Late Pleistocene Paleosols in the North of Western Siberia: Paleorecords of Natural Environment and the Component of the Modern Soil Cover


Cite item

Full Text

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

Abstract

The article presents the results of the search and study of the Late Pleistocene soils in the north of Western Siberia. The theoretical basis was an ice-free model of the evolution of the Pleistocene landscapes in the region, since the alternative model with its glacial cover excluded pedogenesis under them. In sections of high river terraces, disclosing the Late and Middle Pleistocene sediments were revealed, in the absence of glacial deposits, and paleosurface levels were corresponding to chronointervals with landscapes favorable for the development of pedogenesis. These are the soils of the Kazantsev thermochron – the marine isotope-oxygen stage (MIS) 5, lying on the Middle Pleistocene alluvium, and of the Karginsky interstadial – MIS-3, and of the end of the Sartan cryochron – MIS-2. Based on morphogenetic analysis, including micromorphological observations, a pedogenetic interpretation of paleosols was carried out. It was revealed that in the polygenetic profile of the MIS-5 paleosol, the stage of taiga soil formation with clay illuviation was replaced by a colder tundra phase with over-permafrost gleization, and the MIS-3 paleosols are characterized by tundra-steppe features, in which gleization and cryogenic processes are combined with the formation of carbonates, whereas the paleosol level of the end of MIS-2 is a product of tundra-swamp pedogenesis and includes gleiing pedosediments that fill pseudomorphs along ice wedges. The latter allowed us to identify the Late Sartan Tazovo-Nadym soil-cryogenic horizon. As a result, the correlation of the obtained results with synchronous stratigraphic schemes for adjacent regions was carried out and the question of creating a soil-permafrost paleorecord of the north of Western Siberia was raised. This is important because the interpretation of modern surface soils requires special approaches in order to take into account that in their profiles relict pedogenic horizons are often found.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. N. Sedov

Institute of Geology, National Autonomous University of Mexico; Institute of the Cryosphere of the Earth, Tyumen Scientific Center SB RAS

Author for correspondence.
Email: serg_sedov@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-7396-3735
Russian Federation, Mexico City, 04510 Mexico; Tyumen, 625026

