Южный Сахалин. Озеро Тунайча.
Среди водоемов Сахалина самым крупным и глубоким является оз. Тунайча, занимающее северную, наиболее пониженную часть Муравлевской низменности, вытянутое параллельно береговой линии зал. Мордвинова в Охотском море. С морем озеро соединяется узкой и мелководной протокой Красноармейской. Очертаниями оно напоминает овал неправильной формы размером 28 х 10 км, с дли ной береговой линии 84 км, наибольшей глубиной 39.0 ми площадьк) водосбора 554 км.
По морфологическому облику на озере выделяются два плёса - западный (Малая Тунайча) и восточный (Большая Тунайча). Грани ца между ними проходит по линии мыс Макарова — о-в Птичий — мыс Меньшикова. Западный плёс меньше и мельче восточного, глубина его не превышает 15—20 м, причем наибольшие отметки встречаются у о-ва Птичьего. Максимальная глубина восточного плёса - 39 м — отмечена в 500 м южнее мыса Меньшикова. Котловина озера имеет тектоническое происхождение и представляет собой локальную впадину, в пределах которой отмечено резкое увеличение мощности кайнозойских отложений с 300—400 до 500—1000 м (Мельников, 1970). Озеро Тунайча имеет типичную корытообразную форму с плоско-вогнутым днищем (рис. 27). На северном и восточном побережьях озера и на берегах больших бухт распространены террасы и крупные береговые валы, сложенные грубыми песками с гравием и галечниками максимальной мощностью до 40 м.
Большую часть (77 %) водосборного бассейна оз. Тунайча занимает аккумулятивный и денудационный рельеф с абсолютными от метками, не превышающими 100—150 м. В строении нижнего яруса рельефа (0—40 м) выявлено несколько уровней террас, образование которых, вероятно, связано с позднеголоценовым повышением уровня моря, происходившим 1.5 тыс. лет назад. Возраст древесины, найденной на границе илистых песков и торфа (на глубине 0.60 м), составил 1340 + 470 лет (ДВГУ-196). К этому времени, очевидно, относится и формирование песчаной косы, перекрывавшей широкий пролив в устье протоки Красноармейской. Определение возраста дру гих образцов древесины, отобранных на участке к западу от моста с глубины 0.8 м, составил 1200 + 470 лет (ДВГУ-220).
Озеро Тунайча по происхождению является лагунным водоемом и несколько тысяч лет назад имело активный водообмен с Охотским морем через широкий и глубокий пролив, перекрытый в дальнейшем прибрежно-морскими наносами. Морские воды в озеро в настоящее время не проникают, что подтверждается гидрохимическим составом его вод, уровенным режимом, а также составом фауны и флоры. Сток воды с водосбора составляет 3000 мм, осадки на зеркало озера дают 1035 мм и испарение с него — 400 мм. Годовая амплитуда колебаний уровня не превышает 50 см.
ТЮ. А. Микишин, В. Ф. Рыбаков, П. Ф. Бровко.
Рис. 27. Донные отложения оз. Тунайча. 1 - Выходы коренных пород; 2 — галька, гравий; 3 — пески; 4 — алевриты; 5 — пелиты.
Озеро Тунайча относится к солоноватоводным бассейнам. Вода в нем по составу является хлоридной магниево-натриевой и представ ляет собой разбавленную морскую. Содержание катионов магния и кальция в зависимости от сезона колеблется в пределах 213—280 и 67—74 мг/л. Характерна устойчивая хемостратификация: верхний слой воды имеет соленость 4.4—5.5 %, которая практически не меняется по акватории. В интервале глубин 15—20 м соленость резко возрастает до 16—17 %о. Глубже увеличение солености замедляется, и в придонном слое (20—30 м) восточного плёса она достигает 19 22 %о. Верхний слой в летнее время прогревается до 20—25 °С, ниже слоя скачка температура воды остается почти постоянной в течение года в пределах 5—8°C. Наличие стратификации свидетельствует о слабом водообмене озерных вод, что подтверждается также уменьшением содержания растворенного кислорода с глубиной и присутстви ем сероводорода в придонных слоях. Максимальная толща льда до стигает 1 м, продолжительность ледостава колеблется от 130 до 170 дней.
