Преамбула.
Новая Астрономическая теория изменения палеоклимата установила причину колебаний палеоклимата Земли с периодом десятки тысяч лет. Эти колебания обусловлены эволюцией параметров орбитального и вращательного движений Земли. В прежней теории, созданной Милутином Миланковичем, которую еще называют теорией ледниковых периодов, недооценивалась роль эволюции вращательного движения Земли.
Совпадение экстремумов новой инсоляции Земли с экстремумами ледниковых периодов и межледнековий, позволяет по изменению инсоляции реконструировать палеоклимат. Такая реконструкция палеоклимата в Западной Сибири за последние 50 тыс. лет осуществляется в настоящей работе. Однако она вызывает ожесточенное сопротивление тех, кто свыкся с другими причинами изменения палеоклимата, и всю свою работу связал с ними. Эта статья была отвергнута двумя эстеблишментными журналами. Ниже, после текста статьи, представлена переписка авторов с этими журналами. В ней излагаются аргументы двух сторон: сторонников новой теории и ее противников. Читателю предоставляется возможность стать арбитром в этой дискуссии.
Ссылаться на статью на русском и английском языках так:
Смульский И.И., Иванова А.А. Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене // Климат и природа, 1 (26), 2018, с. 3-21.
Smulsky J.J., Ivanova A.A. Experience of Paleoclimate Reconstruction on Insolation Change on Example of Western Siberia in the Late Pleistocene // Climate and Nature, 2018, 1 (26), p.3-21.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
УДК 551.791 + 551.583 + 523.2
ОПЫТ РЕКОНСТРУКЦИИ ПАЛЕОКЛИМАТА ПО ИЗМЕНЕНИЮ ИНСОЛЯЦИИ
НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ
Смульский И.И.1, Иванова А.А.2
Институт криосферы Земли СО РАН, г. Тюмень, Россия
1e-mail: JSmulsky@mail.ru, 2e-mail: AnAnIvanova@yahoo.com
Аннотация.
Рассмотрены новые результаты Астрономической теории палеоклимата, в которых амплитуда колебания инсоляции в 7-8 раз больше по сравнению с прежними результатами. Сопоставлены распределения составляющих инсоляции по широте Земли в две эпохи: самую теплую и самую холодную. В высоких широтах летняя и годовая инсоляции изменяются больше чем в два раза. В экваториальных широтах изменения годовой инсоляции в 4 раза меньше и обратные по знаку. Зимы в холодные эпохи немного теплее, а в теплые - немного холоднее. За последние 50 тыс. лет имеется 4 экстремума инсоляции 46.4, 31.3, 15.9 и 4.2 тыс. лет назад. Они совпадают с предпоследним ледниковым периодом, последовавшим за ним сильным потеплением, последним ледниковым максимумом и оптимумом Голоцена, соответственно. Приведены критерии, с помощью которых осуществляется реконструкция палеоклимата. Рассмотрены этапы образования Баренцево-Карского ледникового щита около 50 тыс. лет назад, перекрытие им стока сибирских рек, образование пресноводного бассейна, сток его через Тоболо-Тургайскую ложбину в Приаралье. Аналогично рассматриваются и другие периоды.
Ключевые слова: эволюция, инсоляция, палеоклимат, реконструкция, поздний Плейстоцен, Западная Сибирь
1. Введение
Существуют разные мнения о причинах изменения палеоклимата [16]. Одну из самых многообещающих причин предлагает созданная М. Миланковичем [19] Астрономическая теория палеоклимата. Она основывается на решении трех проблем: 1) как изменяется орбита Земли за интервалы времени в сотни тысяч лет; 2) как изменяется плоскость экватора Земли или ее ось вращения; 3) как изменяется количество солнечного тепла по широте Земли, т.е. ее инсоляция, в зависимости от параметров: эксцентриситета e орбиты Земли; угла ее наклона ε к плоскости экватора; угла φpγ между перигелием орбиты и восходящим узлом γ.
С конца 20-го века была начата работа по новому переосмыслению Астрономической теории изменения климата [28]. По-новому были выведены уравнения всех трех задач [18]. Они не упрощались и решались высокоточными численными методами. Результаты орбитальной задачи были уточнены, но без качественного влияния на эволюцию инсоляции. Результаты третьей задачи по расчету инсоляции [34, 39] полностью совпали с прежней теорией.
Решение второй задачи об эволюции оси вращения Земли, например, за будущие 200 тыс. лет, привело к большим колебаниям оси: от 16.7? до 31? [29, 30], тогда как по прежним решениям ось Земли колебалась от 22.26? до 24.32?. Новые решения привели к новым изменениям инсоляции. Ее колебания значительно больше колебаний в прежней теории [30, 38], а также другие периоды колебаний и другие моменты времени наступления экстремумов инсоляции. Сравнения этих результатов с изменением палеоклимата показывают, что они хорошо согласуются с ним [31-33].
Изменения инсоляции получены с высокой точностью по отношению ко времени. Поэтому корреляция колебаний инсоляции с колебаниями палеоклимата позволяет точно привязать последние ко времени. Такая привязка является одной из главных сторон реконструкции палеоклимата. В настоящей работе рассмотрен опыт реконструкции палеоклимата на основе изменения инсоляции. При этом всплывает масса новых вопросов и проблем, которые в последующем потребуют своего решения.
2. Изменение инсоляции по широте в разные эпохи
Облучение Земли Солнцем, или инсоляция, рассматривается на верхней границе атмосферы. Инсоляция имеет широкий спектр изменений, как по пространству, так и по времени, например, по месяцам, сезонам или полугодиям. Кроме того инсоляция Земли изменяется на больших интервалах времени, исчисляемых тысячелетиями. Вначале рассмотрим изменение инсоляции по широте в отдельные эпохи.
На рис. 1 сопоставлены инсоляции за год QT, за летнее Qs и зимнее Qw калорические полугодия в три эпохи за 200 тысяч лет назад (т.л.н.): в современную T = 0, в самую теплую T = -31.28 kyr и в самую холодную T = -46.44 kyr. Здесь время T дано в тысячелетиях и отрицательно при рассмотрении в прошлое. Эти эпохи характеризуются летней инсоляцией на широте 65?N со следующими значениями Qs65N = 5.9; 7.4; 4.7 ГДж/м2, соответственно. Углы наклона в эти эпохи были ε = 23.44?; 32.10?; 14.8?, соответственно.
Летняя инсоляция Qs (рис. 1, пунктирные линии) имеет минимальное значение на полюсах и достигает максимальное значение на тропиках φ = ε, а вблизи экватора имеет минимум. От холодной эпохи (линия 3) к теплой 2 летняя инсоляция Qs на полюсах увеличивается в 2.07 раза. На широте 65?N она изменяется в 1.57 раза. Так как эта широта в среднем хорошо представляет изменение инсоляции в высоких широтах, то она была принята М. Миланковичем [19] в качестве опорной для характеристики климата. В теплую эпоху 2 летняя инсоляция Qs имеет экваториальный минимум в Северном полушарии, а в холодную эпоху 3 - в Южном полушарии.
Рис. 1. Сравнение летних Qs, зимних Qw и годовых QT инсоляций за три эпохи: 1 - современная; 2 - самая теплая; 3 - самая холодная; Qs65N - инсоляция в ГДж/м2 за летнее калорическое полугодие на северной широте 65R; T - время в тыс. лет (kyr) от 30.12.1949 г.
Зимняя инсоляция Qw (рис. 1) на полюсах равна нулю и монотонно растет к экваториальной области. В экваториальной области Qw имеет максимум на той же широте φ, на которой расположен минимум летней инсоляции Qs. От холодной эпохи 3 к теплой 2 зимняя инсоляция Qw больше всего изменяется на средних широтах. При этом, для рассматриваемых 2 и 3 эпох изменения, например, на широте φ = 40?, в 1.38 раза больше в Северном полушарии, чем в Южном. Зимняя инсоляция в холодную эпоху 3 на всех широтах больше, чем в теплую эпоху 2. То есть, зимы в холодные эпохи теплее, нежели в теплые.
Годовая инсоляция QT (рис. 1) монотонно увеличивается от полюсов к экватору. На экваторе находится ее максимум, и годовая инсоляция симметрична относительно экватора. То есть, количество тепла за год одинаково по обоим полушариям. От холодной эпохи 3 к теплой 2 инсоляция QT за год на полюсах увеличивается почти во столько раз, как и летняя Qs. С уменьшением широты разница между годовыми инсоляциями уменьшается, и на широте φ ≈ 45? годовая инсоляция не изменяется. В экваториальной области изменения QT обратные ее изменениям на высоких широтах: в холодную эпоху 3 тепла за год больше, чем в теплую. Например, на экваторе QT в холодную эпоху возрастает в 1.07 раза по сравнению с теплой. При этом изменение инсоляции QT в 4 раза меньше чем в высокоширотной области. Поэтому основные изменения годовой инсоляции происходят в высоких широтах.
3. Изменение инсоляции по времени на разных широтах
На рис. 2 представлены изменения инсоляций QT, Qs и Qw за 200 т.л.н. на трех широтах 80R, 65R и 45R северного полушария.
На широте 65R летняя инсоляция Qs хорошо отражает изменение годовой QT инсоляции. А зимняя инсоляция Qw изменяется в противофазе с летней: при теплом лете зима немного холоднее. Таким образом, для широты 65R годовая QT и летняя Qs инсоляции изменяются софазно, а зимняя Qw - в противофазе первым двум. Такой же характер изменения инсоляций наблюдается для широт 80R и 45R.
Амплитуды колебаний инсоляций с широты 80R до широты 45R уменьшаются пропорционально цене деления годовой инсоляции 2.5; 1.5; 0.05 ГДж/м2. Таким образом, в высоких широтах происходят наиболее существенные изменения инсоляции.
Рис. 2. Эволюция инсоляции за прошедшие 200 тыс. лет на трех разных широтах северного полушария. OI, 1I, 2I, 3I - экстремумы инсоляционных периодов.
На рис. 3 показаны изменения летней инсоляции I в эквивалентных широтах на трех разных широтах: 80R; 65R и 45R. Она показывает какой широте φ в современную эпоху соответствует летняя инсоляция в эпоху T. На рис. 3 тонкой горизонтальной линией отмечена широта, к которой относится инсоляция I. Верхние горизонтальные участки графиков отмечают отрезок времени, когда инсоляция в эпоху T летом больше чем в экваториальной зоне в современную эпоху. А нижние горизонтальные участки отмечают эпохи, когда летняя инсоляция меньше чем сейчас в области полюсов.
На широте 65R (рис. 3) по горизонтальным участкам видно, что имеются две теплые эпохи и 5 холодных. На широтах 80R и 45R инсоляция I изменяется аналогично, только на широте 80R длительность холодных периодов увеличивается и добавляется еще один, а на широте 45R увеличивается длительность теплых периодов и добавляется еще четыре теплых. На широте 45R нет периодов с инсоляцией меньше, чем на полюсе.
Рис. 3. Эволюция инсоляции I в эквивалентных широтах северного полушария за 200 тыс. лет на трех разных широтах Земли: горизонтальной прямой линией приведена широта, к которой относится изменение инсоляции I.
4. Инсоляция и последние оледенения в Западной Сибири
В табл. 1 согласно рис. 2 приведены четыре экстремума инсоляции Qs65N за последние 50 тысяч лет. Потепления отмечены как максимумы (max), а похолодания - как минимумы (min). Инсоляционные периоды [32] обозначены номерами 1I, 2I, 3I и т.д. Первый небольшой оптимум инсоляции обозначен как OI.
Таблица 1. Экстремумы летней инсоляции Qs65N и инсоляционные периоды за последние 50 тысяч лет.
В результате изучения разными специалистами палеоклимата выработано согласованное представление о его эволюции в Западной Сибири в позднем Плейстоцене [12, 40]. Особенно совпадает их мнение о двух последних оледенениях. Большая часть исследователей считает, что на севере Западной Сибири на шельфе Баренцева и Карского морей и на островах неоднократно образовывался ледниковый щит. Например, Соломатин В.И. и Белова Н.Г. [35] полагают, что подземные пластовые льды, покрывающие побережье Ледовитого океана, являются погребенными остатками древних ледников. По Гросвальду М.Г. [12], в ледниковые эпохи, которые многократно повторялись в последние 2.3-2.5 миллиона лет, Баренцево-Карский шельф превращался в сплошную область эрозии и сноса. Этот щит объединялся со скандинавским щитом, а их ледосбросы на Печорский бассейн взаимодействовали между собой, периодически отклоняя друг друга.
