Сравнительный анализ палеоклиматических данных для карбона и перми Кузнецкого бассейна

Работа посвящена сравнительному анализу палеоклиматических данных для позднего палеозоя Кузнецкого бассейна. В основе исследования лежат опубликованные данные симуляции климата фанерозоя, которые использованы для получения типов климата по классификации Кёппена – Гейгера на территории Кузнецкого бассейна для восьми временных интервалов позднего палеозоя. Характеристики полученных типов климата сопоставлены с имеющимися палеоботаническими, палеозоологическими и литологическими индикаторами, а также дополнены анализом ценологических характеристик (таксономическое разнообразие, доминирование и др.). Типы палеоклиматов, полученные на основе результатов симуляции, в целом отражают известные глобальные климатические тренды позднего палеозоя – от влажного тропического климата раннего карбона к более аридным условиям перми. Расхождения между результатами моделирования и палеонтологическими свидетельствами наблюдаются при интерпретации краткосрочных климатических эпизодов и локальных изменений.

1. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Т. 1. Типы литогенеза и их размещение на поверхности Земли. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1960. 231 с.

2. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М., 1963. 535 с.

3. Синицын В.М. Древние климаты Евразии. Часть 3. Вторая половина палеозоя (девон, карбон и пермь). Л.: Издательство Ленинградского университета, 1970. 134 с.

4. Синицын В.М. Введение в палеоклиматологию. Л.: Недра, 1980. 248 с.

5. Криштофович А.Н. Ботанико-географическая зональность и этапы развития флоры верхнего палеозоя // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1937. № 3. С. 383–404.

6. Вахрамеев В.А. Развитие ботанико-географических областей в течение палеозоя и мезозоя на территории Евразии и их значение для стратиграфи // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1957. № 11. С. 82–102.

7. Вахрамеев В.А., Добрускина И.А., Заклинская Е.Д., Мейен С.В. Палеозойские и мезозойские флоры Евразии и фитогеография этого времени. Труды ГИН. Вып. 208. М.: Наука, 1970. 430 с.

8. Мейен С.В. Кордаитовые верхнего палеозоя Северной Евразии (морфология, эпидермальное строение, систематика и стратиграфическое значение). Труды Геологического института. Вып. 150. М.: Наука, 1966. 224 с.

9. Мейен С.В. Теоретические проблемы палеоботаники. М.: Наука, 1990. 287 с.

10. Дуранте М.В. Реконструкция климатических изменений в позднем палеозое Ангариды (на основе фитогеографических данных) // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1995. Т. 3. № 2. С. 25–37.

11. Durante M.V., Dmitriyev V.Yu., Pavlova Ye.Ye. The paleobiogeography of Mongolia and neighboring regions in the Late Paleozoic // Int. Geol. Rev. 1985. V. 27, No 12. P. 1396–1406. https://doi.org/10.1080/00206818509466515.

12. Добрускина И.А., Дуранте М.В. Перестройка флор на границе палеофита и мезофита в связи с глобальными изменениями климата // Растительный мир в пространстве и времени / под ред. Дуранте М.В., Игнатьева В.И. М.: ГЕОС, 2004. С. 173–183.

13. Наугольных С.В. Первые почвы и происхождение наземных растений // Наука в России. 2008. № 1. С. 37–43.

14. Наугольных С.В. Пермские флоры Урала. Труды Геологического института. Вып. 524. М.: ГЕОС, 2007. 322 с.

15. Жарков М.А. Палеогеографические перестройки и обстановки седиментации в перми и раннем триасе // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек / под ред. Семихатова М.А., Чумакова Н.М. М.: Наука, 2004. С. 217–243.

16. Чумаков Н.М., Жарков, М.А. Климат во время пермо-триасовых биосферных перестроек. Статья 2. Климат поздней перми и раннего триаса. Общие выводы // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2003. Т. 11. № 4. С. 55–70.

17. Boucot A.J., Xu C., Scotese C.R., Morley R.J. Phanerozoic Paleoclimate: An Atlas of Lithologic Indicators of Climate. Ser.: SEPM Concepts in Sedimentology and Paleontology. Vol. 11. Tulsa, OK: SEPM, 2013. 478 p. https://doi.org/10.2110/sepmcsp.11.