Прибрежная полоса озера (за исключением волноприбойной зо ны) шириной в несколько сотен метров занята густыми зарослями макрофитов, произрастающих на глубине от 0.5 до 5—8 м. Преобладают рдесты и уруть колосовидная, на которых развиваются зеленые нитчатые водоросли. Зарослевая фауна представлена сообществами амфипод, изопод, гастропод, двустворок и хирoномид, плотность кото рых превышает 60 тыс. экз./м2. Средняя плотность бентосных орга низмов на грунтах, поросших макрофитами, достигает 83 тыс. экз./м2, а на участках без растительности — 2 тыс. экз./м2. Наиболее бедны жиз нью илистые грунты, где средняя плотность равна 2 тыс. экз./м2, биомасса — 2 г/м2. Зорбентос илов состоит из нематод, олигохет и личинок хирoномид. На песчаных грунтах обитают фораминиферы,
8 История озер нематоды, олигохеты, гарпактициды и двустворки. Основная масса донных организмов озера эвригалинные. В зоопланктоне озера наи. более массовыми видами являются веслоногие рачки. Максимальна численность их в июле составляет несколько десятков тысяч экзем. пляров на квадратный метр. Общая биомасса планктона, по данным Н. В. Тяпкиной, в начале 90-х годов была равна 2—4 мг/м3 в мае.
Для фитопланктона характерно интенсивное развитие синезеленых Водорослей, особенно в период «цветения» в июле-августе, при температуре воды выше + 20 °C. Диатомовые водоросли развиты слабее.
В оз. Тунайча обитает 29 видов рыб, среди которых такие ценные промысловые, как сима, горбуша, кета, сахалинский таймень, отно сящиеся к семейству лососевых.
Изучение донных отложений водоема свидетельствует о смене характера седиментационного процесса, отражающего эволюцик) озерного бассейна. Удалось установить, что вдоль абразионных берегов на подводных продолжениях мысов распространены выходы коренных пород преимущественно в виде останцов и бенчей. Между ними встречаются галечно-гравийные отложения и пески. Средняя глубина зоны их распространения 2—3 м. Гaлeчные и гравийные осадки, характерные для верхней части подводного склона и пляжи озера, сортированы, лишены песчаного заполнителя.
Пески в озере распространены достаточно широко, особенно в восточной части Большой Тунайчи. Тонкозернистые пески практи чески полностью оконтуривают илистые осадки. Ширина зоны их распространения, как и мелкозернистых песков, четко связана с ук лоном дна и достигает максимальных значений на пологих склонах зал. Обручева и в восточной части озера.
Алевролитовые илы представлены терригенными обломочными и в меньшей мере глинистыми компонентами. Они являются уже типичными илами зеленовато-серого цвета с консистенцией от текучепластичной в поверхностном слое до мягкопластичной на глубине более 1—3 см. Алевритовые илы оконтуривают самые тонкие осадки как в Большой, так и в Малой Тунайче.
Максимальные площади распространения плевриты получили в восточной части озера. Для них характерно разнообразие бентоса, которого почти полностью лишены более тонкие осадки.
Пелитовые илы, выделенные по явному преобладанию пелитовых фракций, по сравнению с другими типами осадков имеют самые обширные площади распространения и занимают глубины от 13— 15 мв Малой и до 20—39 мв Большой Тунайче. Как правило, это темно-серые до черного цвета илы, жидкие на поверхности и с явным запахом сероводорода. Содержание органики в поверхностном слос возрастает от 15-17 % в крупнопелитовом до 20—25 % в мелкопелитовом иле. Минеральная составляющая илов представлена гидрослюдой, хлоритом, смешаннослойными минералами, вермикулитом и в меньшей степени — монтмориллонитом. Содержание терригенного обломочного материала не превышает 10—20 %.