Самый южный пояс морен, доходящий до подножия Сибирских Увалов, относят к Ермаковскому времени [3, 4]. К этому ледниковому периоду относится максимальная стадия Баренцево-Карского щита около 50 тыс. лет назад [40]. Как видим, минимум инсоляции 46.44 т.л.н. и инсоляционные период 3I с границами 53.8-39.5 т.л.н. хорошо согласуются с Ермаковским ледниковым периодом или ледниковым максимумом средне-раннего Вейхелия [40].
После максимальной стадии этот ледниковый щит растаял примерно 40 т.л.н. [40]. Во многих долинах Печорской низменности: Шапкиной, Хвостовой Созьвы и Соймы древесина и торф из-под рельефообразующих морен имеет возраст от 25 до 40 т.л.н. [12]. Под распространенной к северу от Сибирских увалов мореной расположены озерно-болотные отложения, возрастом от 25 до 40-50 т.л.н. [2]. Этот период называют Каргинским межледниковьем. Как видим, максимум инсоляции 31.28 т.л.н. и инсоляционный период 2I с границами 39.5-22.08 т.л.н. хорошо согласуются с Каргинским межледниковьем.
В Архангельском регионе максимум оледенения позднего Вейхелия или Сартанского времени относят к 17 т.л.н. и дегляциацию - к 16 т.л.н. [40]. На Таймыре возраст этого ледника относится к 18-7.5 т.л.н. По С.A. Архипову [2] радиометрический возраст Сартанского ледникового горизонта находится в пределах 23-10 т.л.н. Как видим, минимум инсоляции 15.88 т.л.н. и инсоляционный период 1I с границами 22.08-6.86 т.л.н. хорошо согласуются с Сартанским ледниковым периодом или ледниковым максимумом позднего Вейхелия.
В процессе анализа данных по Западной Сибири было установлено [5, 21], что верхняя толща многолетнемерзлых пород (ММП) сформировалась за последние 5-6 т.л.н. Формирование бугристых торфяников в южной зоне распространения ММП Западной Сибири началось примерно 3 т.л.н. [21, 37]. Начало этих процессов связывают с оптимумом Голоцена. Как видим, небольшой максимум инсоляции 4.16 т.л.н. и инсоляционный период OI с границами 6.86-0 т.л.н. хорошо согласуются с оптимумом Голоцена.
Рис. 4. Границы Сартанского и Ермаковского оледенений по Svendsen et al [40] (линии 1b, 2b, и 3b) и оледенение Западной Сибири в момент времени 52.9 т.л.н. Белым цветом с косой штриховкой показаны территории покрытые ледником; внизу на графике инсоляции в эквивалентных широтах I(T) на широте φ = 70R точкой 1 отмечено время этого события, когда достигается I = 80R . Здесь и далее карта заимствована из работы Svendsen et al [40]. Масштаб 1:5000000.
В значительной мере согласованное представление о двух последних оледенениях в Западной Сибири выражено на карте в работе [40] (см. рис. 4). Сплошной и пунктирной линей 1b показана граница оледенения в поздний Вейхелий, эквивалентный Сартанскому оледенению [40]. Согласно другим авторам, в частности М.Г. Гросвальду [12], граница оледенения в Западной Сибири проходила восточней. Она примерно показана точками 2b. Ледниковый щит в средне-раннем Вейхелии, который эквивалентен Ермаковскому оледенению, имел по Svendsen et al [40] восточную границу отмеченную точками 2b. По М.Г. Гросвальду [12] граница Ермаковского оледенения в Западной Сибири проходила восточнее и южнее, которую можно представить штрихпунктирной линией 3b. Этой линией 3b показан [40] предел оледенения в Европе и Западной Сибири, который мог быть в Четвертичном периоде, по мнению разных авторов. В рассматриваемой далее реконструкции палеоклимата будем ориентироваться на вышеотмеченные границы оледенений.
5. Критерии реконструкции палеоклимата
На основании данных об эволюции инсоляции попытаемся проследить изменение палеоклимата в Западной Сибири за 50 т.л.н. Начало оледенения территории можно определить, исходя из покрытия льдом суши в современную эпоху. На широте 80? льдом покрыты Северная Земля, Земля Франца Иосифа и Шпицберген, высота которых порядка сотен метров. Поэтому для континентальных, не горных, областей инсоляцию на широте 80? будем считать пороговой для начала оледенения.
Начало деградации ледника также относим к широте 80?. Полное исчезновение ледника при необходимом количестве тепла потребует некоторого времени. Поэтому отнесем этот момент к широте 70?. На этой широте ледников в Западной Сибири нет. Перечислим эти и другие критерии, которые будем использовать при реконструкции палеоклимата по эволюции инсоляции.
1. Если на широте φ инсоляция в эквивалентных широтах упала до I = 80R , то ледник начал образовываться на этой широте.
2. Если после минимума инсоляции на широте φ инсоляция в эквивалентных широтах увеличилась до I = 80R, то начинается таяние ледника.
3. Если инсоляция в эквивалентных широтах повысилась до I = 70R на широте φ, то ледник деградировал на этой широте.
4. Озера-моря образуются при перекрытии ледником стока рек в Ледовитый океан.
5. Территории затапливаются водой в соответствии с их высотными отметками.
6. Озера-моря начинают уменьшаться при освобождении стока рек в Ледовитый океан.
7. При таянии ледников Гренландии и Антарктиды уровень Ледовитого океана повышается, и он наступает на берег.
8. Реконструируемые события должны согласовываться с палеоклиматическими данными.
6. Предпоследний ледниковый максимум или Ермаковское оледенение
Как видно из табл. 1, инсоляционный период 3I, связанный с Ермаковским похолоданием, начался 53.8 т.л.н. Через 900 лет в эпоху 52.9 т.л.н. на широте 70? инсоляция в эквивалентных широтах достигла величины I = 80R (точка 1 на рис. 4). В соответствии с первым критерием, льдом покрываются полностью Новая Земля, частично полуострова Ямал и Таймыр. Росту ледника способствуют теплые и, по-видимому, многоснежные зимы (см. Qw на рис. 1 и рис. 2).
В эпоху 52.6 т.л.н., когда инсоляция в эквивалентных широтах достигла величины I = 80R на широте 67.5R (т. 1 на рис. 5), оледенение территории распространяется до этой широты. При этом сток рек Оби, Пура, Таза и Енисея в Северный Ледовитый океан перекрыт [12]. В устьях рек образуются пресноводные озера.
Рис. 5. Оледенение Западной Сибири в момент времени 52.6 т.л.н. (эпоха 1). Голубым цветом с горизонтальной штриховкой отмечены покрытые водой территории. (Остальные обозначения см. рис. 4).
В момент максимального похолодания 46.4 т.л.н. инсоляция в эквивалентных широтах достигла величины I = 80R на широте 53.4? (рис. 6). Как видно из графика I(T) это происходит кратковременно. Поэтому широта 53.4? является предельной, на которой может наступить оледенение. При этом должно быть достаточное количество снежных осадков, что обеспечивается очень теплой зимой (см. Qw на рис. 1). Примерно на этой широте проводят максимальную границу оледенения Гросвальд М.Г. [12] и Svendsen J.I. и др. [40] (см. рис. 4). На рис. 6 мы провели границу оледенения до уровня Сибирских Увалов. В вышеотмеченных работах максимальную границу оледенения проводят как ниже Сибирских Увалов, так и выше. Южнее их располагается пресноводное озеро-море, которое может препятствовать распространению оледенения. Поэтому полагаем, что ледник занимает территорию до Сибирских Увалов.
Рис. 6. Оледенение Западной Сибири в момент времени 46.4 т.л.н. (Обозначения см. рис. 4 и рис. 5).
Так как сток рек продолжается, то озера растут в объеме и продвигаются на юг. Во время максимального похолодания 46.4 т.л.н. на рис. 6 показано распространение воды по Западно-Сибирской равнине до высоты 68-69 м над уровнем моря. Так по Енисею она дошла до Енисейска (58? с. ш.), по Оби - практически до Томска, по Иртышу - до Омска, по Ишиму - до Ишима, а по Тоболу - до Кургана. При этом водой заполняются низменные местности вблизи рек. Исследователи выделяют Мансийское и Енисейское озера [9, 10]. Первое занимает часть Западно-Сибирской равнины южнее Сибирских Увалов, а второе располагается в долине Енисея.
После минимума инсоляции 46.4 т.л.н. рост ледникового щита продолжался до 40.3 т.л.н., когда инсоляция на широте 70R не достигла значения I = 80R (см. т. 2 на графике I(T) рис. 4). В эпоху 40.1 т.л.н. инсоляция в эквивалентных широтах достигает значения I = 70R на широте 67.5R (т. 1 на рис. 7). В соответствии с критерием 3 территория до этой широты освобождается от ледника. В связи с этим мощность озер на Западно-Сибирской равнине увеличивается. Севернее Сибирских увалов образуется Пуровское озеро. Оно совместно с Мансийским и Енисейским сливаются и образуют озеро-море Западной Сибири.
Рис. 7. Оледенение Западной Сибири в момент времени 40.1 т.л.н. На графике инсоляции I(T) точкой 1 отмечено время этого события, когда достигается I = 70R .
На рис. 7 показаны высоты вдоль основных рек, определенные с помощью общедоступной программы "Google Earth". На ней точками отмечены минимальные высоты над уровнем моря в ближайшей окрестности рек и древних водоемов.
С дальнейшим потеплением начинается таяние ледникового щита и происходит увеличение пресноводного моря до такой степени, что начинается его сток через Тоболо-Тургайскую ложбину в Туранскую низменность Приаралья и, возможно, с проходами на юге - в Каспийскую низменность. Имеются свидетельства [20, 22, 26], что уровень Каспия повышался до +27 м, и он по Кумо-Манычской впадине стекал в Азово-Черноморский бассейн. В Плейстоцене по этому проливу бассейны Каспийского и Черного морей соединялись неоднократно [24]. Последний раз пролив существовал 15-12 тысяч лет назад.
Центральная часть Тоболо-Тургайской ложбины простирается меридионально от истоков р. Убаган, притока р. Тобола, до истоков р. Тургай [15]. Ее поперечный профиль имеет корытообразную форму шириной 22-25 км. Как видно из рис. 7, современный уровень дна ложбины преимущественно находится на отметке 100-107 м и не превышает 122 м. Древнее дно ложбины покрыто 70-90 м толщей четвертичных отложений, т.е. абсолютная отметка дна составляет 30-40 м [15]. За прошедшие 40 т.л. часть этих отложений пополнились за счет размыва и сноса бортов ложбины многочисленными небольшими реками. Они питают озера Аксуат, Кушмурун, Жарман, Сарыкопа и др., которые находятся на дне ложбины.
Дополнительно, отложения на дне ложбины пополнились во время Сартанского оледенения. Например, с глубины 75-77.5 м скважины 25 км южнее оз. Кушмурун обломок древесины имел возраст 28800 [12]. Он был заключен в 3-метровый гравийно-галечный слой, покрытый 15-метровой толщей песка с гравием и галькой. Это свидетельствует об отложении его активным потоком в ложбине. Из скважины, расположенной 75 км южнее, с глубины 34 м старичная глина имела возраст 19140 лет. Эта глина преобладает в разрезе верхних 55-60 м отложений ложбины. Кроме того, по образцам из террас, врезанных в днище ложбины, получены датировки 10800 и 11600 л.н. [12]. Эти данные свидетельствуют, что высотные отметки дна ложбины 40 т.л.н. могли быть порядка 50 м. Это, во-первых, а во-вторых, во время Сартанского оледенения по ложбине шел сток из Западно-Сибирской низменности [12], который также способствовал повышению ее уровня. И, в-третьих, отмеченная выше толща песчано-галечных отложений на дне ложбины не является препятствием при появлении подпора воды. В течение нескольких лет она будет разжижена и снесена потоком воды.