18. Scotese C.R., Song H., Mills B.J.W., van der Meer D.G. Phanerozoic paleotemperatures: The earth’s changing climate during the last 540 million years // Earth-Sci. Rev. 2021. V. 215. Art. 103503. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103503.

19. Montañez I.P. Current synthesis of the penultimate icehouse and its imprint on the Upper Devonian through Permian stratigraphic record // Lucas S.G., Schneider J.W., Wang X., Nikolaeva S. (Eds.) The Carboniferous Timescale. Ser: Geological Society, London, Special Publications. V. 512. London: Geol. Soc., 2022. P. 213–245. https://doi.org/10.1144/sp512-2021-124.

20. Fielding C.R., Frank T.D., Isbell J.L. The late Paleozoic ice age – a review of current understanding and synthesis of global climate patterns // Fielding C.R., Frank T.D., Isbell J.L. (Eds.) Resolving the Late Paleozoic Ice Age in Time and Space. Ser.: GSA Special Papers. V. 441. Boulder, CO: Geol. Soc. Am., 2008. P. 343–354. https://doi.org/10.1130/2008.2441(24).

21. Montañez I.P., Tabor N.J., Niemeier D., Dimichele W.A., Frank T.D., Fielding C.R., Isbell J.L., Birgenheier L.P., Rygel M.C. CO2-forced climate and vegetation instability during Late Paleozoic deglaciation // Science. 2007. V. 315, No 5808. P. 87–91. https://doi.org/10.1126/science.1134207.

22. Pohl A., Wong Hearing T., Franc A., Sepulchre P., Scotese C.R. Dataset of Phanerozoic continental climate and Köppen–Geiger climate classes // Data Brief. 2022. V. 43. Art. 108424. https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108424.

23. Li X., Hu Y., Guo J., Lan J., Lin Q., Bao X., Yuan S., Wei M., Li Z., Man K., Yin Z., Han J., Zhang J., Zhu C., Zhao Z., Liu Y., Yang J., Nie J. A high-resolution climate simulation dataset for the past 540 million years // Sci. Data. 2022. V. 9, No 1. Art. 371. https://doi.org/10.1038/s41597-022-01490-4.

24. Köppen W. Klassifikation der Klimate nach Temperatur, Niederschlag und Jahresablauf // Petermanns Geogr. Mitt. 1918. Bd. 64. S. 193–203.

25. Köppen W. II. Teil. Das geographische System der Klimate // Die Klimate der Erde: Grundriss der Klimakunde. Berlin, Boston, MA: De Gruyter, 1923. S. 98–167. https://doi.org/10.1515/9783111491530-003.

26. Köppen W. Versuch einer Klassifikation der Klimate, vorzugsweise nach ihren Beziehungen zur Pflanzenwelt // Geogr. Z. 1900. Bd. 6, H. 11. S. 593–611.

27. Rohli R.V., Joyner T.A., Reynolds S.J., Ballinger T.J. Overlap of global Köppen– Geiger climates, biomes, and soil orders // Phys. Geogr. 2015. V. 36, No 2. P. 158–175. https://doi.org/10.1080/02723646.2015.1016384.

28. Köppen W. Grundriss der Klimakunde. Berlin, Boston: De Gruyter, 1931. 388 S. https://doi.org/10.1515/9783111667751.

29. Köppen W., Geiger R. Klima der Erde. Wandkarte 1:16 Mill. Gotha: Klett-Perthes, 1954.

30. Beck H.E., Zimmermann N.E., McVicar T.R., Vergopolan N., Berg. A., Wood E.F. Present and future Köppen-Geiger climate classification maps at 1-km resolution // Sci. Data. 2018. V. 5, No 1. Art. 180214. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.214.

31. Kottek M., Grieser J., Beck C., Rudolf B., Rubel F. World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated // Meteorol. Z. 2006. V. 15, No 3. P. 259–263. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2006/0130.