V. S. Sheinkman

Institute of the Cryosphere of the Earth, Tyumen Scientific Center SB RAS

Email: serg_sedov@yahoo.com
Russian Federation, Tyumen, 625026 Russia

References

  1. Архипов С.А. Главные геологические события позднего плейстоцена (Западная Сибирь) // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. № 6. С. 792–799.
  2. Архипов С.А., Волкова В.С. Геологическая история, ландшафты и климаты плейстоцена Западной Сибири // Тр. НИЦ ОИГГМ СО РАН. Вып. 823. Новосибирск: 1994. 105 с.
  3. Атлас Ямало-Ненецкого автономного округа / Гл. ред. Ларин С.И. Омск, 2004. 303 с.
  4. Васильевская В.Д., Иванов В.В., Богатырев Л.Г. Почвы севера Западной Сибири. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 286 с.
  5. Величко А.А., Морозова Т.Д., Нечаев В.П., Порожнякова О.М. Палеокриогенез, почвенный покров и земледелие. М.: Наука, 1996. 147 с.
  6. Величко А.А., Тимирева С.Н., Кременецкий К.В. и др. Западно-Сибирская равнина в облике позднеледниковой пустыни // Известия РАН. Сер. геогр. 2007. № 4. С. 16–28.
  7. Галанин А.А. Позднечетвертичные песчаные покровы Центральной Якутии (Восточная Сибирь): строение, фациальный состав и палеоэкологическое значение // Криосфера Земли. 2021. Т. XXV. № 1. С. 3–34.
  8. Григорьев Н.Ф. Мерзлотно-гидрогеологические особенности района г. Игарки. Якутск: ИМЗ СО РАН, 1992. 56 с.
  9. Горячкин С.В., Мергелов Н.С., Таргульян В.О. Генезис и география почв экстремальных условий: элементы теории и методические подходы // Почвоведение. 2019. № 1. С. 5–19.
  10. Гросвальд М.Г. Оледенение Русского Севера и Северо-Востока в эпоху последнего великого похолодания // Материалы гляциологических исследований. Хроника обсуждения. 2009. № 106. 152 с.
  11. Деев М.Г. Морские льды. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2002. 133 с.
  12. Дергачева М.И. Археологическое почвоведение. Новосибирск: Наука СО РАН, 1997. 228 с.
  13. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2014. 768 с.
  14. Земцов А.А. Геоморфология Западно-Сибирской равнины (северная и центральная часть). Томск. Изд-во Томск. гос. ун-та, 1976, 344 с.
  15. Зубов Н.Н. Льды Арктики. М.: Изд-во Главсевморпути, 1945. 360 с.
  16. Зыкина В.С., Зыкин В.С. Лёссово-почвенная последовательность и эволюция природной среды и климата Западной Сибири в плейстоцене. Новосибирск: Гео, 2012. 477 с.
  17. Караваева Н.А. Почвы тайги Западной Сибири. М: Наука, 1973. 172 с.
  18. Сакс В.Н. Четвертичный период Советской Арктике. Л. – М.: Водтрансиздат, 1953. 626 с.
  19. Стратиграфический словарь мезозойских и кайнозойских отложений Западно-Сибирской низменности / Под ред. Ростовцева Н.Н.. Л: Недра, 1978. 183 с.
  20. Таргульян В.О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. М.: Наука, 1971. 270 с.
  21. Тонконогов В.Д. Автоморфное почвообразование в тундровой и таежной зонах Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2011. 304 с.
  22. Хренов В.Я. Почвы криолитозоны Западной Сибири. Морфология, физико-химические свойства, геохимия. Новосибирск: Наука, 2011, 211 с.
  23. Чичагова О.А. Развитие представлений И.П. Герасимова об абсолютном и относительном возрасте почв по данным радиоуглеродного датирования // Почвоведение. 2005. № 12. С. 1436–1445.
  24. Шейнкман В.С., Плюснин В.М. Оледенение севера Западной Сибири: спорные вопросы и пути их решения // Лед и снег. 2015. № 1(128). С. 103–120.
  25. Шейнкман В.С., Мельников В.П., Седов С.Н., Парначев В.П. Новые свидетельства внеледникового развития севера Западной Сибири в квартере // Доклады АН. 2017. Т. 477. № 4. С. 480–484.
  26. Шейнкман В.С., Мельников В.П. Эволюция представлений о холоде и возможные пути их развития в науках о Земле // Криосфера Земли. 2019. Т. XXIII. № 5. С. 3–16.
  27. Шейнкман В.С., Мельников В.П., Парначев В.П. Анализ криогенных и тектонических процессов на севере Западной Сибири в плейстоцене с позиций криогетеротопии // Доклады РАН. Науки о Земле. 2020. Т. 494. № 1. С. 82–86.
  28. Шейнкман В.С., Седов С.Н., Русаков А.В., Мельников В.П. Криотрасологическая индикация палеопочв // Криосфера Земли. 2019. Т. XXIII. № 1. С. 51–62.
  29. Bronger A., Winter R., Sedov S. Weathering and clay mineral formation in two Holocenc soils and in buried paleosols in Tadjikistan: Towards a Quaternary paleo-climatic record in Central Asia // Catena. 1998. № 34. P. 19–34.
  30. Bronger A., Smolíková L. Quaternary loess-paleosol sequences in East and Central Asia in comparison with Central Europe – micromorphological and paleoclimatological conclusions // Boletín de La Sociedad Geológica Mexicana. 2019. № 71(1). P. 65–92.
