Sarykul paleosols of the Miass quarry (Southern Urals) from the standpoint of paleopedology
To study ancient soils is significant for reconstructing the retrospective trends of climate change. This essential problem requires the involvement of regional materials, synthesis of which will ultimately facilitate identification of natural and anthropogenic components of global climate change. The aim of our research was to show the uniqueness of the Southern Urals Sarykul paleosols from the standpoint of paleopedology for further placing them in the system of uneven-aged soils of the Urals. The objects of the study were paleosols in the Miass quarry, located in the Eastern foothills of the Southern Urals (55°04'38"N 60°07'47"E). Sarykul paleosols are morphologically similar, so only paleosols from two sections (2-013 and 9-014) were subject to analytical study. We studied basic physico-chemical characteristics as well as the composition, the ratio of humic substances and their spectral properties (See Tables). We obtained similar values of the medium reaction, the content of exchangeable bases with a predominance of calcium over magnesium and high content of the latter, as well as a relatively high content of amorphous iron in the considered soils. We did not reveal redistribution of clay fraction in the soil profile. Humus horizons of the paleosols are close in magnetic susceptibility - one of the soil integral indicators. The non-parallel change in the magnetic susceptibility and the content of total organic carbon with the depth in both paleosols, the low carbonate content and even their absence in [B] horizons, and a relatively high content of amorphous iron allows us thinking that the soil passed the stage of relatively high humidity. Group humus composition of paleosol is characterized as typical for modern Chernozem soil: humic acids have the largest proportion of calcium humates and predominate over fulvic acids. Data characterizing the elemental composition of humic acids and their spectral characteristics of [A] horizon indicate the possibility of humus horizon formation under the conditions of changing hydration. Data of Н: С ratio in paleosol humic acids lies in the ranges of values of the period of biological activity specific to the modern forest-steppe conditions with the leached Chernozem. Diagnostics of environmental conditions of the formation period of Sarykul paleosols allows making conclusion that the climate conditions at the boundary between early and middle Pleistocene within the modern forest zone in the Southern Urals were relatively warm, corresponding to the forest-steppe conditions. The presented data may help establish patterns of climate change in local areas in the context of global climate trends.
Keywords
humic acids,
humus,
Pleistocene,
paleoenvironment,
гуминовые кислоты,
гумусовые профили,
плейстоцен,
палеоприродная средаAuthors
| Nekrasova Olga A. | Ural Federal University named after the First President of Russia BN Yeltsin | o_nekr@mail.ru |
| Dergacheva Maria I. | Institute of Soil Science and Agrochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences | mid555@yandex.com |
| Uchaev Anton P. | Ural Federal University named after the First President of Russia BN Yeltsin | uchaev89@inbox.ru |
| Bazhina Natalia L. | Institute of Soil Science and Agrochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences | natasha-bazhina@mail.ru |
Всего: 4
References
Зонн С.В. Железо в почвах (генетические и географические объекты). М. : Наука, 1982. 208 с.
Дергачева М.И. Методы почвоведения в археологических исследованиях. Новосибирск : Изд-во НГУ, 2007. 97 с.
Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О., Иванов А.В., Морозов В.В. Магнетизм почв. М. : Ярославль, 1995. 223 с.
Дергачева М.И. Археологическое почвоведение. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 1997. 228 с.
Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Методические указания по определению содержания и состава гумуса в почвах (минеральных и торфяных). Л. : Наука, 1975. 106 с.
Welte E. Neuere Ergebnisse der Humusforschung // Angev. Chem. 1955. Vol. 67, № 5. PP. 153-155.
Mullins C.E. Magnetic Susceptibility of Soil and its Significance in Soil Science - a Review // Journal of Soil Science. 1977. Vol. 28. PP. 223-246.
Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. М. : АН СССР, 1958. 192 с.
Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М. : Изд-во Моск. унта, 1970. 487 с.
Теория и практика химического анализа почв / ред. Л.А. Воробьева. М. : ГЕОС, 2006. 400 с.
Dergacheva M., Nekrasova O., Uchaev A., Bazhina N. Sarykul paleosol in Southern Urals sediments (Russia) // Quaternary International. 2015. Vol. 420. PP. 90-100.
Куликов П.В. Определитель сосудистых растений Челябинской области. Екатеринбург : Изд-во УрО РАН, 2010. 969 с.
CLIMATE-DATE. ORG. Климат: Миасс. URL: http://ru.climate-data.org/location/1843/ (дата обращения: 20.09.2016).
Стефановский В.В. Плиоцен и квартер Восточного склона Урала и Зауралья. Екатеринбург : Изд-во ИГГ УрО РАН, 2006. 223 с.
Некрасова О.А. Элементный состав гуминовых кислот южнотаежных почв Среднего Урала и прилегающих территорий // Вестник КрасГАУ. 2013. Вып. 3. С. 23-28.
Дергачева М.И., Некрасова О.А., Оконешникова М.В., Васильева Д.И., Гаврилов Д.А., Очур К.О., Ондар Е.Э. Соотношение элементов в гуминовых кислотах как источник информации о природной среде формирования почв // Сибирский экологический журнал. 2012. № 5. С. 667-676.