32. QGIS geographic information system. URL: https://www.qgis.org.

33. Sumner M. Tidync: A tidy approach to “NetCDF” data exploration and extraction, 2024. URL: https://docs.ropensci.org/tidync/.

34. RStudio: Integrated development environment for R: Manual. Boston, MA: RStudio, PBC, 2024.

35. Kocsis Á.T., Raja-Schoob N. Chronosphere R client. Zenodo, 2023.

36. Scotese C. PALEOMAP. PaleoAtlas for GPlates and the PaleoData Plotter Program. 2016.

37. Galván S., Gamboa S., Varela S. Köppen-Geiger climatic classification for R users // EarthArXiv Preprint, 2023. https://doi.org/10.31223/X5839B.

38. Будников И.В., Горелова С.Г. Современное представление об основных проблемах фитостратиграфии позднего палеозоя Ангариды // Кузбасс – ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Том 1. / под ред. Будникова И.В. Новосибирск: Южсибгеолком и ПССС «Интергео», 1996. С. 19–23.

39. Берг Л.С. О новой рыбе Holuropsis yavorskyi ng, n. sp. (Palaeoniscoidei) из пермских отложений Кузнецкого бассейна // Вестник Западно-Сибирского геологического управления. 1947. № 3. С. 53–58.

40. Bakaev A.S. Actinopterygians from the continental Permian–Triassic boundary section at Babiy Kamen (Kuznetsk Basin, Siberia, Russia) // Palaeoworld. 2025. V. 34, No 2. Art. 100861. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2024.05.007.

41. Bakaev A.S. Revision of Permian ray-finned fishes from the Kazankovo-Markino Formation of the Kuznetsk Basin // Paleontol. J. 2023. V. 57, No 3. P. 335–342. https://doi.org/10.1134/S0031030123030036.

42. Bakaev A.S. Revision of Permian ray-finned fishes from the Leninsk and Tailugan Formations of the Kuznetsk Basin // Paleontol. J. 2024. V. 58, No 1. P. 95–100. https://doi.org/10.1134/S0031030123060011.

43. Обручев Д.В. Тип Vertebrata. Позвоночные // Биостратиграфия палеозоя Саяно-Алтайской горной области. Том III. Верхний палеозой / под ред. Халфина Л.Л. Новосибирск: СНИИГГиМС, 1962. С. 440–442.

44. Inkscape. URL: https://inkscape.org.

45. Общая стратиграфическая шкала. URL: https://vsegei.ru/ru/about/msk/str_scale/os_scale-03-24.pdf.

46. The ICS International Chronostratigraphic Chart. URL: http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2024-12.pdf.

47. Silantiev V.V., Gutak Y.M., Tichomirowa M., Käßner A., Kutygin R.V., Porokhovnichenko L.G., Karasev E.V., Felker A.S., Bakaev A.S., Naumcheva M.A., Urazaeva M.N., Zharinova V.V. U-Pb Dating of the Kolchugino Group basement (Kuznetsk Coal Basin, Siberia): Was the change in Early– Middle Permian floras simultaneous at different latitudes in Angaraland? // Geosciences. 2024. V. 14, No 1. Art. 21. https://doi.org/10.3390/geosciences14010021.

48. Силантьев В.В., Гутак Я.М., Тихомирова М., Куликова А.В., Фелькер А.С., Уразаева М.Н., Пороховниченко Л.Г., Карасев Е.В., Бакаев А.С., Жаринова В.В., Наумчева М.А. Первые радиометрические датировки тонштейнов из угленосных отложений Кузнецкого бассейна: U-Pb-геохронология тайлуганской свиты // Георесурсы. 2023. Т. 25, № 2. С. 203–227. https://doi.org/10.18599/grs.2023.2.15.

49. Состояние изученности стратиграфии докембрия и фанерозоя России. Задачи дальнейших исследований. Постановления Межведомственного стратиграфического комитета и его постоянных комиссий. Вып. 38. / под ред. Жамойды А.И. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2008. 131 с.

