Научные исследования: комплексные экспедиции лаборатории экологии и устойчивости экосистем ИЕН СВФУ

          Разработана Программа НИР СВФУ на 2019-2020 гг. по теме «Эволюционно-биологическая интерпретация древних биот низовья реки Лены как основа научного обоснования геопарка "Нижняя Лена"» в рамках проекта СВФУ «Изучение нижнекембрийской и верхнедокембрийской биот бассейна среднего и нижнего течения Лены, оценка их использования при поисках углеводородного сырья на территории региона, создание научной основы геопарков нижнего кембрия в регионе и разработка мер по охране уникальной биоты нижнего кембрия, её использования в научно-образовательной и музейной работе» (науч. рук.: академики РАН А.Ю. Розанов и С.В. Рожнов).

          Актуальность. С начала XXI века ЮНЕСКО развивает программу по созданию всемирной сети национальных геопарков (Global Network of National Geoparks), среди которых важная роль отведена величайшим геологическим памятникам. При этом основной задачей явилась интеграция усилий по охране геологического наследия и устойчивого ресурсного и экономического развития. Одним из наиболее перспективных объектов Якутии для включения во всемирную сеть национальных геопарков является уникальный разрез неопротерозоя и фанерозоя в низовье р. Лены, содержащий информацию об истории развития территории и жизни на ней в течение более одного миллиарда лет. Создаваемый геопарк "Нижняя Лена" может быть эффективно использован: для популяризации значимости наук о Земле; для повышения степени информированности общественности об объектах геолого-палеонтологического наследия для улучшения понимания проблем сохранения; демонстрации научного, культурного и экономического (туристического) значения геолого-палеонтологических и геоморфологических объектов; для расширения международных связей, повышения имиджа Республики Саха (Якутия) и ее инвестиционной привлекательности. Научное обоснование геопарка "Нижняя Лена" позволит нашей общественности лучше узнать свой край, с полным пониманием относиться к сохранению и передаче будущим поколениям как доисторического наследия, так в целом окружающей природной среды.

          В рамках научного обоснования геопарка "Нижняя Лена", проект направлен на решение фундаментальной научной задачи, связанной с неопротерозойским этапом развития жизни, эволюцией микромира непосредственно перед раннекембрийским "эволюционным взрывом" (массовым приобретением животными скелета и раковины), выяснение закономерностей исторического развития палеозойских беспозвоночных (кембрийские иглокожие, палеозойские и мезозойские аммоноидеи, средне-позднепалеозойские брахиоподы и конодонты), обитавших в Хараулахской акватории Северо-Востока Азии, разработку современных зональных шкал и стратиграфических схем, а так же определение комплекса мероприятий по охране геологических памятников низовья р. Лены и по научно-познавательному геологическому и экологическому туризму. Запланированные исследования носят междисциплинарный характер, поскольку проводятся на стыке биологических и геологических наук и предусматривают разработку мероприятий по охране геологических памятников природы и налаживанию научно-познавательного геологического и экологического туризма в низовье р. Лены.

          Объект: разрезы неопротерозоя и фанерозоя в низовье р. Лены в Булунском улусе РС (Я).

           Цель проекта. Установление биоразнообразия микромира непосредственно перед раннекембрийским "эволюционным взрывом", всестороннее изучение гомеоморфии, онтогенеза, морфогенеза и микроструктуры палеозойских замковых брахиопод и позднепалеозойских аммоноидей низовья р. Лены, выявление ключевых морфогенетических трендов, уточнения систематики, биостратиграфии и палеобиогеографии, касающихся изученных таксономических групп, разработку мероприятий по научному обоснованию геопарка "Нижняя Лена".

 

           Задачи:

1. Научный поиск и изучение: микроорганизмов и следов их жизнедеятельности (строматолитов и микрофитолитов) в нэлэгерской и сиэтачанской свитах верхнего рифея, беспозвоночных верхнего палеозоя.

