Evidence of Soil-Forming Processes in Early Proterozoic as Exemplified on the Basis of the Livvian Deposits (Karelia)


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper deals with the fossil cyanobacterial films from the Lower Proterozoic shungites (Livvian) of the Republic Karelia, Russian Federation. The films were previously described as a formal species Cyathotes nigoserica Makarikhin. These films were formed by bacteria and possibly by fungi, which existed in condition of littoral or supralittoral (zone of stochastic wave drops reaching, or splash zone, spray zone). The adaptation of these organisms for existence in temporally (possibly, long-temp) dry conditions is evidenced by development of their outer dense covers predicting against dehydration of the organism body. This basically bacterial community intensively influenced onto the mineral substrate and had changed its structure enriching the soil by biogenic chemicals/constituents and thus forming an archaic paleosole microprofile. The signs of ancient soil formation found in the course of research can be considered the transformation of the surface texture of the mineral substrate by the vital activity of terrestrial organisms (bacteria, fungi) with the formation of a specific cellular relief, a change in the internal structure of this substrate with the appearance of casts of wedge-shaped cracks in the underlying matrix, the redistribution of inorganic compounds during the formation of a paleosurface microprofile (an increase in the content of silicon oxide in the upper part profile with simultaneous reduction of the amount of iron oxides).

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. V. Naugolnykh

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: naugolnykh@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6506-7319
Russian Federation, Moscow, 119017

