Late Holocene history of the Shkhelda Glacier, Northern Caucasus, according to remote sensing, dendrochronology and cosmogenic (10Be) dating of moraines

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The position of the Shkhelda valley glacier front (Elbrus region, 43.18N, 42.64 E) for the period from the 1880s to 2022 was reconstructed based on interpretation of aerial and satellite images and old maps. For the first time, the age of the Late Нolocene moraines was determined using cosmogenic isotopes (10Be) and the results of dendrochronological dating. Judging from historical and cartographic data, the Shkhelda Glacier was advancing in the 1880–1910, when most glaciers in the region gradually decreased in size after reaching their maximum during the Little Ice Age. In the 1880–1920, the front of the glacier was located at an altitude of about 2207 m asl. In the 1920s, the glacier began to retreat, and by 2022 had shrunk by 1.9 km; the altitude of its terminus was 2430 m asl. Left lateral moraines of the glacier, overgrown with pine forest, is indicative of 4 stages of its advance (or stationary positions), which, according to dendrochronological data, are dated to the middle and second half of the XIX century. The terminal moraine corresponding to these stages is dated by 10Be to 0.16±0.02 ka. Similar date (0.16±0.02 ka) was previously determined for the neighboring Kashkatash Glacier. Two older moraines at the Shkhelda Glacier with the cosmogenic dates of 0.5±0.08 ka and 0.89±0.22 ka apparently had been formed synchronously with the moraines of the Kashkatash Glacier (cosmogenic dates of 0.5 and 0.7–0.8 ka). Evidences of the glacier advance occurred in about 0.7– 0.8 ka were also revealed for the glaciers Donguz-Orun and Chalaati. The older (outer) moraine of the Shkhelda Glacier was formed 1.4–1.6 ka, i.e. approximately simultaneously with the moraine of the Irik Glacier, dated earlier by the same method of the cosmogenic isotope analysis. All cosmogenic isotope dates, determined for the forefield of the Shkhelda Glacier, need to be confirmed, as they are still single, sporadic and isolated. Despite this, they are in a good agreement with other moraine dates; the similarity of the late Holocene fluctuations of the Shkhelda Glacier with the neighboring Kashkatash Glacier is especially significant, notwithstanding the fact that the Shkhelda Glacier is covered with a dense debris cover of the supraglacial deposits, and the Kashkatash Glacier is practically free of it. The anomalous behavior (advancing) of the Shkhelda Glacier in the 1880–1910 is apparently explained by rockfall that occurred in the 1860s, which caused the glacier to be covered by debris and protected it from melting that decreased its ablation.

作者简介

O. Solomina

Institute of Geography Russian Academy of Sciences; HSE University

Email: irinasbushueva@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow; Moscow

I. Bushueva

Institute of Geography Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: irinasbushueva@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow

