№ 1 (2024)

По мере развития жизни существовало небольшое количество ключевых эволюционных событий, которые инициировали глобальные биосферные изменения. Одним из таких событий было взрывное развитие наземной растительности и появление в девонский период лесных экосистем. Для колонизации суши, начатой мохообразными и их предками, требовалось появление и развитие разнообразных корневых систем. Корни эволюционировали раздельно и независимо в нескольких основных направлениях, быстро расширяя свою функциональность. В среднем течении р. Цильмы на Среднем Тимане в красноцветных отложениях среднего и верхнего девона исследованы многочисленные палеопочвенные горизонты и их комплексы. Согласно палинологическим данным, на этой территории наземная флора отличалась высоким разнообразием. Исследованные древние почвы отличаются присутствием инситных корней различных типов. Целью работы было морфологическое описание обнаруженных корневых систем. Систематика девонских корневых систем на сегодняшний день находится на этапе первичного накопления данных. В результате исследований в палеопочвах выделены три морфологических типа корневых систем, принадлежавших преимущественно травоподобным растениям. В палеоботанической литературе отсутствуют описания подобных объектов. Морфологические типы корневых систем скоррелированы с геоморфологическими особенностями изучаемой территории.

Рассмотрены ископаемые цианобактериальные пленки из нижнепротерозойских шунгитов (ливвий) Карелии, ранее описанные как условно-формальный вид Cyathotes nigoserica Makarikhin. Эти пленки были образованы бактериями и, возможно, грибами, существовавшими в условиях литорали или супралиторали (зоне захлеста волн). На адаптацию этих микроорганизмов к существованию в условиях временного (возможно, долговременного) осушения указывает развитие у них плотных покровов, препятствовавших высыханию тела организма. Это сообщество интенсивно воздействовало на минеральный субстрат, изменяя его структуру и обогащая биогенами и формируя, таким образом, архаичный почвенный микропрофиль. Признаками древнего почвообразования, обнаруженными в ходе исследований, можно считать преобразование текстуры поверхности минерального субстрата жизнедеятельностью наземных организмов (бактерий, грибов) с формированием специфического ячеистого рельефа, изменение внутренней структуры этого субстрата с появлением слепков клиновидных трещин в подстилающем матриксе, перераспределение неорганических соединений в ходе образования палеопочвенного микропрофиля (повышение содержания окиси кремния в верхней части профиля с одновременным уменьшением количества оксидов железа).

Проведено детальное минералогическое и геохимическое исследование опорного разреза “Отказное”, представляющего лёссово-почвенный комплекс, приуроченный к Терско-Кумской равнине. Разрез сохраняет детальную запись истории развития региона в плейстоцене. Мощность отложений достигает 140 м, а возраст может превышать 800 тыс. лет. Одна из основных задач работы состояла в демонстрации возможностей комплекса методов измерения магнетизма окружающей среды в сочетании с мессбауэровской спектроскопией, минералогическими и геохимическими методами для проведения палеогеографических реконструкций природной среды и условий осадконакопления. Обнаруженные изменения магнитных свойств для опорного разреза “Отказное” свидетельствуют о высокой чувствительности минералов железа к изменяющимся климатическим условиям при почвообразовании и условиям осадконакопления. Почвенные горизонты характеризуются повышенным содержанием ферримагнетиков. Отмечается существенное увеличение ферримагнитного вклада в палеопочвенных горизонтах (ПП), где он достигает 80% от полной магнитной восприимчивости по сравнению с лёссовыми горизонтами. На основе распределения групп глинистых минералов по глубине изученного разреза выделяется до шести уровней развития палеопочв. Степень выраженности изменений минерального состава в них различна. Важный момент – присутствие хлоритов в палепочвенных горизонтах, что, вероятно, может объясняться эродированностью наиболее выветрелой кровли ПП. Заметный прирост содержания смектитовой фазы в ПП горизонтах свидетельствует о достаточной длительности почвообразования. Полученные результаты по изменению магнитной восприимчивости и глинистой минералогии ярко фиксируют ПП, также уверено выделяются микулинское межледниковье (MIS5) и межстадиал днепровского ледникового горизонта (MIS6) к которому относится слабовыраженная брянская палеопочва. Полученные результаты изменения вещественного состава лёссово-почвенного комплекса подтверждает стратиграфические построения. На основании количественных показателей (совокупности магнитных, минералогических, и геохимических параметров) для почвенно-лёссовых комплексов территории Терско-Кумской равнины реконструирована динамика климатических условий, и подтвержден тренд постепенной аридизации климата в течение плейстоцена. Эпохи межледниковий, когда формировались почвенные комплексы, характеризовались повышенной по сравнению с этапами оледенений гумидностью климата с максимумом индекса аридности IDM = 35 (годовые осадки до 700 мм) для инжавинского педокомплекса (ПК4).

В сформированных в позднем плейстоцене на территории западного сектора Берингии толщах отложений ледового комплекса (едомных) возраста МИС-3 и МИС-2 установлено присутствие четырех погребенных почв. Основной материал отложений представлен криопедолитами – мерзлыми минеральными осадками пылеватого или пылевато-песчаного состава, прошедшими в ходе своего накопления стадию синлитогенного почвообразования, сохраняющими признаки педогенеза, но не образующих почвенных профилей. Синлитогенное почвообразование протекало в условиях суровых зим, при высокой летней теплообеспеченности и достаточном увлажнении самых верхних слоев формировавшихся почв. Оно ограничивалось активной минерализацией наиболее легко разлагаемых органических остатков с образованием значительного количества питательных соединений и захоронением в средних и нижних частях профилей в виде детрита устойчивых к биохимической трансформации остатков растений. В МИС-3 синлитогенное почвообразование периодически прерывалось эпигенным, вызванным климатическими потеплениями, увеличением глубин сезонного протаивания, увлажненности, прекращением или резким ослаблением поступления на поверхность минерального осадка, перестройкой ландшафтной обстановки. Наибольшим разнообразием строения и степенью оформленности профилей характеризуются почвы, формировавшиеся в начале МИС-3. Две последующие почвы, относящиеся к средине этой стадии, носят следы гидроморфного или полугидроморфного почвообразования и близки к почвам современных заболоченных тундр. Почвы заключительного этапа МИС-3 развивались в условиях нарастающей суровости климата и активизирующегося поступления на поверхность минерального осадка. В толщах МИС-2 признаки эпигенного почвообразования отсутствуют.

