Вулканическая зола (тефра) представляет собой изохронные маркеры времени, которые являются уникальным средством точной датировки и корреляции геологических архивов.
Этот мощный геохронологический инструмент позволяет синхронизировать палеоклиматические записи на протяжении тысячелетий на расстоянии тысяч километров.
В последние годы основные аналитические достижения позволили провести надежную геохимическую дактилоскопию осколков невидимого стекла (криптотефра).
В результате этого пепел-маркеры обнаруживаются на все больших расстояниях от соответствующего вулканического источника, что расширяет существующие тефрохронологические рамки.
Место исследований, озеро Хаджерен, представляет собой небольшой (0,23 км2 ) бассейн, расположенный на архипелаге Свальбарда в Арктике и Атлантике.
Окружающий водосборный бассейн площадью 2,96 км2 , вмещает два цирковых ледника и в основном состоит из пологих склонов, что минимизирует воздействие процессов массового истощения.
При средней зарегистрированной температуре 5°C озеро обычно замерзает в течение ~10 месяцев в году. Керн отложений, отобранных для данного исследования, был извлечен из глубокого (~19 м) и плоского центра бассейна.
Криптотефровое стекло отделялили от осадков методом флотации путем просеивания (>15 мм) и отбора плотности.
Сначала были проанализированы смежные вертикальные интервалы длиной 10 см для определения основных сечений со стеклянными осколками. С этой целью образцы были смонтированы в канадском бальзаме и исследованы под световым микроскопом.
Затем увеличивали масштаб изображения с помощью тефровых осколков с разрешением 1 см, используя один и тот же подход. Наконец, провели повторное исследование горизонта.
Для определения источника извержения представленного горизонта дополнили двухмерные графики методом анализа основных компонентов, который часто используется для выявления сходств между группами выборки.
ППШ объединяет данные о изменчивости всех измеренных оксидов, предоставляя больше информации, чтобы помочь различать вулканические источники, чем двухмерные графики. Был применен центрированный логарифмический подход, разделив естественную диаграмму значений оксидов элементов на среднюю геометрическую выборку после нормализации данных. Затем был проведен анализ с использованием программного обеспечения CANOCO 5.
Было проанализировано шесть осколков стекла в максимальной концентрации 16 осколков на см3 отложений на глубине сердцевины от 225 до 226 см. Стеклянные осколки везикулярны и бесцветны и размером ~20-40 мм. Анализ осколков показал наличие молочного состава с концентрацией SiO2 от 66,97 до 70,18% и низкой концентрацией K2O (1,18e1,29%).
Если отпечатать отпечатки геохимических данных, то рассмотренная изохронизация может уменьшить этот диапазон неопределенности. В связи с рядом недавних межконтинентальных криптотефральных корреляций считается, что для корреляции представленной тефры вулканические источники в отдаленных вулканических условиях.
Учитывая совпадения проксимальных и крупных взрывчатых веществ (индекс вулканической взрывчатости > 5) и дистальных извержений (вулканы) с осью рассеивания пепла в направлении Шпицбергена, мы определяем пять потенциальных кандидатов: Мазама (кратерное озеро), Восточное озеро (Ньюберри), Кикай-Ахахоя (Кикай) (К-Ах), KS2 (Ксудач) и тефрас Лайрг А (Хекла).
Построение лог-центрированной оксидной геохимии эталонного материала из этих маркеров вместе с осколками показывает, что состав представленного маркера соответствует тефре KS2. Действительно, баллы выборок на первых двух ПК, объясняющие 87% дисперсии набора данных, формируются в пределах 95% эллипса прогноза стандартного образца KS2.
Эта корреляция подтверждается двухмерными графиками на рис. 3aec, выделяющими диагностическое низкое содержание K2O в золе Ксудача и типичное высокое содержание Al2O3 в тефре KS2. Опять же, геохимия осколков озера Хаджерен находится в пределах 95% предсказательного эллипса стандартного образца KS2.
