Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жылдық шөгінді немесе шөгінді тау жыныстары қабаты
Annual layer of sediment or sedimentary rock
Варва – шөгінді немесе шөгінді тау жыныстарының жылдық қабаты. "Varve" сөзі швед тіліндегі varv сөзінен шыққан, оның мағынасы мен түсініктеріне "айналым", "қабаттасқан" және "шеңбер" кіреді. Бұл термин алғаш рет 1862 жылы Швеция геологиялық қызметі жариялаған картада Hvarfig lera (қабатты саз) деп белгіленді. Алғашқыда "варва" мұздық көлдердің шөгінділеріндегі бір жылдық қабатты құрайтын жекелеген бөліктерді білдірген, бірақ 1910 жылғы Геологиялық конгресте швед геологы Джерард Де Гир (1858–1943) жаңа ресми анықтама ұсынды, онда варва – кез келген жылдық шөгінді қабатының толық бөлігін білдіреді. "Жыл сайын қабатталған" сияқты жақында енгізілген терминдер варвамен мағынасы бірдей. Геологиялық жазбалардағы көптеген ритмиттердің ішінде варвалар өткен климаттың өзгеруін зерттеуде ең маңызды және ақпараттық көздердің бірі болып табылады. Варвалар – стратиграфияда танылған ең ұсақ масштабты құбылыстардың бірі. Жылдық қабаттың жақсы көрінуіне себебі, көктемде су ағыны күшті болған кезде қабатқа түсетін бөлшектер жыл соңына қарай шөгіп қалғандарға қарағанда ірілеу болады. Осыдан әр жылдық цикл үшін бір ірі, бір ұсақ қабаттан тұратын жұп қалыптасады. Варвалар тек тұщы немесе аздап тұзды суларда ғана қалыптасады, себебі теңіз суындағы тұздың жоғары концентрациясы сазды ірілеу бөлшектерге айналдырады. Тұзды сулардағы тұзды бөлшектер жыл бойы сақталып қалатындықтан, жеке қабаттарды ажырату өте қиын. Шындығында, саздың флокуляциясы жоғары иондық күштің салдарынан саздың электрлік қос қабатының (ЭҚҚ) ыдырауынан пайда болады, бұл теріс зарядталған саз бөлшектері арасындағы электростатикалық итергіш күшті азайтады.
A varve is an annual layer of sediment or sedimentary rock. The word 'varve' derives from the Swedish word varv whose meanings and connotations include 'revolution', 'in layers', and 'circle'. The term first appeared as Hvarfig lera (varved clay) on the first map produced by the Geological Survey of Sweden in 1862. Initially, "varve" referred to each of the separate components comprising a single annual layer in glacial lake sediments, but at the 1910 Geological Congress, the Swedish geologist Gerard De Geer (1858–1943) proposed a new formal definition, where varve means the whole of any annual sedimentary layer. More recently introduced terms such as 'annually laminated' are synonymous with varve. Of the many rhythmites in the geological record, varves are one of the most important and illuminating in studies of past climate change. Varves are amongst the smallest scale events recognised in stratigraphy. An annual layer can be highly visible because the particles washed into the layer in the spring when there is greater flow strength are much coarser than those deposited later in the year. This forms a pair of layers—one coarse and one fine—for each annual cycle. Varves form only in fresh or brackish water, because the high levels of salt in normal sea water coagulate the clay into coarse grains. Since the saline waters leave coarse particles all year, it is nearly impossible to distinguish the individual layers in salt waters. Indeed, clay flocculation occurs at high ionic strength due to the collapse of the clay electrical double layer (EDL), which decreases the electrostatic repulsion between negatively charged clay particles.
