Верхнепермские палеопочвы: свойства, процессы, условия формирования

В книге дается морфолого-аналитическая диагностика и процессно-генетическая реконструкция позднепермского педогенеза на суглинистых красноцветных породах. исследования проведены в трех педокомплексах верхнепермских палеопочв, описанных в разрезах верхнепермских осадочных пород в районе р. сухона. верхнепермские палеопочвы обладают моногенетичным профилем с глеевой, элювиально-глеевой, иллювиально-карбонатной и структурной дифференциацией, многократно воспроизводившейся в пределах педокомплексов. детальный морфоструктурный и инструментальный анализ палеопочв на разных уровнях организации (минерал-агрегат-го-ризонт-профиль-педокомплекс) позволил выявить комбинацию основных элементарных почвообразовательных процессов: поверхностное и элювиальное оглеение, иллювиирование карбонатов и ила, структурная трансформация, слитогенез, гумусоообразование. на основании субстантивной и процессной характеристики верхнепермских палеопочв сделана попытка реконструировать па-леоландшафтные условия формирования почв. изученные педокомплексы формировались в условиях низкой флювиальной равнины по аккумулятивной модели педогенеза под саванно-подобной растительностью в жарком семиаридном и семигумидном климате.

книга может быть интересна для почвоведов, экологов, геологов, палеонтологов.

the Upper permian paleosols compiling three pedocomplexes were described and studied in geological outcrops of red-colored Late permian sedimentary rocks in the river sukhona valley (russian plain). all individual paleosols were assessed as monogenetic and repeatedly reproduced soil bodies within the pedocomplexes. they were formed due to regular alternation of cycles of sedimentation and hydromor-phic pedogenesis on the low alluvial plain. the detail macro-meso-micro- and submicro-morphological as well as chemical and particle size analyses were implemented for each profle of paleosols in pedocomplexes. on this empirical base the reconstruction of paleopedogenesis for each paleosols as well as for the whole pedocomplexes were implemented. the monogenetic profles of paleosols were horizonated by similar combinations of the main specifc pedogenic processes: stagnation, eluviation-illuviation of iron, carbonates and sometimes clays, structural transformation of cambic horizons, sometimes slickenside and humus formation. the whole paleopedcomplexes were formed according to fuvial accretion model of pedogenesis. the paleogeographic reconstruction produced from these paleopedological data is the low alluvial plain with savanna-like vegetation and alternation of semiarid and semihumid hot climate.the book is addressed to scientists in soil science, paleopedology, paleogeography, paleontology and geology.