Как видно из рис. 7, высотные отметки к верховьям рек Енисея, Оби, Иртыша и Ишима превышают даже современную отметку Тоболо-Тургайской ложбины в 122 м. Поэтому сток воды из образовавшегося пресноводного озера-моря мог быть только через эту ложбину, когда уровень озера-моря превышал уровень ложбины. Об этом имеется много свидетельств. Например, в 15-20 км ниже Новосибирска, в обнажении Красный Яр, на уровне 115 м выходит 8-10-метровая озерная толща, налегающая на горизонт древних почв с укоренившимися пнями, возрастом порядка 28-29 т.л.н. [4]. Это свидетельствует о высотной отметке озера-моря порядка 125 м [9, 10]. Следы этого озерного уровня сохранились также в долине Тобола, на Тобол-Ишимском и Ишим-Иртышском междуречьях. Чуть выше был уровень Енисейского озера, которое сообщалось с Мансийским через Кас-Кетскую и Верхнетазовскую сквозные долины. Как считал С.В. Гончаров [11], это озеро достигало уровня 120-130 м, а по другим сведениям, оно поднималось выше 140 м [11].
Итак, при стоке воды из Западно-Сибирской низменности через Тоболо-Тургайскую ложбину, она неизбежно попадает в Каспийское море при одном условии. Сток должен быть такой мощности и продолжаться столько времени, чтобы заполнить водой территории с высотными отметками порядка 70-100 м.
С деятельностью ледника связаны морены, пути перемещения льда (троги), сдвиги, надвиги и прочие дислокации, переносы породы и грунта и множество других процессов. Моренный пояс вдоль возвышенности Сибирские Увалы, который относят к Ермаковскому горизонту, является самым южным [3, 4]. Валунно-галечный материал в составе толщи Сибирских Увалов имеет изначально ледниковое происхождение, поскольку отличается слабой окатанностью, часто имеет ледниковые шрамы и царапины и абсолютно не характерен для данной территории [6]. Севернее, в зоне 65.5R и 67R с.ш., существует еще несколько моренных поясов, которые принадлежат Сартанскому оледенению.
7. Каргинское межледниковье
Как видно из табл. 1, в эпоху 39.5 т.л.н. начинается Каргинский межледниковый период, который обозначен в табл. 1 как 2I и длится до 22.08 т.л.н. Этот теплый период характеризуется самой большой инсоляцией Qs65N = 7.43 ГДж/м2 за 200 т.л.н., максимум которой наступает 31.28 т.л.н. Продолжается таяние ледника в высоких широтах. В эпоху 39.5 т.л.н. инсоляция в эквивалентных широтах достигает значения I = 70R на широте 76R (рис. 8). Эту широту можно отнести к середине Карского ледникового щита. В соответствии с критерием 3 ледниковые покровы небольшой толщины исчезают на территориях до широты 76R. Освобождается сток рек в Ледовитый океан, вследствие чего озеро-море начинает уменьшаться. Его следы еще остаются в Туранской низменности.
Высота Карского ледникового щита достигала 1.5-1.6 км [12, 36], поэтому его таяние не завершается при достижении инсоляции значения I = 70R на средней его широте. Оценим время таяния Карского ледникового щита по времени его образования. Начало его образования мы отнесли ко времени 52.9 т.л.н., когда инсоляция достигла значения I = 80R на широте 70R (см. рис. 4). Рост ледника продолжался до эпохи 40.3 т.л.н., когда на этой же широте инсоляция после ее минимума не возросла снова до I = 80R. Таким образом, рост Карского ледникового щита продолжался 12.6 т.л. Будем считать, что не больше времени потребуется для его таяния, т.е. ледниковый щит полностью растаял к 27.7 т.л.н.
Рис. 8. Конец Ермаковского ледникового периода и начало Каргинского межледниковья в момент времени 39.5 т.л.н.
С другой стороны северная граница Карского ледникового щита достигала широты 80R [12, 40]. На этой широте инсоляция в эквивалентных широтах принимает значение I = 70R в эпоху 39.3 т.л.н. Ледниковый щит такой мощности раньше времени 39.3 т.л.н. не мог растаять. Поэтому исчезновение Карского ледника может находиться в пределах от 39.3 т.л.н. до 27.7 т.л.н., и по среднему значению может быть отнесено ко времени 33.5 т.л.н. В этом случае его таяние длилось 6.8 т.л. Следует отметить, что таяние ледникового щита Сартанского времени, как считает Флинт Р.Ф. [36], длилось 9 т.л.
Итак, в начале Каргинского потепления еще существуют остатки Западно-Сибирского моря. С его деятельностью связаны террасы, озерные отложения, конусы выноса входящих рек и эрозионные процессы на бортах выводных потоков (спилвеев). По Архипову [2] казымская пачка Каргинского горизонта (дер. Казым-Мыс, правый берег нижней Оби) простирается по долине Оби до г. Колпашево и бассейна р. Васюган, а также до дер. Липовка на Тоболе. Ее возраст 33-31 т.л.н. На нижнем Енисее от г. Игарка до устья Бахты прослеживаются конощельские слои, аналог Казымскому слою с возрастом 33-32 т. л. Как правило, это аллювиально-озерные отложения с прослойками торфа.
В самое теплое время 31.2 т.л.н. завершается таяние Скандинавского и Карского ледниковых щитов. Тают также ледники Гренландии и Антарктиды. Уровень моря поднимается и затопляет низменные побережья (рис. 9).
Рис. 9. Теплый период между оледенениями в момент времени 31.28 т.л.н. На графике инсоляции Qs65N точкой отмечено время этого события.
В северной части Западной и Восточной Сибири обнаруживаются следы морских отложений. Например, раковины на восточном Баренцево-Карском побережье и берегах Таймыра и Северной Земли имеют возраст от 24 до 38 т.л.н. [12].
К концу этого периода 22.08 т.л.н. инсоляция приближается к среднему значению. Уровень океана понижается, и вода уходит с затопленных берегов.
8. Последний ледниковый максимум
Как видно из табл. 1, инсоляционный период 1I, связанный с Сартанским похолоданием, начался 22.08 т.л.н. После двух тысяч лет непрерывного похолодания, в момент 20.8 т.л.н. инсоляция в эквивалентных широтах достигла величины I = 80R на широте φ = 70? (т. 3 на рис. 4), оледенение территории распространяется до этой широты. Поэтому картина оледенения территории такая же, как во время 52.9 т.л.н. на рис. 4.
Через 500 лет в момент 20.3 т.л.н. инсоляция в эквивалентных широтах (см. т. 2 на рис. 5) достигла величины I = 80R на широте 67.5? и оледенение распространяется до этой широты. Поэтому картина оледенения территории такая же, как во время 52.6 т.л.н. на рис. 5. В рассматриваемом случае ледник также перекрывает сток рек Оби, Пура, Таза и Енисея в Северный Ледовитый океан. В устьях рек образуются пресноводные озера.
Этот период с минимумом инсоляции Qs65N = 5.36 ГДж/м2 в эпоху 15.88 т.л.н. был теплее эпохи Ермаковского оледенения на 12%. Инсоляция в эквивалентных широтах достигла величины I = 80R на широте 61.5?, в отличие от I = 53.4? в эпоху максимального похолодания 46.4 т.л.н. Но это происходило кратковременно, поэтому широта 61.5? является предельной, до которой могло доходить оледенение. По-видимому, в Западной Сибири, как показано на карте Svendsen J.I. и др. [40] оледенение доходило до широты 65.5R. В этот период сформировался ледниковый рельеф Западной Сибири, в том числе краевые морены в зоне 65.5R-67R с.ш. по южному подножию Салехардских увалов и Хадатейским грядам Тазовского полуострова [3, 4]. Севернее их расположены Ямало-Гыданские пояса морен на широте около 68R с.ш. от озер Ярро-то на Ямале к востоку вдоль Гыданской гряды. Севернее расположены морены, которые являются самыми молодыми. Последние два гряда морен связаны с деградацией Сартанского ледника [3, 4]. Таким образом в последнюю ледниковую эпоху ледник не достиг южный моренный пояс у Сибирских Увалов.
Рис. 10. Конец оледенение Западной Сибири в момент времени 9.8 т.л.н. На графике летней инсоляции Qs в ГДж/м2 на широте 67.5R точкой отмечено время этого события.
О существовании в этот период холодного климата в районе Сибирских Увалов подтверждают исследования энтомологов. Зиновьев Е.В. [14] исследовал бассейн реки Вах, которая находится севернее Сибирских Увалов. До 15 т.л.н. здесь был холодный климат, обусловивший распространение открытых тундровых ландшафтов, а формирование природных сообществ, близких к современным, началось после 12 т.л.н.
После минимума инсоляции на широте 67.5R инсоляция в эквивалентных широтах достигла значения I = 80R в эпоху 9.8. т.л.н. (см. т. 3 на графике I(T) на рис. 5). На рис. 10 показана граница оледенения и образовавшееся озеро-море. С этого момента началось интенсивное таяние ледника. И во время 7.76 т.л.н. инсоляция I = 70R, что привело к полному исчезновению ледника на этой широте. Флинт Р.Ф. [36] считает, что разрушение ледникового покрова началось 15 т.л.н. и закончилось 6 т.л.н.
Когда началось таяние ледникового щита, крупнейшие северные подводные желоба: Медвежинского, Франц-Виктория, Св. Анны и Воронина отводили ледяные потоки с Баренцево-Карского ледника в ледовитый океан [12]. Колонки, поднятые с глубины 470 м желоба Франц-Виктории содержали материал морены, покрытый ледниково-морскими илами с возрастом 12.9 т.л.н. и голоценовыми отложениями - 10 т.л.н. Деградация льда в желобе Св. Анны началась около 13 т.л.н. и завершилась к 10 т.л.н. [12].
Ледниковый период Сартанского времени имел меньшую интенсивность и меньшую длительность по сравнению с Ермаковским. Кроме того после него не наступало такое сильное потепление, как после Ермаковского оледенения. Поэтому образовавшееся Мансийское озеро (рис. 10) имело меньшие размеры. По исследованиям [2, 25] его возраст порядка 20-10 т.л.н. и оно занимало меньшие площади, чем более древнее. Отложения более древнего озера перекрыты отложениями с останками мамонтов, возраст которых примерно 18 т.л.н. [25]. Тем не менее, как уже отмечалось ранее, в это время был сток воды по Тоболо-Тургайскому желобу. Кроме того, отмечается существование пролива 15-12 тысяч лет назад между Каспийским и Черными морями [24].
Возраст Колпашевской террасы на средней Оби на высоте 55 м., образованной Мансийским морем, находится в пределах 12.8-10.6 т.л.н. [2]. К ней примыкает транзитная терраса-равнина [1], которая прослеживается через всю зону Сартанского оледенения до устья Оби. Ее возраст 12.26 ? 0.17 т.л.н. На среднем Енисее терраса высотой 60-70 м у Фарково имеет возраст от 16.4 до 11.7 т.л.н.
По Архипову [2] конус выноса в бассейн верхней Оби выходит из Алтая по долинам рек Бии, Катуни и др., проходит по Бийско-Барнаульской впадине до Новосибирска и далее протягивается в акваторию Мансийского палеоозера. Он формирует ряд террас, высота которых на Алтае достигает 220-240 м, у Новосибирска - 140-120 м., в Томском Приобье - 100-80 м. Далее конус выноса уходит по ложбинам Приобского плато в Кулундинскую равнину и в долину Иртыша. Возраст конуса выноса и его террас находится в пределах 17.6-10.4 т.л.н. [2, 7, 23].
9. Оптимум инсоляции в Голоцене
Как видно из табл. 1, инсоляционный период OI, связанный с оптимумом в Голоцене, начался 6.86 т.л.н. и продолжается по настоящее время. В эпоху T = 4.16 т.л.н. имеется небольшой максимум инсоляции. Он не превышает средний уровень инсоляции [32]. Тем не менее, с минимума инсоляции 15.88 т.л.н. до этого максимума шло непрерывное потепление. Поэтому уменьшались в объеме ледниковые покровы, что приводило к повышению уровня моря и затоплению побережий.