  31. Dodonov A.E., Sadchikova T.A., Sedov S.N., Simakova A.N., Zhou L.P. Multidisciplinary approach for paleoenvironmental reconstruction in loess-paleosol studies of the Darai Kalon section, Southern Tajikistan // Quater. Int. 2006. V. 152/153. P. 48–58.
  32. Grosswald M.G., Hughes T. The Russian component of an Arctic Ice Sheet during the LGM // Quater. Science Reviews. 2002. V. 21(1). P. 121–146.
  33. Kukla G., An Z. Loess stratigraphy in central China // Paleogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1989. V. 72. P. 203–225.
  34. Lisiecki L.E., Raymo M.E. A Pliocene-Pleistocene Stack of 57 Globally Distributed Benthic δ18O Records // Paleoceanography. 2005. V. 20. P. PA 1003.
  35. Marković S.B., Stevens T., Kukla G.J., Hambach U., Fitzsimmons K.E., Gibbard P., Buggle B. et al. Danube loess stratigraphy – towards a pan European loess stratigraphic model // Earth-Science Rev. 2015. V. 148. P. 228–258.
  36. Möller P., Benediktsson Í.Ö., Anjara J., Ole Bennike O., Bernhardson M., Funder S., Håkansson L.M., et al. Glacial history and paleoenvironmental change of southern Taimyr Peninsula, Arctic Russia, during the Middle and Late Pleistocene // Earth Science Rev. 2019. V. 196. P. 409–428.
  37. Olsen L. Pleistocene paleosols in Norway: implications of past climate and glacial erosion. // Catena. 1998. V. 34. P. 75–103.
  38. Pogosyan L., Sedov S., Yurtaev A., Rusakov A., Lessovaia S.N., Sheinkman V., Pechkin A.S. Polygenesis of loamy soils in North-West Siberia in the context of environmental history of the Eurasian Artic region during the Late Quaternary // Quater. Int. 2022. V. 630. P. 110–120.
  39. Sedov S., Rusakov A., Sheinkman V., Korkka M. MIS3 paleosols in the center-north of Eastern Europe and Western Siberia: Reductomorphic pedogenesis conditioned by permafrost? // Catena. 2016. V. 146. P. 38–47.
  40. Sedov S., Sheinkman V., Bezrukova E., Zazovskaya E., Yurtaev A. Sartanian (MIS 2) ice wedge pseudomorphs with hydromorphic pedosediments in the north of West Siberia as an indicator for paleoenvironmental reconstruction and stratigraphic correlation // Quater. Int.2022. V. 632. P. 192–205.
  41. Sheinkman V. Quaternary glaciation in North-Western Siberia – New evidence and interpretation // Quater. Int.2016. V. 420. P. 15–23.
  42. Sheinkman V., Sedov S., Shumilovskikh L., Korkina E., Korkin S., Zinovyev E., Golyeva A. First results from the Late Pleistocene paleosols in northern Western Siberia: Implications for pedogenesis and landscape evolution at the end of MIS3 // Quater. Int. 2016. V. 418. P. 132–146.
  43. Sheinkman V., Sedov S., Shumilovskikh L., Bezrukova E., Dobrynin D., Timireva S., Rusakov A., Maksimov F. A multiproxy record of sedimentation, pedogenesis, and environmental history in the north of West Siberia during the late Pleistocene based on the Belaya Gora section // Quater. Res. 2021. V. 99. P. 204–222.
  44. Sheinkman V., Sharapov D., Sedov S. Northwest Siberia as a MIS 2 desert? Inferences from quartz morphoscopy and polygonal ice wedges // Quater. Int. 2022. V. 620. P. 46–47.
  45. Smolikova L. Polygenese der fossilen Lossboden der Tschechoslowakei im Lichte mikromorphologischer. Untersuchungen // Geoderma. 1967. № 1. P. 315–324.
  46. Svendsen J.I., Krüger L.C., Mangerud J. et al. Glacial and vegetation history of the Polar Ural Mountains in northern Russia during the Last Ice Age, Marine Isotope Stages 5–2 // Quater. Sci. Rev. 2014. V. 92. P. 409–428.
  47. Tarasov P., Bezrukova E., Karabanov E., Nakagaw T., Wagner M., Kulagin N., Letunova P., Abzaeva A., Granoszewski W., Riedel F. Vegetation and climate dynamics during the Holocene and Eemian interglacials derived from Lake Baikal pollen records // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. V. 252. P. 440–457.
  48. Zinovyev E.V., Borodin A.V., Kotov A.A., Korkin S. Palaeoenvironment of MIS5 in the North of Western Siberia, reconstructed on the sub-fossil insect, crustacean and plant macrofossil data // Quater. Int. 2019. V. 534. P. 171–182.
  49. Velichko A.A. Loess–paleosol formation on the Russian Plain // Quater. Int. 1990. V. 7/8. Р. 103–114.
  50. Velichko A.A., Timireva S.N., Kremenetski K.V., MacDonald G.M., Smith L.C. West Siberian Plain as a Late Glacial Desert // Quater. Int. 2011. V. 237. P. 45–53.

Supplementary files

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

Download (451KB)
3. Fig.2

Download (857KB)
4. Fig.3

Download (721KB)
5. Fig.4

Download (936KB)
6. Fig.5

Download (1003KB)
7. Fig.6

Download (443KB)

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