Современная наука накопила обширные знания об эволюции органического мира. Все больше появляется данных о развитии и эволюции климата, ландшафтов, рельефа, в том числе и почв. Для научного мировоззрения вполне очевидно, что в истории Земли происходил сложный процесс развития и эволюции всех ее оболочек, в ходе которого биотические и абиотические компоненты биосферы действовали взаимосвязанно. Но точные механизмы и закономерности эволюционного процесса абиотических и биокосных компонентов ландшафта остаются еще не до конца ясными. Все сказанное касается в первую очередь почв.Генетическое почвоведение с самых первых этапов своего развития уделяло внимание исследованиям поведения почв во времени [Глинка, 1904, 1933; Полынов, 1956]. Научное направление, посвященное изучению палеопочв (дневных и погребенных) и реликтовых признаков в современных почвах, – палеопочвоведение сложилось в первой половине XX века. Основной массив накопленных в палеопочвоведении результатов, характеризует палеопочвы из лессово-почвенных серий и позволяет описать закономерности развития педогенеза в плейстоцене. На примере исследований лессово-почвенных серий разработаны основные методологические подходы палеопочвоведения. В последние десятилетия круг объектов палеопочвоведения существенно расширился. Во внеледниковых умеренных и субтропических областях Земли, по аналогии с лессово-почвенными комплексами, анализируются осадочно-почвенные серии, в частности тефрово-почвенные серии [Sedov et al., 2003]. Палеопочвен-ному анализу для выявления доголоценовых признаков подвергаются дневные полигенетичные почвы плейстоценового возраста [Bronger, Sedov, 2003], голо-ценовые почвы перигляциальных и гляциальных зон [Александровский, 2002; Макеев и др., 1990; Макеев, 2002; Никонов и др., 2005; Rusakov et al., 2007]. В самостоятельное научное направление оформились исследования палеопочв археологических памятников [Александровский, Александровская, 2005; Дем-кин и др., 2005; Дергачева, 1997; Иванов, Хохлова, 2005]. В палеопедологичес-кой литературе содержится существенно меньше информации о палеопочвах дочетвертичного времени. Между тем без понимания закономерностей педогенеза в мезозое и палеозое невозможна формулировка общих законов развития и эволюции педосферы [Демкин и др., 2007; Добровольский, 2006; Добровольский, Макеев, 2009; Kraus, 1999].Результаты исследований дочетвертичных палеопочв, и в особенности па-леопочв мезозоя и палеозоя, стали публиковаться относительно недавно. До 50-х годов XX века считалось, что в столь древних геологических системах почвы сохраняться не могут. В 1960–1970-х годах появились исследования дочетвертичных палеопочв в осадочных формациях раннего кайнозоя и палеозоя [Перельман, 1959; Чалышев, 1968; Paleopedology…, 1971]. В 90-х годах прошлого века и в начале нынешнего число описаний мезозойских, палеозойских и даже протерозойских палеопочв серьезно возросло.В настоящей монографии представлены результаты исследования закономерностей позднепермского палеопедогенеза. Центральными объектами работы являются палеопочвы, формировавшиеся на красноцветных пылеватых отложениях в позднепермское время. Цель настоящей работы – процессно-ге-нетическая характеристика погребенных палеопочв из верхнепермских отложений северо-востока Русской плиты и последующая реконструкция палео-ландшафтных условий формирования палеопочв.Актуальность выполненных исследований связана с очевидной недостаточностью знаний и отсутствием детальных почвенно-генетических исследований верхнепермских палеопочв территории Русской плиты и в целом палеопочв дочетвертичного возраста, в то время как за рубежом такие работы проводятся весьма активно. В последние годы опубликованы подробные исследования верхнепермских палеопочв в гумидных приэкваториальных и высокоширотных частях Гондваны, на территории современных Антарктиды [Krull, Retal-lack, 2000; Retallack et al., 2007; Sheldon, 2006], Южной Африки [Tabor et al., 2007], Австралии [Retallack, 1999]. На территории материка Лавразия описаны палеопочвы в центральных районах Северной Америки [Kessler at al, 2001; Soreghan et al., 2002; Tramp et al., 2004; Tabor et al., 2004a, 2005], Западной Европы [Benito at al, 2005], Китая [Yang et al., 2007]. В этих работах обсуждаются, главным образом, положение палеопочвы в геологическом разрезе, макромор-фологические и аналитические характеристики, реже – микроморфологические особенности палеопочв. Еще более редки случаи детальных почвенно-ге-нетических интерпретаций палеозойских палеопочв. Общий обзор этих работ приведен в главе 1 монографии.В главе 2 авторы, основываясь на литературных материалах, приводят разнообразные и зачастую диаметрально противоположные точки зрения на генезис и палеогеографические условия накопления верхнепермских красно-цветов. Рассмотрены строение педокомплексов и соотношение педокомплек-сов с вмещающими породами. Глава 3 посвящена выявлению палеопочв как инситных природных тел и их диагностике в осадочной толще. Эта глава содержит основные результаты морфоаналитических исследований палеопочв. В ней обсуждаются морфологические признаки палеопочв на макро-, мезо-, микро- и субмикроморфологическом уровне строения, а также аналитические свойства палеопочв. В заключение главы делается попытка разделить наблюдаемый комплекс признаков на унаследованные литогенные, собственно педо-генные и диагенетические признаки. Полученные в главе 3 результаты позволяют выполнить реконструкцию палеопедогенеза, которая обсуждается в главе 4. Описаны основные элементарные почвообразовательные процессы (ЭПП), формирующие изученные почвы, их интенсивность и дифференциация по профилю почв. На основании представлений о характерных временах выявленных ЭПП сделаны предположения о длительности формирования палеопочв и их моногенетичности.Очевидная необходимость понимания позднепермского палеопедогенеза обусловлена сложными климатическими и биосферными событиями, произошедшими в конце пермского периода. Позднепермское время было периодом крупнейшей климатической и биосферной перестройки. Эти палеоклимати-ческие события выразились в смене ледниковых обстановок безледниковыми, увеличении площади теплых семиаридных климатических поясов в обоих полушариях и общей аридизации климата Земли [Жарков, 2004; Чумаков, 1984, 2004; Retallack, 2005a; Ziegler et al., 1997]. В конце поздней перми биосферная перестройка достигает максимума, происходит массовое вымирание наземной и морской биоты [Бентон, 2008; Наугольных, 2006; Сенников, 2004; Wang, 1993]. В западной Субангариде происходит смена богатых татариновых флор поздней перми на бедные плевромейевые флоры раннего триаса [Наугольных, 2007]. В связи с этим актуально изучение верхнепермских палеопочв как источников информации о поведении почв в условиях экологического кризиса, а также в биоклиматических и литолого-геоморфологических условиях верхнепермских ландшафтов. В заключительной части главы 4 монографии обсуждается возможная реконструкция палеоландшафтных условий на основании полученных палеопочвенных данных.Авторы признательны д.б.н. профессору С.А. Шобе и всему коллективу кафедры географии почв факультета Почвоведения МГУ.Авторы выражают глубокую благодарность прежде всего коллегам, которые начинали работы по данной теме д.г-м.н. Н.М. Чумакову и к.б.н. Е.Ю. Лятрей (Якименко). В ходе полевых исследований большую помощь оказал М.П. Арефьев, который является блестящим фотографом и знатоком пермских разрезов. Авторы очень признательны к.б.н. С.В. Губину, к.г.-м.н. В.К. Голубеву, к.г.-м.н. П.Б. Кабанову, к.б.н. Т.В. Алексеевой, к.б.н. А.О. Алексееву за внимательное прочтение работы и ценные замечания. В разное время положения работы обсуждались с к.б.н. С.Н. Седовым, д.б.н. Т.А. Соколовой, д.г.н. С.В. Горячкиным, д.г-м.н. С.В. Наугольных, д.г.н. С.Н. Лесовой. За помощь в морфологических и аналитических исследованиях, авторы признательны А.Г. Богданову, В.В. Ко-ровушкину, сотрудникам лаборатории эволюции и географии почв Е.А. Агафоновой и А.М. Чугуновой. Отдельная благодарность Е.Е. Иноземцевой за поддержку и оформление иллюстративного материала.