По мнению исследователей [8, 13] оптимум Голоцена однозначно проявляется в интервале 9-3.3 т.л.н. Исходя из палинологических данных потепление в нем было выражено более слабо, чем в предыдущее межледнековье [13]. С конца ледникового периода до оптимума голоцена, т.е. 8 т.л.н. ÷ 5 т.л.н., принято считать, что происходила трансгрессия моря, с 5 т.л.н. и по настоящее время море отступает [17]. В связи с этим, формирование новой современной террасы и пойменных террас в долинах рек происходят после оптимума Голоцена [17, 27].
10. Заключение
Изменение инсоляции за 50 т.л.н. является причиной колебаний палеоклимата в позднем Плейстоцене. В результате уменьшения количества летнего тепла 53 т.л.н. начал образовываться Баренцево-Карский ледниковый щит, который через 1000 лет перекрыл сток рек в Ледовитый океан. К 46 т.л.н. ледниковый щит достиг Сибирских увалов, а образовавшееся Западно-Сибирское море начало распространяться на юг и через Тоболо-Тургайскую ложбину его воды проникали в Приаралье и Каспийскую низменность. С дальнейшим потеплением происходит таяние ледникового щита и к 39 т.л.н. освобождается сток рек в Ледовитый океан, и в максимум потепления 31 т.л.н. тают льды Гренландии и Антарктиды, за счет чего происходит трансгрессия моря.
С 20 т.л.н. начинается новый ледниковый период с пиком похолодания 15-16 т.л.н. Повторяются процессы образования ледникового щита и Западно-Сибирского моря, которые имеют меньшую интенсивность. К 9 т.л.н. ледниковый щит исчезает, а потепление завершается небольшим оптимумом в 5 т.л.н.
Структура и эволюция инсоляции представляет такую укрупненную картину изменения палеоклимата. Дальнейшая ее детализация возможна с помощью моделей процессов образования ледниковых щитов, их таяния, заполнения и освобождения водных бассейнов и моделей других процессов, определяющих палеоклимат.
Библиографический список:
1. Арсланов Х.А., Лавров А.С., Потапенко Л.М. Новые данные о позднеплейстоценовом оледенении севера Западной Сибири. - Оледенения и палеоклиматы Сибири в плейстоцене. - Новосибирск: "Наука", 1983. - С. 27-35.
2. Архипов С.А. Хронология геологических событий позднего плейстоцена Западной Сибири // Геология и геофизика. - 1997. - Т. 38, ? 12. - С. 1863-1884.
3. Архипов С.A. Главные геологические события позднего плейстоцена (Западная Сибирь) // Геология и геофизика. - 2000. - Т. 41, ? 6. - С. 792-799.
4. Архипов С.А., Астахов В.И., Волков И.В., Волкова В.С., Панычев В.А. Палеогеография Западно-Сибирской равнины в максимум позднезырянского оледенения. - Новосибирск: Наука, 1980. - 109 с.
5. Баулин В.В. История развития многолетнемерзлых пород в районе Нижней Оби в четвертичный период: Автореф. дис. канд. геол.-мин. наук. - М.: МГУ, 1959. - 19 с.
6. Бобков Р.А. Четвертичное оледенение в истории Западной Сибири. / В сб. Арктика, Субарктика: мозаичность, контрастность, вариативность криосферы: Труды международной конференции / Под ред. В.П.Мельникова и Д.С.Дроздова. - Тюмень: Изд-во Эпоха, 2015. - С. 31-34.
7. Бутвиловский В.В. Палеогеография последнего оледенения и голоцена Алтая. Событийно-катастрофическая модель. - Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1993. - 218 с.
8. Васильчук Ю.К. Закономерности развития инженерно-геологических условий севера Западной Сибири в голоцене. Автореф. канд. геол.-мин. наук. - М.: МГУ, 1982. - 27 с.
9. Волков И.А., Архипов С.А. Четвертичные отложения района Новосибирска: оперативно-информационный материал. - Новосибирск: "Наука", 1978. - 90 с.
10. Волков И.А., Волкова В.С., Задкова И.И. Покровные лессовидные отложения и палеогеография юго-запада Западной Сибири в плиоцен-четвертичное время. - Новосибирск: "Наука", 1969. - 332 с.
11. Гончаров С.В. Граница последнего оледенения на Среднем Енисее: Положение и возраст // Докл. АН СССР. - 1986. - Т. 290, ? 6. - С. 1436-1439.
12. Гросвальд М.Г. Оледенение Русского Севера и Северо-Востока в эпоху последнего великого похолодания // Материалы гляциологических исследований. - М.: "Наука", 2009. - Вып. 106. - 152 с.
13. Ершов Э.Д. Геокриология СССР. Западная Сибирь - М.: Недра, 1989. - 454 с.
14. Зиновьев Е.В. Реконструкция динамики природных сообществ долины реки Глубокий Сабун (бассейн реки Вах) на рубеже позднего плейстоцена - голоцена по энтомологическим данным. - Арктика, Субарктика: мозаичность, контрастность, вариативность криосферы: Труды международной конференции. - Тюмень: Изд-во Эпоха, 2015. - С. 142-145.
15. Илларионов А.Г. Тургайский спиллвей. К истории становления и развития речной сети Арало-Иртышского региона. - Ижевск, 2013. - 103 с.
16. Котляков В.М., Сонечкин Д.М. Современное прочтение истории ледниковых циклов плейстоцена // Лед и снег. - 2015. - ? 2 (130). - С. 103-122.
17. Ломанченков В.С. Об основных этапах геологического развития Лено-Колымской Приморской низменности в позднечетвертичную и современную эпохи. - Четвертичный период Сибири. Материалы докладов Всесоюзного совещания по изучению четвертичного периода, т. II. - М.: "Наука", 1966. - С. 283-288.
18. Мельников В.П., Смульский И.И. Астрономическая теория ледниковых периодов: Новые приближения. Решенные и нерешенные проблемы. - Новосибирск: Академическое изд-во "Гео", 2009. - 98 с. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/AsThAnR.pdf.
19. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. - М.-Л.: ГОНТИ, 1939. - 207 с.
20. Михайлов В. Н. Загадки Каспийского моря // Соросовский образовательный журнал. - 2000. - Т. 6, ? 4. - С. 63-70.
21. Некрасов И.А., Коновальчик Н.Г., Семенова Г.В., Скорбилин Н.А. История геокриологического исследования Западной Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. - 270 с.
22. Палеогеографический словарь. - М.: Мысль, 1985. - 367 с.
23. Панычев В. А. Радиоуглеродная хронология аллювиальных отложений Предалтайской равнины. - Новосибирск: Наука, 1979. - 132 с.
24. Попов Г.И. Плейстоцен Черноморско-Каспийских проливов. - К. М.: Наука, 1983. - 214 с.
25. Пятосина Н. Мансийское озеро - море оказалось древнее, чем думали // Наука и жизнь. - 2005. - ? 2. - С. 138-139.
26. Рычагов Г.И. Плейстоценовая история Каспийского моря. - М.: Изд-во МГУ, 1997. - 267 с.
27. Сакс В.Н. Четвертичный период в Советской Арктике. - М.- Л.: Морское и речное изд-во, 1953. - 627 с.
28. Смульский И.И. Теория взаимодействия. - Новосибирск: Из-во Новосиб. ун-та, НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1999. - 294 с. http://www.ikz.ru/~smulski/TVfulA5_2.pdf.
29. Смульский И.И. Анализ уроков развития астрономической теории палеоклимата // Вестник Российской Академии Наук. - 2013. - Т. 83, ? 1. - С. 31-39. http://elibrary.ru/item.asp?id=18448265. doi:10.7868/S0869587313010118.
30. Смульский И.И. Основные положения и новые результаты астрономической теории изменения климата / Институт криосферы Земли СО РАН. - Тюмень, 2014. - 30 с.: Деп. в ВИНИТИ РАН 30.09.2014, ? 258-В2014. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/OsPoATLP3.pdf.
31. Смульский И.И. Новые инсоляционные периоды и последние похолодания в плиоцене / В сб. Арктика, Субарктика: мозаичность, контрастность, вариативность криосферы: Труды международной конференции / Под ред. В.П.Мельникова и Д.С.Дроздова. - Тюмень: Изд-во Эпоха, 2015. - С. 360-363. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/smulsky_J_J2015_03_15c1.pdf.
32. Смульский И.И. Новые результаты по инсоляции Земли и их корреляция с палеоклиматом Западной Сибири в позднем плейстоцене // Геология и Геофизика. - 2016. - Т. 57, ? 7. - С. 1393-1407.
33. Смульский И.И. Эволюция оси Земли и палеоклимата за 200 тысяч лет. - Saarbrucken, Germany: "LAP Lambert Academic Publishing", 2016. - 228 с.
34. Смульский И.И., Кротов О.И. Новый алгоритм расчета инсоляции Земли / Институт криосферы Земли СО РАН. - Тюмень, 2013. - 38 с. - Деп. в ВИНИТИ 08.04.2013 ? 103-В2013. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/NwAlClI2c.pdf.
35. Соломатин В.И., Белова Н.Г. Доказательства погребенного глетчерного происхождения пластовых льдов // Десятая Международная конференция по мерзлотоведению. Том III (статьи на русском языке). Тюмень: Тюменский Государственный нефтегазовый университет, 2012. - С. 493-497.
36. Флинт Р.Ф. История Земли. - М.:"Прогресс", 1978. - 358 с.
37. Шполянская Н.А., Евсеев В.П. Выпуклобугристые торфяники северной тайги Западной Сибири // Тезисы докладов Всесоюзного совещания по мерзлотоведению. - М.: Изд-во МГУ, 1970. - С. 125-126.
38. Smulsky J.J. Fundamental Principles and Results of a New Astronomic Theory of Climate Change // Advances in Astrophysics. - 2016. - Vol. 1, No. 1. - pp. 1-21. http://www.isaacpub.org, http://www.isaacpub.org/Journal/AdAp.
39. Smulsky J.J., Krotov O.I. New Computing Algorithm of the Earth's Insolation // Applied Physics Research. - 2014. - Vol. 6, No. 4. - pp. 56-82. http://dx.doi.org/10.5539/apr.v6n4p56.
40. Svendsen J.I., Astakhov V.I., Bolshiyanov D.Yu., Demidov I., Dowdeswell J.A., Gataflin V., Hjort C., Hubberten H.W., Larsen E., Mangerud J., Melles M., Moller P., Saarnisto M., Siegert M.J. Maximum extent of the Eurasian ice sheets in the Barents and Kara Sea region during the Weichselian // Boreas. - 1999. - Vol. 28, No 1. - pp. 234-242.
EXPERIENCE OF PALEOCLIMATE RECONSTRUCTION ON INSOLATION CHANGE
ON EXAMPLE OF WESTERN SIBERIA IN THE LATE PLEISTOCENE
J.J. Smulsky1, A.A. Ivanova2
Institute of Earth"s Cryosphere SB RAS, Tyumen, Russia
JSmulsky@mail.ru1, annaandruhovna@gmail.com2
Abstract.
Discussed some new results of Astronomical theory of paleoclimate, in which the amplitude of the oscillations of insolation in 7-8 times more than in the previous results. It is compared the distribution of components of insolation on the Earth's latitude in two epochs: the warmest and the coldest. Summer and annual insolation at high latitudes vary more than twice. Change in annual insolation in equatorial latitudes is 4 times smaller and opposite in sign. Winter in the cold epoch is a little warmer, and in the warm one is a little cooler. Over the past 50 thousand years ago (ka) there are four insolation extremes 46.4, 31.3, 15.9 and 4.2 ka. They coincide with the penultimate ice age, and with followed by strong warming, with last glacial maximum and with Holocene optimum, respectively. It is stated the criteria for reconstructing paleoclimate. Examined the stages of the formation of the Barents-Kara ice sheet about 50 ka, overlapping Siberian rivers by it, forming a freshwater pool, draining it through the Tobol-Turgai ravine in the Aral Sea region. Other periods are traced similarly.
Keywords: evolution, insolation, paleoclimate, reconstruction, late Pleistocene, Western Siberia.