В 2011 г. в Александровском карьере (г. Курск, Россия) изучен рышковский педолитокомплекс микулинского межледниковья (МИС-5е), состоящий из трех–четырех профилей почв, разделенных гумусированными педоседиментами. Нижняя почва – эродированная серая лесная, две средние – луговые в днище берегового оврага, средняя на палеосклоне – дерново-подзолистая и верхние слаборазвитые почвы с элементами лесного почвообразования. Морфологическое, физико-химическое и микробиоморфное изучение строения педолитокомплекса на склоне и в днище погребенного берегового оврага, заполненного пролювиальными и аллювиально-делювиальными отложениями, позволило реконструировать не менее трех педогенных и четырех морфолитогенных этапов в МИС-5е, что значительно детализировало событийную историю межледниковья. В профиле рышковского педолитокомплекса хорошо выражен погребенный гумусовый горизонт нижней серой лесной почвы, отражающий более теплые климатические условия первой половины последнего завершенного межледниковья, по сравнению со второй. Почвообразование в трансаккумулятивных ландшафтах неоднократно прерывалось эрозионно-аккумулятивными процессами, что отражает нестабильность (ритмичность) климатической обстановки в микулинское (эемское) межледниковье и хорошо коррелирует с детальными записями других геологических архивов.

Проведено исследование почв, погребенных под курганами эпохи средневековья (XII–XIII вв. н. э.) и современных дерново-подзолистых почв в Одинцовском районе Московской области. В изученных палеопочвах зафиксированы различия по степени проявления процессов переувлажнения и/или оподзоливания, а также по морфологическим данным – аккумуляции гумуса и признакам былой активности почвенной биоты. Современная почва демонстрирует наиболее осветленный профиль с глубокими языками отбеленного материала. По данным микробиоморфного анализа предложен относительный хронологический порядок сооружения курганов в могильнике. В начале XIII в. реконструированы относительно теплые и влажные климатические условия, сходные с современными последних 30 лет, при которых формировалась почва, погребенная под курганом 3, и относительно сухой и холодный климат во второй половине того же века, когда формировалась почва под курганом 1. Исследование подтвердило изменчивый характер климата в лесной зоне Подмосковья во время последнего завершенного климатического ритма голоцена. Определен способ строительства курганных конструкций: выкладка почвенных горизонтов из ровиков вокруг кургана в обратном порядке на срезанную поверхность погребаемой почвы и трамбовка грунта без дополнительного увлажнения. Полученные результаты дополняют базу данных информационного блока почвенных архивов на примере древних лесных почв под курганами.

Изучены почвы, погребенные под раннесредневековыми курганами IX и начала XI вв. Проведена реконструкция влияния естественных изменений природной среды на динамику процессов почвообразования на основании сравнительного анализа свойств почв, погребенных под разновозрастными курганами, дневных (фоновых) и вновь образованных на курганных конструкциях; дополнены данные о времени формирования почв на песчаных почвообразующих породах в таежной зоне. Регион исследования относится к Прибалтийской провинции дерново-подзолистых почв южно-таежной подзоны. Описаны почвы, погребенные под курганными конструкциями в периоды с различными климатическими условиями. Почвы, развивавшиеся перед погребением в условиях прохладного и влажного климата VIII–IX вв. н. э., характеризуются подвижностью форм железа по профилю и морфологически выраженным скоплениям отбеленных кварцевых зерен в верхней его части. Влияние теплого и сухого климата X в. н. э. на процессы почвообразования проявляется в меньшей подвижности соединений железа и более активном гумусонакоплении, меньшем осветлении минеральных зерен. Время формирования профиля дерново-подбура в материале курганных конструкций оценено в 1 тыс. лет. Сооружение курганных конструкций состояло в последовательной насыпке вала от краев к центру площадки, при которой в верхней части кургана оказывался материал срединных горизонтов исходной почвы.

На примере обнажения на мысу Малый Чукочий разработана модель накопления почвенно-осадочной последовательности ледового комплекса Колымской низменности. Измерено распределение магнитной восприимчивости осадка по глубине последовательности, которое имеет периодическую форму. Удельная магнитная восприимчивость материала на уровне (5–25) × 10⁻⁸ м³/кг определяется присутствием в нем дисперсных кристаллов магнетита. Обоснована гипотеза об аутигенном происхождении магнетита ледового комплекса. Благодаря его накоплению магнитная восприимчивость почвы увеличивается на протяжении времени жизни материала в сезонно-талом слое, а ее распределение в почвенно-осадочной последовательности отражает информацию об истории накопления толщи. Предлагаемая модель описывает почвенно-осадочную последовательность как результат поступления осадка на поверхность почвы с непостоянной во времени интенсивностью потока осадочного вещества, что определяет длительность времени жизни осадка в сезонно-талом слое и срок накопления магнетита в почве. Проведено сопоставление вычисленного распределения степени трансформации осадка в профиле последовательности с измеренным распределением магнитной восприимчивости. По данным об этом распределении с помощью модели выполнена реконструкция истории накопления почвенно-осадочной последовательности.