Soil Formation of Early Pliocene Paleosols According to Data of the Alma–Peschanoye Loess – Paleosol Section (Western Part of the Crimean Peninsula)


Cite item

Full Text

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

Abstract

The article considers the loess-paleosol sequence of the Alma-Peschanoe section, located in the west of the Crimean Peninsula. A detailed analysis of morphological, physicochemical, and a number of other features made it possible to identify 8 paleosols that developed under different conditions. The estimated age of the loess-paleosol sequence was established on the basis of paleofaunal analysis based on the discovery of a tooth from the mouse Micromys cf. bendae. According to the data obtained, at the initial stage, the formation of paleosols proceeded rhythmically under dry, moderately warm conditions. The paleosols developed according to the steppe type of soil formation (WRB – Kastanozems). Later, the climate changes towards an increase in temperature and humidity, and two red-brown polygenetic paleosols are formed. Their soil formation took place in stages in conditions from arid to hot humid subtropical climate; at the optimal stages of soil development, the soils were formed according to the type of fersiallite (Nitisols). At the final stages of development, paleosols were formed under sharp changes in the regimes of moistening – desiccation. The studied red-colored paleosols can presumably belong to the Sevastopol stratigraphic horizon. The studies carried out made it possible to characterize the landscape and climatic conditions and form an idea of the genesis of the soil cover in the early Pliocene.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. V. Khmeleva

Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences; Institute of Physicochemical and Biological Problems in Soil Science of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: khmeleva@igras.ru
ORCID iD: 0000-0003-0447-8549
Russian Federation, Moscow, 119017; Pushchino, 142290

P. G. Panin

Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences

Email: khmeleva@igras.ru
Russian Federation, Moscow, 119017

P. D. Frolov

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: khmeleva@igras.ru
Russian Federation, 119017, Moscow

A. S. Tesakov

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: khmeleva@igras.ru
Russian Federation, 119017, Moscow

A. V. Bukhonov

Erisman Federal Scientific Centre of Hygiene, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing

Email: khmeleva@igras.ru
Russian Federation, Mytishchi, 141014

References

  1. Агаджанова Н.В., Изосимова Ю.Г., Костенко И.В., Красильников П.В. Индикаторы почвообразовательных процессов в красноцветных глинистых почвах заповедника Мыс Мартьян, южный Крым // Почвоведение. 2021. № 1. С. 1–14.
  2. Агроклиматический справочник по Крымской области. Глав. упр. гидрометеорол. службы при Совете Министров СССР. Упр. гидрометеорол. службы УССР. Крымское гидрометеобюро. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. 136 с.
  3. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 242 с.
  4. Балашов И.А. Фауна Украины. Т. 29. Моллюски. Вып. 5. Стебельчатоглазые (Stylommatophora). Киев: Наукова думка, 2016. 592 с.
  5. Веклич М.Ф. Стратиграфия лёссовой формации Украины и соседних стран. Киев: Наукова думка, 1968. 238 с.
  6. Веклич М.Ф., Сиренко Н.А. Плиоцен и плейстоцен Левобережья Нижнего Днепра и равнинного Крыма. Киев.: Наукова Думка, 1976. 186 с.
  7. Веклич М.Ф. Палеоэтапность и стратотипы почвенных формаций верхнего кайнозоя. Киев: Наукова думка, 1982. 208 с.
  8. Величко А.А., Морозова Т.Д. Основные черты почвообразования в плейстоцене на Восточно- Европейской равнине и их палеогеографическая интерпретация // Эволюция почв и почвенного покрова. Теория, разнообразие природной эволюции и антропогенных трансформаций почв. М.: ГЕОС, 2015. С. 321–337.
  9. Герасимов И.П., Ромашкевич А.И. Почва и кора выветривания в генетическом профиле краснозёмов Западной Грузии // Почвоведение. 1967. № 4. С. 23–31.
  10. Глазовская М.А. Почвы мира. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1972. 234 с.
  11. Громов И.М., Ербаева М.А. Зайцеобразные и грызуны // Млекопитающие фауны России и сопредельных территорий. СПб.: ЗИН РАН, 1995. 522 с.
  12. Драган Н.А. Почвы Крыма. Симферополь: Изд-во СГУ, 1983. 95 с.
  13. Заморий П.К. Палеогеография и стратиграфия погребенных почв // Бюл. ком. по изуч. четвертич. периода. 1975. № 44. С. 20–29.
  14. Зайдельман Ф.Р., Селищев А.А., Никифорова А.С. Карбонатные конкреции почв гумидных ландшафтов и их диагностическое значение // Почвоведение. 2000. № 4. С. 405–415.
  15. Зонн С.В. Железо в почвах. М.: Наука, 1982. 208 с.
  16. Иноземцев С.А., Таргульян В.О. Верхнепермские палеопочвы: свойства, процессы, условия формирования. М.: ГЕОС, 2010. 188 с.
  17. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.
  18. Климатический атлас Крыма. Приложение к научно-практическому дискуссионному аналитическому сборнику “Вопросы развития Крыма”. Симферополь: Таврия-Плюс, 2000, 118 с.
  19. Лихарев И.М. Фауна СССР. Моллюски. Т. 3. Вып. 4: Клаузилииды (Clausiliidae). М. – Л.: Изд-во АН СССР, 1962. 318 с.
  20. Матвиишина Ж.Н. Микроморфология плейстоценовых почв Украины. Киев: Наукова думка, 1982. 144 с.
  21. Муратов М.В. Краткий очерк геологического строения Крымского полуострова. М.: Госгеолтехиздат, 1960. 208 с.
  22. Несин В.А. Неогеновые Murinae (Rodentia, Muridae) Украины. Сумы: Университетская книга, 2013. 176 с.
  23. Никишин А.М., Алексеев А.С., Барабошкин Е.Ю., Болотов С.Н., Копаевич Л.Ф., Никитин М.Ю., Панов Д.И., Фокин П.А., Габдуллин Р.Р., Гаврилов Ю.О. Геологическая история Бахчисарайского района Крыма (учебное пособие по Крымской практике). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2006. 60 с.
  24. Панкова Е.И., Черноусенко Г.И. Сопоставление каштановых почв Центральной Азии с из аналогами в других почвенно-географических провинциях сухостепной зоны суббореального пояса Евразии // Аридные экосистемы. 2018. Т. 24. № 2. С. 13–22.
  25. Певзнер М.А., Семененко В.Н., Вангенгейм Э.А., Садчикова Т.А., Коваленко В.А., Люльева С.А. О морском генезисе и понтическом возрасте отложений опорного разреза Любимовка в Крыму // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2004. № 5. С. 96–106.
  26. Подгорецкий П.Д. Крым: природа: справочное издание. Симферополь: Таврия, 1988. 192 с.
  27. Ромашкевич А.И. Почвы и коры выветривания влажных субтропиков Западной Грузии. М.: Наука, 1974. 218 с.
  28. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проект, 2004. 432 с.
  29. Рухин Л.Б. Основы литологии. Л.: Недра. 1969. 703 с.
  30. Почвоведение. Тип почв, их география и использование / Под ред. Ковды В.А., Розанова Б.Г. М.: Высшая Школа, 1988. Т. 2. 244 с.