2. Выявить биоразнообразие доисторического органического мира, запечатленного в эталонных разрезах докембрия и палеозоя низовьев р. Лены

3. Выполнить научное обоснование включения разрезов неопротерозоя и палеозоя низовья р. Лены в состав создаваемого в Арктической Якутии геопарка "Нижняя Лена".

          Методы исследования

Поиск и детальное изучение микроскопических остатков позднедокембрийской жизни будут проводиться при помощи сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) Jeol JSM – 6480LV (Япония) в режиме высокого вакуума, ускоряющее напряжение 10-20кВ, ток пучка 1нА, размер диафрагмы – 2, сигнал SEI, рабочее расстояние – 10 мм. В слоях докембрия определимые остатки микромира столь редки, что обнаружить их удаётся в результате длительных поисков в большом количестве образцов горных пород. Поэтому поиск остатков микромира неопротерозоя и раннего кембрия планируется провести в не менее 300 образцах. Из образцов преимущественно карбонатных (окремненных) органогенного происхождения (строматолиты, биостромы, биогермы) горных пород будут вырезаны пластины, которые подвергнутся полировке, промывке дистиллированной водой, высушиванию, а затем протравке парами концентрированной (35%) соляной кислоты в 4 см над поверхностью кислоты, в течение 10-30 секунд и напылению золотом или углеродом. Образцы будут исследованы и в прозрачных шлифах. Это широко используемый отечественными и зарубежными учёными метод поисков и изучения микромира при помощи СЭМ. Особое внимание будет уделено на стерильность образцов.

          Для изучения морфогенеза структур внутреннего строения замковых брахиопод будут использоваться как сериальные пришлифовки, так и отпрепарированные в кислотах, разрозненные створки. Для изучения микроструктуры раковинного нами успешно применяется высокоразрешающий электронный микроскоп JEOL JSM-6480LV. Онто-филогенетический подход позволяет обнаружить новые факты параллельного развития в разных стволах замковых брахиопод, проявляющиеся при формировании элементов внешнего и внутреннего строения раковин. На микроструктурном уровне будет изучен механизм образования раковин и их внутренних структур и использование этих данных для филогении и систематики. Изучение эволюционных изменений отдельных структур раковин замковых брахиопод в онтогенезе планируется проводить на уровне высоких таксономических категорий – семейственного и надсемейственного ранга. На основе изучения морфофилогенеза, ревизии таксономического состава и географического распространения артикулятных брахиопод будет прослежена история их развития в среднем и позднем палеозое. В характеристике каждого из этапов будут освещены особенности хронологического и географического распространения артикулятных брахиопод.

          В процессе изучения выборок позднепалеозойских конодонтов основное внимание будет уделено выявлению морфогенетических трендов развития Ра-элементов, обладающих наибольшим стратиграфическим потенциалом. Планируется реконструировать детальные эволюционные ряды, в которых будет отражена хронологическая последовательность морфогенетических преобразований Ра-элемента каждой из изученных групп, что станет основой для построения модернизированной биохронологической шкалы, в которой границы геохронологических фаз будут маркироваться по уровням возникновения нового морфотипа Ра-элемента.

          Установление особенностей индивидуального и исторического развития признаков скелетных беспозвоночных является ключом к выяснению их филогении и эволюционной морфологии. Фундаментальными являются принципы филогенетики, которые базируются на согласованном изучении онто- и филогенеза, важной частью которого является выявление особенностей морфогенеза (эволюции онтогенезов). В проекте предлагается принципиальный подход к реконструкции филогении цефалопод, основанный на историческом развитии онтогенеза лопастной линии, скульптуры и формы раковины цефалопод.

          Для научного обоснования включения разреза неопротерозоя и палеозоя в низовье р. Лены в состав Геопарка Арктической Якутии необходимо определение его научного, образовательного и туристического значения и выяснение соответствия изучаемого геологического объекта критериям, по которым составляются Реестры геопарков России и ЮНЕСКО: геология и пейзаж, устройство управления и надзора, наличие и уровень описаний и пояснений к природным объектам, геотуризм, потенциал развития местной экономики, удобство путешествия. Важной частью научного обоснования станет проведение работ по стратиграфии, палеонтологии палеогеографии, являющимися ключевыми в номинации объекта в качестве кандидата в Реестры геопарков России и ЮНЕСКО и подготовить атлас разреза и содержащихся в них ископаемых фаун.

