Стабильные изотопы в снеге прибрежных районов Антарктиды

Приведены первые результаты изучения стабильных изотопов кислорода (δ¹⁸O) и водорода (δD) в пробах снега, отобранных на островах залива Маргерит (Антарктический полуостров), в оазисе Вечерний (Земля Эндерби) и Холмах Ларсеманн (Земля Принцессы Елизаветы) участниками 12-й Белорусской антарктической экспедиции (январь–март 2020 г.). Концентрация изотопов воды: дейтерия (D) и кислорода-18 (¹⁸O) в пробах определялась с помощью лазерного анализатора изотопного состава Picarro L2130. Всего проанализировано 32 пробы снега. Оценены статистические параметры изотопного состава снега, показаны основные различия в содержании δ¹⁸O и δD между районами исследования. Показано уменьшение содержания тяжелых изотопов кислорода и водорода в ряду от свежевыпавшего снега к лежалому снегу поверхностных горизонтов. Максимальные значения δ¹⁸O и δD характерны для снега островной части Западной Антарктики, они убывают в прибрежной зоне Восточной Антарктиды и минимальны во внутриконтинентальных ее районах. Описаны возможные факторы, влияющие на содержание изотопов. Показано, что мониторинг изотопного состава может быть составной частью мониторинга климатических изменений в районе базирования Белорусской антарктической экспедиции. Изучение изотопного состава современного снега важно для реконструкции палеоклимата краевой зоны антарктического ледникового щита на основе ледяных кернов.

1. Екайкин, А. А. Стабильные изотопы воды в гляциологии и палеогеографии / А. А. Екайкин. – СПб., 2016. – 63 с.

2. On the similarity and apparent cycles of isotopic variations in East Antarctic snow pits / T. Laepple [et al.] // The Cryosphere. – 2018. – Vol. 12, N 1. – P. 169–187. https://doi.org/10.5194/tc-12-169-2018

3. A review of Antarctic surface snow isotopic composition: observations, atmospheric circulation, and isotopic modeling / V. Masson-Delmotte [et al.] // J. Climate. – 2008. – Vol. 21, N 13. – P. 3359–3387. https://doi.org/10.1175/2007jcli2139.1

4. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica / J. R. Petit [et al.] // Nature. – 1999. – Vol. 399, N 6735. – P. 429–436. https://doi.org/10.1038/20859

5. Orbital and millennial Antarctic climate variability over the past 800,000 years / J. Jouzel [et al.] // Science. – 2007. – Vol. 317, N 5839. – P. 793–796. https://doi.org/10.1126/science.1141038

6. State dependence of climatic instability over the past 720,000 years from Antarctic ice cores and climate modeling / K. Kawamura [et al.] // Sci. Adv. – 2017. – Vol. 3, N 2. – Art. e1600446. https://doi.org/10.1126/sciadv.1600446

7. A comparison of the present and last interglacial periods in six Antarctic ice cores / V. Masson-Delmotte [et al.] // Clim. Past. – 2011. – Vol. 7, N 2. – P. 397–423. https://doi.org/10.5194/cp-7-397-2011

8. Archival processes of the water stable isotope signal in East Antarctic ice cores / M. Casado [et al.] // The Cryosphere. – 2018. – Vol. 12, N 5. – P. 1745–1766. https://doi.org/10.5194/tc-12-1745-2018

9. Acquisition of Post-Depositional Effects on Stable Isotopes (δ18O and δD) of Snow and Firn at Dome A, East Antarctica / T. Ma [et al.] // Water. – 2020. – Vol. 12, N 6. – P. 1707. https://doi.org/10.3390/w12061707

10. Thamban, M. Trace metal concentrations of surface snow from Ingrid Christensen Coast, East Antarctica – spatial variability and possible anthropogenic contributions / M. Thamban, R. G. Thakur // Environmental Monitoring and Assessment. – 2013. – Vol. 185, N 4. – P. 2961–2975. https://doi.org/10.1007/s10661-012-2764-0

11. Ice core study from the King George Island ice cap, South Shetlands, Antarctica / J. C. Simões [et al.] // Pesqui. Antarct. Brasil. – 2004. – Vol. 4. – P. 9–23 [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.researchgate.net/publication/228753749_Ice_core_study_from_King_George_Island_South_Shetlands_Antarctica. – Date of access: 15.03.2020.

12. Climatic signals from 76 shallow firn cores in Dronning Maud Land, East Antarctica / S. Altnau [et al.] // The Cryosphere. – 2015. – Vol. 9, N 3. – P. 925–944. https://doi.org/10.5194/tc-9-925-2015

13. Casado, M. Climatic information archived in ice cores: impact of intermittency and diffusion on the recorded isotopic signal in Antarctica / M. Casado, T. Münch, T. Laepple // Clim. Past. – 2020. – Vol. 16, N 4. – P. 1581–1598. https://doi.org/10.5194/cp-16-1581-2020

14. Пространственная изменчивость изотопного состава и скорости накопления снега на снегомерном полигоне станции Восток (Центральная Антарктида) / А. А. Екайкин [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. – 2019. – Т. 65, № 1. – С. 46–62. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2019-65-1-46-62

15. New insights into the use of stable water isotopes at the northern Antarctic Peninsula as a tool for regional climate studies / F. Fernandoy [et al.] // The Cryosphere. – 2018. – Vol. 12, N 3. – P. 1069–1090. https://doi.org/10.5194/tc-12-1069-2018

16. Natural Environmental Research Council British Antarctic Survey Sensor. Observation Service Online Meteorological Data for the Rothera Station – 2020 [Electronic resource]. – Mode of access: http://basmet.nerc-bas.ac.uk/sos/. – Date of access: 27.03.2021.

17. Chemical Composition of Fresh Snow from Glaciar Marinelli, Tierra Del Fuego, Chile / B. Grigholm [et al.] // Journal of Glaciology. – 2009. – Vol. 55, N 193. – P. 769–776. https://doi.org/10.3189/002214309790152546