V. Jomelli

Aix-Marseille University

Email: irinasbushueva@gmail.com
法国, Marseille

参考

  1. Altberg V.Ya. On the condition of glaciers of Elbrus and the Main Caucasus Range in the Baksan River basin in the period 1925–1927. Ottisk iz Izvestiya Gosudarstvennogo gidrologicheskogo instituta. Reprint from Proceedings of the State Hydrological Institute. 1928, 22: 79–89. [In Russian].
  2. Bush N.A. On the state of glaciers on the northern slope of the Caucasus in 1907, 1909, 1911 and 1913. Izvestiya Imperatorskogo russkago geograficheskogo obshhestva po obshhey geografii. Proceedings of the Imperial Russian Geographical Society on General Geography. 1914, IX: 461–510. [In Russian].
  3. Volodicheva N.A., Voitkovskiy K.F. Evolutciya lednikovoy sistemi El’brusa. Evolution of Elbrus glacial system. Geografiya, obshchestvo, okruzhaushchaya sreda. Struktura, dinamika, evolutciya prirodnih geosystem. Geography, Society and Environment. Structure, Dynamics and Evolution of Natural Geosystems. Moscow: Gorodets, p. 44–50. [In Russian].
  4. Demchenko M.A. Glacier Shkhelda. Trudi geograficheskogo faculteta KHGU. Proceedings of the Faculty of Geography of KHSU. 1952:1. [In Russian].
  5. Dinnik N.Ya. Mountains and gorges of the Tersk region. Zapiski KORGO. Notes of Caucasian branch of the Russian Geographical Society. 1884, 13 (1): 1–48. [In Russian].
  6. Military Topographers Map, 1887–1890. 1:42 000, Office of military topographers. Rostov on Don: 4th Cartographic Factory Geokartprom.
  7. Kovalev P.V. Sovremennoe oledenenie basseina reki Baksan. Modern glaciation of the Baksan River basin. Materiali kavkazskoi ekspedicii po programme MGG. Data of Caucasian expedition by the program of International Geophysical Year. 1961, 2: 3–106. [In Russian].
  8. Mushketov I.V. Investigation of glaciers in Russia in 1897. Izvestiya Russkogo Geograficjeskogo Obshhestva. Proceedings of the Russian Geographical Society. 1899, 35 (2): 228–230. [In Russian].
  9. Oreshnikova E.I. Glaciers of the Elbrus region according to the studies of 1932–33. Kavkaz: Trudi lednikovih ekspedicii. Caucasus: Proceedings of glacial expeditions. 1936, 5: 239–297. [In Russian].
  10. Nikulin F.V., Troshkina E.S. Evolution of glaciers of the Central Caucasus (on the example of Adyr-Su and Shkhelda glaciers). Trudi Zak NIGMI. Proceedings of Zak Scientific and Research Hydrometeorological Institute. 1974, 58 (64): 74–81. [In Russian].
  11. Panov V.D., Il’ichev Yu.G., Salpagarov A.D. Kolebaniya lednikov Severnogo Kavkaza za XIX–XX stoletiya. Fluctuations of glaciers of the North Caucasus for XIX-XX centuries. Pyatigorsk: North Caucasian Publishing House of the MIL, 2008: 330 p. [In Russian].
  12. Seinova I.B., Zolotarev E.V. Ledniki i seli Prielbrusiya. Glaciers and debris flows of vicinity of the Mt. Elbrus. Moscow: Nauchniy mir, 2001: 203 p. [In Russian].
  13. Arnold M., Merchel S., Bourlès D.L., Braucher R., Benedetti L., Finkel R.C., Aumaître G., Gottdang A., Klein M. The French accelerator mass spectrometry facility ASTER: improved performance and developments Nuclear Instrumentation Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2010, 268: 1954–1959.
  14. Balco G., Stone J.O., Lifton N.A., Dunai T.J. A complete and easily accessible means of calculating surface exposure ages or erosion rates from 10Be and 26Al measurements. Quat. Geochronol. 2008, 3: 174–195.
  15. Balco G. Contributions and unrealized potential contributions of cosmogenic-nuclide exposure dating to glacier chronology, 1990–2010. Quaternary Science Reviews. 2011, 30: 3–27.
  16. Baume O., Marcinek J. Gletscher und Landschaften des Elbrusgebietes. Die Lawienentatigkeit. Verlag Gotha, Gotha. 1998. [In German].
  17. Borchers B., Marrero S., Balco G., Caffee M., Goehring B., Lifton N., Nishiizumi K., Phillips F., Schaefe J., Stone J. Geological calibration of spallation production rates in the CRONUS-Earth project. Quaternary Geochronology. 2016, 31: 188–198.
  18. Braucher R., Guillou V., Bourlès D.L., Arnold M., Aumaître G., Keddadouche K., Nottoli E. Preparation of Aster in-house 10Be/9Be standard solutions. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2015, 361: 335–340.