Основными источниками поступления этого осадочного материала в озеро являются береговая абразия и твердый сток рек. 114
Колонковое опробование показало, что верхний горизонт мелко елитового ила до 25 см черный, а ниже переходит в зеленовато-се oый. Верхние 15-25 см имеют текучепластичную консистенцию, постепенно переходящую в мягкопластичную. Мощность черного по
изонта максимальная в наиболее глубокой части озера. Анализ гра нулометрического состава колонок показывает заметное уменьшение крупности частиц осадка в верхнем слое озера мощностью 15—20 см, что свидетельствует о значительном изменении режима на последнем
тапе развития (примерно 300 лет назад), связанном с ослаблением водообмена озера с морем, в результате чего вынос мелкопелитовых частиц в море резко уменьшился и большая их часть стала аккумулироваться в озере.
Почти по всей площади дна озера грунтовыми трубками был вскрыт прослой вулканического пепла мощностью от 0.5 до 1 см и по своему составу аналогичный пеплу вулканов о-ва Хоккайдо. Возраст прослоя пепла предварительно датируется 1500—1800 лет. Средняя скорость осадконакопления пелитовых илов составляет 0.2-0.4 мм в год.
В донных осадках оз. Тунайча сохранились створки диатомовых Водорослей (Усова и др., 1980). В поверхностном слое этих осадков нами обнаружено 125 таксонов диатомовых водорослей. Подавляющее их количество относится к современной флоре. Из вымерших и ныне переотложенных в осадках встречены Stephanopyxis schenckii, Actinocyclus ingens, Hyalodiscus radiatus, Aulacodiscus sp., Kittonia sp., составляющие около 5 % от числа всех таксонов. Часть переотложенных диатомей характерна для миоценовых пород курaсийской свиты (Шешукова-Порецкая, 1967), распространенных на водосборе Тунайчи, а Hyalodiscus radiatus и Kittonia sp. для Южного Сахалина не указываются и описаны из более древних, эоценовых отложений (Диатомовые..., 1974).
Планктонные диатомеи составляют всего 8.1 % общего числа так Сонов (кроме переотложенных), массовое развитие получают лишь Coscinodiscus jonesianus, Chaetoceros brevis, Ch. affinis y Achnanthes taeniata. Coscinodiscus jonesianus ранее был отмечен И. А. Киселевым (1931, 1937) в опресненных и теплых водах Амурского лимана.
Наибольшее видовое разнообразие принадлежит бентосным диатомеям, составляющим 91.9 % общего количества таксонов: Pingularia (12 видов и разновидностей), Navicula (11), Cymbella (8), Diploneis (7), Eunotia (10), Gomphonema (5).
Господствующее число диатомей (свыше 70 %) принадлежит к типичным пресноводным видам — олигогалобам и встречается в прибрежных участках, находящихся под влиянием речного стока.
Мезогалобы, типичные обитатели солоноватоводных континентальных водоемов и опресненных участков морей, каким и является Оз. Тунайча, составляют 14 % от числа всех живущих ныне таксо нов. К ним относятся литоральные меlоѕira juergensii Achnanthes brevipes, Планктонная Thalassiosira baltica.
Морские диатомеи составляют 8.2 %; к ним относятся все массовые планктонные диатомей: Coscinodiscus jonesianus, chaetoceros brevis, Ch. affinis, Ch. didymus, Achnanthes taeniata. 3 6eHTOC морских чаще других встречаются Coccoreis scutellum, Diplor subcincta, D. interrupta, Synedra tabulata i Nitzschia granulata.
Таким образом, в донных осадках оз. Тунайчи выделяются л диатомовых комплекса — прибрежно-морской и собственно озерна Для первого характерно преобладание створок холодолюбивых бертосных эвригалинных мезогалобов, галофилов и пресноводных диатомей, попадающих со стоком речных вод.