References:
1. Arslanov Kh.A., Lavrov A.S., Potapenko L.M. New data on the Late Pleistocene glaciation in northern West Siberia, in: Pleistocene Glaciations and Paleoclimates of Siberia. Novosibirsk: Nauka, 1983, pp. 27-35. (In Rus).
2. Arkhipov S.A. Record of Late Pleistocene geological events in West Siberia. Russian Geology and Geophysics, 1997, no. 38 (12), pp. 1891-1911.
3. Arkhipov S.A. Main geologic events of the Late Pleistocene (West Siberia). Russian Geology and Geophysics, 2000, no. 6 (41), pp. 765-771.
4. Arkhipov S.A., Astakhov V.I., Volkov I.A., Volkova V.S., Panychev V.A. Paleogeography of the West Siberian Plain during the Epoch of the Late Zyryanka Glacial Maximum. Novosibirsk: Nauka, 1980. (In Rus).
5. Baulin V.V. Evolution of Permafrost in the Lower Ob" Area during the Quaternary. Extended Abstract Cand. Sci. (Geol.-Mineral.) Dissertation. Moscow: Moscow State Univ., 1959.
6. Bobkov R.A. Quaternary glaciation in the history of Western Siberia. Arctic, Subarctic: mosaic, contrast, variation Cryosphere: Proceedings of the International Conference. Tyumen: Epoha, 2015, pp. 31-34.
7. Butvilovskii V.V. Paleogeography of the Last Glaciation and Holocene in Altai: An Event-Catastrophic Model. Tomsk: Izd. Tomsk. Gos. Univ., 1993. (In Rus).
8. Vasilchuk Yu.K. Regularities in Evolution of the Engineering-Geologic Conditions of Northern West Siberia in the Holocene. Extended Abstract Cand. Sci. (Geol.-Mineral.) Dissertation. Moscow: Moscow State Univ., 1982.
9. Volkov I.A., Arkhipov S.A. Quaternary Deposits in the Area of Novosibirsk: Current Information. Novosibirsk: Nauka, 1978. (In Rus).
10. Volkov I.A., Volkova V.S., Zadkova I.I. Loess-like Blanket Deposits and Paleogeography of Southwestern West Siberia in the Pliocene-Quaternary. Novosibirsk: Nauka, 1969. (In Rus).
11. Goncharov S.V. The boundary of the Last Glaciation in the Middle Yenisey: Position and Age. Doklady AS USSR, 1986, vol. 290, no. 6, pp. 1436-1439.
12. Grosvald M.G. Glaciation in the Russian North and Northeast during the last great cooling. Materialy Glyatsiologicheskikh Issledovanii, 2009, no. 106.
13. Ershov E.D. Permafrost Studies of the Soviet Union: West Siberia. Moscow: Nedra, 1989. (In Rus).
14. Zinovev E.V. Reconstruction of the dynamics of natural communities Valley Deep Sabuni (Vah river basin) at the boundary of the late Pleistocene - Holocene on the entomological data. Arctic, Subarctic: mosaic, contrast, variation Cryosphere: Proceedings of the International Conference. Tyumen: Epoha, 2015, pp. 142-145.
15. Illarionov A.G. The Turgai Spillway. Izhevsk, 2013. (In Rus).
16. Kotljakov V.M., Sonechkin D.M. A modern interpretation of the history of the Pleistocene glacial cycles. Ice and snow, 2015, no. 2 (130), pp. 103-122.
17. Lomanchenkov V.S. On the main stages of geologic evolution of the Lena-Kolyma seacoast depression in the Late Quaternary and recent epochs, in: The Quaternary Period in Siberia, Proc. All-Union Conf. on Quaternary Research. Moscow: Nauka, vol. 2, 1966, pp. 283-288. (In Rus).
18. Melnikov V.P., Smulsky J.J. The Astronomical Theory of Ice Ages: New Approximations. Solved and Unsolved Problems. Novosibirsk: Geo, 2009. URL: http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/AsThAnR.pdf.
19. Milankovic M. Mathematical Climatology and the Astronomical Theory of Climatic Fluctuations. Moscow-Leningrad: GONTI, 1939. (In Rus).
20. Mihailov V. N. Mysteries of the Caspian Sea. Soros Educational Journal, 2000, vol. 6, pp. 63-70.
21. Nekrasov I.A., Konoval"chik N.G., Semenova G.V., Skorbilin N.A. History of Permafrost Studies of West Siberia. Novosibirsk: Nauka, 1990. (In Rus).
22. Paleogeographic dictionary. Mysl', 1985, 367 p.
23. Panychev V.A. Radiocarbon Chronology of Alluvial Sediments of the Cis-Altai Plain. Novosibirsk: Nauka, 1979. (In Rus).
24. Popov G.I. Pleistocene of Black Sea-Caspian Straits. Moscow: Nauka, 1983, 214 p.
25. Pyatosina N. The Mansiiskoe lake/sea turned out to be older than expected. Nauka i Zhizn", 2005, no. 2, pp. 138-139.
26. Rychagov G.I. The Pleistocene history of the Caspian Sea. Moscow: MSU, 1997, 267 p.
27. Saks V.N. The Quaternary Period in the Soviet Arctic. Moscow-Leningrad: Morskoe i Rechnoe Izd., 1953. (In Rus).
28. Smulsky J.J. The Theory of Interaction. Russia, Ekaterinburg: Cultural Information Bank, 2004, 304 p. URL: http://www.ikz.ru/~smulski/smul1/English1/FounPhisics/TVANOT1.doc.
29. Smulskii I.I. Analyzing the lessons of the development of the orbital theory of the paleoclimate. Her. Russ. Acad. Sci., 2013, no. 83 (1), pp. 46-54.
30. Smulsky J.J. Fundamentals and New Results of the Astronomical Theory of Climate Change. Tyumen: Available from VINITI, 2014, no. 258- B2014. (In Rus).
31. Smulsky J.J. New Periods of Insolation and Last Ice Ages in the Pliocene. In col. Arctic, Subarctic: mosaic, contrast, variability of the Cryosphere: Proceedings of the International Conference. Tyumen: Epoha, 2015, pp. 360-363.
32. Smulsky J.J. New results on the Earth insolation and their correlation with the Late Pleistocene paleoclimate of West Siberia. Russian Geology and Geophysics, 2016, no. 57, pp. 1099-1110. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2016.06.009.
33. Smulsky J.J. Evolution of the Earth's axis and paleoclimate for 200 thousand years. Germany, Saarbrucken: LAP Lambert Academic Publishing, 2016, 228 p.
34. Smulsky J.J., Krotov O.I. New computing algorithm of the Earth"s insolation. Appl. Phys. Res., 2014, no. 6 (4), pp. 56-82.
35. Solomatin V.I., Belova N.G. Proof of the Glacier Origin of Tabular Massive Ice. Tenth International Conference on Permafrost, Volume 2 (Translations of Russian contributions), Salekhard, pp. 427-432.
36. Flint R.F. History of Earth. Progress, 1978, 358 p.
37. Shpolyanskaya N.A., Evseev V.P. Hummocky peat bogs in the northern taiga of West Siberia, in: Proc. All-Union Conf. on Permafrost Studies. Moscow: Izd. Mosk. Gos. Univ., 1970, pp. 125-126. (In Rus).
38. Smulsky J.J. Fundamental Principles and Results of a New Astronomic Theory of Climate Change. Advances in Astrophysics, 2016, vol. 1, no. 1, pp. 1-21. URL: http://www.isaacpub.org/Journal/AdAp.
39. Smulsky J.J., Krotov O.I. New Computing Algorithm of the Earth's Insolation. Applied Physics Research, 2014, vol. 6, no. 4; pp. 56-82. URL: http://dx.doi.org/10.5539/apr.v6n4p56.
40. Svendsen J.I., Astakhov V.I., Bolshiyanov D.Yu., Demidov I., Dowdeswell J.A., Gataflin V., Hjort C., Hubberten H.W., Larsen E., Mangerud J., Melles M., Moller P., Saarnisto M., Siegert M.J. Maximum extent of the Eurasian ice sheets in the Barents and Kara Sea region during the Weichselian. Boreas, 1999, vol. 28, no. 1, pp. 234-242.
ОБСУЖДЕНИЕ
1. Журнал "Стратиграфия. Геологическая корреляция"
1.1. Сопроводительное письмо авторов в редакцию
Дата: 18 марта 2016 г. 18:15
Журнал "Стратиграфия. Геологическая корреляция"
Уважаемая редакция!
Направляю в Ваш журнал "Стратиграфия. Геологическая корреляция" почтой и E - mail нашу статью:
Смульский И.И., Иванова А. А. "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене>.
От авторов 18.03.2016 г. И.И. Смульский
----------------------------------
1.2. Присланный из редакции отзыв
Краткий отзыв
на статью И.И.Смульского и Ивановой А.А.
Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене
Статья посвящена безусловно интересной проблеме-попытке реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции в позднем плейстоцене в Западной Сибири. По существу в основе реконструкции лежит несколько постулатов.
1.Разработанные И.И. Смульским новые решения по эволюции орбиты и оси вращения Земли привело автора к результату о наличию существенно больших колебаниях оси вращения. При решении этой задачи по автору были получены новые более детальные данные по изменению инсоляции по сравнению с прежними положениями астрономической теории палеоклимата.
2.Наличие покровного оледенения на островах вблизи соответствует широте 80 с. ш., т.е. при получении рассчитанной палеоинсоляцииин подобного значения можно говорить об оледенении в З.Сибири.
3.Деградация оледенения начинается при инсоляции, соответствующей 70 с.ш. Наиболее важный постулат-? 1. Этот постулат должны оценивать соответствующие специалисты. Остальные постулаты далеко не бесспорны и выводы авторов вызывают большие сомнения.
Статья в представленном виде не подходит для публикации в журнале Стратиграфия. Геологическая корреляция поскольку отсутствует какая-либо геологическая аргументация выводов. Это главный вывод рецензента. В качестве только одного примера обращаю внимание на то, что пролив между Каспием и Черным существовал 15-12 тыс.л.н. и авторы статьи, ссылаясь на ряд исследователей, утверждают (хотя авторы публикаций никогда для данного этапа этого не утверждали), что Каспий в это время "входил в Акчагыльско море, соединявшееся либо с Индийским океаном, либо с Северными морями". И далее "...соединение Каспия могло быть с северными морями через Тоболо-Тургайскую ложбину и Западно-Сибирское море. Далее по Енисею, это соединение устанавливалось с о.Байкал". Приведенный пример послужил основанием для рецензента не излагать длинный перечень своих замечаний. Не исключено, что в других журналах, например Известия сер.географическая или Снег и лед статья может быть принята к публикации.
Доктор г.- м. наук Ю.А. Лаврушин
1.3. Письмо авторов Ю.А. Лаврушину от 08.05.2016 г.
Уважаемый Юрий Александрович!
Из редакции нам прислали краткий Ваш отзыв по нашей статье: Смульский И.И., Иванова А.А. "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене". По-видимому, все Ваши аргументы в нем не приведены (текст Отзыва представлен выше). Поэтому отвечу только на упомянутые в нем аргументы.
Вы отметили три критерия реконструкции, которые назвали постулатами:
1) новые изменения инсоляции;
2) критерий оледенения - инсоляция на 80? с.ш.;
3) критерий деградации оледенения - инсоляция на 70? с.ш.
По первому критерию Вы отмечаете, что его должны оценивать специалисты. Вы как-раз таким и являетесь. Как видно из рис. 5 статьи, инсоляция I в эквивалентных широтах на широте 65? имеет небольшой оптимум с максимумом 4.16 т.л.н. (тысяч лет назад), похолоданием в интервале 12-19 т.л.н. (когда тепла летом на широте 65? меньше, чем сейчас на полюсе), сильным потеплением 28-34 т.л.н. (когда тепла летом на широте 65? больше, чем сейчас на экваторе), затем сильным похолоданием 41-52 т.л.н. Эти четыре экстремума изменения инсоляции согласуются со всеми объективными результатами исследований геологов, палеографов, геокриологов и многих других специалистов, которых объединим под общим названием: палеоклиматологи.