  19. Büntgen U., Myglan V.S., Ljungqvist F.C., McCormick M., Di Cosmo N., Sigl M., Jungclaus J., Wagner S., Krusic P.J., Esper J., Kaplan J.O., De Vaan M.A.C., Luterbacher J., Wacker L., Tegel W., Kirdyanov A.V. Cooling and societal change during the Late Antique Little Ice Age from 536 to around 660 AD. Nature Geoscience. 2016, 9 (3): 231–236.
  20. Burmester H. Rezent-glaziale Untersuchungen und photogrammetrishe Aufnahmen im Baksanquellgebiet (Kaukasus). Zeitschrift für Gletscherkunde. 1913. 8: 1: 1–41.
  21. Chmeleff J., von Blanckenburg F., Kossert K., Jakob D. Determination of the 10Be half-life by multicollector ICP-MS and liquid scintillation counting. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 2010, Sect. B 268 (2): 192–199. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2009.09.012
  22. Innes J.L. Lichenometry. Progress in Physical Geography. 1985, V. 9 (2): 187–254.
  23. Korschinek G., Bergmaier A., Faestermann T., Gerstmann U.C., Knie K., Rugel G., Wallner A. A new value for the half-life of 10Be by heavy-ion elastic recoil detection and liquid scintillation counting.” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2010, 268 (2): 187–191.
  24. Lifton N., Sato T., Dunai T.J. Scaling in situ cosmogenic nuclide production rates using analytical approximations to atmospheric cosmic-ray fluxes. Earth Planet. Sci. Lett. 2014, 386: 149–160. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.10.052
  25. Martin L.C.P., Blard P-H., Balco G., Lavé J., Delunel R., Lifton N., Laurent V. The CREp program and the ICE-D production rate calibration database: A fully parameterizable and updated online tool to compute cosmic-ray exposure ages. Quaternary geochronology. 2017, 38: 25–49.
  26. Merchel S., Arnold M., Aumaître G., Benedetti L., Bourlès D.L., Braucher R., Alfimov V., Freeman S.P.H.T., Steier P., Wallner A. Towards more precise 10Be and 36Cl data from measurements at the 10–14 level: Influence of sample preparation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2008, 266 (22): 4921–4926.
  27. Osborn G., McCarthy D., LaBrie A., Burke R. Lichenometric dating: science or pseudo-science? Quaternary Research. 2015, 83 (1): 1–12.
  28. Solomina O., Bradley R., Hodgson D., Ivy-Ochs S., Jomelli V., Mackintosh A., Nesje A., Owen L., Wanner H., Wiles G., Young N. Holocene glacier fluctuations. Quaternary Science Reviews. 2015, 111 (1): 9–34. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.11.018
  29. Solomina O.N., Bushueva I.S., Dolgova E.A., Jomelli V., Alexandrin M.J., Mikhalenko V.N., Matskovsky V.V. Glacier variations in the Northern Caucasus compared to climatic reconstructions over the past millennium. Glob. Planet change. 2016, 140: 28–58. http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2016.02.008
  30. Solomina O.N., Alexandrovskiy A.L., Zazovskaya E.P., Konstantinov E.A., Shishkov V.A., Kuderina T.M., Bushueva I.S. Late-Holocene advances of the Greater Azau Glacier (Elbrus area, Northern Caucasus) revealed by 14C dating of paleosols. The Holocene. 2022, 32 (5): 468–481.
  31. Solomina O.N., Jomelli V., Bushueva I.S. Chapter 19 – Holocene glacier variations in the Northern Caucasus, Russia. European Glacial Landscapes. Elsevier. 2024: 353–365. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99712-6.00005-2
  32. Tielidze L.G., Solomina O.N., Jomelli V., Dolgova E.A., Bushueva I.S., Mikhalenko V.N., Brauche R., ASTER Team. Change of Chalaati Glacier (Georgian Caucasus) since the Little Ice Age based on dendrochronological and Beryllium-10 data. Led i Sneg. Ice and Snow. 2020, 60 (3): 453–470. http://dx.doi.org/10.31857/S2076673420030052
  33. Uppala S.M., Kållberg P.W., Simmons A.J., Andrae U., Da Costa Bechtold V., Fiorino M., Gibson J.K. The ERA‐40 re‐analysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society: A journal of the atmospheric sciences, applied meteorology and physical oceanography. 2005, 131 (612): 2961–3012.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».