Дергачева М.И., Некрасова О.А., Васильева Д.И., Фадеева В.П. Элементный состав гуминовых кислот целинных черноземов разных условий формирования // Вестник Оренбургского государственного университета. 2012. № 10 (146). С. 90-96.
Агишева С.Ю. Экология гумуса лесостепных и степных почв Урала (Оренбургского Предуралья) // Вестник Оренбургского государственного университета. 2011. № 12 (131). С. 16-18.
Русанов А.М., Агишева С.Ю. Экологические условия гумусообразования черноземов Урала // Вестник Оренбургского государственного университета. 2009. № 6 (112). С. 597-600.
Calderoni G., Schnitzer M. Effects of age on the chemical structure of paleosol humic acids and fulvic acids // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. Vol. 48. PP. 2045-2051.
Dergacheva M., Fedeneva I., Bazhina N., Nekrasova O., Zenin V. Shestakovo site of Western Siberia (Russia): pedogenic features, humic substances and paleoenvironment reconstructions for last 20-25 ka // Quaternary International. 2015. Vol. 420. PP. 199-207.
Dergacheva M.I. Pedohumic method in paleoenvironmental reconstructions: an example from Middle Siberia // Quaternary International. 2003. Vol. 106-107. PP. 73-78.
Дергачева М.И., Зыкина В.С. Органическое вещество ископаемых почв. Новосибирск : Наука, 1988. 126 с.
Дергачева М.И. Гумусовая память почв // Память почв: Почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий / отв. ред. В.О. Таргульян, С.В. Горячкин. М. : Изд-во ЛКИ, 2008. С. 530-560.
Nawrocki J., Lanczont M., Rosowiecka O., Bogucki A.B. Magnitostrarigraphy of the loess-paleosol key Palaelolithic section at Korolevo (Transcarpatian, W. Ukraine) // Quaternary International. 2015. PP. 1-14.
Rusakov A., Nikonov A., Savelieva L., Simakova A., Sedov S., Maksimov F., Kuznetsov V., Savenko V., Starikova A., Korkka M., Titova D. Landscape evolution in the periglacial zone of Eastern Europe since MIS5: Proxies from paleosols and sediments of the Cheremoshnik key site (Upper Volga, Russia) // Quaternary International. 2015. Vol. 365. PP. 26-41.
Дергачева М.И. Магнитная восприимчивость почв и ее использование в палеопочвоведении // Палеопочвы, природная среда и методы их диагностики / orb. ред. Г.В. Добровольский, М.И. Дергачева ; Институт почвоведения и агрохимии СО РАН; Институт водных и экологических проблем СО РАН ; Томский государственный университет. Новосибирск : ЗАО «ОФСЕТ», 2012. С. 163-172.
Bidegain J.C., Rico Y., Bartel A., Chaparro M.A.E., Jurado S. Magnetic parameters reflecting pedogenesis in Pleistocene loess deposits of Argentina // Quaternary International. 2009. Vol. 209. PP. 175-186.
Velichko A.A., Catto N.R., Kononov M.Yu., Morozova T.D., Novenko E.Yu., Panin P.G., Ryskov G.Ya., Semenov V.V., Timireva S.N., Titov V.V., Tesakov A.S. Progressively cooler, drier interglacials in southern Russia through the Quaternary: Evidence from the Sea of Azov region // Quaternary International. 2009. Vol. 198. PP. 204-219.
Rutter N.W., Velichko A.A., Dlussky K.G., Morozova T.D., Little E.C., Nechaev V.P., Evans M.E. New insights on the loess/paleosol Quaternary stratigraphy from key sections in the U.S. Midwest // Catena. 2006. Vol. 67. PP. 15-34.
Губин С.В., Лупачев А.В. Подходы к выделению и изучению погребенных почв в мерзлых толщах отложений ледового комплекса // Криосфера Земли. 2012. Т. XVI, № 2. С. 79-84.
Морозова Т.Д. Развитие почвенного покрова Европы в позднем плейстоцене. М. : Наука, 1981. 281 с.
Сиренко Н.А., Турло С.И. Развитие почв и растительности Украины в плиоцене и плейстоцене. Киев : Наук. думка, 1986. 186 с.
Zeng L., Lu H, Yi S., Li Y, Lv A., Zhang W., Xu Z., Wu H., Feng H., Cui M. New magnetostratigraphic and pedostratigraphic investigations of loess deposits in north-east China and their implications for regional environmental change during the Mid-Pleistocene climatic transition // Journal of Quaternary science. 2016. Vol. 31, № 1. PP. 20-32.
Kitaba I., Harada M., Hyodo M., Katoh S., Sato H., Matsushita M. Mis 21 and the Mid- Pleistocene Climate transition: climate and sea-level variation from a sediment core in Osaka Bay, Japan // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2011. Vol. 299. PP. 227-239.
Hyodo M., Katoh S., Kitamura A., Takasaki K., Matsushita H., Kitaba I., Tanaka I., Nara M., Matsuzaki T., Dettman D.L., Okada M. High resolution stratigrapfy across the early-middle Pleistocene boundary from a core of the Kokumoto Formation at Tabuchi, Chiba Prefecture, Japan // Quaternary International. 2016. Vol. 397. PP. 16-26.
Retallack G.J. Soils of the past: an introduction to paleopedology. Blackwell, Oxford, UK. 2001. 600 p.