          Для решения поставленных задач требуется проведение комплексных полевых исследований, сопровождаемых детальной фотосъемкой разрезов. Летом 2019 г. планируется изучить эталонные разрезы: о. Столб, Крестяхский, Бастахский и Кубалахский.

         22.06.2018 г. был подписан приказ ректора, № 739 – ОД «О проведении комплексной экспедиции в Хангаласском и Булунском улусах РС(Я) в 2018 г.». В рамках этого приказа 11-19 июля 2018 г. по инициативе член-корреспондента Н.Г. Соломонова и плану лаборатории экологии и устойчивости экосистем Севера ИЕН при участии Ресурсного центра по подготовке, переподготовке и повышению квалификации специалистов в сфере туризма и сервиса СВФУ, кафедры социально-культурного сервиса и туризма Института языков и культуры народов северо-востока РФ, Малого инновационного предприятия «Айан Трэвел» был организован научно-практический семинар: «Итоги и перспективы палеонтологических и экологических работ в бассейне Средней и Нижней Лены».

         1) Полевые работы по изучению памятников Тойонского века нижнего кембрия от с. Тит-Ары до с Улахан-Ан. Было уделено особое внимание местонахождениям уникальных палеонтологических памятников, находящихся выше и ниже с. Еланка.

         2) Проведение занятий на курсах повышения квалификации «Гид-экскурсовод». В рамках этого курса академик РАН Рожнов С.В. читал лекцию на тему палеонтологии, как науки о развитии Земли, член-корреспондент РАН Соломонов Н.Г. – лекцию о вопросах экологии Якутии, к.п.н. Ноговицын В.П. - о предполагаемых объектах экологического и этнического туризма в Хангаласском улусе, Исаев Арк.П. – о возможностях орнитологического туризма в Центральной Якутии, к.п.н. Петухова А.А. – о технологии организации туристско-рекреационных услуг, методике проведения экскурсий, о портфеле экскурсовода.

         3) Практические занятия проведены о разработке туристического маршрута по памятникам природы и истории левобережья Средней Лены от с. Кытыл-Джюра до старого с. Тойон-Ары. поездка по р. Синяя до устья р. Матта. Практические занятия проведены академиком Рожновым С.В., по методике наблюдений за флорой и фауной инженерами Соломоновым К.С. и Кириллиным Р.А.

         4). Приняли участие учителя и школьники школ МР «Хангаласский улус», студенты СВФУ им. М.К. Аммосова, сотрудники ПП «Ленские Столбы», предприниматели. Слушатели семинара получили СЕРТИФИКАТ, свидетельствующий об участии за подписью доктора биологических наук, профессора ПИН РАН, члена Президиума РАН С.В. Рожнова, доктора биологических наук, профессора, действительного члена РАН Н.Г. Соломонова.

         5). Участники семинара получили задание по предоставлению материалов и подготовке проекта своей экскурсии для сдачи итогового зачета и получения удостоверения государственного образца. Зачет состоялся в сентябре 2018 г. в форме очной защиты проекта.       

         Для защиты проекта участники семинара предоставили следующие материалы:

         1. технологическая карта экскурсии (по образцу, см. приложение Д ГОСТа 50681-2010 Проектирование туристских услуг и отдельный файл);

         2. контрольный текст экскурсии (в виде реферата с титульным листом, объемом 25-40 страниц);

         3. материалы «портфеля экскурсовода» (фото, схемы, изображения в количестве 10-15 штук, с указанием объектов и под тем, к которым относятся);

         4. схема трассы маршрута транспортной экскурсии (по образцу, см. приложение Е ГОСТа 50681-2010 Проектирование туристских услуг);

         5. перечень основного и вспомогательного персонала (количественный состав на каждом этапе), обеспечивающего оказание экскурсионных услуг, с указанием требований к образованию, квалификации и профессиональной подготовке;

         6. инструкции для экскурсантов (о правилах пользования снаряжением, правилах поведения в обычных и чрезвычайных ситуациях);

         7. инструкции для персонала.