Рис. 5. Эволюция инсоляции I в эквивалентных широтах северного полушария за 200 тыс. лет на трех разных широтах Земли: горизонтальной прямой линией приведена широта, к которой относится изменение инсоляции I.
Дополнительное разъяснение: верхние горизонтальные участки инсоляции I отмечают эпохи, когда летняя инсоляция больше чем на экваторе, а нижние горизонтальные участки отмечают эпохи, когда летняя инсоляция меньше чем в области полюсов.
Эти четыре экстремума согласуются с оптимумом Голоцена, Сартанским оледенением, Каргинским межледниковьем и Ермаковским оледенением в Западной Сибири.
Такое же согласование имеется по Северо-Европейскому континенту и Северо-Американскому. По работам палеоклиматологов Западной Сибири прослеживается согласование изменения инсоляции с палеоклиматом и за более давний период от 50 т.л.н. до 150 т.л.н. Интерпретация палеособытий в их трудах с более давним временем затрудняется. Теперь, вооружившись представлением о реальном изменении инсоляции, они смогут с большей уверенностью и достоверностью расшифровать палеоданные об изменении климата. Кроме того, они смогут на разных континентах привязывать хронологию палеособытий не к хронологии слоев местных отложений, а к единому астрономическому времени изменения иннсоляции.
Все палеоклиматологи, которые знакомились с этими результатами (включая тех, которые сомневались, но после наших объяснений, отходили от своих сомнений), приходили к пониманию того, что новые изменения инсоляции действительно являются причиной колебания палеоклимата.
Юрий Александрович, у Вас, как специалиста, есть сомнения в том, что эти изменения инсоляции не согласуются с тем, что Вам известно об изменении климата? Если есть, пожалуйста, сообщите. Вместе попробуем разобраться.
Если Вы под специалистами подразумеваете небесных механиков и математиков, которые решают задачи об орбитальном движении тел Солнечной системы и о вращательном движении Земли, то я отвечу: в мире таких специалистов нет. Те, которые есть, на протяжении сотни лет решали эти задачи традиционно и повторяли результаты М. Миланковича.
В следующем году исполняется 50 лет моих научных изысканий, метод которых я назвал безгипотезным. Из механики и математики я удалил формализм Лагранжа, энергетический подход, формализм криволинейных пространств и теории множеств. Поэтому орбитальная и вращательная задачи решаются на основании силового подхода и другими математическими методами, которые развил я. Они являются продолжением подхода науки где-то середины 19 века.
Таким образом, вышеупомянутые специалисты мои работы органически не переваривают. Боюсь, что своими методами они даже не смогут повторить полученные мной решения. Только новое поколение ученых, которое окончательно разуверится в современной физико-математической науке, где-то через 30-40 лет сможет приблизиться к полученным мной решениям.
Поэтому, быть или не быть, решение принимаете вы, геологи, геокриологи, географы, короче палеоклиматологи: новые изменения инсоляции отражают суть изменений на Земле, - принимаем и используем. А если не отражают, - даже не берем в голову.
Продолжаю ответы на Ваш отзыв. По двум другим критериям (постулатам) Вы пишите, что они не бесспорны и вызывают сомнения.
Это действительно так. Да эти критерии не являются на 100% определяющими и не имеют 100% обусловленности. Но они позволяют объективизировать начало и конец оледенений по строго детерминированным изменениям инсоляции. Это дает погрешность в несколько тысяч лет в моменте наступления этих событий. Для дальнейшей их детализации во времени необходимо учитывать другие факторы. Большую роль играют местные факторы: географические, геологические, климатические. Играют роль также процессы: осадко-снего-накопления, таяния ледников и снежных покровов, заполнения водоемов и др. Вот для этих процессов можно разрабатывать математические модели, через которые будет учитываться и ряд местных факторов. С разработкой этих моделей реконструкция палеоклимата будет совершенствоваться, а погрешность хронологии - уменьшаться.
Далее в отзыве говорится, что отсутствует какая-либо геологическая аргументация выводов.
Справедливо, отсутствует. Но мы не геологи. Мы представляем материал, на основании которого геологи сами будут аргументировать свои выводы.
Ведь те палеособытия, которые происходили в Западной Сибири в рассматриваемое время, многие трактуют тектоническими процессами. А сейчас у геологов будет основание трактовать их по-другому. Далее, геологические отложения, их слоистость, генезис, хронология, состав обусловлены чередованием ледниковых периодов, которые сами напрямую обусловлены изменениями инсоляции. Поэтому я считаю, что рассматриваемая статья согласуется с тематикой журнала "Стратиграфия. Геологическая корреляция", и даже в большей степени, чем статья В.А. Большакова "Проблема 400тысячелетней периодичности природных изменений плейстоцена: анализ эмпирических данных по глубоководным и континентальным разрезам" (2015, том 23, ? 1, с. 83-99). В ней он, основываясь на прежней Астрономической теории палеоклимата, предлагает дополнительные факторы, в том числе геологические, для объяснения колебаний палеоклимата.
Как видим, в действительности, правильные изменения инсоляции полностью объясняют изменения палеоклимата, так что привлекать другие факторы здесь нет необходимости.
В конце отзыва приведен фрагмент из заключения статьи. По-видимому, у Вас этот фрагмент вызвал какое-то недоверие. В заключении мы схематически представили существующие в литературе проблемы и загадки, на которые в дальнейшем реконструкция палеоклимата на основании изменения инсоляции может дать ответ.
В отзыве этот фрагмент воспринят, как главный результат статьи, что, как говорится в отзыве, переполнило чашу терпения рецензента. Повторяю, рассматриваемый фрагмент - не является результатом наших исследований, а только отражает имеющийся в литературе интерес, который побуждает к дальнейшим реконструкциям палеоклимата на основании изменения инсоляции.
Мы назвали статью "Опыт реконструкции...". Слово "опыт" имеет несколько смыслов. Первый смысл - как некоторое начало, которое затем разовьется в большое дело. Например, опытный образец какой-то новой машины. Второй смысл слова "опыт" - определенный набор действий, приобретенный человеком при выполнении какой-то работы, который он передает другим людям.
Здесь подразумевается и первый, и второй смысл.
В отзыве предполагается, что статья может быть принята в других журналах. Хотелось бы, чтобы наша статья была опубликована в журнале "Стратиграфия. Геологическая корреляция", так как его читателям наиболее близки проблемы, рассматриваемые в статье.
По-видимому, краткий отзыв появился в результате Вашего рукописного отзыва. Лучше было бы отправить нам его скан или почтой его копию. С этой целью сообщаю почтовый адрес нашего Института.
От авторов 08.05.2016 г. И.И.Смульский
1.4. Письмо главному редактору журнала
Дата: 28 сентября 2016 г. 15:49 М.А. Семихатову
Стратиграфия. Геологическая корреляция
Уважаемый Михаил Александрович,
гл. редактор журнала "Стратиграфия. Геология. Корреляция"!
Решением редколлегии журнала от 25 апреля 2016 г. отклонена наша статья: Смульский И.И., Иванова А.А. "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене" на основании отзыва Ю.А. Лаврушина.
На отзыв я направил Ю.А. Лаврушину и редакции наш ответ от 08.05.2016 г., на который не получил никаких комментариев. В телефонном разговоре с редакцией (12.09.2016) и с Ю.А. Лаврушиным я узнал, что редакция не возвращается к отклоненным статьям.
Основное замечание Ю.А. Лаврушина относится к полученным мной большим колебаниям оси Земли, и, как следствие, к большим колебаниям инсоляции. Ю.А. Лаврушин считает, что в статье "отсутствует какая-либо аргументация выводов".
Рассматриваемая статья является продолжением работы, представленной в моей статье "Новые результаты по инсоляции Земли и их корреляция с палеоклиматом Западной Сибири в позднем Плейстоцене". Она опубликована в июльском номере журнала "Геология и Геофизика". Статья одобрена рецензентами: акад. Н.Л. Добрецовым и чл.-кор. М.В. Кабановым. Файлом NwChInP4J.pdf прилагаю ее. Я думаю, что Вы не пожалеете время, потраченное на нее.
По-видимому, настоящую статью можно расценивать как геологическую аргументацию для рассматриваемой Вашим журналом статьи. В связи с этим прошу Вас еще раз рассмотреть ее на предмет публикации.
На близкую тему в 2015 г. в журнале " Стратиграфия. Геологическая корреляция " была опубликована статья В.А. Большакова "Проблема 400 тысячелетней периодичности природных изменений Плейстоцена:", в которой он обсуждает результаты публикаций по хронологии палеоклиматических данных. В.А. Большаков представляет существующую в литературе картину сплошных неясностей и противоречий в понимании палеоклимата. В предлагаемой нами статье однозначно и четко определены причины изменения палеоклимата и основные его этапы за 200 тыс. прошедших лет. Более того, на этом фундаменте мы предпринимаем попытку наиболее достоверной реконструкции палеоклимата Западной Сибири за 50 тыс. лет. На мой взгляд, это является достаточным основанием, чтобы рассмотреть нашу статью еще раз.
С уважением И.И. Смульский
2. Журнал "Известия Российской академии наук. Серия географическая"
2.1. Сопроводительное письмо авторов в редакцию
Дата: 23 ноября 2016 г. 13:34
Уважаемая редакция!
Направляю в Ваш журнал нашу статью:
Смульский И.И., Иванова А. А."Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене" (файл OpRcnPClmt . zip ).
Эта статья ранее не была опубликована, а также не представлена для рассмотрения и публикации в другом журнале.
От авторов 23.11.2016 г. И.И. Смульский
2.2. Ответ редакции
Дата: 3 октября 2017 г., 13:07
Тема: отказ
Добрый день!
Редакционная коллегия информирует Вас, что по заключениям экспертов присланная Вами статья с соавтором "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене" не соответствует профилю журнала и поэтому не может быть опубликована на его страницах.
Не оставляем надежды на сотрудничество в перспективе.
С уважением, редакция журнала
"Известия РАН. Серия географическая"
Анкета-рецензия
на статью Смульский И.И., Иванова А.А. "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене".
1. Следует ли печатать данную статью в "Известиях РАН. Серия географическая"?
Да ____ Нет _____
2. В каком разделе журнала следует разместить данную статью?
________________
3. Степень охвата рассматриваемой проблемы: полная, средняя, слабая.
________________
4. Сильные и слабые стороны рукописи в содержательном отношении, в логике изложения материала, в оформлении статьи.
Авторы предлагают интерпретацию эволюции палеоклимата Западной Сибири за последние 50 тыс. лет. Интерпретация основана на нескольких постулатах, которые приведены в разделах 1 и 5 и которые противоречат современным представлениям о механике/астрономии (движении Земли) и физике (эволюции ледниковых щитов). В разделе 1 упоминается новая, переосмысленная авторами астрономическая теория изменения климата, основанная на совершенно новом для науки диапазоне колебания наклона земной оси. Приведенный диапазон изменения наклона оси составляет от 16.7 до 31 градуса, что превышает общепринятый диапазон почти в 7 раз. Это является революционным результатом не только для науки о климате, но и для астрономии, противореча общепринятым теоретическим воззрениям, анализу наблюдений и ставя под сомнение все результаты по механике небесных тел. Ввиду невероятной значимости этих новых значений, хотелось бы, чтобы, отсылая читателя к описанию данной теории, авторы ссылались на публикации в высокорейтинговых журналах (или хотя бы специализированных), а не в репринтах. Я не являюсь специалистом в астрономии, но такие колебания оси при периоде осцилляции в 41 тыс. лет были бы хорошо заметны уже в исторический период наблюдений в 1000 лет (изменения наклона на градус), не говоря о наблюдениях, известных еще до начала нашей эры. Изменение в угловую минуту происходили бы за несколько десятков лет, что может измерить школьник секстантом. Каковы ошибки конвенциональной теории колебаний наклона земной оси, которые приводят к таким огромным изменениям результатов? Ведь "уточненные решения орбитальной задачи" отличаются от общепринятых не на проценты а на порядок! Почему эти результаты не опубликованы в специализированных астрономических журналах? Ведь это новое слово в мировой науке. Пока этого не сделано, нет никаких оснований доверять "переосмысленной теории", противоречащей результатам поколений механиков и астрономов. Из этих постулатов следуют новые датировки экстремумов инсоляции, также противоречащие современным представлениям.
