Spatial distribution of Pleistocene/Holocene warming amplitudes in Northern Eurasia inferred from geothermal data

International audienceWe analyze 48 geothermal estimates of Pleistocene/Holocene warming amplitudes from various locations in Greenland, Europe, Arctic regions of Western Siberia, and Yakutia. The spatial distribution of these estimates exhibits two remarkable features. (i) In Europe and part of Asia the amplitude of warming increases toward the northwest and displays clear asymmetry with respect to the North Pole. The region of maximal warming is close to the North Atlantic. A simple parametric dependence of the warming amplitudes on the distance to the warming center explains 91% of the amplitude variation. The Pleistocene/Holocene warming center is located northeast of Iceland. We claim that the Holocene warming is primarily related to the formation (or resumption) of the modern system of currents in the North Atlantic. (ii) In Arctic Asia, north of the 68-th parallel, the amplitude of temperature change sharply decreases from South to North, reaching zero and even negative values. These small or negative amplitudes could be attributed partially to a joint influence of Late Pleistocene ice sheets. Using a simple model of the temperature regime underneath the ice sheet we show that, depending on the relationship between the heat flow and the vertical ice advection velocity, the base of the glacier can either warm up or cool down. Nevertheless, we speculate that the more likely explanation of these observations are warm-water lakes thought of have formed in the Late Pleistocene by the damming of the Ob, Yenisei and Lena Rivers

Surface temperature trends in Russia over the past five centuries reconstructed from borehole temperatures

Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/94976/1/jgrb13614.pd

ТРЕХМЕРНАЯ СКОРОСТНАЯ СТРУКТУРА ЗЕМНОЙ КОРЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ОЗЕРА БАЙКАЛ ПО ДАННЫМ ЛОКАЛЬНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ

This work deals with the importance of studying seismicity and deep structure of the Earth’s crust in the region of the Baikal rift zone. The study presents a three-dimensional velocity structure of the Earth’s crust in the central part of Lake Baikal, obtained from the results of tomographic inversion of the travel times of P- and S-waves from more than 800 seismic events. Synthetic tests provide substantiation for the resolution of the tomographic inversion algorithm. The seismic structure of the crust was obtained to a depth of 35 km and has a direct relationship with the geological structure. The three-dimensional distributions of seismic P- and S-wave velocity anomalies are in good agreement with each other.The sharp contrast between the anomalies may indicate a difference in the material composition of the basement of the Central Baikal basin. At a 15-km depth below the Selenga River delta, there is observed a strong low-velocity anomaly which confirms the presence of a thick sedimentary cover therein. In the basement (at depths of 20 km or greater), to the northeast of the intersection between the Delta fault and the Fofanov fault, there occurs a high-velocity anomaly elongated towards the Olkhon Island. This anomaly is probably related to a rigid block in the earth’s crust. The same depths, on the western side of the Baikal-Buguldeika fault, show a reduced Vp/Vs ratio: 1.56–1.65 versus 1.70–1.75 in the adjacent areas. This indicates another type of basement rock composition and the presence of consolidated matter there.Besides, there has been made a more accurate hypocenter determination for further comparison between seismic events and active fault structures. For the central part of Lake Baikal, the distribution of seismicity mainly corresponds to depths of 10–22 km. The situation is different below the Selenga Delta – the only area where seismicity is observed at depths greater than 22 km, – which can be attributed to complex fault interactions.The velocity anomalies discussed herein are confined to reliably identified active faults and correlate well with the distribution of seismicity and gas hydrate structures.Работа посвящена актуальной теме изучения сейсмичности и глубинной структуры земной коры в районе Байкальской рифтовой зоны. В исследовании представлена трехмерная скоростная структура земной коры в центральной части оз. Байкал, полученная по результатам томографической инверсии времен пробега P- и S-волн от более чем 800 сейсмических событий. С помощью синтетических тестов обоснована разрешающая способность алгоритма томографической инверсии. Определена сейсмическая структура коры до глубины 35 км, которая имеет четкую связь с геологическим строением. Получены трехмерные распределения аномалий скоростей сейсмических P- и S-волн, которые согласуются между собой.Резкие контрасты аномалий могут свидетельствовать о различии в вещественном составе фундамента Центральной Байкальской котловины. На глубинах до 15 км в районе дельты р. Селенги наблюдается сильная низкоскоростная аномалия, что подтверждает наличие мощного осадочного чехла в этой области. В фундаменте (глубина 20 км и более), к северо-востоку от пересечения Дельтового и Фофановского разломов, наблюдается высокоскоростная аномалия, вытянутая в сторону о-ва Ольхон. Данная аномалия, вероятно, отражает жесткий блок в земной коре. На этой же глубине c западной стороны от Байкало-Бугульдейского разлома наблюдается пониженное соотношение Vp/Vs: 1.56–1.65 против 1.70–1.75 в прилежащих областях. Это свидетельствует об отличии породного состава фундамента и наличии здесь консолидированного вещества.Также в работе была уточнена локализация гипоцентров сейсмических событий для их последующего сопоставления с активными разломными структурами. Для центральной части озера Байкал распределение сейсмичности в основном соответствует глубинам 10–22 км. Под дельтой р. Селенги ситуация меняется (что авторы связывают со сложным взаимодействием разломов) – это единственная область, где сейсмичность наблюдается на глубинах более 22 км.Обсуждаемые в работе скоростные аномалии ограничены достоверно установленными активными разломами и коррелируют с распределением сейсмичности и газогидратных структур