References

  1. Алексеев А.О., Алексеева Т.В., Кабанов П.Б., Калинин П.И. Биокосные системы девона – палеопочвы и коры выветривания (Михайловский карьер КМА) // Микробные сообщества в эволюции биосферы. М.: Палеонтологический ин-т РАН, 2017. С. 132–146.
  2. Алексеев А.О., Алексеева Т.В., Малышев В.В. Геохимическая и минералогическая характеристика субаэральных поверхностей в пограничных отложениях девона и карбона разреза Колесовского карьера известняков (Тульская область) // Палеострат-2022. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН. Москва, 31 января–2 февраля 2022 г. М.: Палеонтологический ин-т РАН, 2022. С. 3.
  3. Алексеева Т.В., Алексеев А.О. Первая находка палеопочвы доэйфельского возраста в Павловском карьере гранитов (Воронежская область) // Палеострат-2023. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН, Москва, 30 января–1 февраля 2023 г. М.: Палеонтологический ин-т РАН, 2023. С. 11–12.
  4. Астафьева М.М., Герасименко Л.М., Гептнер А.Р. и др. Ископаемые бактерии и другие микроорганизмы в земных породах и астроматериалах. М.: Палеонтологический ин-т РАН, 2011. 172 с.
  5. Астафьева М.М., Жегалло Е.А., Ривкина Е.М., Самылина О.С., Розанов А.Ю., Зайцева Л.В., Авдонин В.В., Карпов Г.А., Сергеева Н.Е. Бактериальная палеонтология. М.: Российская Академия наук, 2021. 124 с.
  6. Берг Л.С. Жизнь и почвообразование на докембрийских материках // Климат и жизнь. М.: ОГИЗ, 1947. С. 325–334.
  7. Бурзин М.Б. Древнейший хитридиомицет (Chytridiomycetes Incertae sedis) из верхнего венда Восточно-Европейской платформы // Фауна и экосистемы геологического прошлого. М.: Недра, 1993. С. 21–33.
  8. Бурзин М.Б. Докембрийские предтечи “пионеров суши” // Природа. 1998. № 3. С. 83–95.
  9. Гниловская М.Б. О древнейшей тканевой дифференциации докембрийских (вендских) водорослей // Палеонтологический журнал. 2003. № 3. С. 92–98.
  10. Макарихин В.В., Кононова Г.М. Фитолиты нижнего протерозоя Карелии. Л.: Наука, 1983. 180 с.
  11. Макеев А.О. Экологическая роль палеопочв в геологической истории Земли // Почвы в биосфере и жизни человека. М., 2012. С. 183–283.
  12. Наугольных С.В. Первые почвы и происхождение наземных растений // Наука в России. 2008. № 1. С. 37‒43.
  13. Наугольных С.В. Растения первых наземных экосистем // Вестник РАН. 2019. Т. 89. № 10. С. 1052–1061.
  14. Розанов А.Ю., Астафьева М.М., Вревский А.Б. и др. Микрофоссилии раннедокембрийских кор выветривания Фенноскандинавского щита // Отечественная геология. 2008. № 3. С. 83–90.
  15. Соина В.С., Мергелов Н.С., Кудинова А.Г., Лысак Л.В., Демкина Е.В., Воробьева Е.А., Долгих А.В., Шоркунов И.Г. Исследования микробных сообществ почв и почвоподобных тел в экстремальных условиях Антарктиды // Микробные сообщества в эволюции биосферы. М.: Палеонтологический ин-т РАН, 2017. С. 147–166.
  16. Bandopadhyaya P.C., Eriksson P.G., Roberts R.J. A vertic paleosol at the Archean – Proterozoic contact from the Singhbhum – Orissa craton, eastern India // Precambrian Research. 2010. V. 177. P. 277–290.
  17. Collins W.H. North shore of Lake Huron // Memoirs of Geological Survey of Canada. 1925. V. 143. P. 1–160.
  18. Dadheech P.K., Casamatta D.A., Casper P., Krienitz L. Phormidium etoshii sp. nov. (Oscillatoriales, Cyanobacteria) described from the Etosha Pan, Namibia, based on morphological, molecular and ecological features // Fottea, Olomouc. 2013. V. 13. P. 235–244.
  19. Feakes C.R., Retallack G.J. Recognition and chemical characterization of fossil soils developed on alluvium; a Late Ordovician example // Geological Soc. Am. 1988. V. 216. P. 35–48.
  20. Frarey M.J., Roscoe S.M. The Huronian Supergroup north of Lake Huron // Symposium on Bassins and Geosynclines of the Canadian Shield. Papers of Geological Survey of Canada. 1970. V. 70. P. 143–157.
  21. Gan Tian, Luo Taiyi, Pang Ke, Zhou Chuanming, Zhou Guanghong, Wan Bin, Li Gang, Yi Qiru, Czaja A.D., Xiao Shuhai. Cryptic terrestrial fungus-like fossils of the early Ediacaran Period // Nature Commun. 2021. https://doi.org/ 10.1038/s41467–021–20975–1.
  22. Gay A.L., Grandstaff D.E. Chemistry and mineralogy of Precambrian paleosols at Elliot Lake, Ontario, Canada // Precambrian Res. 1980. V. 12. P. 349–373.
  23. Jenny H.J. Factors in Soil formation. N.Y.: McGraw-Hill, 1941. 281 p.
  24. Naugolnykh S.V. Piterophyton gen. nov., a new genus of archaic land plants from the Upper Ordovician deposits of the European part of Russia // Wulfenia. Mitteilungen des Kärntner Botanikzentrums Klagenfurt. 2022. V. 29. P. 115–130.
  25. Retallack G.J. Fossil Soils: indicators of ancient terrestrial environments // Paleobotany, paleoecology and evolution. N.Y.: Praeger Publishers, 1981. P. 55–102.
  26. Retallack G.J. The fossil record of soil // Paleosols, their recognition and interpretaton. New Jersey: Princeton University press, 1986. P. 1–44.
  27. Retallack G.J. Field recognition of paleosols // Geological Soc. Am. 1988. V. 216. P. 1–7.
  28. Retallack G.J. Paleozoic paleosols // Weathering, soil and paleosols. Developments in Earth Surface Processes. Amsterdam: Elsevier, 1992. P. 543–564.
  29. Retallack G.J. The environmental factor approach to the interpretation of paleosols // Factors of soil formation: a fifthieth anniversary retrospective. SSSA Special Publication. 1994. V. 33. P. 31–64.
  30. Retallack G.J. Scoyenia burrows from Ordovician palaeosols of the Juniata Formation in Pennsylvania // Palaeontology. 2001. V. 44. P. 209–235.
  31. Roscoe S.M. Huronian rocks and uraniferous conglomerates in the Canadian Shield // Papers of Geological Survey of Canada. 1968. V. 68. P. 68–40.
  32. Ruff-Roberts A.L., Kuenen G., Ward D.M. Distribution of cultivated and uncultivated cyanobacteria and Chloroflexus-like bacteria in hot spring microbial mats // Appl. Environ. Microbiol. 1994. V. 60. P. 697–704.
  33. Watanabe Y., Martini J.E.J., Ohmoto H. Geochemical evidence for terrestrial ecosystems 2.6 billion years ago // Nature. 2000. V. 408. P. 574–578.
  34. Watanabe Y., Martini J.E.J., Ohmoto H. Organic- and carbonate rich soil formation similar to 2.6 billion years ago at Schagen, East Transvaal district, South Africa // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V. 68. P. 2129–2151.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig.1

Download (119KB)
3. Fig.2

Download (1MB)
4. Fig.3

Download (1MB)
5. Fig.4

Download (1MB)
6. Fig.5

Download (990KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies