та рельєф ……………………………………. 48
3.1.2. Кліматичні умови, грунтовий і рослинний покрив……………. 51
3.2. Природні умови Гірсько-Кримської карстової області……………… 53
3.2.1. Геологічна будова та рельєф……………………………………. 54
3.2.2. Кліматичні умови, грунтовий і рослинний покрив…………… 56
Висновки до розділу 3………………………………………………….. 58
Розділ 4. Палінологічна та літологічна характеристика розрізів
печерних відкладів Придністров'я та Гірського Криму ………………... 60
4.1. Подільсько-Буковинська карстова область………………………….. 60
3
4.1.1. Печера Буковинка………………………………………………..… 60
4.1.1.1. Розріз №1 – зал Сухий…………………………………….. 61
4.1.1.2. Розріз №2 – зал Трапезний……………………………….. 81
4.1.1.3. Розріз №3 – зал Ентузіастів………………………………... 92
4.1.2. Печера Кришталева……………………………………………..…. 95
4.1.2.1. Розріз №4 – печера Середня……………………………….. 95
4.1.3. Печера Товтри…………………………………………………..…. 108
4.1.3.1. Розріз №5…………………………………………………… 108
4.2. Гірсько-Кримська карстова область………………………………….. 126
4.2.1. Печера Еміне-Баїр-Хосар……………………………………...…. 126
4.2.1.1. Розріз №6 – зал Музейний……………………………….. 128
Висновки до розділу 4……………………………………………….…….. 150
Розділ 5. Реконструкція розвитку природних умов територій
дослідження на часових зрізах пізнього плейстоцену та голоцену … 152
5.1. Подільсько-Буковинська карстова область…………………………. 152
5.1.1. Пізній плейстоцен………………………………………………. 152
5.1.2. Голоцен…………………………………………………………. 173
5.2. Гірсько-Кримська карстова область…………………………………. 178
5.2.1. Пізній плейстоцен……………………………………………….. 178
5.2.2. Голоцен…………………………………………………………… 186
Висовки до розділу 5…………………………………………………………. 188
Розділ 6. Кореляція палеогеографічних обстановок карстових
територій Придністров'я та Гірського Криму …………………………. 190
6.1. Пізній плейстоцен………………………………………………......... 191
6.2. Голоцен……………………………………………………………….. 199
Висновки до розділу 6……………………………………………………….. 202
Висновки ……………………………………………………………………... 204
Список використаних джерел …………………………………………….. 208
4
ВСТУП
Актуальність теми. На сьогодні актуальним є вивчення палеоклімату та
палеоландшафтів, оскільки за допомогою встановлених закономірностей
розвитку ландшафтів у пізньому плейстоцені та голоцені, ми можемо зробити
прогноз їх майбутніх змін. Серед всіх палеогеографічних методів виділяється
палінологічний аналіз, за допомогою якого можна відтворювати
палеоекоумови невеликих відрізків часу. Чималий потенціал
палеогеографічної інформації (пилок, рештки тварин, вугілля) зосереджений
у відкладах карстових печер. Вони тривалий час функціонували як природні
пастки осадонакопичення та палеонтологічних решток і містять непорушені
розрізи із добре збереженою стратиграфією. Як відомо температурний режим
печер є досить стабільним, а отже і утворення відкладів не зазнавало впливу
зовнішніх природних чинників. Доведено, що карстові печери мають значний
потенціал палеогеографічної інформації [194]. Відклади печер містять велику
кількість добре збереженого палінологічного матеріалу, що відображено в
результатах дослідження (див. розд. 4). Дуже часто підземні порожнини
ставали пастками для наземних тварин, що спричиняло їх загибель, а отже і
захоронення їх в самій печері. Тепер за накопиченим матеріалом решток
кісток можна не лише відтворити палеофауну того часу, але і встановити вік
відкладів за допомогою радіовуглецевого методу.
На територіях із фрагментарно збереженим наземним четвертинним
покривом, до яких відносяться гірські та височинні райони, значення
печерних відкладів як природних накопичувачів палеогеографічної
інформації, є особливо важливим для дослідження змін клімату та
ландшафтних компонентів у плейстоцені та голоцені.
Гірсько-Кримська і Подільсько-Буковинська карстові області мають різко
відмінні зональні та регіональні фізико-географічні умови, а також складені
різними породами, що карстуються. Означені відміни двох досліджуваних
районів зумовлюють важливість порівняння розвитку у них природних подій
5
пізнього плейстоцену та голоцену. Розрізи із детально стратифікованими
субаеральними відкладами верхнього плейстоцену та голоцену у
досліджуваних карстових районах є одиничними, що суттєво підвищує
актуальність палеогеографічного вивчення печерних відкладів цих територій.
Як відомо, карстові процеси є динамічними, вони постійно діють з
різним ступенем інтенсивності, і тому дослідження їх вимагає від нас
постійного моніторингу та удосконалення методів дослідження, що дасть
можливість надійніше робити прогнози на майбутнє.
На жаль, більшість карстових печер в Україні залишаються
малодослідженими, або зовсім не дослідженими з точки зору палеогеографії.
Печери Буковинка та Еміне-Баїр-Хосар є тими об'єктами, де вперше почалися
проводитися комплексні палеогеографічні дослідження [186; 205]. Нами ж
було продовжено цю роботу та доповнено вивченням нових розрізів відкладів
з печер Кришталева та Товтри.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Дисертаційна робота виконана у рамках наукового проекту ДФФД України
28.6/038 «Палеогеографія та клімат Північного Причорномор’я у голоцені»,
що виконувався на кафедрі землезнавства та геоморфології географічного
факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка.
Метою дисертаційної роботи є реконструкції природних умов
карстових районів Придністров'я і Гірського Криму за часовими зрізами
пізнього плейстоцену та голоцену за результатами палінологічного і
літологічного, зокрема гранулометричного, дослідження печерних відкладів.
Основні завдання дисертаційного дослідження:
- адаптувати теоретико-методичні підходи використання
палеопалінологічного методу до вивчення кластичних печерних відкладів
карстових районів;
- довести доцільність комплексного застосування палінологічного та
гранулометричного методів для підвищення достовірності
палеогеографічних реконструкцій за кластичними відкладами печер;
6
- узагальнити результати попередніх палеогеографічних досліджень
печерних відкладів в Україні та визначити основні етапи історії їх
дослідження;
- виконати палінологічний та гранулометричний аналізи кластичних
відкладів печер Подільсько-Буковинської та Гірсько-Кримської карстових
областей;
- виконати реконструкції змін рослинності та клімату для часових зрізів
пізнього плейстоцену та голоцену територій дослідження;
- здійснити кореляцію палеогеографічних обстановок на територіях
Середнього Придністров'я та Гірського Криму за часовими зрізами пізнього
плейстоцену і голоцену.
Об'єктом дослідження є пізньоплейстоценові та голоценові кластичні
відклади печер карстових районів Придністров'я та Гірського Криму,
зокрема, їх літологічний та спорово-пилковий склад (на прикладі печер
Буковинка 1 і 2, Кришталева, Товтри та Еміне-Баїр-Хосар).
Предметом дослідження є розвиток рослинності та зміни клімату
карстових районів Придністров’я та Гірського Криму у пізньому плейстоцені
та голоцені.
Методи і матеріали. Основними методами дослідження печерних
відкладів були палінологічний та літологічний, зокрема гранулометричний
аналізи. Було виконано спорово-пилковий аналіз 120 зразків печерних
відкладів для 5-ти розрізів та гранулометричний аналіз 110 зразків для 6-ти
розрізів з чотирьох карстових печер, а також використано результати
радіовуглецевого датування, палеозоологічного, магнітно-мінералогічного та
палеомагнітного методів. Застосовувались також такі методи географічних
досліджень як кореляційний, порівняльно-географічний, порівняльноісторичний, аналогій, тощо.
Наукова новизна одержаних результатів. В результаті проведеного
дослідження вперше:
7
- реконструйовано зміни рослинності та клімату за часовими зрізами
пізнього плейстоцену та голоцену у Подільсько-Буковинському та ГірськоКримському карстових районах за палінологічним та гранулометричним
аналізом кластичних відкладів печер;
- доведено перспективність комплексного застосування
палінологічного та літолого-гранулометричного аналізів кластичних
відкладів печер як палеокліматичних індикаторів;
- системно виконано палінологічний аналіз кластичних і біогенних
утворень карстових печер;
- встановлено відміни палінологічного складу кластичних відкладів
печер від одновікових субаеральних відкладів.
Удосконалено та деталізовано:
- характеристику пізньоплейстоценової та голоценової природи
Середнього Придністров’я та Гірського Криму у контексті загальних
особливостей розвитку рослинності та клімату Східної Європи;
- історію змін рослинності Придністров’я та Гірського Криму під
впливом антропогенного фактору.
Набуло подальшого розвитку:
- обґрунтування дрібної періодизації розвитку рослинності та клімату
Середнього Придністров'я та Гірського Криму у пізньому плейстоцені та
голоцені.
Практичне значення одержаних результатів. Виконані реконструкції
палеорослинності та давнього клімату можуть бути використані для
прогнозування майбутніх кліматичних змін, для обґрунтування
стратиграфічних схем при геологічній зйомці, при розв'язанні проблем
раціонального природокористування, зокрема для галузевого
картографування (грунтів і рослинності), геологічного та фізикогеографічного районування. Теоретико-методологічні розробки та
рекомендації можуть бути використані при палеогеографічних дослідженнях
в інших карстових районах. Теоретико-методологічні засади вивчення
8
печерних відкладів та фактичні дані отримані в результаті дисертаційного
дослідження використовуються при викладанні у Київському національному
університеті імені Тараса Шевченка курсів «Методи палеогеографічних
досліджень», «Палеогеографія з основами палеоекології» та «Регіональна
палеогеографія голоцену».
Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною науковою
працею, виконаною на основі власного фактичного матеріалу, отриманого за
період 2010-2015 рр., під час польових експедиційних та лабораторних
аналітичних досліджень. Частково власноручно здійснено відбір зразків,
особисто виконано гранулометричний та значною мірою палінологічний
аналізи зразків печерних відкладів та інтерпретовано їх результати. Здійснена
реконструкція рослинності і клімату карстових районів Придністров'я та
Гірського Криму за часовими зрізами пізнього плейстоцену та голоцену.
Апробація результатів роботи. Основні результати дисертаційного
дослідження пройшли апробацію на 11 міжнародних наукових конференціях
та симпозіумах, а саме: Міжнародній конференції «Black Sea-Mediterranean
corridor during the last 30 ky sea level change and human adaptation» (Родос,
Греція, 2010 р.), Міжнародній науково-практичній конференції
«Фундаментальні проблеми сучасної географії», присвяченої 90-річчю з дня
народження О.М. Маринича (Київ, 2010 р.), ХІ з'їзді Українського
географічного товариства «Україна: географія цілей та можливостей» (Київ,
2013 р.), ІХ Всеукраїнській науково-практичній конференції «Молоді
науковці – географічній науці» (Київ, 2013 р.), ХІІ та ХІІІ Міжнародній
міждисциплінарній науково-практичній конференції «Шевченківська весна»
(Київ, 2014, 2015 рр.), Міжнародній конференції «Proceedings of CBGA XX
Congress of the Carpathian-Balkan geological association» (Тірана, Албанія,
2014 р.), Міжнародному науковому симпозіуму «Рельєф і клімат» (Чернівці,
2014), Міжнародній конференції «From the Caspian to Mediterranean:
Environmental Change and Human Response during the Quaternary» (Баку,
Азербайджан, 2014 р.), Міжнародній конференції «Late Pleistocene and
9
Holocene climatic variability in the Carpathian-Balkan region» (Клуж-Напока,
Румунія, 2014 р.), Міжнародній конференції «Annual 2015 Meeting of the
Geological Society of America» (Балтимор, США, 2015 р.).
Публікації. За темою дисертаційного дослідження опубліковано 14
наукових праць загальним обсягом 4,4 д. а. – 6 наукових статей у фахових
виданнях (обсягом 2,7 д. а), одна з них у міжнародному журналі, 4 – у
матеріалах іноземних конференцій, 4 – у матеріалах і тезах доповідей
наукових конференцій в Україні.
Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, шести
розділів, висновків та списку використаної літератури. Загальний обсяг
роботи складає 239 сторінок, з них текст 163. Список використаних джерел
включає 285 найменування, зокрема, 48 англомовних. У роботі вміщено 34
рисунки та 18 таблиць.