  31. Сиренко Н.А., Турло С.И. Развитие почв и растительности Украины в плиоцене и плейстоцене. Киев: Наукова Думка, 1986. 187 с.
  32. Сиренко Е.А. Палиностратиграфия континентальных верхнеплиоценовых-нижнеоплейстоценовых отложений южной части Восточно-Европейской платформы. Киев: Наукова Думка, 2017. 165 с.
  33. Славин В.И. Новые данные о возрасте Таврской свиты в Крыму // Доклады АН СССР. 1977. № 5. Т. 235. С. 1140–1143.
  34. Степанцова Л.В., Красин В.Н., Королев В.А. Морфологическая характеристика карбонатных новообразований черноземовидных почв севера Тамбовской равнины // Вестник ВГУ. 2014. № 1. С. 88–96.
  35. Суханов П.А., Кашанский А.Д., Наумов В.Д. Агрогенетическая характеристика рендзин Триполитании (Ливия) // Известия ТСХА. 2012. № 1. С. 63–71.
  36. Хабаков А.В. Об индексах окатанности галечников // Сов. геология. 1946. № 10. С. 98–99.
  37. Akça E., Aydemir S., Kadir S., Eren M., Zucca C., Günal H., Previtali F., Zdruli P., Çilek A., Budak M., Karakeçe A., Kapur S., Fitzpatrick E.A. Calcisols and Leptosols // The Soils of Turkey. Cham: Springer, 2018. P. 139–167.
  38. Beck H.E., Zimmermann T.R., McVicar N., Vergopolan N., Berg A., Wood Eric F. Present and future K¨oppen-Geiger climate classification maps at 1-km resolution // Sci. Data. 2018. V. 5. P. 180214. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.214.
  39. Blott S.J., Pye K. Gradistat: a grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments // Earth Surf. Process. Landf. 2001. V. 26. P. 1237–1248. http://dx.doi.org/10.1002/esp.261
  40. Bourke K.D., Williams S.W., Chandler M.A., Haywood A.M., Lunt D.J., Otto-Bliesner B.L. Pliocene and Eocene provide best analogs for near-future climates // PNAS. 2018. V. 115. P. 1328–1329. https://doi.org/10.1073/pnas.1809600115
  41. Costantini E.A.C., Carnicelli S., Sauer D., Priori S., Andreetta A., Kadereit A., Lorenzetti R. Loess in Italy: genesis, characteristics and occurrence // Catena. 2018. V. 168. P. 14–33. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.02.002.
  42. FAO. Guidelines for Soil Description. Rome: FAO, 2006. 97 p.
  43. FAO-ISRIC. Guidelines for profile description. Rome: FAO. 1990.
  44. Fedoroff N., Courty M.-A. Revisiting the genesis of red Mediterranean soils // Turkish J. Earth Sci. 2003. V. 22. P. 359–275. https://doi.org/10.3906/yer-1205-10
  45. Heiri O., Lotter A.F., Lemcke G., Loss on ignition as a method for estimating organic and carbonate content in sediments: reproducibility and comparability of results // J. Paleolimnol. 2001. V. 25. P. 101–110. https://doi.org/10.1023/A:1008119611481
  46. Hilgen F.J., Lourens L.J., van Dam J.A. The Neogene Period // The Geologic Time Scale. Oxford: Elsevier, 2012. P. 924–956.
  47. Horáček I., Knitlová M., Wagner J., Kordos L., Nadachowski A. Late Cenozoic History of the Genus Micromys (Mammalia, Rodentia) in Central Europe // PLoS ONE. 2013. V. 8. P. 1–19. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0062498
  48. Hordijk K., de Bruijn H. The succession of rodent faunas from the Mio/Pliocene lacustrine deposits of the Florina- Ptolemais-Servia Basin (Greece) // Hellenic J. Geosci. 2009. V. 44. P. 21–103.
  49. Huang X., Yang S., Haywood A., Tindall J., Jiang D., Wang Y., Sun M., Zhang S., Ding Z. Simulations reveal causes of inter-regional differences in Pliocene climatic periodicity // Sci. Bull. 2023. V. 68. P. 146–149. https://doi.org/10.1016/j.scib.2022.12.031
  50. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. Rome: FAO World Soil Resources Reports, 2014. V. 106. 181 p.
  51. Kenig K. Surface microtextures of quartz grains from Vistulian loesses from selected profiles of Poland and some other countries // Quarter. Int. 2006. V. 152–153. P. 118–135.
  52. Krinsley D.H., Doornkamp J.C. Atlas of Quartz Sand Surface Textures. Cambridge: Cambridge University Press, 1973. 93 p.
  53. Khmeleva M.V., Panin P.G., Chepalyga A.L., Karpukhina N.V., Naidina O.D., Bukhonov A.V. The structure and formation conditions of the Early Pleistocene paleosols in the loess-paleosol sequence of the Alchak-Sedlovina section (Republic of Crimea) // Geomorfologiya. 2022. V. 53(5). P. 89–102. https://doi.org/10.31857/S0435428122050054