Собственно озерный диатомовый комплекс развит на подножья склонов котловины и днище озера, сложенных наиболее тонкими пелитовыми и алеврито-пелитовыми осадками. Основное ядро комплекса составляют теплолюбивые планктонные морские виды Coscinodiscus jonesianus, Chaetoceros brevis, Ch. affinis.
На основании изученного материала можно сказать, что история озера тесно связана с голоценовым повышением уровня Охотского моря. В течение позднеледниковья и начала голоцена тектоническая котловина Тунайчи переживала континентальный режим развития. Наибо лее опущенная часть впадины, возможно, была занята пресноводным водоемом. Колонки, отобранные на глубинах 5—6 мв восточном плёсе озера (ст. 118), свидетельствуют о существовании здесь в конце пребо реала-начале атлантики мелководного дистрофного водоема, развивавшегося в холодных условиях. Под тонким чехлом песчано-гравийных осадков вскрыты маломощные озерно-болотные отложения, обога
щенные органическим детритом. Из этих отложений описан комплекс диатомовых водорослей с резким (70 %) преобладанием холодолюби вых североальпийских видов Frustulia rhomboides (Ehr.) D. ти Eurotia robusta Ralfs et var. diаdета (Ehr.) Ralfs. Первая из них харак терна для литорали дистрофных озер, вторая — для сфагновых болот. Из других холодолюбивых встречены Eurotia veneris (Kutz.) 0. Mull. и Tabellaria floxculosa (Roth) Kutz. Все диатомеи пресноводные, большин ство их — галофобы — обитатели слабоминерализованных вод. Абсолютный возраст отложений, определенный радиоуглеродным методом, состii вил 7200 + 1800 л. н. (ДВГУ-230). Бедный спорово-пыльцевой спектр, определенный И. Г. Гвоздевой в этих осадках, свидетельствует о произрастании в тот период олоцена березовых лесов с участием ольхи, ивы и ольхового стланика.
Проникновение морских вод в котловину озера произошло, скорее всего, в среднем голоцене, когда уровень Мирового океана стал близким к современному. В то время отсутствовала коса, перегораживающая устье протоки Красноармейской, и ширина пролива, соединявшего озеро с морем, составляла 2 км. Учитывая глубины протоки (10—13 м), можно предположить, что «морской» этап в развитии озера начался около 7000 лет назад, когда уровень океана достиг отметки -10 м. В течение последующих 2-2.5 тыс. лет происходило заполнение котловины Тунайчи морскими водами и оформление озера в его современном виде.
При максимальном подъеме уровня Охотского моря, по нашим данным имевшем место на побережье южной части о-ва Сахалин около 5900—4700 л. н., сформировались системы береговых валов и
Puc. 28. Палитологические диаграммы
ересыпи, отчленившие от Тунайчи ряд заливов. Тогда же, очевидно, формировалась широкая (до 1 км) пересыпь в горловине пролива, соединявшего озеро с морем, после чего он приобрел размеры, близкие к современной протоке Красноармейской. После этого события, по нашему мнению, озеро вступило в следующий, лагунный», этап своей истории, поскольку водообмен через узкую протоку значительно уменьшился и началось опреснение верхнего 15-метрового слоя водной массы.
Следующий этап развития водоема — «солоноватое озеро», про текавший по крайней мере сначала субатлантики, запечатлен в колонках донных осадков, поднятых нами с центральной части днища котловины и маломощного торфяника «Седых» (рис. 28).
Анализ спорово-пыльцевой диаграммы показал, что в общем составе спектров разреза резко преобладает пыльца древесных пород (48—86 %), свидетельствуя о существовании в течение всего периода накопления осадков растительности лесного типа, преимущественно темнохвойной тайги с участием широколиственных пород и белоберезовых лесов, в разрезе выделяются пять пыльцевых зон: две холод ные, две теплые и одна, близкая к современному состоянию. Была предпринята попытка связать смену растительных ассоциаций с климатическими колебаниями в субатлантике, отмеченными историческими (летописи) и археологическими данными (Монин, Шишков, 1979; Масатоси, 1983). Своеобразным репером при этом послужил верхний «холодный» горизонт (15—20 см), который мы связываем с «малым ледниковым периодом» Европы, похолоданием, закончив шимся 150 л. н., начавшемся в Японии около 400 л. н.
Нижележащий слой (20—40 см) с растительностью, близкой к Современной, неплохо увязывается с возрастным интервалом 400— 1100 л. н., для которого Масатоси указывает периоды: 500— 700 л. н. — холодные зимы, но теплое лето; 800—1000 л. Н. — некоторое похолодание в отличие от Европы, где эти годы были теплыми; 1000—1100 л. н. — условия, близкие к современным. Этап более холодного климата, возможно, запечатлен в интервале 35—40 см, в котором наблюдается увеличение содержания пыльцы кустарничковой березы и уменьшение роли ели и пихты.
Верхний «теплый» слой осадков на глубине 40—60 см отвечает третьей фазе развития растительности с темнохвойными лесами со значительным участием широколиственных пород; отлагался, скорее всего, в период значительного потепления второй половины VIII-IX веков (1100—1250 л. н.).
Фаза развития растительности (слой 60—70 см), характеризующая наиболее холодные климатические условия вскрытого отрезка субатлантики, возможно, формировалась около 1250—1450 л. н., когда в Японии отмечался период холодного климата.
Фаза темнохвойных лесов со значительным участием широколиственных пород (слой 70—105 см) отвечает периоду потепления, происходившему 1450—180 л. н., сопоставляемому и. Масатоси (1983) с «построманским» Европы. к этому отрезку времени, возможно, приурочен выброс вулканического пепла, прослеженный на большей части дна озера.
Исключительно слабая насыщенность осадков колонки створками атомей не позволила провести параллельный анализ изменения Анатомовых комплексов и фаз развития растительности с одних и тех
горизонтов. Анализ изменений характера диатомовой флоры про елен по колонке осадков ст. 188 (рис. 29). Прохлой вулканического тепла, встреченный здесь на глубине 61-62 см, дал возможность примерно оценить время этих изменений. Следует сразу же отметить, что периоды потеплений климата необязательно должны отразиться в увеличении количества створок теплолюбивых диатомей, так как первые сопровождаются повышением уровня моря, при ко тором в озеро могли поступать значительно большие массы холодных морских вод (прилегающие районы Охотского моря имеют очень низкие температуры, часто даже во вторую половину лета не превы шающие + 10 °С).
Один из таких периодов имел место в данном районе около 1678 + 85 (ДВГУ-137) —1476 + 74 (ДВГУ-136) л. н., при котором уровень моря превышал современный по крайней мере на 1-1.5 м. Най большее проникновение холодных морских вод в озеро происходило лишь на первых этапах трансгрессии, до образования песчаной косы в устье протоки Красноармейской. Воды Тунайчи тогда были более солеными и холодными, нежели современные, о чем свидетельствует состав диатомовой флоры зоны I (интервал 117—80 см), содержали холодолюбивые морские планктонные (Coscinodiscus lacustris var. sеptеntriоnаlis, Achnanthes taeniata) и сублиторальные (Melosira juergensii, Coccoreis scutellum) диатомеи, на долю которых приходится от 50 до 62 % створок. Теплолюбивые морские chaetoceros affinis, Ch. didymus, Ch. brevis, Synedra tabulata, S. pulchella copepxaTCSI B ораздо меньшем количестве — 5—21 %. Самый теплолюбивый средиземноморский вид Coscinodiscus jonesianus либо вообще не отмечается, либо встречается не чаще 0.3—0,9 % (интервал 100—10 см).