         Сдавшие экзамены участники курсов получили удостоверение о повышении квалификации Гид-экскурсовод государственного образца.

         Экспедиционные работы по научному обоснованию геопарка в низовье реки Лены

В июле 2018 г. были проведены комплексные геолого-палеонтологические исследования эталонных разрезов верхнего докембрия и фанерозоя в низовье р. Лены, организованные Северо-Восточным федеральным университетом, Институтом геологии алмаза и благородных металлов и Палеонтологическим институтом. В экспедиции участвовали: академик С.В. Рожнов (ПИН РАН), д.г.-м.н. П.Н. Колосов (ИГАБМ СО РАН), к.г.-м.н. Р.В. Кутыгин (ИГАБМ СО РАН), к.п.н. В.П. Ноговицын (ИЕН СВФУ) и студент Г.С. Давыдов (БГФ СВФУ).

          Разрез верхнего докембрия и фанерозоя в низовье р. Лены (мыс Чекуровкий – остров Столб) имеет хорошие перспективы стать геопарком мирового значения. Здесь наблюдаются продолжительные скальные обнажения осадочных толщ по обоим берегам реки. Разрез является уникальным по полноте слагающих его слоёв, разнообразию ископаемых остатков жизни.

          Полнота и палеонтологическая содержательность разрезов осадочных толщ, их доступность, научная значимость и привлекательность для исследователей, расположение разрезов у дельты Лены (одной из крупнейших рек мира), находящейся на одном из участков зоны сочленения крупнейших на нашей планете Евразиатской и Североамериканской литосферных плит, приуроченность места к государственному заповеднику «Усть-Ленский» – вот некоторые мотивы выбора данного геологического объекта. Было (2010 г.) и поручение В.В. Путина обеспечить научную экспедицию «Лена», а также наращивать научные исследования в Арктике.

          Говоря о перспективности создания геопарка в Арктической Якутии в низовье Лены можно утверждать, что путешествие на комфортабельных теплоходах по р. Лене вполне удобно. Туристы имеют возможность любоваться северными просторами, шириной р. Лены (в этих местах она около 2,5 км) и полярными днями; обозревать прекрасные пейзажи: северные отроги Верхоянских гор; стоящие на «головах» слои горных пород – яркие свидетельства мощи геодинамических процессов; тундровые ландшафты; остров Стол» (сложен верхнедевонскими карбонатными отложениями, содержащими обильную ископаемую фауну), откуда начинается дельта Лены; и др. Объектами обозрений будут: чёрношапочные сурки, наблюдающие со скал за происходящим вокруг; северные олени; ископаемые морские фауны и остатки мамонтов и других животных ледникового периода.

          В 2018 году в районе намечаемого геопарка на средства СВФУ им. М.К. Аммосова под научным руководством члена Президиума РАН академика С.В. Рожнова послойно изучены: пограничные кембрийские и пермские отложения напротив пос. Тит-Ары; разрез неопротерозоя, кембрия, перми и нижнего триаса ниже мыса Чекуровский; обнажения венда на правом берегу р. Лены выше устья р. Улахан-Алдьырхай-Юрэгэ и венда по р. Тюсер. Собран представительный палеонтологический и литологический материал, на основе которого будет обоснована выдающееся значение геолого-палеонтологического объекта. В дальнейшем значимость территории планируемого геопарка планируеится подкрепить геоморфологическими, зоологическими, ботаническими, орнитологическими и другими исследованиями. Работы по обоснованию геопарка будут завершены составлением бизнес-плана, направленного на социально-экономическое развитие территории, и далее номинацией в Штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже (ориентировочно в 2021 г.).