Далее, в разделе 5, приводятся "критерии реконструкции палеоклимата". Из факта существования и расположения современных ледников суши на Северной Земле, Земле Ф.-И. и Шпицбергене делается вывод о широте 80 градусов как пороговой для начала оледенения. Затем из аналогичных соображений считается, что широта 70 градусов является граничной (при современных условиях инсоляции) для деградации ледников. В результате в интерпретации авторов ледники практически мгновенно следуют за пороговой широтой инсоляции. Но ведь ледники - это не снежный покров, который устанавливается и сходит за недели. Динамика ледников зависит как от инсоляции, так и атмосферной циркуляции - перенос тепла атмосферой, а также от атмосферных осадков. И при этом характерное время отклика ледниковых щитов - тысячи лет, а не сотни лет, как считают авторы.
Дальнейшие рассуждения с использованием этих бездоказательных и необоснованных постулатов также представляют из себя еще более бездоказательные и необоснованные интерпретации, поскольку они во многом не согласуются с современными реконструкциями (см. напр. Svendsen et al., 2004, doi:10.1016/j.quascirev.2003.12.008).
С такой используемой аргументацией, как "оценим время таяния по времени образования" (стр. 12), "будем считать, что не большее время потребуется для таяния" (стр. 13), "исчезновение Карского ледника может находиться в пределах от 39.3 т.л.н. до 27.7 т.л.н., и по среднему значению может быть отнесено ко времени 33.5 т.л.н." (стр. 13) и т.п., можно нарисовать такую картину палеоклиматических изменений, которая удовлетворит практически любую заданную эволюцию инсоляции. Замечу, что такой "свободой интерпретации", на мой взгляд, во многом страдает большинство палеореконструкций. Но они хотя бы используют физически обоснованные реконструкции инсоляции в геологические эпохи.
5. Язык изложения материалов: понятный, местами сложный.
______________________
6. Качество иллюстративного и табличного материала: адекватное содержанию
______________________
7. Соответствие и качество ссылок и оформления списка литературы: знание литературы по тематике статьи, соответствие/несоответствие требованиям оформления.
______________________
8. Комментарии, конкретные замечания.
_________см. п.4
Оценка рукописи статьи в целом: хорошая, интересная - 1, заслуживающая внимания, требующая редакции - 2, слабая, требующая серьезной доработки - 3, не отвечает требованиям журнала, отклонить - 4.
Отклонить - 4
---------------------
2.3. Письмо авторов главному редактору
Дата: 1 ноября 2017 г. 13:12
Секретарю директора
ИГ РАН,
Т.И. Аристарховой
direct@igras.ru
Уважаемая Татьяна Ильинична!
В соответствии с нашим телефонным разговором от 26.10.2017 г. высылаю это письмо и нашу статью (OpRcnPClmt5.pdf) для Владимира Михайловича. Письмо продублировано в файле (LetterSmul.doc).
С уважением 01.11.2017 г. И.И. Смульский
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Главному редактору
Журнала "Известия РАН.
Серия географическая",
Академику В.М. Котлякову
Уважаемый Владимир Михайлович!
Наша статья: Смульский И.И., Иванова А.А. "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене" 03.10.2017 г. отклонена редакцией журнала на основании отзыва рецензента. Отзыв предвзятый и ошибочный. Однако, мне не предоставлена возможность объяснить это редколлегии, т.к. ее решение было следующее:
"Добрый день!
Редакционная коллегия информирует Вас, что по заключениям экспертов присланная Вами статья с соавторам "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене" не соответствует профилю журнала и поэтому не может быть опубликована на его страницах.
Не оставляем надежды на сотрудничество в перспективе.
С уважением, редакция журнала"
Утверждение, что статья не соответствует профилю журнала, непонятно, так как в журнале публикуются статьи как по палеоклимату, так по прежней Астрономической его теории, например, статьи В.А. Большакова. Фразой "Не оставляем надежды на сотрудничество в перспективе" редакция заявляет, что наша статья недостойная и непотребная. Наоборот, в статье показано, что новая Астрономическая теория палеоклимата, в отличие от прежней, согласуется со всеми свидетельствами о климате прошлого и объясняет их.
В рассматриваемой здесь статье результаты новой астрономической теории сопоставлены с данными о палеоклимате. Они согласуются настолько, что становится понятным: колебания палеоклимата обусловлены колебаниями орбитального и вращательного движений Земли. Эволюция этих движений и есть причина долгопериодической эволюции климата. К этому письму я прилагаю статью, а ниже идет мой ответ автора на замечания рецензента.
С уважением 01.11.2017 г. И.И. Смульский
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ответ первого автора на рецензию
Ответ представлен по пунктам, начинающимся со слов рецензента.
1. Рецензент:
"Авторы предлагают интерпретацию эволюции палеоклимата Западной Сибири за последние 50 тыс. лет. Интерпретация основана на нескольких постулатах, которые приведены в разделах 1 и 5 и которые противоречат современным представлениям о механике/астрономии и физике. В разделе 1 упоминается новая, переосмысленная авторами астрономическая теория изменения климата, основанная на совершенно новом для науки диапазоне колебания наклона земной оси. Приведенный диапазон изменения наклона оси составляет от 16.7 до 31 градуса, что превышает общепринятый диапазон почти в 7 раз. Это является революционным результатом не только для науки о климате, но и для астрономии, противореча общепринятым теоретическим воззрениям, анализу наблюдений и ставя под сомнение все результаты по механике небесных тел. Ввиду невероятной значимости этих новых значений, хотелось бы, чтобы, отсылая читателя к описанию данной теории, авторы ссылались на публикации в высокорейтинговых журналах (или хотя бы специализированных), а не в репринтах".
А вот анализу наблюдений по палеоклимату эти результаты не противоречат, а согласуются с ними. Это показано в самой статье и в моей статье [32] (ссылка статьи). Эти согласования рецензент не оспаривает. Результаты этой статьи также согласуются с астрономическими наблюдениями. Это показано в опубликованных работах [33] и [38].
В рассматриваемой статье используются результаты новой Астрономической теории изменения климата. А сама теория, включающая три достаточно сложные проблемы: 1) эволюция орбитального движения Земли; 2) эволюция вращательного движения Земли; 3) эволюция инсоляции, вызванная эволюцией этих движений, - изложена в ряде наших работ, ссылки на которые в статье приведены: [18], [30], [33], [34], [38], [39]. Там есть монографии, статьи в зарубежных журналах, есть и депонированные статьи.
Рецензент прав, публикаций о новой теории в высокорейтинговых астрономических журналах нет. Но это не моя вина, а беда высокорейтинговых журналов. Я направлял в них статьи, а они их отклоняли, точно также как настоящий журнал, на основании рассматриваемого отзыва рецензента отклонил нашу статью. Ниже будет показано, как нет оснований для отклонения этой статьи, так не было оснований для отклонения вышеупомянутых статей. На основании своего опыта каждый исследователь знает, что достоверность материала статьи определяется не местом ее публикации, а доказательствами ее результатов. Это с одной стороны. А с другой стороны, публикация статьи в высокорейтинговых журналах, не является гарантией истинности представленных в ней результатов.
2. Рецензент:
"Я не являюсь специалистом в астрономии, но такие колебания оси при периоде осцилляции в 41 тыс. лет были бы хорошо заметны уже в исторический период наблюдений в 1000 лет (изменения наклона на градус), не говоря о наблюдениях, известных еще до начала нашей эры. Изменение в угловую минуту происходили бы за несколько десятков лет, что может измерить школьник секстантом".
Во-первых, период колебаний оси Земли в 41 тыс. лет - это по прежней Астрономической теории палеоклимата. По новой он другой, и главное: колебания нерегулярные. Есть ведущий период 25.74 тыс. лет, экстремумы в котором реализуются не всегда.
Во-вторых, скорость изменения угла наклона изменяется. В современную эпоху она составляет 1.4910-3 градус на тыс. лет, а 22 тыс. лет назад - 1.1246 градус/тыс. лет, т.е. в тысячу раз больше. Так что ни школьники, ни астрономы в современную эпоху за 2000 лет не получат больших скоростей изменения угла наклона. Наши решения полностью совпадают с данными наблюдения за всю историю астрономических наблюдений. Это и показано в работах [30], [33] и [38]. Работы эти в свободном доступе, и, если бы я был рецензентом, прежде чем обвинить автора в каком-либо недостатке, я бы сам убедился, так ли это.
3. Рецензент:
"Каковы ошибки конвенциональной теории колебаний наклона земной оси, которые приводят к таким огромным изменениям результатов? Ведь "уточненные решения орбитальной задачи" отличаются от общепринятых не на проценты а на порядок! Почему эти результаты не опубликованы в специализированных астрономических журналах? Ведь это новое слово в мировой науке".
Ошибок много. Все эти ошибки закладывались давно, особенно в последнее столетие. Эти ошибки вошли в сознание всех, в том числе и в сознание рецензента. Например, в термине "конвенциальная" теория, вместо "прежняя" теория, уже включена ошибка. "Конвенциальная" - означает принятая по соглашению. Принимают по соглашению то, в чем истинность не могут установить. Поэтому ответ мой таков: "В новой Астрономической теории установлен истинный механизм и причины эволюции вращательного движения Земли".
Вторая ошибка заключена в оговорке рецензента, что "уточненные решения орбитальной задачи" отличаются от общепринятой не на проценты, а на порядок. В нашей статье сообщается, что по орбитальной задаче нет качественного отличия с предшественниками. Отличие есть по результатам задачи о вращении Земли.
В настоящее время астрономическую теорию палеоклимата называют орбитальной теорией, поэтому рецензент допустил эту оговорку. В своей статье [29] я ясно показал, что это название - неверно, потому что изменение вращательного движения оказывает главное влияние на инсоляцию. Кстати, за статью [29], меня многие благодарили, а гл. редактор В.М. Котляков упомянул ее в своей статье.
Название "орбитальная теория" появилось не случайно. В прежней астрономической теории изменения климата, начиная с М. Миланковича, задача о вращении Земли не решалась. В прежней теории определялась прецессия перигелия орбиты Земли относительно линии пересечения плоскостей орбиты Земли и ее экватора. Эта задача решалась упрощенно: в дифференциальных уравнениях вращательного движения отбрасывались вторые производные и произведения первых производных.
Задачу о вращении Земли я решил без упрощений за миллионные интервалы времени. Такую работу никто и никогда не делал. В этом и заключается главная причина отличий новой Астрономической теории от прежней.
Эти задачи сложные. В мире нет людей, с такими умениями как у меня, чтобы выполнить это решение. Так как я один несу за него ответственность, то я три года проверял эти решения [30], [33] и [38]. Были разработаны еще три разных способа решения этой задачи. Результаты повторились. Все сопоставления с наблюдениями сделаны. Результаты совпадают с наблюдениями. Все это опубликовано и имеется в свободном доступе! Каждый может убедиться в этом. Все методы, программы и инструкции также обнародованы. Так что со временем найдутся люди, которые повторят эти решения. А сейчас специалистам наук о Земле предоставляется возможность результаты новой астрономической теории сопоставить с палеоклиматом и убедиться, что ее результаты согласуются с ним.
Более того, я два года изучал работы по палеоклимату. Сопоставил новые изменения количества солнечного тепла с колебаниями палеоклимата. Они совпадают. Пользуйтесь и улучшайте результаты своей работы! Не заставляйте меня за вас делать вашу работу! Зачем Вам рейтинговые подтверждения? Сами своими глазами сопоставляйте новую инсоляцию с палеоклиматом и убеждайтесь, что колебания орбиты и оси Земли приводят к изменениям, следы которых обнаруживаются в рельефе, в слоях, в растительных и животных остатках, а также в свидетельствах деятельности древнего человека.
Рецензент пишет:
"Ведь это новое слово в мировой науке".
Да. Так пользуйтесь им!
Несколько слов о "беде высокорейтинговых журналов". Предотвращая публикацию прорывных работ, они оставляют в неведении своих читателей о революционных изменениях в науке, и об ученых, их совершивших. Компенсирую их недостаток.