  54. Mein P., Moissenet E., Adrover R. L’extension et l’âge des formations continentales pliocènes du fossé de Teruel (Espagne) // Comptes rendus des Séances de l’Académie des Sciences de Paris. 1983. V. 296. P. 1603–1610.
  55. Mirabella A., Costantini E.A.C., Carnicelli S. Genesis of a polycyclic Terra Rossa (Chromic Cambisol on Rhodic Nitisol) at the Poggio del Comune in Central Italy // J. Plant Nutrition Soil Sci. 1992. V. 155. P. 407–413. https://doi.org/10.1002/jpln.19921550510
  56. Munsell Color. Munsel Soil Color Charts. New Windsor: GretagMacbeth, 2000.
  57. Panin P.G., Timireva S.N., Morozova T.D., Kononov Yu.M., Velichko A.A. Morphology and micromorphology of the loess- paleosol sequences in the south of the East European plain (MIS 1–MIS 17) // Catena. 2018. V. 168. P. 79–101. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.01.032
  58. Panin P.G., Timireva S.N., Konstantinov E.A., Kalinin P.I., Kononov Yu.M., Alekseev A.O., Semenov V.V. Plio-pleistocene paleosols: loess-paleosol sequence studied in the beregovoye section, the Crimean Peninsula // Catena. 2019. V. 172. P. 590–618. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.09.020
  59. Panin P., Kalinin P., Filippova K., Sychev N., Bukhonov A. Paleo-pedological record in loess deposits in the south of the East European plain, based on Beglitsa-2017 section study // Geoderma. 2023. V. 437. P. 116567. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2023.116567
  60. Pécsi M., Gere, L., Schweitzer F., Scheuer G., Márton P. Loess and paleosol sequence in Hungary reflecting cyclic climatic deteriorarion in the Late Cenozoic // Pleistocene Environment in Hungary. Budapest: Geographic Research Institute. 1987. P. 39–57.
  61. Storch G. The Neogene mammalian faunas of Ertemte and Harr Obo in Inner Mongolia (Nei Mongol), China. 7. Muridae (Rodentia) // Senckenbergiana Lathaea. 1987. V. 67. P. 401–431.
  62. Targulian V.O., Krasilnikov P.V. Soil system and pedogenic processes: Self-organization, time scales, and environmental significance // Catena. 2007. V. 71. P. 373–381. https://doi.org/10.1016/j.catena.2007.03.007
  63. Urushadze T.F., Kvrivishvili T.O., Sanadze E.V. An experience in using the world reference base for soil resources for the soils of western Georgia // Eurasian Soil Sci. 2014. V. 47. P. 752–760. https://doi.org/10.1134/S1064229314080122
  64. Vos K., Vandenberghe N., Elsen J. Surface textural analysis of quartz grains by scanning electron microscopy (SEM): From sample preparation to environmental interpretation // Earth-Science Rev. V. 128. 2014. P. 93–104. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2013.10.013
  65. Varga G. Similarities among the Plio-Pleistocene terrestrial aeolian dust deposits in the world and in Hungary // Quat. Int. 2011. V. 4. P. 98–108. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2010.09.011
  66. Velichko A., Timireva S. Morphoscopy and morphometry of quartz grains from loess and buried soil layers // GeoJournal. 1995. V. 36. P. 143–149.
  67. Walkley A.J., Black I.A. Estimation of soil organic carbon by the chromic acid titration method // Soil Sci. 1934. V. 37. P. 29–38.
  68. Weerd A. van de Early Ruscinian rodents and lagomorphs (Mammalia) from lignites near Ptolemais (Macedonia, Greece) // Proceedings Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. 1979. V. 82. P. 127–170.
  69. Yin K., Hong H., Algeon T.J., Churchman G.J., Li Z., Zhu Z., Fang Q., Zhao L., Wang C., Ji K., Lei W., Duan Z. Fe-oxide mineralogy of the Jiujiang red earth sediments and implications for Quaternary climate change, southern China // Scientific Rep. 2018. V. 8. P. 3610. https://doi.org/10.1038/s41598-018-20119-4
  70. Zamanian K., Pustovoytov K., Kuzyakov Y., Pedogenic carbonates: forms and formation processes // Earth Sci. Rev. 2016. V. 157. P. 1–17. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2016.03.003

Supplementary files

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

Download (535KB)
Indexing metadata
3. Fig.2

Download (968KB)
Indexing metadata
4. Fig.3

Download (502KB)
Indexing metadata
5. Fig.4

Download (216KB)
Indexing metadata
6. Fig.5

Download (629KB)
Indexing metadata

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