Варвалық зерттеулердің тарихы
Варв терминінің 19 ғасырдың соңына дейін енгізілмегенімен, жылдық шөгінді ырғағы туралы түсінік кем дегенде екі ғасыр бұрын қалыптасқан. 1840 жылдары Эдвард Хичкок Солтүстік Америкадағы қабатты шөгінділердің маусымдық болуы мүмкін деген күдікке келді, ал 1884 жылы Уоррен Уфэм ақ-қоңыр қабатталған жұптардың бір жылдық шөгіндіні білдіретінін болжады. Бұл ерте сарқылымдарға қарамастан, варв зерттеулерінің негізін қалаушы және танымал етушісі Жерар Де Гир болды. Швеция Геологиялық қызметінде жұмыс істеген кезінде Де Гир картаға түсірген қабатты шөгінділер мен ағаш сақиналары арасындағы айқын визуалды ұқсастыққа назар аударды. Бұл оны мұздық көлдердің шөгінділерінде жиі кездесетін қалың-жұқа қабаттардың жылдық қабаттар екенін ұсынуға итермеледі. Де Гир алғашқы варв хронологиясын 19 ғасырдың соңында Стокгольмде құрастырды. Ұзақ өтпей, қосымша жұмыстар жүргізіліп, Швецияның шығыс жағалауында бірнеше учаскелер құрылды. Бұл учаскелердегі шөгінділер Балтық алабында соңғы мұз қабатының солтүстікке қарай шегінуі кезінде пайда болған. 1914 жылға қарай Де Гир варв қабаттарының қалыңдығындағы және ерекше маркерлік қабаттардағы өзгерістерді салыстыру арқылы қашықтықтар арасындағы варв тізбектерін салыстыруға болатынын анықтады. Алайда, бұл жаңалық Де Гирді және оның көптеген әріптестерін континенттер арасындағы «телебайланыстар» деп аталатын дұрыс емес корреляциялар жасауға итермеледі, бұл процеске Эрнст Антевс сияқты басқа варв зерттеушілері сын көзбен қарады. 1924 жылы варв зерттеулеріне арналған арнайы зертхана – Геохронологиялық институт құрылды. Де Гир және оның әріптестері мен студенттері басқа елдер мен құрлықтарға барып, қабатталған шөгінділерді зерттеді. Эрнст Антевс АҚШ-тың Лонг-Айленд аралынан Канаданың Хадсон шығанағына дейінгі учаскелерді зерттеді, ал Карл Кальдениус Патагония мен Отты Жерді, ал Эрик Норин Орталық Азияны аралады. Бұл кезеңде Матти Саурамо сияқты басқа геологтар да варв тізбектерін зерттеді, ол Финляндиядағы соңғы мұздықтың хронологиясын құрастырды. 1940 жылы Де Гирдің классикалық ғылыми еңбегі «Geochronologia Suecica» жарық көрді, онда ол Швеция уақыт шкаласын ұсынды – Сканнеден Индалселвенге дейінгі мұздың шегінуіне қатысты жүзетін варв хронологиясы. Рагнар Лиден бұл уақыт шкаласын қазіргі заманмен байланыстыруға алғашқы әрекет жасады. Содан бері жаңа учаскелер ашылып, ескілері қайта бағаланды. Қазіргі уақытта шведтік варв хронологиясы мыңдаған учаскелерге негізделген және 13 200 варв жылдарын қамтиды. 2008 жылы варвтер дендрохронологияға ұқсас ақпарат бере алатынымен, оларды ұзақ мерзімді уақыт шкаласында пайдалану үшін «әлдеқайда сенімсіз» деп есептеді. Алайда, 2012 жылы Суигетсу көлінің 2006 жылғы жобасында бірнеше өзектің үстінен жабысу және варвтерді санаудың жақсартылған әдістері арқылы Суигетсу көлі тізбегіндегі «жоғалған» варвтер анықталды, бұл уақыт шкаласын 52 800 жылға дейін ұзартты.