50. Бетехтина О.А., Горелова С.Г., Дрягина Л.Л., Данилов В.И., Батяева С.П., Токарева П.А. Верхний палеозой Ангариды: Фауна и флора. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988. 265 с.

51. Мейен С.В. О возрасте острогской свиты Кузбасса и об аналогах намюра в континентальных отложениях Северной Азии // Доклады АН СССР. 1968. Т. 180, № 4. С. 186–189.

52. Meyen S.V. The Carboniferous and Permian Floras of Angaraland: A Synthesis. Ser.: Biological Memoirs. V. 7. Lucknow: Int. Publ., 1982. 109 p.

53. Мейен С.В. Основы палеоботаники. Справочное пособие. М.: Недра, 1987. 403 с.

54. Durante M.V. Global cooling in the Middle Carboniferous // Newsl. Carboniferous Stratigr. 2000. V. 18. P. 31–32.

55. Мосейчик Ю.В. Раннекаменноугольные фитохории Северной Евразии: структура, система, эволюция // Lethaea Rossica. Российский палеоботанический журнал. 2010. Т. 2. С. 1–27.

56. Schneider J.W., Scholze F., Germann S., Lucas S.G. The Late Pennsylvanian nearshore insect fauna of the Kinney Brick Quarry invertebrate and vertebrate fossil lagerstätte, New Mexico // N. M. Mus. Nat. Hist. Sci. Bull. 2021. V. 84. P. 255–285.

57. Палеозойские насекомые Кузнецкого бассейна. Труды ПИН РАН. Т. 85. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 746 с.

58. Wright I.J., Dong N., Maire V., Prentice I.C., Westoby M., Díaz S., Gallagher R.V., Jacobs B.F., Kooyman R., Law E.A., Leishman M.R., Niinemets Ü., Reich P.B., Sack L., Villar R., Wang H., Wilf P. Global climatic drivers of leaf size // Science. 2017. V. 357, No 6354. P. 917–921. https://doi.org/10.1126/science.aal4760.

59. Котляр Г.В., Пухонто С.К., Бураго В.И. Межрегиональная корреляция континентальных и морских пермских отложений Cеверо-Востока России, юга Дальнего Востока, Сибири и Печорского Приуралья // Тихоокеанская Геология. 2018. Т. 37, № 1. С. 3–21.

60. Нейбург М.Ф. Листостебельные мхи из пермских отложений Ангариды. Труды Геологического института. Вып. 19. М.: АН СССР, 1960. 188 с.

61. Ponomarenko A.G. Beetles (Insecta, Coleoptera) of the Late Permian and Early Triassic // Paleontol. J. 2004. V. 38. No S2. P. S185–S196.

62. Shcherbakov D.E. A peculiar new genus of Scytinopteridae (Hemiptera, Cicadomorpha) from the Permian-Triassic boundary beds of Mongolia // Palaeoentomology. 2022. V. 5, No 3. P. 218–221. https://doi.org/10.11646/palaeoentomology.5.3.2.

63. Shcherbakov D.E. Permian faunas of Homoptera (Hemiptera) in relation to phytogeography and the Permo-Triassic crisis // Paleontol. J. 2000. V. 34, No S3. P. S251–267.

64. Беляева Н.В., Вишнякова В.Н., Жерихин В.В., Калугина Н.С., Пономаренко А.Г., Попов Ю.А., Притыкина Л.Н., Расницын А.П., Родендорф Б.Б., Синиченкова Н.Д., Сукачева И.Д., Чернова О.А. Историческое развитие класса насекомых. Труды палеонтологического института. Т. 175. М.: Наука, 1980. 256 с.

65. Лепехина В.Г. Палеоксилологическая характеристика верхнепалеозойских угленосных отложений Кузнецкого бассейна // Биостратиграфический сборник. 1969. Вып. 4. С. 126–153.

66. Авдеев А.П., Череповский В.Ф., Шаров Г.Н. Угольная база России. Том 2. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири (Кузнецкий, Горловский, Западно-Сибирский бассейны, месторождения Алтайского края и Республики Алтай). М.: Геоинформцентр, 2003. 604 с.