Состав диатомовой флоры (зона 2) вышележащих горизонтов ко лонки свидетельствует о том, что она развивалась в условиях, близ ких к современным, без заметного влияния морских вод. Для нее характерно значительное уменьшение содержания холодолюбивых видов (до 49 %) и резкое увеличение теплолюбивых диатомей (до 62 %). Северный морской Coscinodiscus lacustris var. septentrіonalis почти не встречается выше 75 см, а содержание южного эвригалиннoгo Coscinodiscus jonesianus увеличивается до 8 %. Возросла роль других морских эвригалинных видов, могущих жить в значительно опресненных водах, в первую очередь Thalassiosira baltica, количест Во которой в отдельных горизонтах доходит до 38 %. Изменения в составе флоры могли быть вызваны лишь уменьшением водообмена
Рис. 29. Диатомовая диаграмма донных отложений (а. Тунайча, ст. 188 (анализ Ю. А. Ми?ишина).
— пресноводнье, 2 — эвригалинные галофилы, 3 — морскиe нeритические, 4 — сублиторальные, 3 — морские южнобореальные, 6 — сублиторальные южнобореальные; литология: 7 — нл пелитовый, 8 — включения (а — вулканический пепел, б – раковины моллюсков).
Знак плюс — встречаемость <3 %.
озера с морем, произошедшим после образования косы в устье про токи Красноармейской. Дальнейшие изменения состава диатоме, происходили, очевидно, только под влиянием климатических изменений при незначительных колебаниях солености воды. Благоприятные условия, способствовавшие хорошей прогреваемости озерных во: в летнее время, отмечались в интервалах глубин 55—80, 40-45 20—30 и 0—10 см. Содержание в них створок теплолюбивого вила Coscinodiscus jonesianus повышается до 8—12 %. Верхний интервал несомненно отвечает последним 100—150 годам, последующие про исходили в период развития II и IV фаз растительности, а нижний пришелся на заключительные этапы существования лесов (рис. 29).
Периоды похолоданий (II и у фазы) зафиксированы в осадках на глубине 45—50 и 10—20 см снижением содержания Coscinodiscus jonesianus до 1.5-2.4 % и теплолюбивых видов рода chaetoceros, а также резким возрастанием холодолюбивого аркто-бореального Achnanthes taeniata. Содержание последнего особенно велико (41 — 56 %) в горизонте 10—20 см, формирование которого, вероятно, про исходило во время «малого ледникового периода» — 400— 150 л. н. Как отмечалось, к этому же отрезку времени относится начало уменьшения крупности донных осадков Тунайчи, что могло быть вызвано, по нашему мнению, ослаблением водообмена с морем. Изменений в составе диатомей в соответствующем горизонте осадков не отмечено. Возможно, что в данном случае произошло отчленение оз. Изменчивого, бывшего ранее плёсом Тунайчи. Сейчас на месте про лива, соединявшего их, находится низменный заболоченный перешеек шириной 300-500 м.
В последние десятилетия резко увеличилось антропогенное воз действие на оз. Тунайча. Сильно вырублен лес на многих участках водосбора, что несомненно приведет к увеличению скорости накоп ления донных осадков из-за повышенной мутности притоков. Кроме того, в середине 70-х годов был построен мост через приустьевую часть протоки Красноармейской у с. Охотского; при этом большая ее часть была просто засыпана грунтом, что вызвало резкое обмеление устьевой зоны и полное прекращение доступа морских вод в озеро. К 90-м годам по сравнению с данными конца 60-х годов произошло некоторое опреснение озерных вод: в слое скачка на горизонте 15— 20 м соленость изменялась раньше с 6 до 16—17 %о, в 1990 г. — с 4.0 до 13.2 %о. Для восстановления природного равновесия в озере необходимо углубление протоки Красноармейской, без которого затруд нен проход лососевых рыб на нерест в реки водосборного бассейна Тунайчи.