Список литературы

ВИСНОВКИ
1. Виконаний комплексний аналіз результатів палінологічного та літологічного
(зокрема, гранулометричного) вивчення кластичних відкладів печер ПодільськоБуковинської та Гірсько-Кримської карстових областей показав доцільність
сумісного використання цих методів для підвищення достовірності
палеогеографічних реконструкцій. Тренди кліматичних змін у пізньому
плейстоцені та голоцені, встановлені за палінологічними та літологічними
даними як індикаторами палеоекоумов, добре зіставляються.
2. В історії палеогеографічних досліджень печерних відкладів Гірського Криму
та Придністров’я виділено три етапи. Перший етап (від початку до 80-90-их рр.
ХХ ст.) характеризувався вивченням відкладів печер переважно археологічним і
палеонтологічним методами. Впродовж другого етапу (із 80-90-их рр. до
початку ХХІ ст.) розпочинається використання широкого спектру методів:
палеогеологічних та палеогідрогеологічних, палеогеоморфологічних,
спелеогенетичних, палеонтологічних і геохронологічних. Для третього етапу
(від початку ХХI ст.) характерним є чітке виокремлення із комплексу спелеокарстознавчих досліджень власне палеогеографічних завдань, розробка
теоретико-методологічних основ палеогеографічних реконструкцій за
печерними відкладами. Мультидисциплінарність досліджень утверджується як
основний підхід до реконструкції природних умов минулого за відкладами
печер.
3. Можливість використання палінологічного методу для реконструкцій давньої
рослинності за печерними відкладами доведено майже повною ідентичністю
результатів, отриманих при порівнянні паліноспектрів кластичних відкладів
печер із такими у копролітах, зацементованих в утвореннях того ж віку, а також
за подібністю паліноспектрів печерних відкладів із складом пилку поверхневих
проб ґрунтів досліджуваних районів. Проте у печерних відкладах може бути
надмірно репрезентований пилок рослин, що зростають безпосередньо біля
входу до печери, або ж пилок далекого заносу. Необхідним є експериментальне
визначення спеціальних похибок на вміст цих палінотипів. Адаптація методики
205
підготовки зразків печерних відкладів до палінологічного та гранулометричного
аналізів полягає у необхідності вилучення із них крупноуламкових часток
(інфлювію), карбонатів та гіпсу. Неповне вилучення останніх призводить до
позірного збільшення вмісту мулистої фракції. Як показало дослідження, для
наважки зразку із копролітів необхідно брати в 3-5 разів (300-500 г) більше
матеріалу, ніж із кластичних відкладів. Результати гранулометричного аналізу
дозволяють коригувати методику мацерації палінологічних зразках щодо
необхідності обробки HF та КОН.
4. Верифікація палеокліматичних висновків за даними гранулометричного
аналізу шляхом порівняння їх із результатами інших методів показала, що
співвідношення фракцій гранулометричного складу у кластичних відкладах
печер-пасток може відображати й екзогенні чинники їх формування. Етапи
теплого клімату, як правило, відзначаються у кластичних відкладах печер
підвищенням вмісту мулистої та глинистої фракцій, етапи посушливого і
прохолодного клімату – підвищенням вмісту крупного пилу («лесової» фракції),
а етапи підвищеного зволоження – високим вмістом піщаних фракцій. Таким
чином, у формуванні кластичних відкладів печер-пасток визначна роль
належала заносу матеріалу поверхневих відкладів: грунтового – впродовж
теплих етапів та лесового – впродовж перигляціальних етапів.
5. Аналіз матеріалів, отриманих у відкладах печер Подільсько-Буковинської та
Гірсько-Кримської областей, дозволив виділити фази розвитку рослинності та
клімату останнього міжзледеніння (кайдацький етап), першого стадіалу та
інтерстадіалу раннього зледеніння (тясминський і прилуцький етапи),
інтерстадіали та стадіали середнього пленігляціалу та пізнього пленігляціалу
(витачівський і бузький етапи), інтерстадіали та стадіали пізньольодовиків’я
(причорноморський етап), субперіоди раннього, середнього та пізнього
голоцену.