Although the term varve was not introduced until the late nineteenth century, the concept of an annual rhythm of deposition is at least two centuries old. In the 1840s, Edward Hitchcock suspected laminated sediment in North America could be seasonal, and in 1884 Warren Upham postulated that light dark laminated couplets represented a single year's deposition. Despite these earlier forays, the chief pioneer and populariser of varve research was Gerard De Geer. While working for the Geological Survey of Sweden, De Geer noticed a close visual similarity between the laminated sediments he was mapping, and tree rings. This prompted him to suggest the coarse fine couplets frequently found in the sediments of glacial lakes were annual layers. The first varve chronology was constructed by De Geer in Stockholm in the late 19th century. Further work soon followed, and a network of sites along the east coast of Sweden was established. The varved sediments exposed in these sites had formed in glaciolacustrine and glacimarine conditions in the Baltic basin as the last ice sheet retreated northwards. By 1914, De Geer had discovered that it was possible to compare varve sequences across long distances by matching variations in varve thickness, and distinct marker laminae. However, this discovery led De Geer and many of his co workers into making incorrect correlations, which they called 'teleconnections', between continents, a process criticised by other varve pioneers like Ernst Antevs. In 1924, the Geochronological Institute, a special laboratory dedicated to varve research was established. De Geer and his co workers and students made trips to other countries and continents to investigate varved sediments. Ernst Antevs studied sites from Long Island, U. S. A. to Lake Timiskaming and Hudson Bay, Canada, and created a North American varve chronology. Carl Caldenius visited Patagonia and Tierra del Fuego, and Erik Norin visited central Asia. By this stage, other geologists were investigating varve sequences, including Matti Sauramo who constructed a varve chronology of the last deglaciation in Finland. 1940 saw the publication of a now classic scientific paper by De Geer, the Geochronologia Suecica, in which he presented the Swedish Time Scale, a floating varve chronology for ice recession from Skåne to Indalsälven. Ragnar Lidén made the first attempts to link this time scale with the present day. Since then, there have been revisions as new sites are discovered, and old ones reassessed. At present, the Swedish varve chronology is based on thousands of sites, and covers 13,200 varve years. In 2008, although varves were considered likely to give similar information to dendrochronology, they were considered "too uncertain" for use on a long term timescale. However, by 2012, “missing” varves in the Lake Suigetsu sequence were identified in the Lake Suigetsu 2006 Project by overlapping multiple cores and improved varve counting techniques, extending the timescale to 52,800 years.
Құрылу
Варвалар түрлі теңіз және көлдік шөгінді орталарында кластикалық, биологиялық және химиялық шөгінді процестердегі маусымдық өзгерістерден қалыптасады. Классикалық варва үлгісі – мұздық көлде орналасқан ақшыл / қара түсті жұп қабат. Ақшыл қабат әдетте, балқыған судың шөгінді жүктемесін көлге әкелген кезде, жоғары энергия жағдайында шөгінділенген, шөгінді және ұсақ құмнан тұратын, біріккен ламинаттар тобынан құралады. Қыс айларында, балқыған судың және оған қосылған шөгінділердің азаюымен, көлдің беті қатып қалғанда, жұмсақ саз мөлшеріндегі шөгінділер қара түсті ламинатты қалыптастырады. Варва қалыптасуы үшін, шөгінді процестері мен шөгінділенудің маусымдық өзгеруімен қатар, биотурбацияның болмауы да қажет. Сондықтан, варвалар көбінесе аноксиялық жағдайларда қалыптасады. Варвалық шөгінділердің теңіздегі жақсы белгілі мысалы – Калифорния жағалауындағы Санта-Барбара алабында табылған шөгінділер. Варвалық шөгінділердің тағы бір ұзақ тізімі – Пианико–Сельлере бассейнінің (Оңтүстік Альп таулары) палеолакустрикалық жазбасы. Мұнда, әр варваның детриттік қабатының бөлігі, Плейстоцендегі мұз аралық кезеңде 9,3 мың жыл ішінде болған 771 палеосудың көрсеткіші ретінде пайдаланылды.
Varves form in a variety of marine and lacustrine depositional environments from seasonal variation in clastic, biological, and chemical sedimentary processes. The classic varve archetype is a light / dark coloured couplet deposited in a glacial lake. The light layer usually comprises a coarser laminaset, a group of conformable laminae, consisting of silt and fine sand deposited under higher energy conditions when meltwater introduces sediment load into the lake water. During winter months, when meltwater and associated suspended sediment input is reduced, and often when the lake surface freezes, fine clay size sediment is deposited forming a dark coloured laminaset. In addition to seasonal variation of sedimentary processes and deposition, varve formation requires the absence of bioturbation. Consequently, varves commonly form under anoxic conditions. A well known marine example of varved sediments are those found in the Santa Barbara basin, off California. Another long record of varved sediments is the palaeo lacustrine record of the Piànico–Sèllere Basin (southern Alps). Here, the detrital layer part of each varve was used as a proxy for 771 palaeofloods which occurred over a period of 9.3 thousand years during an interglacial period in the Pleistocene.