Выдающийся небесный механик Е.А. Гребеников являлся соавтором ряда моих работ и ответственным редактором нашей монографии [18]. Другой выдающийся небесный механик Ю.А. Рябов был ее рецензентом. Известные небесные механики в рецензии на монографии отмечают ее как "значительный шаг в развитии корректных методов изучения взаимодействий небесных тел и параметров их вращения" [1о] (ссылка Ответа).
Разработан новый высокоточный метод численного интегрирования дифференциальных уравнений орбитального движения и реализован в системе "Galactica" [2о]. Он на порядки превышает точность аналогичных систем НАСА [3о]. Методы и программы, созданные для решения задачи о вращательном движении, - это еще более высокий уровень.
Исаак Ньютон точно решил задачу взаимодействия двух тел. Я точно решил три задачи взаимодействия [4о], но не двух тел, а N-тел: расположенные по окружности на плоскости [5о], расположенные на N2 окружностях и вращающиеся как единое тело [6о], расположенные на сфере [7о] - [8о].
Не менее решено разных проблем в других областях. Они не менее революционны, а в некоторых революционность зашкаливает: фундамент современной науки нужно выбросить и забыть. Все решения и их методы доступны каждому http://www.ikz.ru/~smulski/smul1/. Каждый может их повторить и продвинуться дальше.
4. Рецензент пишет
"Пока этого не сделано, нет никаких оснований доверять "переосмысленной теории", противоречащей результатам поколений механиков и астрономов. Из этих постулатов следуют новые датировки экстремумов инсоляции, также противоречащие современным представлениям".
Что касается современных представлений, то какие именно рецензент не указал. Если он имеет в виду переоценки палеоклимата с позиций кислородно-изотопного содержания в морских отложениях, по которым введены морские изотопные стадии: МИС-1, МИС-2 и т.д. Их еще называют криохронами. Если рецензент имеет в виду эти современные представления, то они фальшивы.
Да, они, безусловно, высокорейтинговые. Однако, достаточно одного непредвзятого взгляда на кислородно-изотопную кривую, например, LR04 и палеоклимат, и сразу видно, что между ними нет сходства и связи. Однако, вместо того, чтобы сделать вывод, что кислородно-изотопные соотношения не отражают эволюцию палеоклимата, делают противоположный вывод: так как кислородно-изотопная теория является высокорейтинговой, то палеоклимат изменяется согласно ей.
К счастью, я не придерживаюсь рейтингового критерия истины. Потратил год времени и познанное мной представил в статье: "Новая инсоляция против морских изотопных стадий". Рецензент назвал революцией появление новой Астрономической теории изменения климата. Это еще не вся революция. В этой статье она углубляется.
5. Рецензент пишет
"Далее, в разделе 5, приводятся "критерии реконструкции палеоклимата". Из факта существования и расположения современных ледников суши на Северной Земле, Земле Ф.-И. и Шпицбергене делается вывод о широте 80 градусов как пороговой для начала оледенения. Затем из аналогичных соображений считается, что широта 70 градусов является граничной (при современных условиях инсоляции) для деградации ледников. В результате в интерпретации авторов ледники практически мгновенно следуют за пороговой широтой инсоляции. Но ведь ледники - это не снежный покров, который устанавливается и сходит за недели. Динамика ледников зависит как от инсоляции, так и атмосферной циркуляции - перенос тепла атмосферой, а также от атмосферных осадков. И при этом характерное время отклика ледниковых щитов - тысячи лет, а не сотни лет, как считают авторы".
Да, именно так. Если в какую-то эпоху тепла летом будет столько, как сейчас на широте 80?, то и климатическая ситуация будет такая же: снег за лето не растает и образуется ледник.
Кроме инсоляции на климат влияют и другие факторы, однако, по всему Арктическому кольцу происходят одни и те же процессы оледенения, а затем потепления, несмотря на разные влияния этих других факторов.
По материковой части, прилегающей к Ледовитому океану инсоляция на одной и той же широте одновременно меняется одинаково.
Поэтому не противоречит логике, что эти изменения обусловлены изменением инсоляции.
Если эти основные изменения согласуются с изменением инсоляции, то она является основной причиной этих изменений. Сторонники других причин могут также попытаться объяснить ими наблюдавшиеся изменения. Пока этого нет.
Если изменения инсоляции в общем изменяют палеоклимат, то теперь можно за счет других факторов эти изменения корректировать, уточнять и дополнять.
То же относится к широте 70?: при современной инсоляции нет ледников. Значит, если начинается потепление и тепла станет как сейчас на широте 70? - ледник исчезнет.
Как я уже отмечал раньше, мы живем в спокойную эпоху. Это видно по графикам в статье. Сильных изменений не происходит на протяжении ?2 тысячелетий. В рассматриваемые в статье эпохи изменения происходят быстро: на протяжении тысячелетия инсоляция может существенно изменится.
В начале статьи показаны изменения инсоляции, как по широте, так и по времени. В них нужно вникнуть и понять. Все происходит не так как сейчас, а по-другому. Сейчас полярные дни и ночи - в Салехарде, 31 тыс. лет назад полярный круг - чуть севернее Тюмени, а 46 тыс. лет назад - на о. Котельный (Новосибирские острова).
46 тыс. лет назад в Москве летом тепла было меньше, чем сейчас на полюсе, а 31 тыс. лет назад на о. Котельный летом тепла было больше, чем на экваторе. Вот почему на побережье и островах Ледовитого океана мамонты могли найти пропитание.
Именно так все происходит. Как ночь сменяет день, как после зимы наступает лето, так в точности, происходят эти похолодания и потепления на широтах больше 45?, и чем ближе к полюсу, тем сильнее. Ибо они обусловлены вращательным и орбитальным движениями Земли и их изменениями.
6. Рецензент пишет:
"Дальнейшие рассуждения с использованием этих бездоказательных и необоснованных постулатов также представляют из себя еще более бездоказательные и необоснованные интерпретации, поскольку они во многом не согласуются с современными реконструкциями (см. напр. Svendsen et al., 2004, doi:10.1016/j.quascirev.2003.12.008).
С такой используемой аргументацией, как "оценим время таяния по времени образования" (стр. 12), "будем считать, что не большее время потребуется для таяния" (стр. 13), "исчезновение Карского ледника может находиться в пределах от 39.3 т.л.н. до 27.7 т.л.н., и по среднему значению может быть отнесено ко времени 33.5 т.л.н." (стр. 13) и т.п., можно нарисовать такую картину палеоклиматических изменений, которая удовлетворит практически любую заданную эволюцию инсоляции. Замечу, что такой "свободой интерпретации", на мой взгляд, во многом страдает большинство палеореконструкций. Но они хотя бы используют физически обоснованные реконструкции инсоляции в геологические эпохи".
Доказательства постулатов мы приводим. Достаточно ли обоснованности их? Можно было бы изучить оледенения по циркулярным областям Южного и Северного полушария, по горным ледникам и статистически обосновать количество тепла летом, необходимое для начала оледенения. Возможно, кто-то это когда-то сделает. Статья называется "Опыт реконструкции палеоклимата по изменению инсоляции на примере Западной Сибири в позднем плейстоцене". Этот опыт мы произвели и показали, где с точностью до сотен лет, а где до нескольких тысячелетий определяется возраст событий, происходивших в прошлом.
В дальнейшем критерии будут совершенствоваться. На основании новых изменений инсоляции будут разработаны математические модели процессов снегонакопления, таяния ледников, заполнения водоемов, которые позволят уточнить возраст событий до сотен лет, а возможно и до десятков лет. Поэтому вышеупомянутая статистика не нужна: она не улучшит точность реконструкции.
А сейчас возраст каких-то явлений можем только оценить тем способом, который упоминает рецензент. Если он сможет точнее, я буду только рад его методу, и возьму его на вооружение. Тем не менее, рассмотренная реконструкция по инсоляции значительно точнее чем "современная" реконструкция по морским изотопным стадиям, при которой ледниковые периоды переносят на сотни тысяч лет.
Рецензент утверждает, что прежняя реконструкция инсоляции физически обоснована. Как я уже показал выше, в прежние изменения инсоляции вошли изменения орбитального движения Земли, а изменение вращательного движения учтено только частично. Поэтому новые изменения инсоляции более физически обоснованы.
Что касается работы 2004 г. Svendsen и 31 его соавторов, то по сравнению с рассматриваемой в нашей статье его работой 1999 г. с 13 соавторами, количество соавторов не увеличивает определенность результатов. Это тот случай, когда количество соавторов увеличивает конвенциональность теории, а не ее истинность. Чтобы установить истину, вся совокупность фактов должна увязаться и найти объяснение в одной голове, в одном мозгу. Но это должна быть Голова, как, например, у М.Г. Гросвальда или С.А. Архипова.
В работе 2004 Svendsen и соавторы больше ориентируются на MIS и на прежнюю инсоляцию. Но, тем не менее, даты ледниковых периодов у них колеблются около ключевых эпох 16, 46, 96, 127 т.л.н. с наименьшей летней инсоляцией (см. рис. 2 при φ = 65?). Длительность ледниковых периодов и их границы также соответствуют изменению новой инсоляции.
На мой взгляд, приведенные здесь ответы на замечания рецензента, однозначно свидетельствуют, что нет оснований для отклонения статьи.
Ссылки
1о. Черепащук А.М., Жаров В.Е. Рецензия на монографию В.П. Мельникова, И.И. Смульского "Астрономическая теория ледниковых периодов: новые приближения. Решенные и нерешенные проблемы" // Геология и геофизика, 2009, т. 50, ? 9, с. 1072.
2о. Smulsky J.J. The System of Free Access Galactica to Compute Interactions of N-Bodies. I.J.Modern Education and Computer Science, 2012, 11, 1-20. http://www.mecs-press.org/. DOI: 10.5815/ijmecs.2012.11.01.
3о. Смульский И.И., Кротов О.И. Изменение кинетического момента в динамике Солнечной системы // Космические исследования, 2015, том 53, ? 3, с. 253-262. DOI: 10.7868/S0023420615020090. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/IzmMom5_1J.pdf.
4о. Смульский И.И. Актуальные математические задачи и тернистые пути науки // Путь науки. Международный научный журнал, ? 10 (20), 2015. - С. 10-38. http://scienceway.ru/arhiv
5о. Смульский И.И. Осесимметричная задача гравитационного взаимодействия N-тел// Математическое моделирование. - 2003, т. 15, ? 5, с. 27-36. http://www.ikz.ru/~smulski/smul1/Russian1/IntSunSyst/Osvnb4.doc.
6о. Smulsky J.J. Exact solution to the problem of N bodies forming a multi-layer rotating structure // SpringerPlus. 2015, 4:361, pp. 1-16, DOI: 10.1186/s40064-015-1141-1, http://www.springerplus.com/content/4/1/361.
7о. Смульский И.И. Сферически распределенные структуры / Институт криосферы Земли СО РАН. - Тюмень, 2016. - 43 с. - Илл.: 14- Библиогр.: 16 назв. - Рус. Деп . в ВИНИТИ 22.08.2016, ? 112-В2016. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/SphDsSt2.pdf.
8о. Smulsky J.J. Advances in Mechanics and Outlook for Future Mankind Progress / International Journal of Modern Education and Computer Science (IJMECS), 2017, Vol. 9, No. 1, pp.15-25.http://www.mecs-press.org/ijmecs/ijmecs-v9-n1/IJMECS-V9-N1-2.pdf.
От авторов 01.11.2017 г. И.И. Смульский
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf01.gif)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf02.gif)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf03.gif)
T, т.л.н. 4.16 15.88 31.28 46.44 Тип экстремума max min max min Qs65N, ГДж/м2 5.97 5.36 7.43 4.72 Инсоляционные периоды OI 1I 2I 3I Границы периодов, т.л.н. 0-6.86 6.86-22.08 22.08-39.5 39.5-53.8 ![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf04.jpg)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf05.jpg)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf06.jpg)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf07.jpg)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf08.jpg)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf09.jpg)
![[]](/img/s/smulxskij_i_i/oprcnpclmt6-2/oprcnpcf10.jpg)