6. У пізньому плейстоцені впродовж кайдацького етапу на Буковині бореальні
соснові та ялиново-соснові ліси початкової стадії міжзледеніння послідовно
змінювалися дубово-в’язовими лісами із значним поширенням ліщини на
ксеротермічному оптимумі, лісостепом південно-бореального клімату на
206
кататермальному похолоданні, грабовими лісами на гігротермічному оптимумі
та лісо-лучною рослинністю у кінці міжзледеніння. Значне поширення кріофітів
позначає холодний тясминський етап, а відновлення широколистих порід у
складі лісів – теплий прилуцький етап. Для останнього міжзледеніння ГірськоКримської області простежено зміну ксеротермічного оптимуму (Quercetum
mixtum) гігротермічним (буково-грабові ліси).
Впродовж витачівського етапу в обох досліджуваних районах на
інтерстадіалах збільшувалися площі лісових масивів за участю широколистих
порід, існував південно-бореальний клімат. На стадіалах у Гірсько-Кримській
області переважали лучно-степові угрупування бореального клімату, у
Подільсько-Буковинській − лучно-лісостепові за участю кріофітів угрупування
субперигляціального та північно-бореального кліматів. В обох районах клімат
був досить вологим.
Впродовж бузького етапу у Подільсько-Буковинській області деревні
угрупування займали найменші площі. Поширювався тундростеп
перигляціального клімату, участь ксерофітних трав зростала у другій половині
етапу (кріоксеротична стадія). На кріогіротичної стадії мав місце інтерфазіал із
бореальним кліматом.
7. Впродовж пізньольодовиків’я (причорноморський етап) на інтерстадіалі
белінг у Подільсько-Буковинській області існував лісостеп бореального клімату.
В обох досліджуваних областях на інтерстадіалі алеред поширення лісів
досягало сучасного рівня, але клімат був південно-бореальним, із незначною
домішкою широколистих порід у складі соснових лісів (у ПодільськоБуковинській області із темнохвойними породами). Впродовж стадіалу пізній
дріас площі деревних угруповань скорочувалися. У Гірсько-Кримській області
клімат був південно-бореальним із рисами посушливості, востаннє суттєву роль
у трав’янистих ценозах відігравали ксерофіти. У Подільсько-Буковинській
області востаннє поширювалися кріофіти у лісо-лучних угрупуваннях
субперигляціального клімату.
8. Впродовж голоцену клімат змінювався від південно-бореального
лісостепового (ранній голоцен) до суббореального, із оптимальними умовами
207
поширення широколистяних порід у першій половині атлантичного періоду. У
другій половині середнього голоцену (кінець атлантики – середній суббореал)
площі лісів скорочувалися (особливо у Гірсько-Кримській області), суттєво
зменшувалася роль високомезофільних порід, у складі трав’янистих ценозів
з’являлися ксерофіти, що свідчить про зростання посушливості. У пізньому
голоцені впродовж ранньої та середньої субатлантики в обох областях існував
вологий помірний клімат, із максимумом теплозабезпечення у кінці середньої
субатлантики («кліматичний оптимум середніх віків»), чітко вираженим у
Подільсько-Буковинській області. Перша прохолодна фаза пізньої субатлантики
(«малий льодовиковий перiод») із зменшенням ролі широколистих порід у лісах
змінилася сучасним потеплінням, проте площі лісів не збільшилися, що є
наслідком антропогенних змін рослинного покриву. Вперше антропогенний
вплив виявлено у кінці суббореального періоду: на Буковині за появою
культурних злаків та інших синантропних рослин, у Гірському Криму за
поширенням папоротей, що першими вкривають місця вирубок.
9. Порівняння загальних трендів та циклічності змін кліматичних умов,
відображених у палінологічному та літологічному складі кластичних відкладів
печер Криму та Придністров’я, свідчить, що палеоекоумови цих районів
змінювались підпорядковано одним закономірностям, тобто є відображенням
глобальних кліматичних подій. В той же час добре виражені регіональні відміни
рослинності та клімату досліджених областей. Перш за все, вони полягають в
існуванні у пізньому плейстоцені рефугіумів широколистої рослинності у
Гірсько-Кримській області та у відсутності на нижньому плато яйл кріофітів, а
також у значно більшому поширенні тут лучно-степової рослинності за участю
ксерофітів, ніж у Подільсько-Буковинській області. Із останнім, а також із
теплішим кліматом пов’язане більше розповсюдження в останній
широколистолісових формацій впродовж голоцену та різноманітніший склад
деревних порід. Поетапні зміни природних умов у Подільсько-Буковинській
області були контрастнішими у пізньому плейстоцені, а у Гірсько-Кримській – у
голоцені.